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智能高压TSC无功补偿装置的研制

智能高压TSC无功补偿装置的研制

作者：赵秋山郑州大学

学位级别：硕士

随着国民经济的快速发展,电力系统的负荷迅速增加,各种低功率因素、整流性、冲击性负载大量接入电网,造成电网功率因素低,高次谐波污染,电压电流波形畸变等电能质量问题。为了解决上述电能质量问题,必须在电网中适当增加无功补偿装置。... 详细信息

随着国民经济的快速发展,电力系统的负荷迅速增加,各种低功率因素、整流性、冲击性负载大量接入电网,造成电网功率因素低,高次谐波污染,电压电流波形畸变等电能质量问题。为了解决上述电能质量问题,必须在电网中适当增加无功补偿装置。在众多无功补偿装置中,晶闸管投切电容器(Thyristor Switch Capacitor——TSC)技术是一种应用广泛、高性价比的无功补偿设备,特别是在6KV-35KV的中高压电网中,对稳定电网电压、提高电网功率因素、保证供电质量及改善电能质量发挥着无可取代的作用。本文在研究了TSC无功补偿装置的工作原理和电容器无涌流冲击投入技术的基础上,设计出了一整套智能高压TSC无功补偿装置,在硬件电路设计上,采用TI公司生产的DSP处理器TMS320F2812作为核心控制器,设计了抗干扰的信号采样电路、动态的保护检测电路和方便直观的人机接口电路,给出了基于10KV输电系统的三相晶闸管阀接线方式,重点论述了串联晶闸管触发系统的关键技术——光电触发系统的设计过程,该触发系统采用高绝缘性的光电传换电路和自创的串联晶闸管高压驱动多路供能电路,成功解决了串联晶闸管驱动电路的高低压隔离和驱动供能电路简单、高效、多路相互隔离的要求,实现了晶闸管阀导通的一致性。软件方面给出了控制系统的结构框图和投切控制判据,采用了电压无功复合投切判据,以无功功率作为主判据,电压作为辅助判据,避免了轻载时产生的投切振荡。同时针对不同电容器残压下的无功补偿环境,给出了相应的投切控制方案,使得本装置适用于任何需要快速频繁投切电容器的场合。最后,对高压TSC无功补偿装置进行了实际的低压和高压测试,实验结果表明该装置是有效的、可靠的,完全实现了电容器快速频繁、无涌流冲击投切的目的,满足电力系统的要求。

关键词：晶闸管投切电容器光电触发系统电容器无涌流投入技术无功补偿

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C类高效射频功率放大器设计与线性化研究

C类高效射频功率放大器设计与线性化研究

作者：赵秋山燕山大学

学位级别：硕士

射频功率放大器是现代通信系统中的关键设备，其性能直接影响着通信质量。高功率、高线性度和高效率的射频功率放大器成为了通信设备设计的热点和难点。针对蜂窝通信的频段，本文主要对C类高效单管射频功率放大器、C类高效平衡式射频功... 详细信息

射频功率放大器是现代通信系统中的关键设备，其性能直接影响着通信质量。高功率、高线性度和高效率的射频功率放大器成为了通信设备设计的热点和难点。针对蜂窝通信的频段，本文主要对C类高效单管射频功率放大器、C类高效平衡式射频功率放大器进行了设计和线性化研究。本文完成的主要工作如下：首先，根据设计指标，分析了LDMOS晶体管MRFE6S9046N的性能参数，确定了静态工作点，在此基础上，对放大电路稳定性问题进行了研究，采用负载牵引技术所得功率效率分布图求得C类静态工作点下快速变化的目标阻抗，利用Bode-Fano准则和SmithChart相结合的方法实现匹配电路，运用ADS设计完成了C类高效率和高输出功率的单管功率放大器。通过谐波平衡仿真分析，功率放大器在930~950MHz频率范围内，输出功率大于45dBm，功率附加效率大于65%，增益大于18dB。运用功率回退技术，功率回退4dBm，IMD3达到-30dBc。其次，分析了平衡式功率放大器的结构和特点，根据设计指标，设计了一款930~950MHz的威尔金森功分器。在单管射频功放和威尔金森功分的基础上，设计了一款平衡式射频功率放大器。运用谐波平衡仿真，功率放大器在930~950MHz频率范围内，输出功率大于46.6dBm，功率附加效率大于53%，增益大于19dB。输入功率为27dBm时，IMD3为-22dBc。最后，介绍了预失真技术和功率放大器的各种数学模型，在设计的单管射频功放的基础上，加入相位补偿线，依据电路的输入输出功率对Saleh模型的参数进行估算，运用MATLAB完成预失真建模仿真，幅度-幅度仿真获得了良好的线性度，幅度-相位失真在一定范围内得到改善。

