电力电子变换器

摘要： 针对变压器铁芯钢片在生产和运输中受挤压容易变形弯曲,设计了一种变压器铁芯钢片自动矫直机,实现了对钢片的自动矫直;设计了一种散热片自动焊接装置,实现了散热片自动装配与焊接,并能在焊接完成后进行超声波探伤,大大提高了生产效率。在此基础上,设计了一种应用于电力电子变换装置的变压器,完成了样机的安装并进行了测试。通过实验验证了变压器参数设计和所设计的自动化钢片矫直机、散热片焊接装置的正确性。

摘要： 随着电力电子技术的进步和航空产业绿色发展的需求,以电能作为主体推进动力的航空飞行器受到了广泛关注,特别是航空推进电源系统的设计对于优化飞机结构、减少碳排放和提高飞机可靠性具有重要意义。同时,多电/全电背景下的飞机电源系统在转换效率、功重比和能量综合管理等方面也面临着新的问题与挑战。围绕电推进飞机的关键技术,对航空推进电源系统的能源体系架构、电力电子变换器拓扑结构、协同控制方法和能量管理等方面进行了研究现状的梳理。在此基础上,归纳和展望了飞机电推进系统,包括宽禁带半导体器件、大功率脉冲性负载以及分布式电推进等方面的未来研究趋势。

摘要： 随着新能源时代的到来,我国发电系统不断更新完善,新能源的开发和使用在电力系统中得到了广泛的普及。新能源发电系统的应用能够充分满足智能电网的需要,其中电力电子变换器可以将新能源转换为适用于日常生活和工业生产的电能。通过对新能源发电系统中的电力电子变换器进行研究,以此推动新能源领域的长久发展。

摘要： 近年来,可再生能源发电量在上网总电量中占比不断提高,其自身出力所具有的随机性、波动性和间断性等特点对电网的稳定与安全造成了一定影响.为了解决上述问题,并网型BESS(电池储能系统)快速发展并应用,在电力系统的发电侧、电网侧、用户侧和辅助服务领域均起到了积极作用.在BESS中,PCS(功率变换系统)一般为电力电子变换器,是保证其正常及高效工作的关键设备,通过回顾PCS并网结构的发展历程,尤其涉及DC/AC部分变换器拓扑的演变,按照集中式并网和模块化并网两大类,分析总结了各种并网结构的优势及其存在的问题,为其发展提供参考.

摘要： 工科职业教育是国家发展的重要基石和"助燃剂",国有电力装备企业的深化改革必将带动工业电气设备大发展,电力电子变换器也已成为企业科技创新的核心竞争力.以《电力电子技术》这门课程为理论基础,提出一种满足企业发展所需要的"实战型"教学模式,使学生熟悉电力电子变换器从设计到样机调试的全过程,加强工科学生的动手能力.

摘要： 采用全控型电力电子器件的逆变器是现代交流电机控制的主要方法.近年来一系列带直流偏置正弦电流的新型磁阻电机被相继提出.与基于传统半桥拓扑型逆变器的电机控制器不同,驱动控制该类磁阻电机的电力电子变换器需要具有定子直流励磁电流输出能力.本文首先介绍了集成直流励磁能力的新型电机控制器的基本控制原理和拓扑结构.在此基础上,通过对四种改进方案的介绍,展示了新型电机控制器的改进路线图.本文提出从功率器件容量和控制自由度两个方面出发进行改进,可以有效降低新型电机控制器的成本、体积和功率损耗.进一步地,通过对基本拓扑结构和本文所提出的三种改进的拓扑结构进行深入的讨论与对比,可以得出,串联绕组拓扑是目前硬件水平和控制性能均最优的新型电机控制器拓扑结构.相比传统半桥拓扑,该拓扑在增加一个桥臂的条件下,实现调制比和调速范围增加近一倍,不仅适用于特殊的磁阻电机,也能够通用于各类交流电机的控制,还可以进一步拓展至多相系统.所介绍的五种新型电机控制器拓扑结构都具有原型机和实验结果.结果显示,基于定子绕组注入直流电流这一需求设计的一系列新型电机控制器在性能上实现了逐步改进.

