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基于可控电流源的太阳电池模型参数测试方法

半导体技术 2015年第9期40卷 699-705页

作者：张渊博韩培德卓国文中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室北京100083 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

太阳电池等效模型参数测试是太阳电池生产应用与光伏研究的必备环节,针对传统太阳电池测试系统不但成本高,而且无法测试交流模型参数,提出了一种基于可控电流源的太阳电池等效模型参数测试方法,并成功搭建微型测试系统。实验结果表明,... 详细信息

太阳电池等效模型参数测试是太阳电池生产应用与光伏研究的必备环节,针对传统太阳电池测试系统不但成本高,而且无法测试交流模型参数,提出了一种基于可控电流源的太阳电池等效模型参数测试方法,并成功搭建微型测试系统。实验结果表明,基于该方法搭建的微型测试系统不但可以精确测量太阳电池的直流模型参数(并联电阻Rsh,串联电阻Rs,开路电压Voc,短路电流Isc,填充因子FF,最大功率Pmax,转换效率η),而且可以测量电池的交流模型参数(寄生结电容Cj),同时还可以用于判断电池组件的内部结构。该系统测试相对误差小于4%,实验数据表明了该系统在太阳电池光电特性研究中的科学性与可靠性。

关键词：太阳电池可控电流源模型参数奈奎斯特图测试系统

基于可控电流源的高精度高细分数步进电机电细分驱动技术的研究

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基于可控电流源的高精度高细分数步进电机电细分驱动技术的研究

作者：姜杏辉苏州大学

学位级别：硕士

步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的机电元件,与其他类型电机相比具有易于精确控制、运行角度无积累误差等优点,是位移控制系统中重要的执行部件。对于高精度微位移控制系统而言,常采用步进电机电细分驱动技术,可有效改善步进电... 详细信息

步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的机电元件,与其他类型电机相比具有易于精确控制、运行角度无积累误差等优点,是位移控制系统中重要的执行部件。对于高精度微位移控制系统而言,常采用步进电机电细分驱动技术,可有效改善步进电机的低频特性,实现高精度的定位和微小的位移。目前常用的步进电机电细分驱动技术有斩波恒流驱动,脉冲宽度调制驱动和电流跟踪驱动,虽然均能实现步进电机的细分,也具有较高的细分数和无积累误差等特点,但由于励磁线圈的互感带来的误差,其单步运转的精度依然是步进电机细分的一个瓶颈。本文介绍了基于可控电流源的高精度高细分数步进电机细分驱动方法,采用PWM(脉冲宽度调制)和5阶巴特沃斯低通滤波器实现了双14位精度较高的DAC,用于控制精密可控电流源的电流输出,使得励磁线圈中流经的电流为稳定的直流,实现了步进电机低噪声,高稳定度的细分驱动运行。本文介绍了步进电机在细分运行时微小角位移的测量方法,结合最小二乘法和在理想细分数学模型下实测的细分单步运转角度,进行了细分驱动电流的修正,从而补偿了步进电机励磁曲线的非线性,使得细分运行角度达到了整步运行角度的1/512,单步细分运行误差小于±20%。实测结果证明该细分方法具有细分线性好,无积累误差,转动噪声小的优点,特别适用于要求微位移的控制系统中。

关键词：步进电机可控电流源细分驱动非线性补偿

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隔离可控电流源装置的研制与应用

电世界 2022年第2期63卷 31-33页

作者：王帅中国石油集团电能有限公司气电公司黑龙江大庆163155

1 问题的提出照明线路发生接地短路故障时,电源断路器送不上电,无法进行电流测量。此时,需要在接地线路中串接负载构成回路后方可送电,通过测量电流的方法快速查找接地点。由于线路故障为接地短路故障,送电时导致外壳及灯杆带电,极易发... 详细信息

1 问题的提出照明线路发生接地短路故障时,电源断路器送不上电,无法进行电流测量。此时,需要在接地线路中串接负载构成回路后方可送电,通过测量电流的方法快速查找接地点。由于线路故障为接地短路故障,送电时导致外壳及灯杆带电,极易发生触电事故!为解决这一问题,我们从如何向接地短路线路提供一个与电网隔离、输出电压安全、不怕负载短路供电电源的角度出发,研制了隔离可控电流源装置。

关键词：接地短路故障触电事故测量电流电流测量输出电压可控电流源接地线路照明线路

燃料电池内阻测试用可控交流电流源研究与设计

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燃料电池内阻测试用可控交流电流源研究与设计

作者：罗维武汉理工大学

学位级别：硕士

在质子交换膜燃料电池系统中,燃料电池内阻是衡量电子和质子在电极内传输难易程度的主要标志,也是决定电堆发电效率的关键参数。通过实时测量燃料电池内阻以获取电池运行的实时动态信息,增进对燃料电池反应机理的理解和分析,这对提高燃... 详细信息

