随动装置数字化设计关键共性技术及其工程应用

以随动装置为对象,基于虚拟样机技术对其方案布局、运动学与动力学分析、结构有限元与拓扑优化,机电控制策略进行了研究,保证了产品满足功能的条件下,具有合理的刚强度、较轻的重量以及准确的定位能力与跟踪能力.通过产品初样验证,设计的装置一次试车成功.所提出的基于虚拟样机技术的全过程多层次数字化设计方法,促进了随动装置现代设计理论与方法的进步.     

基于模块化多电平拓扑的双向DC/DC变换器研究

讨论了一种基于模块化多电平拓扑的双向直流变换器,这种电路继承了模块化多电平转换器的优点,具有容易模块化和冗余设计等优势。同时分析了这种电路的拓扑以及调制方法,并对其中的两种调制方法进行了仿真实验。     

STS断电快速检测方法的研究

介绍了STS的拓扑结构和工作原理,详细阐述了滑动窗口模型有效值法、三相绝对值之和法和dq变换法三种断电快速检测方法的工作原理,并用计算机仿真对比分析了以上三种断电快速检测方法的优缺点。研制了一台120kVA容量的 STS实验样机并进行了验证实验,实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于UC2843的升压装置设计与实现

根据某系统需求,本文提一种基于UC2843的宽范围输入、高效稳定的升压装置的设计方案.详细介绍BOOST拓扑的主回路电路,PWM控制芯片UC2843和MOS管驱动芯片TPS2814的外围电路.通过实验验证,该升压装置能够满足所有设计指标,可稳定高效地输出.     

一种高压隔离IGBT驱动器电源设计

针对国内在中大功率IGBT驱动技术方面比较落后的现状,重点研究了高压隔离开关电源的设计;详细分析了中大功率IGBT对驱动器电源的特殊要求,基于以上要求,采用反激变换原理设计了反激式DC-DC开关电源;根据变压器工作原理,设计了具有大于12 kV高隔离电压的开关电源变压器。并以英飞凌FZ1500R33HL3型IGBT为对象进行了试验,测试了驱动电源的性能,试验证明所设计的电源满足驱动器工作要求。     

基于单片机的机舱温度自动控制系统的设计

设计了一台基于单片机控制的机舱温度自动控制系统的原理样机,对系统的温度测量、红外遥控、液晶显示、异步电动机调速控制等主要电路进行了分析和设计。原理样机的实验表明,所设计的装置能依据机舱温度自动调节风量来控制舱室的温度。     

基于变频法的绝缘检测系统设计

设计了一套基于变频法的介质损耗测量原理样机,对装置的高压变频信号源、高压端信号取样和隔离变换、直流稳压电源、单片机控制采样测量等主要电路进行了分析和设计。原理样机的实验表明,所设计的装置有助于评估电气设备的绝缘情况。     

30 kVA正弦波恒流助航调光器优化设计

本文研究了一种AC-DC-AC型正弦波恒流助航调光器的主电路结构,并以30 kVA容量实验样机为研究对象,通过理论计算对电路中的主要参数进行了详细设计.最后本文通过Matlab/Simulink仿真软件对所设计电路的不同工作状态进行了仿真,验证了样机设计的正确性和可行性.结果表明,所设计的调光器精度高,谐波含量低,满足实际工作的性能指标.     

船用智能充电模块设计

研究设计了一种适用于船舶电力系统24V(100Ah/200Ah/300Ah)和72V(100Ah/200Ah)蓄电池组的船用智能充电模块。采用降压式BUCK主电路拓扑,基于UC1845的电压、电流双闭环控制方式,能够实现对蓄电池组先恒流后恒压的智能充电控制,有效延长船用蓄电池组的寿命。原理样机试验结果表明,这种智能充电模块能够实现良好的充电效果。     

舰用PWM型大功率开关电源控制电路故障分析

PWM技术,以中断功率流的方式控制占空比来实现功率处理,其电流及电压波形都是脉动的。本文介绍集成脉冲宽度调制方式(PWM)控制器(UC3846N)的构成与原理,详细分析由其构成的开关电源的控制电路、驱动电路,提出了基于UC3846N的舰用大功率开关电源故障检测的方法和技巧。     

熔丝型混合式直流限流开关的分析与设计

针对直流电网短路故障时迅速产生的短路电流,提出一种零电压型混合式直流短路电网限流开关拓扑结构,以超快速电磁斥力式机械开关为通流支路,用快速限流熔断器代替固态开关支路和能量吸收支路的功能.开发出额定功率为640 V/2 500 A的原理样机,实验结果表明,样机将预期峰值为100 kA,时间常数为4.17 ms的短路电流限制在10 kA以下,证明所设计限流开关工作的快速有效性.     