摘要： 新能源发电与氢能相结合是实现"碳达峰"与"碳中和"目标的重要途径之一,其中,电力电子变换器被广泛应用.为了实现电解制氢系统高效运行,要求电力电子变换器具有低压大电流能力、低输出电流纹波、高降压比及高可靠性等特点.文中首先分析了电解器模型,并对目前商业化电解器的特点及技术指标进行研究.然后,对新能源电解制氢系统,包括碱性电解器、质子交换膜电解器和固体氧化物电解器中的电力电子变换器进行了整理和分类,并对各类拓扑进行了分析和对比.同时,对电力电子变换器在新能源制氢中潜在的应用、存在的问题以及发展的方向进行了讨论和总结.

摘要： 具有高饱和磁密及分布式气隙特征的磁粉芯广泛用作电力电子变换器中的滤波电感,而磁粉芯的软饱和特性决定了其电感值的非线性.Matlab/Simulink软件作为电力电子变换器的重要仿真工具,仅提供了线性电感模型,而使用该模型无法准确仿真采用磁粉芯电感的变换器的特征.因此基于Matlab/Simulink环境提出一种磁粉芯电感电路仿真模型的建立方法.首先推导了软饱和电感的数学模型,据此搭建了磁粉芯电感的电路模型,最后将该模型分别应用到Buck变换器和三相三电平整流器仿真模型中,并在相应的实验样机中进行实验.仿真和实验结果表明了所提仿真模型的准确性.

摘要： 电动助力转向(EPS)系统是汽车的核心部件,采用功率硬件在环仿真测试技术可以缩短系统的开发时间、降低开发成本,同时降低开发风险,已经成为开发流程中非常重要的一环.以EPS用相移30°的双三相永磁同步电机(PMSM)为研究对象,提出了一种基于电力电子变换器的电机模拟器方案,以实现对不同负载条件下的电机动、静态电气行为模拟,为EPS系统的控制算法开发和故障模拟测试提供了高效平台.仿真结果验证了所提方案的有效性和可行性.

摘要： 针对电力电子变换器建模中存在多尺度交互难以划分和综合的问题,将多尺度概念引入建模过程,提出适用于电力电子变换器的尺度划分方法及多尺度建模方法,进而为解决尺度间信息交互的收敛性问题,以及计算精度与计算效率之间的矛盾,提出多尺度模型的尺度交互策略,并通过程序调用MATLAB与COMSOL软件实现了典型变换器的多尺度仿真.最后,通过与理想模型的对比,说明应用多尺度建模及尺度交互策略的方法,可以有效地反映出电力电子变换器中多尺度和多物理场现象.研究结果表明,多尺度模型是对电力电子变换器进行描述的一般形式,而理想模型是多尺度模型的一个特例.

摘要： 本文基于阶梯波序列,提出了一种新型周期扩频PWM控制方法抑制电力电子变换器电磁干扰.对比传统周期扩频PWM控制和混沌扩频PWM控制,该方法能够更为有效的降低电磁干扰源电压频谱在开关频率及其倍数次的谐波峰值,同时减少开关频率及其倍数次附近次谐波及低频谐波的生成,避免了低频噪声和次谐波噪声,具有更好的电磁干扰抑制效果.

摘要： 本文基于多涡卷混沌吸引子,提出了一种新型混沌PWM控制方法抑制电力电子变换器电磁干扰.该方法将多涡卷混沌吸引子与传统混沌PWM控制结合,应用于电力电子变化器的控制中,实现从电磁干扰源头上抑制电磁干扰.对比传统混沌PWM控制,该方法能够在降低开关频率及其倍数次谐波峰值的同时,减少开关频率及其倍数次附近次谐波的生成,具有更好的EMI抑制效果.

