基于GSSA的双有源桥双向DC-DC变换器建模与分析

由于双有源桥双向DC-DC变换器电感电流在一个周期内波动很大,采用传统状态空间平均法对其进行小信号建模不符合小纹波假设,本文采用一种常用于谐振变换器建模的广义状态空间平均法(Generalized State-Space Averaging,GSSA)来对双有源桥双向DC-DC变换器进行建模。首先介绍了基于傅里叶变换的广义状态平均法,然后根据变换器的时域状态模型,以原电路变量的傅里叶级数系数为状态变量建立广义状态平均模型,求得控制到输出的传递函数,并设计了闭环控制器。最后在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型,仿真结果表明,利用该模型设计的闭环控制器可使变换器输出稳定电压。     

双向DC-DC变换器软开关技术研究

本文分析了移相全桥ZVS变换技术的工作原理,给出了谐振电感的选取条件,采用双向DC-DC变换的移相控制策略对设计电路进行了仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性.     

船舶应急直流转交流电源设计

船舶在海面航行,会经常遭遇各种恶劣的天气和海况,从而导致船舶电力系统工作故障。为保证船舶的运行安全,以及保障船舶人员和财产安全,船舶都配备有应急供电装置。在发生突发状况时,船舶的供电系统发生故障,导致供电电源中断,应急电源发挥作用,向船舶上重要的负载进行短时供电。本文设计一种应急直流转交流电源,采用ZVS软开关全桥电路拓扑,将蓄电池中存储的直流电源转换为交流电源,实现了较高的转化效率。该电源采用双环PI控制系统,实现了较快的动态响应速度和较小的静态误差,可以适用于船舶的复杂应用场合。     

多重化双向DC-DC变换器在DCM状态下电感电流纹波研究

本文首先分析了多重化双向DC-DC变换器的工作原理。在频域内分别对单个DC-DC变换器和多重化双向DC-DC变换器在电流断续状态下的电流用Fourier级数展开,导出了电流各次标准化谐波幅值及其比值与占空比的定量表达式。在时域内依据基于多重化结构的双向DC-DC变换器合成总电感电流波形特征导出了多重化双向DC-DC变换器与单个DC—DC变换器电感电流的脉动率比与占空比的定量表达式。定量表达式表明,多重化双向DC-DC变换器与单个DC—DC变换器相比,电感电流纹波及其谐波明显减小。这些定量表达式为大功率DC-DC变换器拓扑结构和工作点的选择提供依据。     

船用全桥隔离DC/DC变换器的建模与控制

针对大功率脉冲负载在船舶领域中的应用为背景,对其中全桥隔离DC/DC变换器展开研究。本文基于最小回流功率的双重移相控制策略,通过分析双重移相控制下的软开关条件及其功率传输特性,建立了其动态小信号模型。最后通过Matlab/Simulink仿真实验对控制策略进行验证,实验结果表明了采用基于最小回流功率控制对提高变换器效率的有效性。     

加箝位绕组的软开关全桥变换器

本文在传统全桥变换器的变压器原边额外增加了一个箝位绕组和四只箝位二极管,由此提出加箝位绕组的软开关全桥变换器。分析所提出软开关全桥变换器的工作原理,并指出箝位绕组实现电压箝位的机理。研制了一台额定功率为2kW的原理样机,对所提出的软开关全桥变换器进行了实验,并与仅加箝位二极管的软开关全桥变换器进行了对比,实验结果验证了理论分析的正确性。     

谈船舶应急电源的PSC检查

文中介绍了船舶应急电源系统的结构原理、公约要求，并结合工作实践讲述了系统的检查要点、常见缺陷及处理原则。     

双向变频电源在船舶供电系统中的应用

为了提高船舶供电系统的稳定性,利用双向变频电源具有稳态变频输出的优点,进行船舶供电系统优化设计,设计的船舶供电系统包括电机控制模块、功率放大模块、动态增益调节模块、电源监控模块以及输出匹配模块。采用双向变频电源作为船舶供电系统供电输入层,结合ARM Cortex-M3嵌入式内核控制方法进行供电系统的功率放大控制,根据放大器的倍频增益进行供电系统的电源输入幅值的动态调节,提高船舶供电的稳态控制性能。采用模块化设计方案进行系统的电路集成设计。测试结果表明,设计的船舶供电系统具有很好的稳压功能性能,系统的输出功率放大倍数较高,电源持续功能的稳定性较好。     

