单一元件交流电路相位差的定性分析

电容、电感、电阻是三个基本电路元件．它们各自和正弦交流电源连接，分别构成纯电容、纯电感、纯电阻交流电路．它们都是理想的电路模型．纯电容电路中电压uc滞后电流icπ/2，纯电感电路中电压uL超前电流iLπ/2，     

探究一种非正弦周期变化的电流和电压的有效值

通过对两个不同形式的电路问题进行分析, 得出相同形式的非正弦周期变化的电流和电压的瞬时值表 达式, 并对这种波动直流电用多种方法推导出有效值计算公式     

两方法让学生理解交流电最大值和有效值的关系

在学习正弦交流电的有效值的概念时,我们很多时候会强调交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的,即让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等,我们就把恒定电流的电流（电压）叫做这个交流电的电流（电压）有效值。而在具体举例时,我们往往还会让学生知道正弦交流的最大值是有效值的2倍。但为什么是2倍呢？     

用万用表测非正弦交流脉冲电流的有效值

目前有不少家用电器的直流供电电源,都是直接由交流电源经桥式整流、电容滤波后而获得,如某种荧光灯电子镇流器,它的交直流变换电路如图1。若测其交流输入功率,就需知道它的输入电流有效值的大小,在输入端串入5 Ω 1 W小电阻,用示波器观察电阻上电压波形,如图2a所示,输入电流不是正弦电流,而是近似按指数曲线变化的交流脉冲电流。它实际是交流电源经整流后给电容C充电的电流波形i_c(t)。在图1电路的输入电路中串入万用表,用交流电流档测得其数值为I_入=80mA,万用表的这个读数是否就是此脉冲电流的实际大小,即万用表的示值是否真实反映此脉冲交流的有效值?     

三相电压型PWM整流器模型预测直接功率控制

通过对三相电压型PWM整流器传统直接功率控制(DPC)引起的开关频率不固定,网侧电流谐波分量高,系统调节时间长等问题的分析,提出一种电压型三相PWM整流器模型预测直接功率控制方法,应用模型预测理论构建目标函数并对目标函数进行求偏导,对下一个采样周期的有功功率和无功功率变化进行预测,将模型预测理论与二阶拉格朗日插值法相结合进行功率修正,实现了有功和无功功率的实际值与预测值的误差最小,并采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)产生PWM信号驱动整流器功率开关,实现固定的开关频率;仿真结果表明,本方法具有良好的动态和稳态性能,系统对电感参数的变化不敏感,有效降低了交流测电流总谐波失真(THD),提高了交流侧功率因数。     

RLC串联电路谐振时电感和电容上的电压不是极大值

本文证明,RLC串联电路处于谐振状态时,电感和电容两端的电压(有效值)并不是极大值。并对“RLC串联电路”实验提出改进意见。把正弦信号源接在RLC串联电路上,如图1所示,保持信号源输出电压U(有效     

纯电感电路教学的一种尝试

本文介绍纯电感电路教学的一种方案，它能直观地解释：第一，电流随电压而变化的规律；第二，电流幅值与自感系数及频率的关系．     

测试大功率超声清洗机功率和效率的简易方法

从大功率超声清洗机电源输入到换能器的电流、电压波形皆非正弦波形。采用本文介绍的求和近似法,可以测试电流、电压的有效值以及平均功率。我们用求和近似法对大功率超声清洗机电源的电流、电压、电功率以及输入到超声换能器的电流、电压、电功率进行了测试,并用量热法对清洗槽获得的声功率也进行了测试。由测试结果计算出电源和超声换能器的效率。与已发表的结果比较接近。该方法可靠、直观、而且成本低,适合于生产厂家在现场进行测试与实验。     

非线性负载谐波电流测量及功率因数的研究

对典型单相非线性负载电流的谐波用2种方法进行分析:用余弦脉冲函数式表述出负载电流波形,对此函数式进行积分运算得出有功功率;又用谐波分析仪测量出此电流的10奇次谐波有效值,计算出了电流总谐波畸变率.给出了负载的广义功率因数为位移功率因数与畸变功率因数乘积的结论.指出了传统意义的功率因数与广义功率因数的区别,对谐波畸变率对广义功率因数的影响进行了讨论.     