摘要： 本文总结了电力电子变换器可靠性建模和提高方法的研究现状。对比分析了各种可靠性建模方法和提高方法的优缺点，同时兼顾失效率准确计算和评估快速性的器件级可靠性建模方法。FIDES器件级可靠性模型虽然能一定程度兼顾经验法建模快速性和失效物理建模准确性的优点，但是不同场合对快速性和准确性要求不同，需研究能够实现快速性和准确性动态可调的器件级可靠性模型。研究新型高性能的系统级可靠性评估方法。现有的可靠性建模方法无法满足可靠性评估高精度的定量和定性要求。例如Markov建模方法能够实现电力电子变换器可靠性准确定量评估，但是基于状态的建模方法无法保证定性分析结果的准确性。冗余设计的优化。增加冗余度是现有冗余提高可靠性的主要途径，但是可靠性不随系统冗余度的增加而线性提高。因此需要对冗余设计进行优化，实现可靠性提高和经济成本的最优化。

摘要： 本文根据电力电子变换器的小世界网络模型，提出利用网络的特征参数描述变换器的结构性故障特性的方法，从而得出故障的发生规律及对系统的影响。文中以L6562集成电路组成的升压变换器为例，分别计算了变换器在正常和结构性故障情况下的特征参数，计算结果表明：当变换器发生短路故障时，与正常情况相比，网络的平均节点度数K变大，特征路径长度L变小，聚类系数C变大；当变换器发生断路故障时，与正常情况相比，网络的K、L、C的变化没有遵循一定的规律；对于稀疏节点发生断路故障时，K变化没有规律，但L变小时，C变大；当密集节点发生断路故障时，K变小，L变大，C变小。

摘要： 研究与开发电力电子变换器潜在电路自动识别的计算机辅助分析法，可以促进与提高电力电子变换器的安全运行可靠性。本文首先建立了电路器件和拓扑的通用信息库，并根据电力电子器件的特点提出其电流特性模型，然后基于器件的电流特性模型和搜索算法自动查找变换器中所有的电流路径，在此基础上，设计出“器件类”和“功能类”线索表，以自动识别变换器中所有的潜在电路。基于该方法开发的计算机辅助分析系统应用表明，它具有操作简单、自动化程度高、通用性强、准确性高等优点，可适用于复杂电力电子变换器的潜在电路分析。

摘要： 本文通过建立非线性电力电子变换器拓扑有向图，提出了能够识别给定电力电子拓扑所有开关回路的广义连接矩阵分析方法，在此基础上，根据路径判据剔除虚假回路，可辨别正常工作回路和潜电路路径。同时，基于所提出的广义连接矩阵分析方法，对存在潜电路的DC/DC升压式谐振开关电容变换器进行了详细的应用研究分析，验证实例证明了所提出方法是正确和有效的。

摘要： 针对电力电子变换器中输入或输出交流量控制问题,研究了一种比例复数积分控制.首先从经典控制理论角度出发分析了其原理,然后探讨了其在三相和单相系统中的具体实现过程,并提出一种单相比例复数积分控制实现的新方法,最后进行了MATLAB时域仿真,并搭建了基于TMS320F2812DSP的系统样机进行实验研究,结果验证了比例复数积分控制在单相和三相系统中的有效性.

摘要： 总结归纳了近10 多年来国内外学者在研究领域提出了主要方法，说明各种方法的基本概念和方法思路。并在此基础上，分析各种方法的特点和不足，探讨未来电力电子变换器故障诊断技术的发展趋势。

摘要： 绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)具有电流密度高、驱动功率小等优点,在电力电子变换器及电力传动领域得到了广泛的应用.在应用IGBT设计线路时,一般采用仿真手段.要得到准确可信的仿真结果,必须要有精确的IGBT模型及其参数.IGBT模型一般分为二类.一类为行为模型(Behavioral model)或实验模型,这种模型以等值电路为基础,模型简单,但不够精确.第二类为数学-物理模型(Mathematical-physical model),其特点是以IGBT的物理结构及机理为基础,考虑载流子寿命、扩散速度、导电沟道宽度、多子掺杂浓度、电荷热效应、PN结点温升等一系列的基本因素,用数学等式描述器件的物理特性.这类模型能够较好地描述器件的静、动态特性和开关瞬态过程.Hefner所建立的IGBT数-理模型是应用最广泛的模型.本文研究IGBT数学-物理模型及其参数以及参数变化对外特性的影响。

