HP-2型中压大电容标准装置研制成功

由电子部302计量站承担的电子工业部的“八五”计量科研项目“HP—2型中压大电容标准装置”日前已通过电子部技术鉴定。中高压电容器广泛用于雷达、导航、通讯、测控等国防系统及军、民用机电设备、仪器仪表、能源电力部门；但目前国内外对大电容的测量，一般是在低电压条件下进行。为满足军民口需要，正确测定这类电容器的性能，以保证其使用质量，建立中压大电容标准非常重要。“HP—2型中压大电容标准装置”在国内率先解决了中压条件（10kV）下大电容的测量问题，填补了国内空白。由于采用电流比较仪电桥原理，运用多种量程扩展，整套…     

新的多功能标准器建立应用及评价

美国福禄克公司新一代的5500A多功能标准器。我们用它检定数字电压表时，其功能可以覆盖所有数字电压表的技术指标。5500A具有仪表校准所需的源功能一交直流电压、电流、电阻、电容的功能，电阻和电容都是可调的，其中电阻的分辨率为1mΩ，电容分辨率为0．1PF．电阻和电容使用方便，对各种测量工具都很实用。根据检定规程的要求，计量时能迅速有效地完成校准任务。它简便易读，能识速、准确、有效地校准各种仪表，深受使用部门的好评。从5500A的使用情况来看，它的性能指标能够满足我所各类数字表检定计量的技术要求。因此，各类数字表的…     

飞艇超级电容储能系统仿真分析

针对飞艇大功率设备起动时低压直流电网压降问题,对基于超级电容储能装置的供电系统进行研究。利用超级电容储能装置大电流放电特性,完成大功率用电设备启动,平衡母线电压。使用matlab/simulink建立电源系统模型和储能装置模型并进行仿真验证,结果表明该方法提高了低压直流供电系统瞬时大电流放电的能力,保证系统的运行稳定性。     

微小电容检测及报警电路的设计

设计了一种基于CAV424和AM402的微小电容检测及报警电路,该电路可以将微小的电容信号转换成4～20mA的电流输出,介绍了该电路的内部结构和工作原理,并通过实验验证了该电路的实用性。     

无线分系统带通滤波器功率输出故障分析

针对某型遥码通信系统在低温贮存、高温工作试验后,无线通信分系统的功率输出异常问题,通过问题排查、定位和分析,找出故障原因,采取强迫散热以增加电感线圈载流量,将通过电流较大的电容改用三只电容并联以降低电容内阻,按照装配工艺要求进行电容装配,改进设计后的滤波器经过低温、高温加功率测试,工作稳定,验证了更改措施的有效性。     

独立励磁直流发电系统优化控制方法比较

传统的电压环比例积分（PI）控制无法兼顾直流（DC）发电系统的稳态和动态性能，一种电容能量平衡控制（CEC）方法被提出用以提升独立励磁直流发电系统的动态性能，CEC外环仍然采用PI控制。提出一种基于负载反馈的广义预测控制（GPC）方法，与PI控制框架下的电容能量控制方法进行比较研究。从原理上分析了CEC与GPC方法的特点，指出CEC方法的高比例增益能够加速系统动态响应，但外环的积分环节与负载电流反馈相冲突，会影响系统的电压稳态精度。分别构建CEC与GPC方法下的系统传递函数，从抗负载电流扰动的角度进行控制参数优化设计，并进行仿真验证，讨论了电容参数失配对2种控制方法的影响。最后，通过对比实验验证了本文对2种优化控制方法分析的正确性。实验结果表明：优化控制参数后的GPC与CEC方法在动态性能上优于传统的电压环PI控制，且相较于CEC,GPC拥有更强的鲁棒性。     

MOSFET开关过程的研究及米勒平台振荡的抑制

设计功率MOSFET驱动电路时需重点考虑寄生参数对电路的影响。米勒电容作为MOSFET器件的一项重要参数,在驱动电路的设计时需要重点关注。重点观察了MOSFET的开通和关断过程中栅极电压、漏源极电压和漏源极电流的变化过程,并分析了米勒电容、寄生电感等寄生参数对漏源极电压和漏源极电流的影响。分析了栅极电压在米勒平台附近产生振荡的原因,并提出了抑制措施,对功率MOSFET的驱动设计具有一定的指导意义。     