三表法测交流参数的误差分析

三表法测交流参数是用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件或二端无源网络的电压U、电流I、有功功率P后，计算出交流参数．三表法的测量电路，一般有前接法和后接法．下面对三表法的接线方式进行误差分析．     

基于SOGI-FLL算法的油田电网动态无功补偿对策研究

为了解决油田无功补偿装置爆电容现象,本课题在现有无功补偿装置存在问题的基础上,提出了采用晶闸管投切电容器与静止无功发生器相结合的补偿方案。将SOGI－FLL算法应用于电压精准锁相和无功功率的准确计算中,其结果分别用于确定matlab仿真模型中晶闸管投切电容器的投入时刻和提供静止无功发生器的控制参考信号,从而实现谐波和无功电流的有效控制。仿真结果表明,该方案不仅实现了无功功率的有效补偿,而且进一步降低了油田配电网无功损耗,提高了功率因数。     

脉冲功率应用的IGBT快速驱动电路

根据绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的工作特性，研究设计了一种应用于脉冲功率系统的开关驱动电路，实现了IGBT的快速开通。阐述了驱动电路的原理，设计了基于平面变压器的驱动电路，在驱动芯片基础上为栅极提供幅值为60 V脉冲电压，提高开关速度。最后使用Blumlein双线结构对驱动电路的性能进行了实验验证。应用这种驱动方式，提高了集电极电流上升速率。实验结果表明，在1000 V的工作电压下，通过IGBT的脉冲电流达到了470.53 A，脉冲前沿为40 ns，di/dt达到9.41 A/ns，相比数据手册提供的数据，该电流上升速度提高了7.53倍，实现了对IGBT的快速驱动。     

频率自动跟踪超声波电源设计

针对超声波电源工作时负载状态改变,换能系统产生谐振漂移的问题,提出了一种基于STM32的频率自动跟踪超声波电源的设计。电源逆变电路采用带辅助网络的全桥结构,阻抗匹配电路选择了一种改进型的T型匹配网络,应用PWM移相调功技术控制电源的输出功率,通过数字鉴相技术得到电压电流的相位差作为电路谐振状态的反馈信号,结合STM32主控制器进行PI控制,调节PWM波的输出频率使电路始终工作于谐振状态,实现了谐振频率的自动跟踪。最后基于该设计方案,实际制作了一款应用于超声波清洗仪的电源,并通过实验验证了该电源具有输出功率稳定,负载适应性强,输出频率自动跟踪等特点。     

测量脉冲大电流的四光路光学电流传感器技术

 在传统光学电流传感器技术的基础上，提出了一种四光路光学电流传感器，其通过四路输出信号可准确确定偏转角，使电流的测量范围不受正弦函数的单调性的限制，从而提高了电流的测量范围。配合四光路结构，提出了新的反正切函数数据处理方法，其不存在角度不灵敏区、可纠正原始数据的缺陷，从而提高了测量精度。实测了充电电压为4.5 kV、电容为50 μF和导线有效穿过磁光探头14次的快开快门的总短路电流，其峰值达85 kA，与理论值87 kA能较好地吻合，从而证明了四光路光学电流传感器可有效地测量脉冲大电流。     

CRAFT超导磁体电源换流变压器短路阻抗设计

聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）超导磁体电源兼具大电流稳态运行、高功率脉冲运行和瞬态故障抑制能力的需求。换流变压器的短路阻抗与超导磁体电源的特性密切相关。为了优化超导磁体电源的性能,基于交直流系统的参数和换流变压器的等效电路模型,研究了换流变压器短路阻抗与超导磁体电源的输出电压、谐波电流、短路故障电流和无功损耗的关系。短路阻抗越小,超导磁体电源的额定输出电压越高,无功损耗越小,这些特性对CRAFT超导磁体电源的性能有利,但是短路故障电流和谐波电流增加,影响电源的短路故障抑制能力和谐波特性。在CRAFT超导磁体电源换流变压器短路阻抗设计时,首先短路阻抗必须满足直流电源的额定输出电压和故障电流抑制能力,其次,由于CRAFT超导磁体电源是多相变流器,仅产生高次特征谐波电流,含量少便于抑制,因而尽量选择较小的短路阻抗。     

