非接触供电在高温超导磁体中的应用探究北大核心

高温超导磁悬浮列车运行过程中,由于磁体自身存在工作损耗难以实现恒流运行,寻找适用于高温超导磁体的运行补偿供电方法成为其能否稳定可靠运行于轨道交通环境的关键.本文基于磁耦合非接触供电技术,提出一种适用于高温超导磁体的非接触补偿供电方法,利用电路理论建立电路等效模型,对电路结构进行了优化设计.考虑到电路参数对于系统性能的影响,根据电磁场理论,对线圈结构进行了设计优化.通过搭建非接触供电系统实验装置,对系统特性、不同线圈结构对磁体供电系统的影响进行了研究,验证了本文所提出的非接触补偿供电方法的可行性.     

光伏发电系统非接触并网供电自动控制方法

针对光伏发电系统非接触并网供电过程中存在的电能信号输出不稳定的问题,提出了非接触并网供电自动控制方法。首先在光伏发电系统以及并网供电线路上安装相应的硬件设备,包括控制器、逆变器以及驱动设备等,其次采用非接触并网的方式形成供电传输链路,利用安装的硬件设备自动监测供电系统中的电流信号与电压信号,以监测结果为基础,分别从并网电流平衡与最大供电功率两个方面,实现了对光伏发电系统并网供电的自动控制。为检测设计控制方法的性能设计了实验,实验测试结果表明:光伏发电系统非接触并网供电自动控制方法可以缩小供电电流与电压的浮动范围。     

基于STM32F103RCT6无线充电电路的设计与研究

摘要：随着手机的普及、电动汽车和无线电技术的不断发展,电子产品也越来越丰富。对各种电池的充电速度和工作时间提出越来越高的要求。由于目前电池的电量工作时间较短、快速充电、远距离充电等问题不能解决,从而给人们的生活带来了极大的不便,特别限制了电动汽车工业的发展。所以针对电池的充电问题,本文设计了一款电磁谐振式无线充电器。该充电器采用STM32超低功耗单片机作为无线充电电路的主控制器,通过对发射信号频率的控制,使处于异地的输出电路工作在谐振状态,实现最大功率无线传送,接收端线圈输出再经过整流、稳压、滤波后输出+5V电压,最终经过智能控制电路给便携式设备中的锂电池充电。并通过指示灯显示电池是否正在充电、充满、电池反接和电源欠压等状态。该设计的充电设备具有使用灵活、方便、工作可靠,电能利用率高,无线充电距离远等特点,同时具有过压、过流保护,具有广泛的应用价值。     

基于热能利用的创新实验设计

设计了基于温差电效应的锂电充电器.该装置以热水作为热源,选用F40550型温差发电片,稳压电路和锂电充电保护电路的主控芯片分别为LM1085和SD8001,电压输出为USB接口.该装置可以对以锂电供电的小型数码产品充电.     

无线传感器网络中的被动式目标定位系统设计

针对采用传统的被动式目标定位系统进行定位时,存在定位精度低的问题。设计了一种新的无线传感网络中被动式目标定位系统。无线传感网络中被动式目标定位系统主芯片CC2430、电源模块、调试模块、串口模块及复位电路模块;主芯片主要对整个系统的运行情况进行控制,电源模块为整个系统提供必要的电源,调试模块及复位模块主要是对整个系统进行调试和复位。并对被动式目标定位系统软件进行了设计。实验结果证明,设计的定位系统在定位精度方面具有一定的优越性。     

基于单片机的自供电供暖温度智能调控装置

设计了一种自供电的供暖调控装置,其主要包括温差供电模块、电路控制模块、水流控制模块。本装置工作时,温差供电模块可利用暖气管道与室温的温差发电,以STC89C52单片机为核心的电路控制模块可实时监测室内温度,并能根据用户设定温度和室内实际温度驱动水流控制模块,以调控供暖管道水流量,从而达到调节室内温度的目的。     