变频电动机耦合电容分析与计算研究

脉宽调制(PWM)变频驱动器在提高交流传动系统效率的同时,产生的高次谐波导致共模电流显著增加。其中电动机定子绕组与定子铁心之间的耦合电容是共模电流的主要通路。准确计算定子绕组与定子铁心之间的耦合电容对于预测共模电流具有重要意义。由于电机绕组内部导线排列不规则,准确进行解析计算较为困难,将其简化为集中导体后,会导致计算精度变差。在绕组全散线模型的基础上,提出了一种简化散线建模方法,能在计算精度不变的情况下,有效地减小模型的复杂度。通过对比解析计算、全散线模型、简化散线模型和测量值,验证了该方法的有效性。     

超声速磁流体加速实验及一维模型分析

为了获得负载系数、电导率等参数变化对超声速磁流体加速效果的影响规律,利用激波风洞,采用氩气与碳酸钾作为工质,电容提供电能的方式,在磁感应强度为0.5T的条件下,进行了不同电容充电电压下的超声速磁流体加速实验研究,并对一维定常理想分段法拉第型磁流体加速模型进行了分析.通过实验获得了不同电容充电电压下#10电极间的电压、电流、负载系数、电导率及#20电极开路电压等数据,在300, 400V电容充电电压下,气流速度分别增加11.4%和24.0%,在500V电容充电电压下气流速度减小11.1%.实验及模型分析得出不同的负载系数会使超声速磁流体处于加速或减速的不同状态,而电导率会影响注入总能量的大小,使磁流体流动的速度梯度大小发生改变.      

面向航空结构低频振动的力电耦合超材料板设计

针对航空结构低频振动控制难的问题，提出将负电容与电感电路结合设计具有优异低频振动特性的力电耦合超材料板结构。该超材料板包含作为基底的普通板结构、周期分布在板表面的压电单元及与压电单元相连的包含电感和负电容的分流电路。首先通过有效介质理论，得到了超材料板等效抗弯刚度解析表达式并进行了修正。在此基础上，通过分析负电容对等效抗弯刚度的影响阐明了负电容拓宽禁带的机制。进一步推导了禁带范围的解析表达式，研究了负电容对禁带范围和位置的影响规律，理论结果表明负电容与电感并联可以将禁带宽度拓宽至原来的20倍以上。最后，通过数值算例验证了引入负电容后力电耦合超材料板能够在目标低频范围实现很好的振动抑制效果。     

负载电流反馈补偿法在双凸极无刷直流发电机数字调压器中的应用

分析了双凸极无刷直流发电系统突加、卸负载时的工作机理及滤波电容的影响,在此基础上提出了负载电流反馈补偿控制方法,以提高系统的动态性能。实验结果表明,在系统突加和突卸负载两种情况下,加入负载电流反馈补偿控制后,不仅电压恢复时间明显缩短,而且电压波动幅值也大大减小,系统的动态特性得到了明显的提高。该方法可推广应用到不同类型的直流发电机的数字调压控制中。     

脉冲等离子体推力器放电波形设计评估仿真研究

运用磁流体动力学的方法,对脉冲等离子体推力器推力室工作过程开展三维双温MHD数值仿真,并开展对推力室的工作机理的分析研究。通过该模型计算得到的推进剂烧蚀质量和元冲量与实验结果相符,同时针对不同初始电压、电容以及两种特征波形的情况进行评估,为推力器的放电波形设计提供指导依据。结果显示在推力器波形设计的初期,是采用电流高变化率低能量水平,还是采用电流低变化率高能量水平,需要结合实际,进行优化评估。     

基于多层有限元法的去耦电容设计

在高速板卡设计中,为了避免电路发生瞬变电流时产生不必要的电压波动,可通过放置去耦电容的方式减小电源分配网络（PDN）在某些频率下的阻抗。但大规模集成电路封装和板级结构的复杂性以及高驱动频率,导致选择和放置合适的电容器成为一个难题。遗传算法（GA）能够方便有效地进行去耦电容的选择和放置。文章采用遗传算法与多层有限元法（MFEM）结合的方法解决了降低电源分配网络阻抗的问题,通过实例验证了纵向元件与多层有限元相结合的方法的有效性。     

基于AFM调制电信号的矢量式纳米加工系统的开发及其应用

在Digital Instrument(DI)公司多功能SPM仪器的基础上,开发出基于原子力显微镜(AFM)调制电信号的矢量式纳米加工系统,成功地实现了纳米量级结构的加工及对加工电路中微弱电流的精密实时探测,实现了对加工电压的实时精确测量及对电容效应的实时观测等。     

基于高功率因数控制的永磁同步电机无电解电容驱动系统控制策略

永磁同步电机无电解电容驱动系统因其成本与寿命的优势,在白色家电领域逐步得到广泛的应用。然而,由于使用小容量的薄膜电容取代大容量的电解电容,母线电压会以两倍工频波动,在母线电压处于波谷时,逆变器输出电压容易饱和,导致控制性能恶化,网侧电流畸变。因此,提出了一种基于高功率因数控制的转矩控制环和电压矢量修正策略,能够有效提升网侧功率因数,抑制网侧电流谐波并符合IEC 6100032标准。该算法的有效性通过仿真得以验证。     

