直流大电流测量检测系统的开发与应用

直流大电流测量检测系统的开发与应用

一、直流大电流计量检测体系的开发与应用(论文文献综述)

张绍哲[1](2020)在《蓄电池供电的高稳定度平顶脉冲磁场关键技术研究》文中指出平顶脉冲磁场(Flat-top Pulsed Magnetic Field,FTPMF)综合了稳态磁场稳定度高和脉冲磁场强度高的优势,是脉冲磁场技术的重要发展方向。随着比热测量和核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)等科学实验系统的进一步发展,科学家们提出了磁场稳定度优于100 ppm、无纹波,同时平顶持续时间100 ms以上的磁场环境要求。目前,虽然各国采用不同技术手段实现了多种性能参数的FTPMF,但是它们在纹波、稳定度或平顶持续时间上存在不同程度的缺陷,不能完全满足科学实验的要求。为此,围绕高稳定度、无纹波、长平顶脉冲磁场的实现以及FTPMF的科学应用,本文主要开展以下三个方面的研究工作:(1)研究脉冲大电流平顶纹波的抑制技术和实时反馈控制策略,以实现高稳定度FTPMF的调控;(2)研究直流电流比较仪(Direct-Current Current Transformer,DCCT)虚假平衡的发生机制和改进措施,拓展动态测量范围,为实现FTPMF的纹波检测与分析提供技术支撑;(3)实现蓄电池供电的高稳定度FTPMF系统,研究FTPMF下比热测量技术,搭建国内首个FTPMF下的比热测量平台。在FTPMF高精度调控方面,本文以蓄电池型脉冲强磁场放电系统为研究对象,针对现有蓄电池型FTPMF普遍存在开关纹波导致平顶磁场稳定度难以进一步提高的问题,提出了一种基于绝缘栅双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)有源区的线性调节旁路新方案,以实现蓄电池型FTPMF的高稳定度调控。由于IGBT工作于有源区属于非常规使用,无相关应用数据参考。为此,本文采用IGBT小信号模型,研究了IGBT有源区电流控制稳定性,得出了所使用IGBT模块的稳定条件为门极电阻大于1Ω;详细分析了米勒效应发生的原因及影响,通过实验得出了避免米勒效应发生的阈值条件;分析了IGBT模块有源区工作时的并联均流特性,设计了用于IGBT有源区的线性驱动电路,并对驱动电路和IGBT整体进行了阶跃响应测试,结果表明其性能良好。随后,以IGBT有源区的工作条件为准则,得出了线性旁路中器件参数选取的计算公式,为FTPMF系统的构建打下基础。根据科学实验的需求提出了40 T/100 ms高稳定度FTPMF的建设目标。受到IGBT功率限制,磁场升高时线性旁路中IGBT数量急剧增加。为此,本文提出了电流注入降压法提升IGBT利用效率的方案,以减少线性旁路中IGBT的并联数量。设计了四相交错Buck电路作为电流注入用电源,将其输出纹波控制在1 V以内以抑制注入电源纹波对IGBT有源区特性的影响。在此基础之上,设计了40 T蓄电池型FTPMF系统,并进行了仿真验证。研究表明,采用该方案在实现40 T/100 ms的FTPMF时,可将IGBT总数目从35个减少到8个,大幅降低成本和实现难度,为40 T高性能FTPMF的实现奠定了基础。在FTPMF的纹波检测方面,电流作为FTPMF闭环控制系统的直接调控物理量,其测量精度是实现高稳定度FTPMF的关键因素之一。为了实现FTPMF的高精度检测与分析,进一步提高其稳定度,本文提出采用DCCT对平顶脉冲电流进行高精度测量的技术方案。而平顶脉冲大电流具有宽量程、高动态范围的特点,如何防止DCCT在电流快速上升阶段发生虚假平衡导致无法测量成为其应用瓶颈。为此,本文采用简化的三折线磁化模型,在理论上得出激励磁势峰值和磁芯饱和磁势是磁调制器静态线性范围的决定因素,通过基于JA磁滞模型的磁调制器仿真研究,总结出磁调制器静态线性范围估算公式,得到DCCT正常运行的不平衡电流上限值;同时,针对被测电流大范围动态变化时不平衡电流过大导致的虚假平衡问题,本文提出了前馈去饱和DCCT技术方案,并从理论上分析了该方案在稳态性能和动态性能上的优越性。在此基础上,设计了30 k A量程原理样机,通过实验验证了所提方案可防止动态过程虚假平衡的发生,并可以实现带电合闸引起的虚假平衡的自恢复,最后在国家计量站对样机进行了校准,检测结果表明样机变比精度在10%量程以上优于10 ppm。由此证明了所提方案的优越性及可行性。基于上述FTPMF高精度调控方法和纹波检测技术,本文开展了FTPMF系统的设计与实现。基于FTPMF系统小信号传递函数模型,分析了磁体电阻变化时控制系统的鲁棒性,确定控制参数选取的理论依据,证明所选取的PI控制参数可以兼容磁体电阻变化,保证FTPMF的控制精度;针对FTPMF大惯性的特点,选择了间歇式采样PI控制方法。在此基础之上,研制了23 T高稳定度、无纹波FTPMF调控系统,并进行了详细的性能测试,实现了最高参数为23.37 T/100 ms/64 ppm的FTPMF,其稳定度指标优于现存FTPMF且平顶持续时间可达百毫秒级,且其磁场调节分辨率达7×10-4 T,可实现磁场强度的精密调节。随后,初步开展了FTPMF下的比热测量技术研究。介绍了比热测量系统构成和热脉冲比热测量原理,详细分析了量热计和样品杆的设计;研制了数据采集系统,搭建了国内首个FTPMF下的比热测量平台;利用Ba3Mn1.9Cr0.1O8材料初步开展了FTPMF下的比热测试实验,证明了所搭建测量平台的可行性。最后,本文对所述工作进行了总结和未来进一步研究的展望。

