船舶中压直流系统接地保护研究

由于船舶中压直流电网的特殊性,现有差动保护和变流器保护不能满足整个系统保护的可靠性要求。本文以一种船舶中压直流系统为例,研究了中性点高阻接地方式的接地故障特性,分析了差动保护方案和变流器保护的不足,提出了通过电子式电流互感器进行测量的零序差动和特征频率电压接地保护方案,提高了保护灵敏度。通过SIMULINK仿真分析验证了该保护方法具有可行性。     

中压大功率三电平变流应用与研究

随着舰船动力系统向全电力推进的方向发展,中压大功率变流器在船舶电力推进和舰船电力系统中的应用越来越广泛。本文对比分析了工业领域大功率变流器主流拓扑方案的应用情况,指出在DC4 kV～6 kV范围的直流中压水平下,NPC型三电平变换拓扑是舰船大功率变流器的优选方案,介绍了当前NPC型三电平变流拓扑和调制控制技术的研究现状,分析了该技术在工程应用中面临的主要问题,并给出了工程指导建议。     

基于CAN总线的低压断路器新型智能控制器研究

智能控制器是低压断路器智能化的核心控制单元,为实现其可通信功能,本文研制了一种新型的基于CAN总线的智能控制器,包括CAN节点的软硬件设计及上位机监控软件设计.CAN节点硬件采用80C196KC外加SJA1000和82C250的典型配置,发送与接收等程序采用96汇编语言编写,上位机监控软件采用VB6.0作为开发工具.实验结果表明,智能控制器采用CAN通讯方式,不但通讯效果较好,而且易于实现,具有广阔的应用前景.     

中压直流配电板燃弧计算及优化

随着中压直流电力系统应用于船舶,中压直流配电板的抗燃弧计算和设计成为急需解决的问题。本文针对中压直流配电板的结构特点,分析了其故障燃弧的物理过程,提出并应用了计算流体力学方法,完成了燃弧仿真建模和计算,计算精度相比以往的气体平衡态计算法大幅提高。通过分析计算结果和误差来源,提出了中压直流配电板抗燃弧优化设计方案,并展望未来更为精确的耦合仿真方法。     

基于CAN总线的低压断路器新型智能控制器研究

智能控制器是低压断路器智能化的核心控制单元，为实现其可通信功能，本文研制了一种新型的基于CAN总线的智能控制器，包括CAN节点的软硬件设计及上位机监控软件设计。CAN节点硬件采用80C196KC外加SJA1000和82C250的典型配置，发送与接收等程序采用96汇编语言编写，上位机监控软件采用VB6．0作为开发工具。实验结果表明，智能控制器采用CAN通讯方式，不但通讯效果较好，而且易于实现，具有广阔的应用前景。     

基于PLECS的船舶中压直流综合电力系统仿真研究

针对船舶中压直流综合电力系统,分析系统的结构和特性。给出船舶中压直流综合电力系统的机理模型,包括原动机、发电机、推进电机和四象限负载等。在PLECS软件中建立船舶中压直流综合电力系统的仿真模型,实现了系统起动、加速和突然倒车等正常和极端工况的数字仿真,仿真结果验证了本文所进行的数字仿真研究的正确性,能够为系统的早期设计提供仿真工具。     

三种减少直流断路器的船舶中压直流电网拓扑结构及性能比较

为保护整流变换器及减少短路时电网中电容放电的影响,船舶中压直流电网中存在大量断路器,造成结构复杂成本高,为此本文提出三种结构的变换器,即基于级联H桥与多端DC/DC的结构(TMPDC),基于MMC整流与逆变的多级调压结构(MVR)和基于不控整流与模块化多电平变换器(MMC)驱动负载结合的结构(UR-MMC)。本文对三种结构的组成与特点进行了分析,并在电压谐波,功耗,体积,故障特性等方面进行了比较,最后通过仿真进一步阐述了不同结构在运行波形上的差异。通过各结构的特性分析,为中压直流电网在船舶上的应用提供了参考。     

基于PLECS的船舶中压直流综合电力系统仿真研究

针对船舶中压直流综合电力系统,分析系统的结构和特性。给出船舶中压直流综合电力系统的机理模型,包括原动机、发电机、推进电机和四象限负载等。在PLECS软件中建立船舶中压直流综合电力系统的仿真模型,实现了系统起动、加速和突然倒车等正常和极端工况的数字仿真,仿真结果验证了本文所进行的数字仿真研究的正确性,能够为系统的早期设计提供仿真工具。     