准Z源逆变器驱动永磁同步电机的有限集模型预测控制

针对准Z源逆变器(qZSI)驱动永磁同步电机(PMSM)系统的特点,在两相静止坐标系下,提出一种有限集模型预测控制策略。由准Z源网络电容电压闭环与PMSM电磁功率前馈生成电感电流参考值,通过预测电感电流值并引入子代价函数来确定是否选择直通(ST)状态,以实现qZSI的升压控制。在非直通(NST)状态下,分别对8种开关状态下的PMSM定子电流进行预测,并与转速闭环控制生成的参考电流进行比较,选择最优的开关状态,以实现对PMSM的控制。仿真结果表明,所提控制策略可实现对qZSI的升压及PMSM转速的控制,系统具有良好的稳态及动态性能。     

基于模糊控制的虚拟同步发电机并网策略研究

在基于虚拟同步发电机三相逆变器控制的基础上,利用电容电压和电流反馈,构成双环控制系统。其中,电流环和电压环都采用比例积分控制。但是,传统的双环控制存在精度不高且响应速度较慢等缺点,而模糊控制具有根据系统实时性产生的非线性系统误差的大小,进行在线调节参数的功能。在此基础上,提出了一种基于双环控制和模糊PI相结合的虚拟同步电机控制策略,并搭建了相应的模型。详细分析了加入模糊之后双环控制的参数整定,并通过仿真研究来证明所提方法的有效性。     

宇航用高可靠复合开关设计

传统星载设备采用继电器对供电母线进行开关控制,继电器体积大,并且在大电流情况下,容易产生触点粘连故障,可靠性低。针对该问题提出一种高可靠复合开关电路,采用小型继电器对供电母线上的功率MOS管的栅源电压进行控制,实现了对供电母线的加断电控制;分析了该电路的工作过程,利用功率MOS管线性工作区的特性,可有效降低开机浪涌电流;在此基础上给出了各元器件的降额设计方法。对一款星载DCDC变换器前级增加该开关电路进行试验,结果表明,该开关电路能够可靠控制供电母线的加断电,通过改变缓启电容的大小,能够减小开关浪涌电流90%以上,体积小,可靠性高。     

长电缆传输对LVDT传感器信号的影响仿真分析

随着飞机各系统复杂度的提高,信号频率和密集布线使得线缆间的电磁能量耦合更加严重,串扰噪声不断恶化。通过梳理线缆间串扰的电容性耦合模型和电感性耦合模型,两者综合在被干扰对象上产生干扰噪声。大型飞机飞控系统采用LVDT传感器作为舵面位置传感器,由于电缆长度增加,电缆串扰耦合引起的测量误差已不可忽略。长电缆的串扰耦合将导致LVDT传感器的电压测量值增高,从而引起舵面反馈超差,甚至危害飞机安全。通过CST软件对LVDT传感器的长电缆上信号传输进行仿真,近端和远端的串扰电流相位相差180°且幅值相等,近端和远端的串扰电压相位相同且幅值相等。结合电容性耦合模型和电感性耦合模型分析可知,长电缆之间的线间电容是LVDT传感器电压测量值增高的主要原因。     

飞机全电刹车机电作动系统上电自检测

提出了一种飞机全电刹车机电作动（EMA）系统的上电自检测（POST）方法,以保证系统在运行前处于安全工作区域。通过检测,可及时准确地定位和更换故障部件,提高飞机出勤率。在系统运行之前,尽可能在有限的检测次数内全面准确地检测敏感元件,定位故障部件,避免造成刹车系统的二次伤害。针对逆变器和电机三相绕组组成的驱动回路,利用母线电容放电产生电流,完成检测。检测过程利用电容电压而非电源为逆变器供电,可防止过高的短路电流对电源的冲击,且电容上存储的能量有限,可有效避免短路故障对系统的二次伤害。检测方法在原有电路的基础上并未增加传感器和检测电路,但实现了逆变器功率管以及电机绕组,短路和开路故障的全面检测,且可定位出故障部件和故障原因。该机电作动系统上电自检测方法能够保证在一秒内完成系统全面自检测,经过1 000次正常及带故障试验,故障的误报率和漏报率保持在1‰以下。在现场试验中,系统可抵御飞机复杂的电磁环境（EME）,工作性能稳定。通过软件设置不同故障阈值,可方便移植到其他机电作动系统中。