关键词：射频功率放大器平衡式功率放大器 C类预失真

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高压隔离的多路低压直流电源

电力自动化设备 2010年第1期30卷 136-138,144页

作者：赵秋山冯冬青卢宜郑州大学电气工程学院河南郑州450001

提出了一种基于高频电流互感器的多路低压直流电源设计方案,它实现了高低压电路的隔离。在低压侧采用电流型定频PWM控制器UC3842控制的单端反激电路产生稳定的脉冲电流,通过高频电流互感器传递脉冲能量和实现隔离高压,高压驱动供电电路... 详细信息

提出了一种基于高频电流互感器的多路低压直流电源设计方案,它实现了高低压电路的隔离。在低压侧采用电流型定频PWM控制器UC3842控制的单端反激电路产生稳定的脉冲电流,通过高频电流互感器传递脉冲能量和实现隔离高压,高压驱动供电电路之间的隔离由多个电流互感器实现,并且该电源可以实现输出不同等级的电压和电流以满足驱动电路的要求。试验结果表明,该方案能为大功率电力半导体器件提供足够大的驱动电压和驱动电流,提高高压控制系统的可靠性和稳定性。

关键词：高压驱动电路高压隔离驱动电源高压隔离电源电磁送能电源

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方钢管超高性能混凝土短柱抗震性能试验研究

工业建筑 2019年第12期49卷 188-194页

作者：吴诚徐慎春赵秋山杨烨凯天津城建大学土木工程学院天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室天津300384 天津大学建筑工程学院天津300372 天津市天友建筑设计股份有限公司天津300384

为研究方钢管超高性能混凝土短柱的抗震性能,以混凝土强度等级,轴压比,含钢率为参数,设计制作了四根不同的构件,进行低周反复荷载作用下的试验,研究分析其破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、刚度退化等力学性能指标。试验... 详细信息

为研究方钢管超高性能混凝土短柱的抗震性能,以混凝土强度等级,轴压比,含钢率为参数,设计制作了四根不同的构件,进行低周反复荷载作用下的试验,研究分析其破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、刚度退化等力学性能指标。试验结果表明:方钢管超高性能混凝土短柱的破坏形态与方钢管普通混凝土短柱相似,但是超高性能钢纤维混凝土填充方钢管柱表现出了更好的延性、耗能能力和滞回性能。

关键词：方钢管超高性能混凝土短柱抗震性能低周反复荷载

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大功率高压电力电子器件多路驱动器

电源技术 2016年第12期40卷 2457-2460页

作者：赵秋山赵梁博张泰峰张伟中国电子科技集团公司第十八研究所天津300384 北京空间机电研究所北京100094

针对高压控制系统中大功率电力电子器件不同驱动电路存在的问题,提出了一种全新的大功率高压电力电子器件多路驱动器设计方案,包括工作原理、硬件结构和控制方案。利用单端反激电路产生脉冲大电流,多个高频电流互感器传递脉冲电流,实现... 详细信息

针对高压控制系统中大功率电力电子器件不同驱动电路存在的问题,提出了一种全新的大功率高压电力电子器件多路驱动器设计方案,包括工作原理、硬件结构和控制方案。利用单端反激电路产生脉冲大电流,多个高频电流互感器传递脉冲电流,实现隔离高压和高压驱动电路之间的隔离,成功地解决了低成本隔离问题及驱动电路可靠性问题。试验结果表明,该方案能安全可靠地控制串并联大功率电力电子器件的导通和关断。

