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计及边端效应的直线式移相变压器等效电路分析

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1792-1805页

作者：赵镜红周长朵王涵铭严思念严冬傲海军工程大学电气工程学院武汉430033

直线式移相变压器是一种新型移相变压器,具有绕组结构简单、易于模块化和可任意角度移相的优点。其直线型结构导致变压器存在边端效应,进而导致气隙磁场产生畸变。为了计算出边端效应产生的影响,该文从直线式移相变压器的磁场进行深入分... 详细信息

直线式移相变压器是一种新型移相变压器,具有绕组结构简单、易于模块化和可任意角度移相的优点。其直线型结构导致变压器存在边端效应,进而导致气隙磁场产生畸变。为了计算出边端效应产生的影响,该文从直线式移相变压器的磁场进行深入分析,并建立计及边端效应的等效电路模型。首先,基于一维场理论对直线式移相变压器进行数学分析,根据场路复功率相等的原则,推导出等效电路二次侧参数,并计算出边端效应修正系数;然后,根据边端效应的分析结果和直线感应电机的等效电路拓扑建立计及边端效应的等效电路模型;最后,通过直线式移相变压器的二维有限元仿真模型和小功率样机的实验,验证了建模方法的合理性和等效电路模型的准确性。

关键词：直线式移相变压器边端效应等效电路有限元

基于PSpice的双量子阱半导体激光器等效电路的建模与仿真

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基于PSpice的双量子阱半导体激光器等效电路的建模与仿真

作者：张靖华东师范大学

学位级别：硕士

半导体激光器是高速光通信系统中的重要光源,因其广泛的应用前景和巨大的开发潜力而备受关注。研究具有阈值电流低、光输出功率高、延迟响应时间短、增益开关特性好,并且可调控的双量子阱半导体激光器有非常重要的意义。半导体激光器的... 详细信息

半导体激光器是高速光通信系统中的重要光源,因其广泛的应用前景和巨大的开发潜力而备受关注。研究具有阈值电流低、光输出功率高、延迟响应时间短、增益开关特性好,并且可调控的双量子阱半导体激光器有非常重要的意义。半导体激光器的工艺过程比较复杂,在制作完成后再测试其性能,需要花费较大的时间和成本,而光电集成回路计算机辅助设计(OEIC CAD)技术是电子设计自动化(EDA)在光电子器件中的重要部分,其通过构建等效电路模型模拟激光器的输出特性,能够节省成本,缩短开发周期,对于设计制造半导体激光器具有重要的指导作用。本文基于SPICE的仿真工具,根据双量子阱半导体激光器速率方程,引入各种电路和器件参数,构建了可用于仿真的等效电路模型,并模拟其输出特性。研究的主要内容如下:1.从单模半导体激光器的速率方程出发,结合增益的非线性效应、载流子ABC复合模型以及双量子阱内载流子的输运现象,给出双量子阱半导体激光器的速率方程组,并将速率方程组转化为双量子阱半导体激光器的本征等效电路模型,再引入各种寄生参数之后,构成完整的双量子阱激光器等效电路模型。结果表明:对于对称双量子阱激光器,通过减小透明载流子浓度和ABC复合系数、增大微分增益系数和增益饱和系数的方式来降低阈值电流;对于非对称双量子阱激光器,通过降低QW2中的透明载流子浓度、增大QW2中的微分增益系数和增益饱和系数等方式使得非对称双量子阱中的QW1的阈值电流增大,QW2的阈值电流减小。2.基于PSpice电路仿真程序,对双量子阱激光器的等效电路进行建模。模拟了双量子阱激光器在对称双阱和非对称双阱下的输出功率和输入电流之间的关系(P-I特性)、时域特性等输出特性,探究了增益参数、外注入电流条件、寄生电路参数等对激光器输出特性的影响。结果表明:对于对称双量子阱激光器,通过增大直流偏置电流、电脉冲幅值,降低透明载流子浓度和AC复合系数,增大微分增益系数和增益饱和系数,适当降低B系数和增益压缩因子等方式,可以获得高输出功率,延迟时间较小的光脉冲。对于非对称双量子阱激光器,通过降低QW2中透明载流子浓度和增益压缩因子,增大QW2中的微分增益系数和增益饱和系数的方式使得QW2的光输出功率增大,QW1的输出功率变小,通过减小QW2中AC系数获得QW1、QW2都较高的光输出。3.通过调制双量子阱激光器等效电路模型中的载流子输运时间参数和寄生参数,研究了双量子阱间载流子隧穿与传输过程以及寄生参数对激光器脉冲输出特性的影响。结果表明:通过减小传输时间,增大隧穿时间使得对称双量子阱激光器中QW2的阈值更小且有更高的光脉冲峰值,QW1的阈值电流更大且光脉冲峰值减小。通过增大寄生电路中金属线电容和电感,减小集总电容的值可以获得脉宽较窄,峰值较高的光脉冲。