熔丝型混合式直流限流开关的分析与设计

针对直流电网短路故障时迅速产生的短路电流，提出一种零电压型混合式直流短路电网限流开关拓扑结构，以超快速电磁斥力式机械开关为通流支路，用快速限流熔断器代替固态开关支路和能量吸收支路的功能。开发出额定功率为640V／2500A的原理样机，实验结果表明，样机将预期峰值为100kA，时间常数为4．17ms的短路电流限制在10kA以下，证明所设计限流开关工作的快速有效性。     

双向全桥DC-DC变换器在船舶应急电源中的应用

船舶应急电源对于保障船舶的安全可靠行驶起着重要的作用,可以在船舶供电系统故障时,及时为应急负载提供短时电力供应。本文对双向全桥DC-DC变换器的拓扑结构、工作原理和控制策略进行分析和研究,并尝试将变换器应用于船舶应急电源的应用场合。在此基础上,本文搭建了原理样机,并对主要的参数和波形进行测试,取得了预期的效果,验证了双向全桥DC-DC变换器在船舶应急电源中应用的可行性。     

采用LM3488的回扫式开关电源设计

回扫式结构是多输出隔离开关电源常采用的一种方法，本文讨论了一种基于LM3488的回扫式开关电源设计方法。该方法采用不连续调节模式，具有成本低、效率高的特点．文中作了较详细的理论分析和实现的方法。     

基于船用半桥LLC谐振变换电路的MOS驱动设计

针对船用开关电源低电压、大电流输出、高效率、电气隔离等需求,采用半桥LLC谐振变换电路方案作为最后级输出进行研究。分析电路中所用MOS管的工作原理和开断过程,简单介绍半桥LLC谐振变换器的工作原理,并给出该变换器的典型驱动方案;发现串扰现象后,给出3种带负压驱动的驱动方案,并分析3种驱动方案的特点,研制出样机并进行试验验证。为开关电源中MOS管的驱动设计提供参考。     

一种新颖的软开关半桥变换器

本文提出了一种新颖的软开关半桥变换器,首先介绍了变换器的电路结构,电路工作在谐振状态,通过脉冲频率调制方法调控输出电压和输出功率,并通过时序和电路拓扑分析了变换器的基本原理,最后给出了原理样机的实验波形.     

基于DSP+FPGA控制架构的矩阵变换器设计

本文设计了一台5 kW直接型矩阵变换器的原理样机,包括各功能电路组成,双向开关器件选择,驱动电路与辅助电源等;特别是针对矩阵变换器调制与换流策略复杂的问题,搭建了DSP+FPGA的控制系统,充分利用了前者运算速度快与后者资源丰富的优点,并完成了满功率实验。实验结果表明,本文搭建的矩阵变换器原理样机运行可靠稳定。     

一种欠压脱扣器线圈温度场计算与分析

本文基于Ansys Workbench分析了一种直流长时工作制的欠压脱扣器线圈温升,并通过物理样机实验验证了该分析的准确性。分析结果表明,通过仿真计算可以准确分析脱扣器线圈的温升参数,为快速高效设计最优的线圈提供理论基础。     

基于单片机的舰艇开关电源故障维修系统设计

传统舰艇开关电源故障维修系统不具备对开关电源故障的自动化维修功能。结合开关电源故障数据电路故障的特点,提出并设计了基于单片机的舰艇开关电源故障维修系统。采用单片机控制技术,创建单片机开关电源控制平台,通过硬件平台将舰船所有开关电源的状态检测控制权独立出来,根据较低的资源消耗完成对开关电源状态的实时检测;通过故障检测策略实现对故障的识别;采用通过双回路电路控制算法完成对故障点电路的二级保障电路切换,实现开关电源故障的应急处理。为了验证设计系统对故障的处理能力,通过仿真故障实验对提出系统进行测试,通过数据的对比证明设计系统的有效性。     

基于快速原型技术的主动控制实验研究

为实现对振动主动控制算法的快速有效验证,搭建双层隔振系统实验平台,基于快速原型控制技术,设计自适应控制策略,并以Speedgoat实时控制器为载体,开展振动主动控制样机验证研究。次级通道辨识、扫频以及双频激励实验表明,辨识模型精度能够满足主动控制需要,所设计算法能够有效实现主动控制,快速原型控制技术能够高效地将理论研究和台架实验结合起来,为样机验证提供高效便捷的开发手段,具有重要的应用价值。