同步加速器Barrier Bucket高频电压的研究

同步加速器Barrier Bucket高频系统用于克服空间电荷效应的影响,并对束团进行预压缩从而实现束团的多次累积来提高束流的流强。实现Barrier Bucket束流多次累积,要求在同步环高频加速腔上产生一个单正弦电压信号。针对单正弦波形的特点,讨论在同轴加载腔上产生该电压波形的方法和条件。通过对单正弦信号的频谱分析得出信号对加速腔高频系统的带宽要求,运用等效并联电路的方法并将同轴加载腔作线性时不变近似,求出输出的腔体电压与输入的激励电流间的关系。Barrier Bucket电压信号对加速腔整个高频系统的带宽要求至少应为单正弦频率的两倍。输入的激励电流为单正弦信号的基础上叠加上一个直流脉冲偏置,偏置大小为腔体Q值。最后,根据分析的结果在兰州重离子加速器冷却储存实验环（CSRe）高频系统的铁氧体加载腔和新研制的磁合金加载腔系统上进行测试,并对测试结果作相关讨论。     

Power dissipation characteristics of great power and super high speed semiconductor switch

The power dissipation characteristics of pulsed power switch reversely switched dynistors （RSDs） are investigated in this paper. According to the expressions of voltage on RSD, derived from the plasma bipolar drift model and the RLC circuit equations of RSD main loop, the simulation waveforms of current and voltage on RSD are acquired through iterative calculation by using the fourth order Runge-Kutta method, then the curve of transient power on RSD versus time is obtained. The result shows that the total dissipation on RSD is trivial compared with the pulse discharge energy and the commutation dissipation can be nearly ignored compared with the quasi-static dissipation. These characteristics can make the repetitive frequency of RSD increase largely. The experimental results prove the validity of simulation calculations. The influence factors on power dissipation are discussed. The power dissipation increases with the increase of the peak current and the n-base width and with the decrease of n-base doping concentration. In order to keep a low power dissipation, it is suggested that the n-base width should be smaller than 320μm when doping concentration is 1.0×10^14cm^-3 while the doping concentration should be higher than 5.8×10^13cm^-3 when n-base width is 270μm.     

换流变分接头及直流控制器极限诱导分岔分析

本文研究了直流子系统整流站定电流逆变站定电压控制方式下逆变站换流变变比和熄弧角达到限值时交直流互联系统发生极限诱导分岔的情况.对系统遭遇硬限制时不会发生奇异诱导分岔的原因作了详细的探讨;发现系统发生极限诱导分岔时换流变变比需大于临界值并给出了不同类型极限诱导分岔临界值的计算公式.根据临界值对参数灵敏度的信息,可通过调整参数来消除分岔点以增大稳定域.分析了发电机励磁电压极限对换流变变比临界值及系统稳定域的影响.给出了发生此类极限诱导分岔的机理解释:换流变无功消耗的增加,换流站无功补偿的下降及控制方式的转换导致系统因无功缺乏失稳.     

Effect of power frequency excitation character on ferroresonance in neutral-grounded system

In most earlier ferroresonance studies the traditional excitation characteristic of iron core,in which the traditional excitation characteristic contains harmonic voltages or currents,has been used as if it were made up of pure fundamental voltage or current.However,this is not always true.In comparison with traditional excitation characteristics,this paper introduces the power frequency excitation characteristic of the iron core,which contains no harmonics.The power frequency excitation characteristic of iron core has been obtained by Elector Magnetic Transient Program,resulting in discrete voltage and current pairs.Extensive simulations are carried out to analyse the effect of power frequency excitation characteristic on potential transformer ferroresonance.A detailed analysis of simulation results demonstrates that with power frequency excitation characteristic of iron core inclusion at certain excitation voltage the ferroresonance may happen,conversely it may not happen with traditional excitation characteristic inclusion.     

快速稳压PSM电源主回路及补偿网络设计

针对NBI系统中单个脉冲调压电源模块(PSM)直流输出电压不可调、精度低、电压超调大,提出了在PSM电源模块输出侧串联一个调压电源的方法。为了使调压电源的系统有良好的动态性能,设计了一个TYPE-III补偿网络。最后搭建了一台样机,实验结果验证了主回路设计的正确性,为制造单个PSM电源测试台奠定了基础。