在质子交换膜燃料电池系统中,燃料电池内阻是衡量电子和质子在电极内传输难易程度的主要标志,也是决定电堆发电效率的关键参数。通过实时测量燃料电池内阻以获取电池运行的实时动态信息,增进对燃料电池反应机理的理解和分析,这对提高燃料电池耐久性及使用寿命具有非常重要的意义。而在燃料电池内阻在线测试系统中,可控交流电流源作为整个测试系统的激励源显得尤为关键。本文正是以燃料电池内阻测试用可控交流电流源为研究对象,以DSP为核心控制器,通过DC/DC和DC/AC两级功率变换单元的设计,实现了高精度、宽范围的变频变幅正弦电流的输出,具体研究内容如下:首先从整体上论述了电流源系统的各个组成部分,提出了用电压型逆变桥实现稳流输出的控制方案,并通过对电压型逆变桥的等效分析论证了该方案的可行性。以数字实现难易程度以及输出效果的好坏为依据,通过对两种经典的SPWM调制方式对比分析,采用了单极性SPWM调制方式,同时开展了控制算法的对比研究。根据电流源系统的具体要求,采用DSP作为主控制器,给出了基于DSP的系统的硬件结构框图,构建了模块化的硬件平台,包括控制模块,前级DC/DC功率模块,逆变主模块,通讯模块,辅助电源部分和保护电路,并具体实现了各个模块的硬件电路的设计。在逆变主电路模型的基础上,建立了双电流闭环控制模型并进行仿真研究,仿真结果表明双电流环控制具有很好的稳定性和动态响应。通过对传统的连续PID控制到离散的增量式PI控制的研究,设计了基于DSP的带积分饱和环节的增量式数字PI控制器。完成了基于DSP控制器的电流源系统软件设计,着重对软件设计中的几个重要环节进行分析研究。进行了电流源系统的实验,实验表明该控制系统基本实现了上述控制要求,取得了较好的控制效果。

关键词：燃料电池可控电流源在线设置双电流闭环增量式PI控制

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永磁球形步进电动机变结构控制算法(英文)

电工技术学报 2008年第2期23卷 11-19页

作者：王群京夏鲲合肥工业大学电气与自动化工程学院

提出了永磁球形步进电动机的一种变结构控制算法。该算法用可控电流源控制定子电磁线圈通电电流的幅值替代继电器控制方式。首先在转子固连坐标系内基于卡尔丹角旋转建立了转子动力学模型。然后在电动机空载运行的模式下,设计了一种无... 详细信息

提出了永磁球形步进电动机的一种变结构控制算法。该算法用可控电流源控制定子电磁线圈通电电流的幅值替代继电器控制方式。首先在转子固连坐标系内基于卡尔丹角旋转建立了转子动力学模型。然后在电动机空载运行的模式下,设计了一种无需角加速度反馈信号的基于输入-输出稳定性理论的控制算法。接着针对电动机负载运行,各轴向转动惯量发生变化的情况设计了变结构控制算法。最后,在变结构控制算法中插入边界层以消除抖振现象。仿真结果表明,新的控制算法具有更小的跟踪误差,稳态误差小于 0.01rad。

关键词：永磁球形步进电动机变结构控制可控电流源跟踪误差

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锂电池保护系统与锂电池组检测技术的研究

锂电池保护系统与锂电池组检测技术的研究

作者：姚路河北工业大学

学位级别：硕士

随着各种储能设备的发展,锂电池以其能量密度高,循环寿命长,放电倍率大,无污染等优势受到世界各国重视。锂电池保护系统的参数和锂电池组电池电压以及电池内阻是评估锂电池组性能的重要指标。对锂电池保护系统和锂电池组的检测为锂电池... 详细信息

随着各种储能设备的发展,锂电池以其能量密度高,循环寿命长,放电倍率大,无污染等优势受到世界各国重视。锂电池保护系统的参数和锂电池组电池电压以及电池内阻是评估锂电池组性能的重要指标。对锂电池保护系统和锂电池组的检测为锂电池组的安全使用提供了技术保障。本文主要研究锂电池保护系统和锂电池组的检测技术,在锂电池组的检测中,主要研究锂电池组电池电压和电池内阻的检测技术。对锂电池保护系统功能、类型、工作原理进行了详细的分析,根据锂电池保护系统的工作原理,确定了为保护系统施加电压电流激励信号从而检测各项参数的方案。根据电池保护系统的特点设计了检测保护系统的保护电压、恢复电压、均衡电压、均衡电流、自耗电电流和过流保护电流的方法。分析了用专用芯片检测电池组电池电压和以基于继电器及共享A/D芯片的轮流采集方式(序贯采集方式)检测电池电压的方法,根据本文的设计方案确定了以序贯采集方式检测电池电压的方法。对锂电池的等效电路模型进行了详细分析,在比较直流法和交流法测电池内阻的优缺点的基础上,选择了交流法作为锂电池内阻检测的方法。针对检测电池内阻噪声大的问题,分析了相敏检波的工作原理,确定了用相敏检波的方式检测电池响应信号的方法。设计了检测系统的硬件电路,主要包括电池组模拟器、检测电池保护系统用的电流源控制电路、电流检测电路和保护系统动作检测电路,还包括检测电池内阻用到的可控电流源电路和信号检测电路;完成了检测系统的软件设计,主要包括系统上位机下位机主程序设计和检测各项参数时的子程序设计。制定了上位机下位机之间通讯用的modbus协议,使上位机下位机之间进行各种数据传输,以完成检测设置和结果显示。对检测用的关键电路进行了仿真和实验验证,搭建系统实验平台完成了检测各项参数的实验。通过对实验测试结果和理论分析结果的比较分析,验证了检测方法的正确性和检测精度以及检测稳定性。从实验测试结果可看出,系统测试指标达到了系统设计要求。