正负双极性重复频率充电电源研制

针对紧凑型高功率脉冲驱动源的重复频率充电需求,开展了基于LC全桥串联谐振原理的恒流充电技术研究,并根据紧凑型Marx脉冲功率源的工作方式开展了电源关键参数设计,完成了一种正负双极性充电的紧凑型高压电源研制,实现20 ms内对单边等效负载电容为0.15μF的双极性Marx驱动源充电至±45 kV,平均充电功率大于15.5 kW。该电源采用单个高频高压变压器实现了正负双极性高电压同步输出;采用变压器、整流电路、隔离保护电路、电压检测电路一体化绝缘封装设计,既减小了装置体积又降低了高压绝缘风险;通过隔离保护、电磁屏蔽等设计有效解决了Marx发生器放电过程中瞬时高压信号对电源控制系统的干扰和损伤。     

基于CC2531的安全监测预警系统设计

为解决目前基层军营安全监测手段存在的高功耗、高成本、实时性较差、易被破坏等问题,选用CC2531和CC2591作为ZigBee通信模块芯片,布设多种传感器,搭建无线传感网,以PC机为监测主机,制定通信协议,设计出军营无线安全监测与预警系统;实现一平方公里范围内温度、湿度、人体入侵、可燃气体烟雾浓度等信息的远程监测与自动预警;以不同距离监测哈尔滨十二月份室外温度、相对湿度为试验,无数据丢失,温湿度测量误差不大于2%,表明系统具有高可靠性、高精度、低功耗、灵活易用等优点,具有广阔的应用前景。     

一种无线充电装置的设计与制作

设计并制作了一套手机用的无线充电装置,通过该装置可以对手机进行无线充电,该装置也可以用来给移动电源、平板电脑等移动设备进行无线充电。     

一种带有升压结构的LC充电电源的设计

为使LC谐振充电方案具有更高的升压范围和提高其对供电电压的适应性,采用了一种带有升压结构的电路拓扑,使得LC谐振充电方案具有升压和降压工作能力,同时采用了基于能量实时检测的控制算法,使得该方案能够根据预设参数准确充电和放电,增强了对供电电压波动的适应能力。初步的实验结果表明,在供电电压波动的情况下,该电源能够完成升降压的调节,且最大电压偏差小于5 V。     

基于单片机的开关电源并联供电系统的设计

针对并联供电中各电源模块参数的分散性,导致输出电流的不均衡,结果分担电流多的模块热应力大,降低了系统的可靠性等问题,提出了具有均流技术的开关并联供电系统的设计.     

基于ZigBee网络和超声定位的智能跟随小车

基于成熟的IEEE802.15.4协议和ZigBee无线模块,结合超声定位,设计了一种新颖的智能跟随系统。设计的核心为PIC18F4620单片机和MRF24J40MA无线收发模块,通过无线收发来完成节点间的识别与同步,同时以超声测距系统完成对被跟踪目标的定位,通过控制驱动电机动作实现对指定目标的定距离跟随。控制网络以子网的形式控制不同系统的分时定位跟随,同时管理各移动定位系统的入网和切换。样机测试结果表明系统达到了预期的跟随设计要求,具有一定的工程使用价值。     

智能功率模块的结构与使用

 智能功率模块(IPM)是一种先进的功率开关器件,它是以功率器件IGBT为主同时将驱动电路和欠压保护、过流保护、短路保护、过温保护等多种保护集成在同一模块内。这种高度集成化不但大大缩短产品的研发周期,还能减少其体积、降低噪声干扰、改善驱动和保护性能,同时系统的可靠性也得到了较大的改善。这些优点为其在电力电子领域创造了良好的应用条件,利用IPM的控制功能,与微处理器相结合,可方便地构成智能功率控制系统。IPM应用广泛:如在变频器、直流调速系统、DC-DC变换器以及有源电力滤波器等领域都有着不俗的表现,尤其在电机控制方面的应用受到广泛关注。     