关键词：双量子阱激光器速率方程模型增益非线性 ABC模型等效电路增益开关

等效电路分析法在声波探雷谐振模型研究中的应用

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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电子测量与仪器学报 2015年第6期29卷 874-879页

作者：陈诚刘丁张宏儒王驰天津商业大学机械工程学院天津300134 上海大学(延长校区)精密机械工程系上海200072

利用等效电路的分析方法,定量研究声共振探雷模型的谐振机理。在论述声-地震耦合以及声共振探雷集中参数系统模型的基础上,根据机械振动与电路分析的等效原理,建立声共振探雷模型的等效电路系统模型,并用Multisim软件进行仿真分析。结... 详细信息

利用等效电路的分析方法,定量研究声共振探雷模型的谐振机理。在论述声-地震耦合以及声共振探雷集中参数系统模型的基础上,根据机械振动与电路分析的等效原理,建立声共振探雷模型的等效电路系统模型,并用Multisim软件进行仿真分析。结果显示:在给定的参数条件下,仿真得到的共振频率和反共振频率分别为157 Hz和503 Hz,与实验测得的共振频率150 Hz和反共振频率513 Hz基本吻合。表明等效电路分析方法是定量研究声共振探雷模型谐振机理的一个有效手段,Multisim软件为研究地雷和土壤参数条件复杂变化情况下的声波探雷技术提供了一种灵活的工具。

关键词：声-地震耦合声共振等效电路地雷探测 Multisim

油纸绝缘变压器极化等效电路分析及其老化评估

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电工技术学报 2016年第15期31卷 204-212页

作者：蔡金锭刘永清蔡嘉福州大学电气工程与自动化学院福州350108 国网福建省电力有限公司物资分公司福州350103

提出一种判断油纸绝缘设备弛豫响应扩展德拜等效电路极化支路数的方法。该方法应用微分解谱法,对油纸绝缘设备测试获得的回复电压谱线进行逐次解谱,将隐含在回复电压谱线中的弛豫响应特征以子谱线的形式展现出来。然后根据回复电压微分... 详细信息

提出一种判断油纸绝缘设备弛豫响应扩展德拜等效电路极化支路数的方法。该方法应用微分解谱法,对油纸绝缘设备测试获得的回复电压谱线进行逐次解谱,将隐含在回复电压谱线中的弛豫响应特征以子谱线的形式展现出来。然后根据回复电压微分子谱线的数量,判断扩展德拜等效电路的极化支路数。研究发现,随着油纸绝缘设备老化程度的不断劣化,弛豫响应极化支路及其松弛极化强度也伴随之增大。如果油纸绝缘设备的绝缘状况良好,则松弛极化强度值较小,反之油纸设备的绝缘状况越差,弛豫极化强度越强其值就越大。该方法为应用弛豫响应等效电路判别油纸绝缘设备老化状况提供了一种有力的分析手段。

关键词：弛豫响应回复电压微分解谱等效电路松弛极化强度

带状注速调管多间隙扩展互作用输出腔等效电路的研究

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物理学报 2014年第2期63卷 372-380页

作者：陈姝媛阮存军王勇中国科学院电子学研究所中国科学院高功率微波源与技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

带状注扩展互作用速调管(SBEIK)结合了带状注速调管与扩展互作用速调管的优势,在微波和毫米波真空电子器件中具有显著的技术潜力.本文提出了应用于SBEIK的五间隙哑铃型扩展互作用耦合腔输出回路的等效电路模型,获得了建立复杂多间隙扩... 详细信息

带状注扩展互作用速调管(SBEIK)结合了带状注速调管与扩展互作用速调管的优势,在微波和毫米波真空电子器件中具有显著的技术潜力.本文提出了应用于SBEIK的五间隙哑铃型扩展互作用耦合腔输出回路的等效电路模型,获得了建立复杂多间隙扩展互作用腔的等效电路理论的方法.通过推导出的理论,快速确定了五间隙扩展互作用耦合腔的工作模式、谐振频率及间隙阻抗矩阵,由间隙阻抗的频率特性曲线快速估算出各模式对应的带宽,分析研究了耦合系数k以及Q e对于多间隙腔模式频率间隔及带宽的影响.此外,利用三维PIC仿真软件对相应的SBEIK五间隙输出腔高频特性进行了粒子模拟,结果表明,三维仿真获得的工作模式带宽特性与等效电路法计算结果基本一致,证明了本文所建立的等效电路方法的准确性和有效性.