成峰[2](2020)在《具备温漂抑制的直流充电桩现场校验装置研究与设计》文中进行了进一步梳理近年来,为应对环境污染与能源紧张等问题,国内各大城市推进了新能源电动汽车行业的发展,直流充电桩等基础配套设施也得到了大力的建设和推广。然而由于直流充电桩建设还处于发展初期,尚存在一些问题。如:充电桩设备出厂质量良莠不齐;由于长期工作环境影响,已经投入使用的充电桩性能退化失效、计量准确性降低。直流充电桩作为一种计量装置,其准确性与电动汽车车主及供电公司的权益息息相关。因此开展直流充电桩现场检测工作,研究适用充电桩现场大温度变化范围工况的高效率检测装置,对维护充电桩正常工作进而确保车主与供电企业权益不受损具有重要意义。首先对直流充电桩的系统结构与充电原理进行了阐述;研究了计量检测规程并结合现场检测环境需求确定了工作误差、示值误差、付费金额误差和时钟示值误差等项目的检测方法,据此设计了整个检测装置的整体方案及技术指标。传统检测技术主要应用于实验室环境,其相应设备对于现场较大的工作温度范围及大电流下的温漂等情况的考虑都比较欠缺。针对这一问题,研究了具备温漂抑制的计量现场校验技术,提出了采用零磁通互感器和精密铂电阻分别测量电流电压的方法,可在现场实现对直流充电桩的准确计量检测。研制了一套具备温漂抑制技术的非车载充电机现场检测装置,对装置前端板、采样板、电源管理、BMS(Battery Management System)等硬件模块进行选型设计,优化分层网络模型搭建负载与检测装置间的通信协议,基于C#语言进行装置软件设计并且建立向导式人机交互界面。对检测装置进行了应用验证和现场实验,利用项目成果对江西省内部分充电桩进行了现场检测。实验结果表明在规程要求测试温度范围内,该检测装置均满足0.05级装置平均温度系数及现场检测0.1%准确度要求。研究成果具有很强的应用价值,可以对照检测章程,在现场宽温度变化范围工况对直流充电桩进行准确性能检测。

刘天柱[3](2020)在《基于时间同步的直流充电桩双芯电能表的研究与应用》文中指出电动汽车充电设施建设是发展新能源汽车产业的重要保障,是完善城市基础设施、促进城市低碳发展、实现电能替代的重要举措,对于国家能源战略转型具有重要意义。直流快充具有快速高效的特点正逐渐取代交流慢充,因此,直流计量方式必将成为其贸易结算的必然趋势。目前应用在直流充电站的直流电表存在诸多问题,如软硬件一体化、法制计量与非法制计量部分互相干扰、不支持远程升级,在线检测、时钟电池欠压频繁发生、扩展功能有限、无法满足分时电价、电网大数据时代的需求等。因此,基于IR46国际标准的要求,本文设计了一种基于时间同步的双芯(TSDC)直流电能表,采用计量芯和管理芯独立、各功能模块化设计的思想,使得法制计量部分与非法制计量部分互不干扰;将GPS/北斗系统串口时间信息用IRIG-B码解码对电表进行校时;GPS/北斗系统产生的1PPS秒脉冲对电表内部RTC晶振校频,同时还触发计量芯与管理芯实现电能精确计量功能;最后将电能数据以“绝对时间+电能值”的结构体形式存储在内存中。该设计方案不仅解决了电表法制计量与非法制计量部分互相干扰和时钟欠压问题,还支持远程升级和在线检测,具有良好的应用前景。本论文首先介绍了直流电表的研究背景及意义,结合国内外直流电能表的研究现状及趋势制定了 TSDC直流电能表的整体设计方案。然后介绍了 TSDC直流电能表关键技术,分硬件和软件两个部分介绍了双芯电能表的结构功能设计,最后根据直流电能表检定规程对样机进行基本误差测试、性能测试和功能测试,试验结果表明本文设计的TSDC直流电能表满足规程要求。

周磊[4](2020)在《便携式高精度直流充电桩计量检定系统的研究与实现》文中研究表明近年来,能源紧缺与环境污染问题日趋严重,各国开始大力发展新能源汽车产业,并着力建设以直流充电桩为代表的充电基础设施。直流充电桩的型式试验、出厂检验、安装检测以及周期巡检等各个阶段,都需要严格地遵循相应的计量检定规范。目前,市场上的充电桩品牌和型号繁多,协议不规范、计量不准确的问题十分普遍。同时,充电桩计量检定系统的研制,多数采用传统的人工测试或者半自动测试技术开发,其性能和测试效率十分低下,不能满足实际生产需求。为解决上述存在的问题,通过深入研究相关国家标准,本文设计出一款适用于直流充电桩的工作误差、示值误差、付费金额误差以及时钟示值误差等计量检定任务的自动测试系统,满足高精度、高性能和便携性等设计需求。主要研究内容如下:1.系统总体方案设计:该部分通过研究相关测试标准,明确计量检定任务及测试原理,制定测试系统的总体方案和技术指标,并阐述系统的创新点和设计优势。2.电动汽车功能模拟装置的设计:该装置用于模拟充电工况和搭建完善的测试环境,是实现充电桩测试的基础。整个装置包括直流充电接口控制模拟器,实现充电控制导引回路,并提供参数采集接口;车载BMS通信模拟器,启动充电通信流程并且反馈通信故障;车载电池电压模拟器,模拟车载蓄电池的初始电压;大功率模组化负载,用于消耗充电电能。3.高精度计量模块设计:高精度直流电能参数的采集是实现准确计量和测试的前提。本文首先根据直流电能计量原理和计算方法,搭建同步采集电路,实现对充电电压、辅助电压、采集点1电压以及充电环境温度的信号采样;然后制定数字处理方案,实现对采样信号的数据解析、功率运算、以及电能积分运算;最后封装软件功能接口,便于二次开发。经过验证,高精度计量模块能够实现1000V、300A的直流测量范围,电能计量精度达到0.1级。4.自动测试软件系统设计:自动测试软件作为整个直流充电桩计量检定系统的控制中枢和交互界面,是实现测试逻辑任务的核心。该部分通过分析测试需求和相关技术原理,从软件设计架构与设计模式的角度,提出基于MVC-三层架构的总体设计方案,并且制定各个功能模块的详细实现策略。经过仿真测试以及实地验证,本文设计的计量检定系统满足直流充电桩的计量准确性和功能完整性,具有极高的实用价值,便于市场推广。