关键词：高压驱动电路多路驱动器大功率电力电子器件单端反激电路

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卫星用新型大功率变换器

电源技术 2018年第1期42卷 105-107页

作者：赵秋山鲁伟张泰峰张伟中国电子科技集团公司第十八研究所天津300384

随着卫星载荷功率的逐渐提升,对大功率变换器的需求越来越多,但传统卫星电源控制器中的功率变换器难以实现高效率转换的同时实现较大的功率输出。提出了一种卫星用新型大功率变换器电路拓扑,有效解决了上述问题。首先通过电路工作时序图... 详细信息

随着卫星载荷功率的逐渐提升,对大功率变换器的需求越来越多,但传统卫星电源控制器中的功率变换器难以实现高效率转换的同时实现较大的功率输出。提出了一种卫星用新型大功率变换器电路拓扑,有效解决了上述问题。首先通过电路工作时序图,详细分析了所提电路的工作原理,并给出了电路关键工作波形,同时探讨了新型变换器功率管零电压开通实现的条件。最后进行了Saber软件分析和实验电路验证,实验结果验证了所提出的新型变换器拓扑的可行性与有效性。

关键词：大功率变换器卫星电源高效大功率

基于LQRI方法的蓄电池充电调节器控制策略

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电源技术 2017年第10期41卷 1475-1476,1508页

作者：张泰峰鲁伟邵兰娟赵秋山中国电子科技集团公司第十八研究所天津300384

为提高卫星电源蓄电池充电调节器(BCR)的工作性能,基于带积分环节的线性二次型调节器(LQRI)设计方法提出了一种新型的BCR控制策略。根据BCR的工作机理,获得了系统的小信号数学模型;通过引入状态积分环节,实现了状态方程的扩维;通过定义... 详细信息

为提高卫星电源蓄电池充电调节器(BCR)的工作性能,基于带积分环节的线性二次型调节器(LQRI)设计方法提出了一种新型的BCR控制策略。根据BCR的工作机理,获得了系统的小信号数学模型;通过引入状态积分环节,实现了状态方程的扩维;通过定义二次型性能指标函数和加权矩阵,获得了一种新型BCR状态反馈控制策略,有效消除了系统的稳态输出误差。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

关键词：蓄电池充电调节器线性二次型调节器卫星电源状态反馈

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空间电源系统放电调节器技术的应用研究

电源技术 2017年第8期41卷 1236-1238页

作者：赵秋山王凯徐伟鲁伟张泰峰中国电子科技集团公司第十八研究所天津300384

结合我国空间电源系统放电调节器技术的发展现状,介绍了几种常用的蓄电池放电调节器的工作原理,给出了每种电路拓扑的工作电流波形,分析了每种电路拓扑的优缺点和应用场合,并对空间电源系统放电调节器技术的发展趋势进行分析和总结。

关键词：电源系统空间电源放电调节器

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航天器用新型隔离充电器拓扑分析及研究

电源技术 2018年第11期42卷 1733-1735页

作者：赵秋山王凯徐伟张泰峰鲁伟中国电子科技集团公司第十八研究所天津300384

针对无法使用传统非隔离型航天器电源系统的设计问题,提出了一种航天器用新型隔离充电器设计方法。首先通过电路工作时序图,详细分析了所提电路的工作原理,并给出了电路关键工作波形,同时针对锂离子蓄电池的充电特性,深入探讨了新型隔... 详细信息

针对无法使用传统非隔离型航天器电源系统的设计问题,提出了一种航天器用新型隔离充电器设计方法。首先通过电路工作时序图,详细分析了所提电路的工作原理,并给出了电路关键工作波形,同时针对锂离子蓄电池的充电特性,深入探讨了新型隔离充电器的控制策略件。最后通过实验电路验证了所提出的隔离电源拓扑的可行性与有效性,为航天器电源系统的设计提供了参考。

关键词：隔离充电器蓄电池控制策略高效大功率