摘要： 简要回顾了变速恒频风力发电系统中出现的一些常用的拓扑结构及功率调节技术。从功率变换装置、功率调节方式以及运行方式等方面分析比较了风力发电技术的特点。详细介绍了目前国内外采用交流电机的变速恒频风力发电系统的研究现状,并对风力发电机进行了展望。

摘要： 提供了一种用于电力变换器(8，9)的子模块(12)的短路装置和保护方法，其中子模块包括电桥电路(21)，电桥电路具有在第一和第二直流电压节点(26，27)之间延伸的至少一个功率半导体分支(23，24)，并具有设置于其中的至少一个可控功率半导体开关(T1‑T4)，续流二极管(D1‑D4)反并联连接到可控功率半导体开关，子模块还包括并联连接到电桥电路(21)的电容器(C，22)。短路装置(30)包括反并联到电桥电路(21)的功率半导体开关(T1‑T4)的续流二极管(D1‑D4)的至少一个选定的续流二极管，其中至少一个选定的续流二极管(D1‑D4)制造成压装设计，并被设定额定值，使得在子模块(12)中发生故障时，至少一个选定的续流二极管(D1‑D4)由于故障状况而击穿，并在子模块(12)的第一和第二交流电压连接(28，29)之间提供持久稳定低阻抗的短路通路(33)。

摘要： 一种电力变换器包括多个电源卡、多个冷却器和一加压部件。每个所述电源卡都收纳半导体元件。所述多个冷却器与所述电源卡层叠。所述冷却器包括本体、垫片和金属板。所述本体由树脂制成，并且具有设置在所述冷却器的与邻接的所述电源卡对向的侧面中的开口。所述金属板的位于一侧的面构造成经所述垫片闭塞所述开口，而另一面与所述电源卡对向。所述加压部件构造成在层叠单元上沿层叠方向施加压力。所述开口由所述金属板利用由所述加压部件施加在所述层叠单元上的压力密封。

摘要： 一种电力变换器，包括安装基板、包括输入连接器和输出连接器的一件式连接器以及由导电材料制成的壳体，所述输入连接器和所述输出连接器形成为一体并且并排地布置。所述一件式连接器包括引线端子和导电的接地部，所述引线端子构造为将输入电缆和输出电缆连接至电力转换电路，所述接地部通过导电构件电连接至该壳体。所述接地部包括被布置为至少沿所述输出连接器的侧面的一部分延伸的防护表面。

摘要： 用于电力变换器（33）的电路布置（1），该电路布置（1）包括：第一连接器（4），该第一连接器（4）可连接至或者连接至DC电压源（2）的极（5、6）；第二连接器（7），该第二连接器（7）可连接至或者连接至DC电压源（2）的相反极（5、6）；以及开关元件（9），该开关元件（9）具有连接至第一连接器（4）的漏极端子（10）、连接至或者可连接至负载（3）的源极端子（11）、以及栅极端子（12），并且开关元件（9）由具有体二极管（14）的至少一个绝缘栅场效应晶体管（13）实现，其特征在于：二极管（15）在与体二极管（14）的从源极端子（11）至漏极端子（10）的方向相对应的方向上从第二端子（7）连接至栅极端子（12）。

摘要： 提供了一种用于电力变换器(8，9)的子模块(12)的短路装置和保护方法，其中子模块包括电桥电路(21)，电桥电路具有在第一和第二直流电压节点(26，27)之间延伸的至少一个功率半导体分支(23，24)，并具有设置于其中的至少一个可控功率半导体开关(T1‑T4)，续流二极管(D1‑D4)反并联连接到可控功率半导体开关，子模块还包括并联连接到电桥电路(21)的电容器(C，22)。短路装置(30)包括反并联到电桥电路(21)的功率半导体开关(T1‑T4)的续流二极管(D1‑D4)的至少一个选定的续流二极管，其中至少一个选定的续流二极管(D1‑D4)制造成压装设计，并被设定额定值，使得在子模块(12)中发生故障时，至少一个选定的续流二极管(D1‑D4)由于故障状况而击穿，并在子模块(12)的第一和第二交流电压连接(28，29)之间提供持久稳定低阻抗的短路通路(33)。