王恩,梁柯,陈叶,韩彤,翟少磊,李博[5](2020)在《直流电能动态计量检测系统研究》文中提出为解决直流电能计量装置的动态计量准确性问题,需要对直流电能检测装置在复杂动态环境下的检测性能进行研究。通过研究电能计量装置在直流电能纹波、电源突变、暂降、中断等情况下的工作特性,分析了不同幅度和不同频率纹波对直流计量的影响,设计了直流电能动态计量检测系统。采用高频脉冲数预置法,对被检表的电压暂降和短时中断进行试验,计算出了电能表的相对检定误差。实验结果表明不同输入条件下的基本误差最大修约值为0.3%,低于被检直流电能表的允许误差0. 5%,且经过电压暂降和短时中断实验的示值改变量为0k Wh,直流纹波对于直流电能表影响的修约值为0,符合国家标准。通过直流电能动态检测系统可对现有直流电能计量装置进行校准,保证计量装置准确性,为直流用电贸易公平结算提供技术支持。

李恺[6](2019)在《电动汽车充电设施计量方案的技术与经济性评价研究》文中研究指明电动汽车是全球目前最热门的绿色能源发展领域之一,从美国的特斯拉到中国的比亚迪、北汽、奇瑞等品牌系列车型均已推入市场,并获得了良好的市场反响。根据国家工信部推出的《汽车与新能源汽车产业发展规划》,到2020年,我国新能源汽车保有量达到500万辆,以混合动力汽车为代表的节能汽车达到1500万辆以上。按照国务院颁布的《政府机关和公共机构购买新能源汽车实施方案》规定,车辆充电接口与新能源汽车数量比例不低于1∶1,充电设施的建设正处于井喷期。与电动汽车及充电领域磅礴发展不对称的是,充电电能计量方案没有统一明确的规范,计量装置的配置五花八门,计量性能参差不齐。这给充电运营商和用户的经济利益带来了不良影响,严重制约着充电领域的有序发展。本文以充电设施计量方案的技术和经济性评价为目的,提出基于模糊数学和专家系统的多源多层次评价体系,涵盖4个评价面,包含14个基本评价要素。14个评价要素中按照评价策略分为经验性评价要素和量化性评价要素。在经验性评价过程中,采用专家系统结合模糊评价的方法,设计语义规则库,将专家们的语义评价信息转化为相应的模糊状态集。在量化性评价过程中,设计针对每个因素的模糊隶属函数,将已有量化指标转化为模糊映射集。将经验性评价状态集和量化性评价状态集进行融合,设计语势语义加权规则,将专家们的评价通过加权系数体现,完成14个基本评价要素的融合,综合考虑每个要素的重要程度。为了获取量化性评价要素的基本数据,采用市场调查、理论分析、仿真计算、实验室检测、现场检测等多种方式得到计量装置配置成本、标定准确度、周期校验成本、周期轮换成本、充电损耗成本、多因素影响下计量准确度偏移等8类基本数据。归纳总结出7种计量方案、5种计量装置配置模式,适用于市场上现有的充电运营网络,并在此基础上开展具体的计量方案经济性量化评价,得到最适性计量方案。本文的计量方案经济性评价方法和评价结果从多源分析出发,比较全面地揭示了影响计量运营经济性的诸多要素,为充电站设计、设备采购、建设、运维工作提供了理论和实践参考。

罗颖[7](2019)在《基于霍尔传感器的直流电能计量装置的研究与设计》文中指出随着新能源产业的不断发展,直流电能的应用越来越广泛,其中铁塔基站、新能源汽车、轨道交通等应用领域的需求尤为突出。研究直流电能计量方法以及研制高可靠性的直流电能计量装置,对实现新能源领域应用以及能源管理具有十分重要的意义。当前,为了提高资源利用率,中国铁塔公司所经营的基站集结了移动、电信、联通等大用户通信设备的配用电以及通信服务运营,为了统计铁塔基站中各用户的直流电能消耗以及费用分摊需求,本文研究设计了一种直流电能计量装置用以计量并监测铁塔基站的直流配用电情况。本文从课题研究的背景与意义出发,分析了直流电的应用场合、国内外计量技术的研究现状与发展趋势,从而叙述了整个论文内容框架,接着从理论上分析了霍尔电流传感器的测量方案与精度验证,并着重论述了计量装置的软硬件设计原理。硬件部分分析了电源模块、采样电路、RS485通信模块和时钟电路等。其中,电源与通信模块引入了电气隔离设计,采样部分增加了阻容滤波处理,时钟电路采用时钟芯片方案,进而增强了硬件电路的稳定性;软件部分使用模块化方案,使底层驱动与应用层层次分明,减少程序模块之间的耦合度,提高了程序结构清晰度有助于后续功能裁剪与代码移植,同时详细分析了直流电测量与计量以及铁塔基站通信协议应用程序。样机设计与制作完成后,论文对计量装置的功能与性能进行了测试。功能部分采用白盒测试方法对计量装置的各软件功能模块的分支逻辑结构进行全面测试;性能部分的测试项目包含EMC、电源功耗、机械振动和高低温等试验内容。最终分析了计量装置的准确度测试数据并计算了误差,测试数据显示计量装置各回路计量精度等级可达1级标准,整机功耗小于2W,性能稳定,满足铁塔基站技术规范要求,具备铁塔基站通信直流配用电应用场合的技术发展需求。