关键词：带状注速调管等效电路多间隙输出腔扩展互作用

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交错双栅慢波结构的等效电路法研究

真空科学与技术学报 2017年第5期37卷 510-518页

作者：李金磊罗积润樊宇中国科学院电子学研究所高功率微波源与技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

传统场论的分析方法在交错双栅高频特性的分析中会带来繁琐的运算,等效电路法却可以大大简化分析步骤。本文在详细分析结构场特性的基础上,讨论了交错双栅慢波结构等效电路的等效原理以及构造方法,给出了一种等效电路。利用本文所给等... 详细信息

传统场论的分析方法在交错双栅高频特性的分析中会带来繁琐的运算,等效电路法却可以大大简化分析步骤。本文在详细分析结构场特性的基础上,讨论了交错双栅慢波结构等效电路的等效原理以及构造方法,给出了一种等效电路。利用本文所给等效电路计算所得结果和CST-MWS软件模拟结果具有合理的一致性,对快速估计交错双栅慢波结构高频特性、快速选取结构参数具有积极意义。

关键词：等效电路交错双栅行波管色散特性耦合阻抗

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等效电路的理论及实验研究

中学物理教学参考 2022年第28期51卷 57-58页

作者：陈展浙江省温州市洞头区第二中学浙江温州325701

初中电路竞赛试题中的非常规电路问题常以等效电路的方式解决。然而,不同的等效电路作图方式会得到不同的答案。针对此问题,通过比较不同的等效电路作图方式及其对应的解法,找出问题的成因,即对电流概念的错误理解会导致解法的不同,进... 详细信息

初中电路竞赛试题中的非常规电路问题常以等效电路的方式解决。然而,不同的等效电路作图方式会得到不同的答案。针对此问题,通过比较不同的等效电路作图方式及其对应的解法,找出问题的成因,即对电流概念的错误理解会导致解法的不同,进而提出对电流概念的正确理解并进行实验验证,强调了物理概念教学的重要性。

关键词：等效电路非常规电路电流概念教学

基于等效电路法的变三角截面驰振压电能量收集研究

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固体力学学报 2019年第5期40卷 441-450页

作者：王定标苏震史兆臣李国平王军雷郑州大学化工与能源学院

随着能源危机的逐渐加剧,人们对压电俘能器研究的投入也与日俱增,目前常见的研究压电俘能器的模拟方法只能研究其接入简单的单一电阻负载电路时的性能,且不能解决压电俘能器的高强度直流电路耦合问题.因此,论文借助二阶范德波尔控制方... 详细信息

随着能源危机的逐渐加剧,人们对压电俘能器研究的投入也与日俱增,目前常见的研究压电俘能器的模拟方法只能研究其接入简单的单一电阻负载电路时的性能,且不能解决压电俘能器的高强度直流电路耦合问题.因此,论文借助二阶范德波尔控制方程将压电俘能器的主要部件等效为电子元件,进而基于等效电路法建立了与变三角截面驰振压电振动俘能器相对应的等效电路模型.借助风洞实验验证了所建立的等效电路模型的准确性.采用该模型研究了外接电路,钝体顶角,外接电阻和来流速度对变三角截面驰振压电俘能器输出电压,输出功率和响应位移的影响,结果表明,随着电阻的增大,输出电压逐渐增大且增长率逐渐减小.交直流电路的最佳负载分别为1.05 MΩ和1.4 MΩ,当风速为7.03 m/s,钝体顶角为90°时,交直流电路输出电压和输出功率的峰值分别为41.34 V,0.974 mW和50.8 V,0.616 mW.随着钝体顶角的增大,输出电压,输出功率和响应位移均逐渐增大且增大的速度逐渐减小.等效电路模型可以高效,准确地对不同结构参数下和外界电路下的压电振动俘能器的输出功率,输出电压,响应位移及其影响因素进行研究,所提出的等效电路模型于加快对压电振动俘能器的研究与推广应用具有一定意义.

关键词：等效电路变三角截面驰振压电能量收集

弯曲振动薄圆盘的共振频率和等效电路参数研究

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物理学报 2013年第3期62卷 186-191页

作者：张小丽林书玉付志强王勇陕西师范大学应用声学研究所西安710062

机电等效电路是分析复合换能器常用的一种解析方法,但对薄圆盘而言,由于弯曲振动的复杂性,其等效集中参数很难获得,该方法很少被应用.本文从分布参数系统与集中参数系统等效角度,根据动能相等原则和势能相等原则,给出了弯曲振动薄圆盘... 详细信息

机电等效电路是分析复合换能器常用的一种解析方法,但对薄圆盘而言,由于弯曲振动的复杂性,其等效集中参数很难获得,该方法很少被应用.本文从分布参数系统与集中参数系统等效角度,根据动能相等原则和势能相等原则,给出了弯曲振动薄圆盘的集中参数:等效质量和等效弹性系数,得到了共振频率方程,并用ATILA软件模拟了其振动分布情况,可以看出解析结果与数值结果趋于一致.最后给出了分析复合振动系统时薄圆盘集中参数模型的等效电路.本文的结果对弯曲振动复合换能器的设计提供了理论参考.

关键词：弯曲振动薄圆盘共振频率集中参数等效电路