关键词：锂电池保护系统锂电池组电池组模拟器可控电流源

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核磁共振找水仪发射机关键技术研究

核磁共振找水仪发射机关键技术研究

作者：胡诗俊三峡大学

学位级别：硕士

淡水资源是目前最为短缺的资源之一,地下水的有效探测和开采具有重要意义。目前,有很多种地球物理方法用于寻找地下水,这些方法仅仅能探测物性差异,对反演结果的解释不具有唯一性,所以往往需要多种方法联合解释。核磁共振找水方法是直... 详细信息

淡水资源是目前最为短缺的资源之一,地下水的有效探测和开采具有重要意义。目前,有很多种地球物理方法用于寻找地下水,这些方法仅仅能探测物性差异,对反演结果的解释不具有唯一性,所以往往需要多种方法联合解释。核磁共振找水方法是直接针对水的物理探测方法,不仅可以确定是否有地下水,还具备何处有水、有多少水的技术优势,因此,开展核磁共振找水仪关键技术的研究具有重要意义。本论文从核磁共振找水仪的原理出发,在分析核磁共振找水过程的原理,介绍核磁共振找水仪的系统的基础上,提出了一种核磁共振找水仪发射机结构,并针对发射机充电过程中能量损耗问题以及放电过程中输出功率衰减问题,开展了以下关键技术研究:1)发射机工作时需要瞬间发射大电压、大电流的功率脉冲信号输出,对此可采用耐高压、大容量的电容组供电以实现瞬时大功率的电能输出,通过对比不同的RC参数以及分析发射机输出功率的衰减特性,在不影响发射机性能的条件下,对RC参数进行了优化设计。2)针对储能电容在0～200V的充电过程中,采用恒流源充电方式存在较大能量损耗的问题,设计了一种闭环结构的充电系统,系统通过控制MOS管上的电压值,使其在充电过程中保持恒定,以降低了充电过程中的能量损耗,达到延长移动电源在野外工作时间的目的。3)针对发射机在激发过程中,储能电容输出功率存在快速衰减的问题,设计一种闭环结构的动态能源补偿系统,在发射机向线圈输出电能的同时,通过控制可控恒流源动态调节输出电流,对储能电容存储的能量进行同步补偿,达到发射机发射过程中电容输出功率保持恒定的目的,以保障发射机的发射波形的质量和缩短发射机的有效发射时间,最终提高了仪器的工作效率。在研究以上关键技术的基础上,设计了发射机的各电路模块,开展了相关实验,验证了高效供电系统设计和补偿充电系统设计的可行性,解决了发射机储能电容在充电过程中能量损耗较大的问题,储能电容放电过程中输出功率衰减的问题,降低了电容充电时的能量损耗,延长了电源在野外的使用时间,提高了仪器的工作效率。

关键词： NMR 可控电流源可控DC-DC 电容补偿浮地电磁脉冲矩效率

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绕线式电机新型节能起动拓扑结构的仿真研究

机电工程 2010年第9期27卷 108-111页

作者：何春晗任开春张兴起重庆通信学院军事电力工程系重庆400035

为了实现电机启动中能耗的再利用,分析了电机机械特性和转矩与转差率关系,推导出电机保持最大恒转矩起动时转子上电流变化规律。采用不可控整流电路与可控电流源相结合,取代电机启动时转子上串接的电阻,避免了大量电能以热能形式在电阻... 详细信息

为了实现电机启动中能耗的再利用,分析了电机机械特性和转矩与转差率关系,推导出电机保持最大恒转矩起动时转子上电流变化规律。采用不可控整流电路与可控电流源相结合,取代电机启动时转子上串接的电阻,避免了大量电能以热能形式在电阻上损耗掉。可控电流源通过Boost电路实现;在启动过程中,可以将Boost电路吸收的能量通过逆变输出至电网或其他交流负载,从而达到节能的目的。仿真结果表明,电机具有最优的起动效果。

关键词：恒转矩转差率可控电流源节能 Boost