王焕宁[8](2018)在《电动汽车微网充电模拟平台和直流充电设备检测系统研制》文中提出发展电动汽车产业是国家能源战略的重要部署,是推动我国汽车产业多元化的战略支点,也是促进城市低碳节能发展的重要举措。而大力推进充电设施的建设,是发展电动汽车的重要保障,但由于缺乏准确可靠的电能计量技术和计量检测装置,造成目前直流充电设施在设计、生产、验收、使用的全寿命过程中计量检测环节全部缺失,准确度无从判断,导致电动汽车在直流电能贸易结算中存在计量、监控、管理缺失等诸多问题。同时由于电动汽车存在充电过程中容易产生大量波形畸变、功率因数偏低等问题,对电能测量的准确度影响巨大,不但严重阻碍了电动汽车的普及使用和租赁业务的开展,对电力网络的安全运行也造成了一定的隐患。本课题针对多通道交流充电桩中各通道之间电磁干扰、感应对测量精度影响,直流电能计量技术及标准装置的欠缺,直流充电设备的整体性能缺乏检验方法和手段等技术难题,通过研究电动汽车微网充电模拟平台,有效模拟微网在电动汽车快充、慢充两种模式下对充电电能、电能质量的影响;并研制电动汽车直流充电设备高精度计量性能检验装置和现场计量检测装置,实现对电动汽车直流充电设备电能的准确计量,满足直流充电站(桩)在研发、生产、验收、使用中的计量检测需求,维护电网和用电资源的安全使用,保证电动汽车充电电能贸易结算的公正、准确,保障电力资源合法利用,带动电动汽车及基础设施产业链上下游发展,推动电动汽车产业化进程。

陈怡伶[9](2018)在《直流大电流计量标准装置应用分析》文中研究表明本文从电流比较仪的基本工作原理为切入点,提出了一种工业用磁调制式直流大电流计量标准装置,详细阐述了其工作原理,并对其实际应用进行了深入的分析。

王农[10](2016)在《精密测量直流大电流的自激振荡磁通门法研究》文中研究表明磁通门电流传感器作为直流大电流精密测量与反馈元件广泛用于新能源电动汽车、高铁动车、智能电网、磁共振成像仪、精密直流大电流测量仪、精密直流大电流源等工业、医疗以及精密测试、测量等领域。但是,受国外核心技术垄断,目前国内大量使用的精密磁通门电流传感器几乎全部依赖进口。近年来,自激振荡磁通门技术以其电路结构简单、灵敏度与激励频率和磁芯参数无关等诸多优点逐渐引起关注,这为我们突破国外核心技术封锁,研制具有自主知识产权的新型精密电流传感器提供了一个契机。在上述背景下,本课题来源于国家重大科学仪器设备开发专项——“宽量限超高精密电流测量仪”(项目编号:2011YQ090004),致力于探索基于自激振荡磁通门技术实现直流大电流测量的新方案,基于新方案,研制具有自主知识产权的新型电流传感器,打破国外对精密磁通门电流传感器的垄断,提高国产仪器的自主创新能力和自我装备水平。论文的主要研究内容如下:(1)在对现有平均电流模型进行深入研究的基础上,提出了自激振荡磁通门的占空比模型,即激磁电压占空比与被测电流之间存在近似线性关系。分别基于磁化曲线的分段线性函数模型和反正切函数模型对其进行了证明,并通过实验进行了验证。在此基础上,分析了平均电流模型与占空比模型的线性度和稳定度的主要影响因素及提高措施,为自激振荡磁通门作为闭环系统直流零磁通检测器实现自身线性度和稳定度的优化设计提供了重要参考。提出的占空比模型为后文建立闭环系统感应调制纹波的理论模型,从而研究磁积分器对感应调制纹波的抑制原理奠定了理论基础。(2)针对现有闭环测量方案由于未考虑自激振荡磁通门自身线性度和稳定度、缺乏系统优化设计的理论依据、未考虑调制纹波引入的测量误差等导致测量精度难以提高的问题,提出了一种将自激振荡磁通门技术与磁积分器技术相结合构成新型零磁通闭环系统实现直流大电流精密测量的新方案。分析了新方案的基本组成与工作原理,并通过仿真进行了验证。基于磁路法,建立了安匝平衡控制系统的传递函数并推导出便于实际工程应用的直流稳态误差模型,为提高测量精度,实现系统优化设计建立了理论依据。针对滤波解调电路引起的传导调制纹波,采用了通过加入高通滤波器,同时降低激磁电流采样电阻和激磁电流峰值的抑制方法,并验证了其有效性;针对变压器效应引起的感应调制纹波,提出了使用经过优化设计的磁积分器同时降低激磁电流频率的抑制方法,并通过理论计算、电路仿真和对比实验进行了证明。(3)基于以上研究成果,作为方案验证,研制了一种600A新型精密电流传感器,并对其关键性能进行了测试。结果表明:传感器的测量精度达到1.3ppm,与现有类似方案达到的最高指标0.2%相比提高了3个数量级;调制纹波降至0.12μA,与现有类似方案指标10μA相比降低了83倍;与国外知名商用磁通门电流传感器对比,关键性能指标已经达到甚至超过了国外同类产品水平。(4)针对现有测试用恒流源的长期稳定性指标不满足要求导致新型精密电流传感器额定电流下的长期比例稳定性无法测试的问题,研制了一台输出电流为10A、稳定度达到9.8×10-8/24h的高稳定度恒流源,并基于等安匝法对本文研制的新型精密电流传感器额定电流下的长期(24小时)比例稳定性进行了测试。结果表明:传感器额定电流600A下的长期比例稳定性达到1.7×10-7/24h。为了实现测试用恒流源的高稳定度,基于低频等效电路模型建立了MOSFET压控恒流源的严密电流方程,为关键部件选型建立了理论依据;基于高频等效电路模型分析了多MOSFET并联导致恒流源自激振荡的原因,并设计了相应的频率补偿网络;在此基础上,提出了一种基于可调线性稳压源的调整管压降控制方法,解决了恒流源调整管压降波动导致输出电流漂移的关键问题。