摘要： 一种电力变换器包括多个电源卡、多个冷却器和一加压部件。每个所述电源卡都收纳半导体元件。所述多个冷却器与所述电源卡层叠。所述冷却器包括本体、垫片和金属板。所述本体由树脂制成，并且具有设置在所述冷却器的与邻接的所述电源卡对向的侧面中的开口。所述金属板的位于一侧的面构造成经所述垫片闭塞所述开口，而另一面与所述电源卡对向。所述加压部件构造成在层叠单元上沿层叠方向施加压力。所述开口由所述金属板利用由所述加压部件施加在所述层叠单元上的压力密封。

摘要： 一种电力变换器，包括安装基板、包括输入连接器和输出连接器的一件式连接器以及由导电材料制成的壳体，所述输入连接器和所述输出连接器形成为一体并且并排地布置。所述一件式连接器包括引线端子和导电的接地部，所述引线端子构造为将输入电缆和输出电缆连接至电力转换电路，所述接地部通过导电构件电连接至该壳体。所述接地部包括被布置为至少沿所述输出连接器的侧面的一部分延伸的防护表面。

摘要： 本实用新型公开了一种电力变换器散热机构及电力变换器，包括安装底座，所述安装底座的顶端罩设有封装壳体，所述封装壳体与安装底座之间设置有卡合机构，所述封装壳体的内壁开设有夹腔，所述夹腔的内部缠绕连接有环形缠绕管，所述安装底座底端的中部固定设有储液箱，所述储液箱的内部固定安装有循环泵，所述循环泵的出水端与环形缠绕管的一端固定连接。本实用新型通过封装壳体内壁安装的温控开关控制循环泵的工作，通过循环泵便于将储液箱内部的冷却液抽入至环形缠绕管内部循环，便于快速的带走热量，同时通过安装底座安装的散热鳍片具有较好的导热效果，保证电力变换器的散热性能。

摘要： 本发明提供了一种电力电子变换器桥式结构的驱动电路和电力电子变换器。该驱动电路包括用于驱动第一功率管的第一驱动电路、和用于驱动第二功率管的第二驱动电路，PWM信号发生器通过隔离元件与第一驱动电路及第二驱动电路耦合，第一功率管的源极与第二功率管的漏极连接，电力电子变换器桥式结构的驱动电路还包括用于将第一功率管产生的门极残留电压泄放至安全电压以下的第一泄放电路、以及用于将第二功率管产生的门极残留电压泄放至安全电压以下的第二泄放电路。本发明通过采用齐纳管、二极管等与驱动变压器结合产生负电平叠加在关断管的驱动极，降低了门极电压尖峰水平，减小了误触发的可能性，增加驱动电路的可靠性。

摘要： 本实用新型提供了一种电力电子变换器桥式结构的驱动电路和电力电子变换器。该驱动电路包括用于驱动第一功率管的第一驱动电路、和用于驱动第二功率管的第二驱动电路，PWM信号发生器通过隔离元件与第一驱动电路及第二驱动电路耦合，第一功率管的源极与第二功率管的漏极连接，电力电子变换器桥式结构的驱动电路还包括用于将第一功率管产生的门极残留电压泄放至安全电压以下的第一泄放电路、以及用于将第二功率管产生的门极残留电压泄放至安全电压以下的第二泄放电路。本实用新型通过采用齐纳管、二极管等与驱动变压器结合产生负电平叠加在关断管的驱动极，降低了门极电压尖峰水平，减小了误触发的可能性，增加驱动电路的可靠性。