分布式分油机仿真面板的设计与实现

针对现有的轮机模拟器分油机系统采用集中式仿真,分油机面板作为通信面板其功能受PC服务器的牵制,通过对船用Alfa Laval分油机操控单元的研究,对分油机单元的逻辑与时序控制进行分析与总结,完成基于分布式的分油机仿真面板控制单元硬件和软件程序的设计。提出包括主控芯片环境、CAN总线DC/DC隔离的硬件设计和CAN通信协议、数据显示和按键控制等系统架构。仿真面板独立模拟EPC60分油机分油与排渣工作过程、参数设置和故障诊断与报警确认等功能,上位机通过CAN总线实时监视仿真面板的工作状态。借助Altium Designer软件完成板卡的原理图设计和PCB图的绘制,利用MDK程序编写环境完成分油机板卡控制单元的程序设计。分油机仿真面板操作结果表明:分油机面板能够独立完成母型EPC60分油机的操作流程且运行可靠。     

基于ADAMS的中压直流断路器分闸运动仿真分析

根据对中压直流断路器分闸运动原理的分析,建立了中压直流断路器的动力学模型。应用弹性动力学理论,采用多体动力学机械系统仿真软件ADAMS对断路器进行分闸过程仿真分析。搭建了断路器机械特性测试回路,进行验证试验。试验结果表明,该断路器分闸动态特性试验结果与仿真结果相吻合,其性能指标能满足该断路器的设计要求。该仿真方法为中压直流断路器的设计和优化提供了一条有效的途径。     

直流并联系统稳定性分析方法

本文通过介绍直流分布式供电系统的主体结构,引出在直流并网过程中DC/DC并联时电压稳定性问题,分析了基于主从均流模式和平均均流模式下的输出阻抗,通过仿真分析了并联系统的稳定性,不稳定系统在输出阻抗Bode图中存在RHP极点,最后通过实验验证了仿真的正确性。     

DC/DC级联系统电压稳定性分析

本文通过介绍新能源供电系统的主体结构,引出在直流并网过程中母线电压稳定性问题,建立了Boost电路和Buck电路的小信号模型,计算得到Boost电路的输出阻抗以及Buck电路的输入阻抗,画出该级联系统的阻抗Bode图和阻抗比Nyquist图。通过Middlebrook稳定性判据判断该系统的稳定性。     

全桥LLC串联谐振DC/DC变换器的研究

针对车载充电机的DC/DC变换器电路,本文对全桥LLC串联谐振DC/DC变换器进行了研究.通过对全桥LLC串联谐振电路数学模型的搭建,基于直流增益特性曲线设计其谐振网络电路,最终通过实验样机证明LLC串联谐振变换器实现前级电路的ZVS和后级整流电路的ZCS,提升整机的效率,可达到96％.     

模拟直流电动机

本章主要研究设计直流电动机的电路原理图.根据直流电动机的转速公式n=(U-IaRa)/CeΦ,对电动机和负载参数进行比例缩小,运用电路理论和电机拖动的相关知识,实现了电动机转速的可调.     

Grounding Considerations for DC and Mixed DC and AC Power Systems

This paper treats ground faults in mixed DC and AC systems. Grounding methods affect common-mode voltage and circulating currents under normal conditions. Ground faults produce fault currents and systemwide offsets throughout the system with respect to ground. During ground fault transients, the aggregate bus-to-ground ground capacitance and inductance produce underdamped oscillatory overvoltages. Continuous operation under DC or AC offset affects component selection.     

移相全桥DC/DC软开关变换器的全数字化实现

为同时满足大功率低压大电流直流电源的稳态电压精度和起动舰载直升机时的动态响应速度的要求,本文提出了一种基于DSPTMS320F240的移相全桥DC/DC软开关变换器的数字控制实现方法.实验结果证明了方案的可行性.     

直流变换器模式快速识别PI自适应控制策略

针对三电平H桥直流变换器在传统的PI控制下,受到电流连续模式和电流断续模式切换大扰动时动态性能较差的问题,提出一种新颖的模式快速识别PI自适应非线性控制策略。采用状态空间平均法和开关网络平均法,建立变换器在2种模式下的数学模型,并设计了数字控制器。控制器有效提取了电感电压特征,能在一个开关周期内对模式进行快速识别,克服依据电感电流检测模式速度慢且准确性不高的问题,从而根据模式实时改变PI参数以实现最佳的动态性能。将新型控制策略和传统PI控制进行对比实验研究。实验结果表明,变换器在突加50%负载工况后,采用新型控制的输出电压最大跌落较传统控制降低25.2%,从而验证了该新型控制策略的可行性和有效性。     

DC-300型直流数字电路电源的修复利用

美国GE公司的DC-300直流调速驱动系统在我国港机设备及其他电控设备上广泛应用.     

船舶三端口双向DC/DC变换器的能量控制

针对三端口双向DC/DC变换器在船舶电网中的应用,对其能量控制展开研究。以实现最小系统损耗为目的,对移相控制下的功率与移相比之间的关系进行分析,从而确定系统零循环功率时的移相范围,并通过解耦控制实现最小损耗。通过Matlab/Simulink仿真试验对控制策略进行验证,结果表明零循环功率控制可有效减小系统损耗。