二、直流大电流计量检测体系的开发与应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、直流大电流计量检测体系的开发与应用(论文提纲范文)

(1)蓄电池供电的高稳定度平顶脉冲磁场关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 平顶脉冲强磁场技术研究现状
        1.2.1 强磁场的分类及优缺点
        1.2.2 平顶脉冲强磁场国内外研究现状
    1.3 大电流测量技术研究现状
        1.3.1 电流测量方法介绍及性能比较
        1.3.2 磁调制式直流电流比较仪研究现状
    1.4 平顶脉冲强磁场下比热测量技术研究现状
    1.5 本文研究内容与章节安排
2 基于IGBT有源区的FTPMF调控方法研究
    2.1 引言
    2.2 蓄电池型脉冲强磁场系统分析
        2.2.1 蓄电池型电源系统简介
        2.2.2 放电过程中系统参数变化分析
    2.3 长平顶脉冲磁场调控方案研究
        2.3.1 基于IGBT有源区的线性调节方法
        2.3.2 工作原理的仿真验证
    2.4 IGBT有源区工作特性研究
        2.4.1 IGBT有源区控制稳定性分析
        2.4.2 米勒效应的影响分析
        2.4.3 IGBT有源区安全性能分析
    2.5 IGBT模块线性驱动电路的设计
        2.5.1 IGBT并联均流问题分析
        2.5.2 驱动电路的实现
    2.6 线性调节旁路设计方法研究
        2.6.1 旁路工作参数分析
        2.6.2 旁路器件参数设计
    2.7 IGBT利用效率提升方案研究
        2.7.1 电流注入降压法的原理
        2.7.2 电流注入降压法的仿真研究
    2.8 本章小结
3 前馈去饱和DCCT技术研究及实现
    3.1 引言
    3.2 磁调制器数学模型
    3.3 磁调制器静态特性线性范围研究
        3.3.1 基于Jiles-Atherton磁化模型的建模
        3.3.2 磁调制器静态特性线性范围研究
        3.3.3 DCCT动态过程中的虚假平衡分析
    3.4 前馈去饱和DCCT技术方案
        3.4.1 系统构成
        3.4.2 系统工作原理
        3.4.3 系统动态及稳态误差分析
        3.4.4 新技术方案下的虚假平衡自恢复分析
    3.5 系统设计
        3.5.1 传感器设计
        3.5.2 硬件电路的设计
    3.6 样机性能测试
        3.6.1 虚假平衡的自恢复测试
        3.6.2 动态过程中虚假平衡的改善测试
        3.6.3 样机的标定
    3.7 本章小结
4 高稳定度FTPFM的系统实现及应用
    4.1 引言
    4.2 控制器的设计
        4.2.1 系统传递函数模型
        4.2.2 控制方法的选取
        4.2.3 磁体电阻变化的影响分析
    4.3 23T平顶脉冲磁场的仿真分析
    4.4 样机研制与实验结果分析
        4.4.1 系统配置
        4.4.2 控制系统性能测试
        4.4.3 23T平顶脉冲磁场实验及结果分析
    4.5 平顶脉冲强磁场下比热测量系统的实现
        4.5.1 比热测量系统设计
        4.5.2 比热测量实验
    4.6 本章小结
5 结论与展望
    5.1 全文总结
    5.2 课题展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的主要研究成果
附录2 博士生期间参与的课题研究情况
附录3 参数说明
附录4 DCCT校准报告

(2)具备温漂抑制的直流充电桩现场校验装置研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要工作
第2章 装置总体设计与技术指标
    2.1 直流充电桩结构与原理
        2.1.1 直流充电桩系统结构
        2.1.2 直流充电桩工作原理
    2.2 直流充电桩的计量检定
        2.2.1 工作误差
        2.2.2 示值误差
        2.2.3 付费金额误差
        2.2.4 时钟示值误差
    2.3 检测装置的总体方案与技术指标
        2.3.1 检测装置的技术要求
        2.3.2 检测装置总体实现方案
        2.3.3 检测装置技术指标
    2.4 本章小节
第3章 具备温漂抑制的现场检测技术研究
    3.1 现场检测环境分析
    3.2 传统计量校验技术研究
        3.2.1 传统的计量校验技术分析
        3.2.2 常规现场校验技术下的设备测试结果分析
    3.3 温漂抑制的改进技术研究
        3.3.1 温漂抑制改进技术方案设计
        3.3.2 具备温漂抑制技术的现场计量校验技术的测试结果分析
    3.4 绝缘性能检测实现
    3.5 本章小结
第4章 温漂抑制型现场检测装置研发
    4.1 温漂抑制型现场检测装置硬件系统
        4.1.1 电源管理模块方案
        4.1.2 前端板模块方案
        4.1.3 采样板模块方案
        4.1.4 BMS模块方案
    4.2 温漂抑制型现场检测装置通信协议
        4.2.1 物理层
        4.2.2 数据链路层
        4.2.3 应用层
        4.2.4 通信协议流程图
    4.3 人机交互界面
        4.3.1 开始界面
        4.3.2 检定类型判断界面
        4.3.3 参数配置界面
        4.3.4 检测信息界面
    4.4 本章小结
第5章 性能验证实验与现场应用测试
    5.1 检测装置的性能验证
        5.1.1 电流误差实验
        5.1.2 电压误差实验
        5.1.3 电能误差实验
        5.1.4 环境温度影响量试验
    5.2 检测装置的现场应用
        5.2.1 电能计量合规性检测
        5.2.2 应用结果分析
    5.3 本章小节
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果