双向变频电源在船舶供电系统优化中的应用

采用双向变频电源作为船舶供电系统的电源控制模块,进行船舶供电系统优化设计,提出基于总线主控技术的船舶供电系统优化设计方案,系统的硬件模块主要包括AD模块、功率调制模块、集成控制模块、接口电路模块以及人机交互模块等,采用双向变频电源作为船舶供电系统启动电压输入的供电模块结合总线主控技术进行供电系统的微机总线控制,系统接口设计部分采用高速数字信号处理芯片进行控制程序加载和信号传输控制,设计功放控制模块使得船舶供电系统在高时钟频率下具有较高的输出功率增益。最后在嵌入式总线下进行系统的集成开发和测试,结果表明,设计的船舶供电系统输出稳定性较好,功率增益较大,对船舶供电的稳定控制能力较强。     

直流配电系统在舰船综合系统中的应用

直流配电系统是舰船综合电力系统中的一种新兴技术,能够有效减少燃料消耗和排放水平。然而,如何在舰船综合电力系统中有效应用直流配电系统,仍然需要进一步的研究。本文研究直流配电系统在舰船综合电力系统中的应用方法,并对综合电力系统的机电设备进行建模,为直流配电系统在舰船综合电力系统中的进一步发展,提供一定的借鉴作用。     

船舶电站系统中直流DC变换器的仿真设计与控制研究

舰船电网的峰谷差距明显,直接增加了调峰的难度。如果发电并不稳定,周期性特征突出,难以确保并网的安全性与可靠性。特别是船舶电站系统,是确保船舶海上安全航行的主要途径。要想实现以上目标,最关键的方法就是将直流DC变换器引入到系统内,以不断优化系统的设计,不断提高系统控制的效果,为船舶海上航行提供不可或缺的电力能源。本文将直流DC变换器作为主要研究内容,重点研究了其在船舶电站系统的仿真设计原理。     

MMC在船舶中压直流电力系统中的应用

随着船舶自动化程度的不断提高,船载电力设备的数量和功率也在不断增加,一方面提高了船舶的运行质量,另一方面也对船舶电力系统的性能提出了更高的要求。为了满足日益增大的电力功率需求,传统的船舶低压电力系统逐渐被中压直流电力系统所取代。中压直流电力系统具有稳定性高、输电损耗小等优点,目前获得了较广泛的应用。本文针对船舶中压直流电力系统的变流与功率优化问题,开发了一种基于MMC多电平换流器的船舶中压直流电力控制系统,并详细介绍了中压直流电力系统和MMC多电平换流器拓扑结构的原理,具有重要的意义。     

关联规则在舰船供电系统故障诊断中的应用

为了能够对电力系统故障做到有效预警与诊断,本文提出一种基于关联规则的故障诊断算法,该算法能够从电力系统细微的信号变化中识别出故障之间的联系,并结合舰船实际运行状态对故障的诊断给出最优解。仿真结果表明,此算法的故障诊断能力突出,应用前景良好。     

船舶中压直流电力系统中模块化多电平逆变器的谐波性能仿真研究

  目的   针对传统控制策略的多参数整定以及控制策略复杂性问题,提出一种适用于船舶电力推进驱动系统的模块化多电平变换器（MMC）模型预测控制方法。   方法   首先,分析传统控制策略下的驱动系统设计的复杂性问题;然后,基于模型预测（MPC）的优势,提出船舶电力推进驱动系统的MMC模型预测控制方案;最后,在Matlab/Simulink环境下,搭建带有螺旋桨负载的3.3 kV/20 MW永磁同步电机（PMSM）驱动系统模型,开展仿真验证。   结果   仿真结果表明：该MMC模型预测控制策略下的电机转速和转矩响应无超调,转速静差率保持在1%之内,并且使转矩脉动减少了6.1%,具备技术可行性和明显优势。   结论   研究成果可为船舶中压直流电力推进系统的变频器设计提供参考。     

广义空间的船舶电力推进系统多转换器状态控制算法

自20世纪80年代开始,由于计算机技术和配置的不断发展以及高级算法的不断更新,广义空间的船舶电力推进系统在能动性、安全性、运行速度、推进效率等方面都有了大幅度的突破。其应用范围也在随着其性能的提高而不断扩大,不仅在破冰船、侦查船、运输船等传统的领域有着不可替代的位置,而且在游轮、滚装船、反恐侦查船方面也有着不可限量的发展前景。因此针对广义空间的船舶电力推进系统多转换器状态控制算法进行研究,是一项迫在眉睫的工作,对我国航海业的发展有着深远的影响。     

舰船直流电力系统中电压变换装置的设计

在现代舰船中,全电力推动的舰船因其性能上的优势,正受到越来越多的研究。全电力推进系统的关键部分之一为直流电力系统,其性能和效率深刻影响着全动力推进系统的性能。然而,在直流电力系统研究中,传统的大功率电压变换装置效率低,可靠性差,不能满足现代舰船的要求。本文基于这项需求,设计出一款舰船直流电力系统中的电压变换装置,并对其关键技术进行突破,该电压变换装置具有高效率和高可靠性的特点。从测试结果看,本文设计的变换装置性能优越,易于推广使用。