LTD模块串联装置中部分模块不工作时的输出性能

基于10级模块串联的1 MV快脉冲直线型变压器驱动源装置,分别开展了1～3个模块在不充电或不触发时装置的整体输出参数测试。结果表明,在二极管负载阻抗基本不变的情况下,装置输出电流和电压降低的数值约为故障模块数与总模块数的比值。与所有模块正常工作时相比,脉冲上升时间分别增加10,22和32 ns,脉冲宽度分别增加13,23和48 ns。根据电路分析以及模块实际电参数建立了装置的等效电路模型,模拟得到的不同数量模块不工作时的输出电压变化趋势与实验结果基本一致,并利用电路模型对故障模块中开关两端的电压进行了模拟和分析。     

无线传感器网络AMRSSI加密调制定位算法研究

RSSI定位技术在无线传感器网络实际应用中,由于环境的开放性,信号很容易受到敌方的攻击,从而使系统的定位产生错误;通过对RSSI测距定位模型进行分析,提出了基于RSSI新的加密调制定位算法AMRSSI,该定位算法计算简单、保密性强、受外界干扰小;仿真实验表明该算法较普通的基于RSSI的测距方法定位精度上有了明显的改进,适合在通信开销小、硬件要求低的传感器网络节点上应用。     

关于理想平行板电容器充电过程的能量传输问题

通过对基于简单RC电路的理想平行板电容器缓慢充电过程的研究,得到了相关的电磁场分布以及能量分布,并讨论了其中的电磁场能量传输问题．     

无线供能演示装置

根据电磁感应耦合原理,建立电容补偿式电路的相量模型,确定了影响传输效率的主要因素。基于实验得出最优电路参量,制作了简易的无线供电小车演示装置,具有较好的教学演示效果。     

恒功率输入恒流输出的电容器充电电源

常规恒流充电电源输入端的功率随着输出电压的升高而逐渐增加,充电结束时输入端的功率由最大值迅速降为0,不仅需要电网能够提供近2倍于平均值的峰值功率,还会造成电网电压的波动,特别是在重复频率与工频接近的大功率应用场合时,可能造成电网滤波系统的振荡,影响供电可靠性和干扰其他用电设备。提出了一种带有储能环节的电路拓扑,使得在对负载恒流充电期间,输入端的功率保持在平均功率水平。充分利用了串联谐振电路断续工作模式的特点,无需辅助变换器,仅通过双向开关对电流的控制,可将充电初期多余能量存储到储能环节,并在充电后期逐渐将此能量向负载释放,在充电启停时刻储能环节的净增能量为0。将上述拓扑电路添加到基于DC-link的恒流充电电源中,进行了分析和控制参数推导,并在输出电流8 A、最高输出电压5 kV的电源上进行了实验,结果表明:充电期间直流母线提供的电流基本稳定,幅值为常规方案中最大母线电流的一半左右。     

基于Dymola软件及Modelica语言的飞机供电系统建模与仿真

飞机供电系统的布局设计与控制逻辑是飞机系统设计的重要环节,且其对系统的可靠性、容错供电和余度等特性具有一定影响。对飞机电源系统进行仿真建模研究,在支持各种物理系统建模的Dymola平台下搭建了数字仿真模型,包括交流发电机、变压整流器、电源系统接触器和过欠压、过欠频检测模块等部件模型,并利用各个部件模型搭建了供电系统模型,同时利用Modelica语言完成系统逻辑设计,对整个系统进行仿真。数字仿真结果表明电源系统模型基本能够完成自动配电、自动隔离故障,达到设计要求,为飞机系统设计提供了理论支持。     

基于功率因数校正器MC33232的小型激光电源研究

对Boost直流升压充电电路进行了理论分析，介绍了一种基于MC33232的小功率直流供电激光电源电路，并对设计的激光电源进行了实验研究。设计的电源体积小、重量轻，24V直流供电时可以在480ms内将12μF储能电容充电到700V，充电功率易于调节，适用于小功率直流供电激光电源。