(3)基于时间同步的直流充电桩双芯电能表的研究与应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1. 研究背景与意义
    1.2. 国内外研究现状及趋势
    1.3. 本文主要内容及结构
第2章 TSDC直流电能表系统设计
    2.1. 需求分析
    2.2. 参数设计
    2.3. 功能设计
    2.4. 结构设计
    2.5. 本章小结
第3章 TSDC直流电能表关键技术
    3.1. 直流电能计量方法
    3.2. 基于时间同步的电能计量技术
        3.2.1. GPS/北斗系统授时
        3.2.2. 电能表时钟管理方案
        3.2.3. 1PPS秒脉冲同步
    3.3. 直流电能表的双芯设计
        3.3.1. 计量芯与管理芯功能划分原则
        3.3.2. 双芯电能表结构设计
        3.3.3. 电源设计方案
    3.4. 本章小结
第4章 TSDC直流电能表硬件设计
    4.1. 硬件整体结构与设计
    4.2. 计量芯控制模块
        4.2.1. 信号采样电路
        4.2.2. 计量芯控制电路
        4.2.3. 数字隔离电路
    4.3. 管理芯控制模块
    4.4. GPS/北斗模块
    4.5. 电源模块
    4.6. 通信模块
    4.7. 存储模块
    4.8. 人机交互模块
    4.9. 本章小结
第5章 TSDC直流电能表软件设计
    5.1. 软件整体结构与设计
    5.2. 计量芯模块软件设计
    5.3. 管理芯模块软件设计
    5.4. GPS/北斗模块软件设计
    5.5. 通讯模块软件设计
    5.6. 人机交互模块软件设计
    5.7. 本章小结
第6章 误差分析与性能测试
    6.1. 基本误差分析
        6.1.1. 潜动试验
        6.1.2. 起动试验
        6.1.3. 电流电压精度测试
        6.1.4. 电能误差测试
    6.2. 性能测试
        6.2.1. 静电抗扰度试验
        6.2.2. 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
        6.2.3. 浪涌抗扰度试验
    6.3. 功能测试
        6.3.1. 显示功能
        6.3.2. 事件记录
    6.4. 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1. 总结
    7.2. 展望
致谢
参考文献
附录A (产品硬件实物图及检测报告)
附录B (攻读学位期间参与的科研项目)

(4)便携式高精度直流充电桩计量检定系统的研究与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究的发展与现状
        1.2.1 充电桩充电技术的发展与现状
        1.2.2 自动测试系统的发展与现状
        1.2.3 直流充电桩计量检定技术的发展与现状
    1.3 论文的主要贡献及创新设计
    1.4 论文的组织架构
第二章 计量检定系统总体方案设计
    2.1 直流充电桩的充电流程及原理
        2.1.1 直流充电桩的充电控制导引回路
        2.1.2 直流充电桩的充电工作流程
    2.2 直流充电桩计量检定系统的需求及功能分析
        2.2.1 直流充电桩计量检定需求分析
        2.2.2 直流充电桩计量检定系统总体功能分析
    2.3 直流充电桩计量检定系统的总体方案设计
    2.4 测试系统关键设备选型
    2.5 本章小结
第三章 高精度计量模块的设计与实现
    3.1 高精度计量模块的需求分析
    3.2 直流充电电能计量理论与仿真分析
        3.2.1 直流电能计量的基本算法
        3.2.2 纹波环境下的电能计量误差运算
        3.2.3 电能计量算法的误差仿真与结果分析
    3.3 高精度计量模块的总体方案设计
    3.4 高精度计量模块的硬件方案设计
        3.4.1 大电压采集方案
        3.4.2 大电流采集方案
        3.4.3 温度采集方案
        3.4.4 信号隔离方案
    3.5 高精度计量模块的软件方案设计
        3.5.1 软件总体流程
        3.5.2 ARM数据服务端程序设计
    3.6 本章小结
第四章 自动测试软件系统的设计与实现
    4.1 自动测试软件系统的需求分析
        4.1.1 软件系统的设计指标
        4.1.2 软件系统的开发平台及环境
    4.2 自动测试软件系统的总体方案设计
        4.2.1 软件系统的设计架构方案
        4.2.2 软件系统的设计模式方案
        4.2.3 软件系统的多任务处理方案
    4.3 车载BMS通信模拟软件系统设计
        4.3.1 基于CAN通信的充电流程设计
        4.3.2 基于Modbus的数据服务端设计
    4.4 上位机软件系统设计
        4.4.1 数据库设计方案
        4.4.2 数据访问驱动层设计方案
        4.4.3 业务逻辑层设计方案
        4.4.4 表现层设计方案
        4.4.5 可编辑测试报表功能设计
    4.5 本章小结
第五章 系统功能验证及结果分析
    5.1 系统测试实验平台搭建
        5.1.1 高精度计量功能验证平台搭建
        5.1.2 系统功能指标验证平台搭建
    5.2 高精度计量功能验证
        5.2.1 测试流程及步骤
        5.2.2 测试数据及结果分析
    5.3 系统功能指标测试及结果分析
        5.3.1 测试流程及步骤
        5.3.2 计量检定功能测试
        5.3.3 历史数据管理功能测试
        5.3.4 可编辑报表功能测试
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(5)直流电能动态计量检测系统研究(论文提纲范文)

1 引言
2 直流电能动态计量检测系统设计
3 直流电能动态计量检测系统关键技术研究
4 基于动态检测系统的直流电能表检定试验
5 结束语

(6)电动汽车充电设施计量方案的技术与经济性评价研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外充电运营策略研究现状
        1.2.2 充电设施计量装置适用性研究现状
        1.2.3 电力系统状态评价国内外研究现状
    1.3 论文来源
    1.4 主要研究内容
第2章 电动汽车充电设施计量方案分析
    2.1 充电站典型业务场景
        2.1.1 充电时长划分的典型业务场景
        2.1.2 充电原理划分的典型业务场景
        2.1.3 本研究针对的典型业务场景
    2.2 典型充电业务场景下的计量方案研究
        2.2.1 典型业务场景下计量模式研究
        2.2.2 典型业务下的计量方案研究
    2.3 本章小结
第3章 典型充电场景下计量装置运行准确度评价
    3.1 典型充电场景下电能质量建模分析及实测
        3.1.1 非正弦电路的谐波与功率因数分析
        3.1.2 充电机谐波理论分析
        3.1.3 充电站仿真模型搭建和谐波计算
        3.1.4 电动汽车充电站电能质量现场检测
    3.2 直流分量对电能计量装置影响的建模分析及实测
        3.2.1 直流分量对电流互感器影响
        3.2.2 直流分量对交流电能表影响
    3.3 谐波、纹波对电能计量装置影响的建模分析及实测
        3.3.1 谐波对电流互感器输出的影响分析和测试
        3.3.2 电阻分压器的频谱特征分析
        3.3.3 分流器的频谱特性分析
        3.3.4 电子式电能表的频谱特征分析
    3.4 环境温度对电能计量装置影响的建模分析及实测
        3.4.1 温度对电流互感器计量准确性影响分析及实测
        3.4.2 温度对电流分流器计量准确性影响分析及实测
        3.4.3 温度对电阻分压器计量准确性影响分析及实测
        3.4.4 温度对电子式电能表计量准确性影响分析及实测
    3.5 计量装置损耗对计量准确性的影响
        3.5.1 通用交流计量装置计量准确性受损耗影响分析
        3.5.2 通用直流计量装置计量准确性受损耗影响分析
    3.6 本章小结
第4章 充电场景下计量方案经济性评价
    4.1 多维状态评价的基本理论
    4.2 充电场景下计量方案的经济性量化评价建模
        4.2.1 计量方案经济性评价因素及层次分析
        4.2.2 充电网络运营经济性计量因素评价机制
    4.3 基于典型充电场景的计量方案经济性量化评价
        4.3.1 典型充电场景计量方案的基础性指标评价
        4.3.2 典型充电场景计量方案经济性评价结果
    4.4 实例运用
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间的论文及专利

(7)基于霍尔传感器的直流电能计量装置的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 直流电能计量装置的研究动态
        1.2.1 直流电能计量装置的国内外研究概况
        1.2.2 直流电能计量装置的发展现状与趋势
    1.3 本文主要内容及结构
第2章 霍尔电流传感器的测量原理与精度测试
    2.1 霍尔电流传感器的测量原理
        2.1.1 霍尔电流传感器的工作原理
        2.1.2 霍尔电流传感器的直流测量
    2.2 霍尔电流传感器的精度测试
        2.2.1 霍尔电流传感器工作特性校正
        2.2.2 霍尔电流传感器的精度测试
    2.3 本章小结
第3章 直流电能计量装置的硬件设计
    3.1 直流电能计量装置的功能模块与技术指标
        3.1.1 直流电能计量装置的总体方案
        3.1.2 直流电能计量装置的功能模块
        3.1.3 直流电能计量装置的技术指标
    3.2 直流电能计量装置的电路设计
        3.2.1 计量装置电源电路
        3.2.2 直流测量采样电路
        3.2.3 RS485 通信电路
        3.2.4 时钟与存储电路
        3.2.5 电路可靠性设计
    3.3 直流电能计量装置的硬件实现
        3.3.1 计量装置的PCB设计
        3.3.2 计量装置的工艺设计
        3.3.3 计量装置的硬件测试
    3.4 本章小结
第4章 直流电能计量装置的软件设计
    4.1 计量装置软件总体方案
        4.1.1 计量装置软件架构
        4.1.2 计量装置管理程序
    4.2 计量装置计量模块
        4.2.1 直流参数采样
        4.2.2 直流电能计量
        4.2.3 电量数据存储
    4.3 计量装置通信模块
        4.3.1 RS485 软件驱动
        4.3.2 铁塔基站协议
        4.3.3 DL/T645-2007 协议
    4.4 本章小节
第5章 直流电能计量装置的测试与分析
    5.1 计量装置的准确度测试
        5.1.1 基本误差试验
        5.1.2 起潜动试验
        5.1.3 日计时误差试验
        5.1.4 历史数据测试
    5.2 计量装置的性能测试
        5.2.1 EMC与功耗试验
        5.2.2 振动与高低温试验
        5.2.3 直流纹波影响试验
    5.3 计量装置的测试结果分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间参加的科研项目
附录B 电路原理图
附录C 部分程序代码

(8)电动汽车微网充电模拟平台和直流充电设备检测系统研制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 国内外电动汽车充电设备发展情况
        1.1.1 电动汽车充电设备建设情况
        1.1.2 微网充电设施发展情况
    1.2 电能量值传递系统
        1.2.1 量值传递系统概念
        1.2.2 电能量值传递系统
        1.2.3 需要解决的问题
    1.3 研究目的及意义
    1.4 课题内容及预期成果
第2章 直流电能标准装置
    2.1 引言
    2.2 高精度温度补偿式直流电能表
        2.2.1 直流电能表计量原理
        2.2.2 分流器温度补偿方法
        2.2.3 直流电能表硬件设计
        2.2.4 直流电能表软件设计
        2.2.5 测试数据及实物照片
    2.3 直流电能标准装置
        2.3.1 大电流测量
        2.3.2 直流电能表校准装置
        2.3.3 装置硬件设计
        2.3.4 装置软件设计
        2.3.5 测试结果
    2.4 直流充电机试验机
        2.4.1 直流充电机功能介绍
        2.4.2 直流充电机设计方案
    2.5 本章小结
第3章 电动汽车直流充电机现场检测装置
    3.1 引言
    3.2 现场检测装置硬件架构
        3.2.1 整体结构
        3.2.2 电源模块
        3.2.3 处理单元
        3.2.4 通信接口
        3.2.5 时间校准模块
    3.3 软件构建
        3.3.1 主要功能
        3.3.2 软件流程
        3.3.3 测试数据
    3.4 本章小结
第4章 微网充电模拟平台和直流充电设备检测系统
    4.1 引言
    4.2 光伏微网充电系统
        4.2.1 典型架构
    4.3 光伏充电影响因素分析
        4.3.1 试验环境
    4.4 数据采集
        4.4.1 硬件环境
        4.4.2 软件设计
        4.4.3 气候环境影响数据分析
        4.4.4 模拟充电测试数据分析
    4.5 直流充电设备检测系统
        4.5.1 硬件环境
        4.5.2 软件功能
        4.5.3 测试方案
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢

(9)直流大电流计量标准装置应用分析(论文提纲范文)

0 引言
1 直流大电流计量概述
    1.1 国内外研究动态
    1.2 计量标准体系
2 大电流测量原理分析
3 多通道直流比较仪的应用
4 总结展望

(10)精密测量直流大电流的自激振荡磁通门法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及目的和意义
    1.2 直流大电流测量技术研究进展
        1.2.1 直流大电流测量方法概述
        1.2.2 分流器法
        1.2.3 传统磁通门法
    1.3 自激振荡磁通门技术研究进展
        1.3.1 国外研究进展
        1.3.2 国内研究进展
        1.3.3 本领域存在的重要科学问题和关键技术问题
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 自激振荡磁通门的两种测量模型
    2.1 引言
    2.2 自激振荡磁通门的起振过程分析
    2.3 平均电流模型的进一步研究
        2.3.1 平均电流模型的基本原理
        2.3.2 平均电流模型的数学证明
        2.3.3 线性度影响因素及提高措施
        2.3.4 稳定度影响因素及提高措施
    2.4 本论文提出占空比模型
        2.4.1 占空比模型的基本原理
        2.4.2 占空比模型的数学证明
        2.4.3 线性度影响因素及提高措施
        2.4.4 稳定度影响因素及提高措施
    2.5 两种测量模型的比较
    2.6 本章小结
第3章 占空比模型的实验验证及应用
    3.1 引言
    3.2 直流大电流的准数字式测量方案
        3.2.1 基本原理
        3.2.2 灵敏度的影响因素及提高措施
        3.2.3 测量精度的影响因素及提高措施
        3.2.4 分辨率的影响因素及提高措施
    3.3 准数字式电流传感器的设计与实现
    3.4 实验验证与性能测试
        3.4.1 占空比模型的实验验证
        3.4.2 准数字式电流传感器的性能测试
    3.5 两种开环测量方案的比较
    3.6 本章小结
第4章 基于平均电流模型实现直流大电流的精密测量
    4.1 引言
    4.2 测量系统的基本组成与工作原理
        4.2.1 系统组成
        4.2.2 工作原理
    4.3 安匝平衡控制系统的数学模型
        4.3.1 传递函数与理论直流稳态误差模型
        4.3.2 实际直流稳态误差模型与设计原则
        4.3.3 其它主要误差来源
    4.4 调制纹波的主要来源及抑制措施
        4.4.1 传导调制纹波的来源及抑制措施
        4.4.2 感应调制纹波的来源及抑制措施
        4.4.3 调制纹波的抑制措施仿真验证
    4.5 新型精密电流传感器的设计与实现
        4.5.1 测量头
        4.5.2 信号调理电路
        4.5.3 工作原理的仿真验证
        4.5.4 传感器样机
    4.6 主要性能测试与实验验证
        4.6.1 比例精度与线性度
        4.6.2 副边调制纹波
        4.6.3 零点时漂
        4.6.4 零点温漂
        4.6.5 开机重复性
        4.6.6 小信号带宽
        4.6.7 不确定度评估
        4.6.8 关键性能指标对比
    4.7 本章小结
第5章 新型精密电流传感器额定电流下的长期比例稳定性测试
    5.1 引言
    5.2 测试用恒流源的基本原理与解决的三个关键问题
        5.2.1 基本原理
        5.2.2 严密电流方程及稳定度影响因素分析
        5.2.3 自激振荡的原因及抑制措施
        5.2.4 提高稳定度的调整管压降控制电路
    5.3 测试用精密恒流源的设计与实现
        5.3.1 关键部件的选取与测试
        5.3.2 频率补偿网络的仿真验证
        5.3.3 调整管压降控制电路的实验验证
        5.3.4 实验样机
    5.4 测试与验证
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

四、直流大电流计量检测体系的开发与应用(论文参考文献)

  • [1]蓄电池供电的高稳定度平顶脉冲磁场关键技术研究[D]. 张绍哲. 华中科技大学, 2020(01)
  • [2]具备温漂抑制的直流充电桩现场校验装置研究与设计[D]. 成峰. 南昌大学, 2020(01)
  • [3]基于时间同步的直流充电桩双芯电能表的研究与应用[D]. 刘天柱. 南昌大学, 2020(01)
  • [4]便携式高精度直流充电桩计量检定系统的研究与实现[D]. 周磊. 电子科技大学, 2020(07)
  • [5]直流电能动态计量检测系统研究[J]. 王恩,梁柯,陈叶,韩彤,翟少磊,李博. 数据通信, 2020(01)
  • [6]电动汽车充电设施计量方案的技术与经济性评价研究[D]. 李恺. 湖南大学, 2019
  • [7]基于霍尔传感器的直流电能计量装置的研究与设计[D]. 罗颖. 湖南大学, 2019(07)
  • [8]电动汽车微网充电模拟平台和直流充电设备检测系统研制[D]. 王焕宁. 北京工业大学, 2018(03)
  • [9]直流大电流计量标准装置应用分析[J]. 陈怡伶. 电子测试, 2018(01)
  • [10]精密测量直流大电流的自激振荡磁通门法研究[D]. 王农. 哈尔滨工业大学, 2016(02)

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直流大电流测量检测系统的开发与应用
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