基于软开关技术的氩弧焊逆变焊机

作为新型逆变弧焊电源核心技术的软开关技术,它较好解决了具有关断拖尾特性的IGBT开关转换,同时大大减少了变换器的环路损耗。电源的主要开关功率器件进行的是零开关,减少了功率器件的电压、电流应力。     

电机电源切换冲击扰动机理分析及防护

以交流电动机为例,进行理论分析,研究了电机系统电源和后备电源快速切换引起的冲击扰动问题．模拟实验证明电源切换引起的冲击电流远大于电机设备常规起动电流．该扰动冲击可使电力电子设备损坏,线路保护装置误动作;电机电源切换会造成瞬态电磁转矩值大范围波动,影响系统工作特性,降低设备使用寿命．提出了电压周波过零快速切换的控制方案,它有助于减少系统电源和后备电源切换引起的冲击扰动,具有实际应用价值．     

电机电源切换冲击扰动机理分析及防护

以交流电动机为例，进行理论分析，研究了电机系统电源和后备电源快速切换引起的冲击扰动问题，模拟实验证明电源快速切换引起的冲击电流远大于电机设备常规起动电流，该扰动冲击可使电力电子设备损坏，线路保护装置误动作；电机电源快速切换会造成瞬态电磁转矩值大范围波动，影响系统工作特性，降低设备使用寿命。文中提出了电压周波过零快速切换的控制方案，它有助于减少系统电源和后备电源切换引起的冲击扰动，具有实际应用价值。     

应用AC-ZCS技术的新型UPPS

介绍了一种新型的应用有源箝位和零电流开关技术（ＡＣ－ＺＣＳ）、不间断供电、可校正功率因数的开关电源,该电路把不间断供电装置集成在应用有源箝位零电流开关技术的ＳＳＩＰＰ中。控制电路相当简单,在模式切换时无需监测电路。此新技术通过实验电路计算机仿真及测试得到了验证。     

IGBT的静态特性的模拟

对 Hefner的 IGBT模型静态部分进行了详细的理论分析 .由于 IGBT中含有宽基极、低增益的晶体管 ,因此采用双极性传输方程来描述 IGBT电流 .而 MOSFET的静态线性区和饱和区的特性也用于表示阳极电压 .并用 MATL AB实现 I- V特性     

高压IGBT芯片换流运行的热稳定性分析

为保证高压绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)器件换流运行时的热稳定性,需要根据IGBT芯片的电热特性和器件的散热设计,确定芯片运行的热稳定工作区,从而指导器件的运行条件控制。虽然针对芯片动静态损耗的热稳定性分析已经发展了许多年,但目前针对高压芯片的相关研究还较少。首先,通过实验测量了3.3 kV非穿通(Non-Punch Through, NPT)型和场截止(Field Stop, FS)型IGBT芯片的动静态特性,获得并分析了温度、电流及电压对动静态损耗特性的影响规律。在此基础上,给出了IGBT芯片的损耗拟合公式,通过对器件内部的热反馈过程进行分析,提出了具有解析形式且包含占空比、换流频率及电压电流等器件运行工况的IGBT芯片的热稳定性判据。根据所提的判据,分析了高压NPT型和FS型IGBT芯片的换流运行的热稳定性,可方便确定IGBT芯片在不同的换流条件下的最大工作频率和最大工作电流,简化了高压IGBT芯片的热稳定性分析,并可为高压器件的选型和损耗评估提供依据。     

感性负载条件下IGBT开通过程分析

针对IGBT的开通过程中,研究了感性负载条件下IGBT的开通过程中栅极电压、集电极电流、集射极电压随时间变化的特点及其相互关系。详细阐述了栅极电容随栅极电压变化的机理以及栅极平台电压产生的机理,分析了驱动电阻对栅极电压的影响。根据IGBT开通电流特点,提出用二次函数来拟合IGBT开通时的集电极电流波形,同时还分析了主回路杂散电感对开通波形的影响。搭建了IGBT动态开关特性测试平台,测量结果验证了本文分析的正确性。     

基于IGBT特性的电路改进

绝缘栅双极晶体管(IGBT)、集成门极换流晶闸管(IGCT)和门极可关断晶闸管(GTO)的特性各不相同，因此对它们的过电流保护方法也不相同．IGCT或GTO的过电流保护一般在主电路中实现，使主电路复杂、成本高、体积大．IGBT的过电流保护一般在自身的驱动电路中实现．而主电路相对简单、体积小．用IGBT改造已有的IGCT或GTO主电路，可使主电路得到简化．减小体积．保证过电流保护的同时，还提高了开关频率，减小了输出谐波．     

基于余弦函数的无传感器永磁风机IF起动平滑切换方法

采用电流频率比（IF）开环起动方法的永磁无刷风机在切换到采用磁链观测器的无位置传感器闭环算法时,使用传统切换方法如角度平均切换方法易引起电流冲击和转速波动,甚至导致切换失败. 针对此问题,提出切换过程基于余弦函数的IF起动平滑切换方法. 在切换过程中利用平均滤波方法保持最佳转矩电流,磁链角度则利用电机的转矩功角自平衡特性按照余弦函数规律进行切换,以达到电机实际电流平滑过渡的效果,提高电机切换过程中转速的平稳性. 对比角度平均切换和所提平滑切换方法的实验结果,验证切换方法的有效性. 结果表明,该方法对不稳定负载具有较强的适应能力,能提高IF起动切换过程的平滑度和成功率.     

并联谐振变流器电流断续模式的应用

 针对高压高频大功率应用场合高压变压器寄生参数对变流器工作过程的重要影响,变流器采用了谐振式工作方式,利用高压变压器的漏感和寄生电容组成了并联谐振网络.为了减小高频大功率条件下功率器件的开关损耗,采用断续电流模式,实现了功率器件的零电流开通和零电压零电流关断.通过对容性滤波并联谐振变流器断续电流模式的分析和数学描述,推导得到了变流器特性的解析表达式,详细分析了变流器的稳压和调压特性,分析结果为高压高频大功率应用场合变流器的设计提供了理论依据.构建了一台50 kV/22 kW的实验样机,通过实验验证了理论分析的正确性.     

小波神经网络的无刷直流电机转子位置检测方法

位置检测与换相准确与否,对无刷直流电机的运行有非常关键的影响.在分析反电动势过零检测原理的基础上得出线反电动势过零点与电机换相点及线反电动势与线电压之间的关系,从而得到线电压与转子位置之间的关系.由于电机运行过程中的参数变化及系统的非线性特征,直接通过线电压准确获得转子位置比较困难,因此构建了一个以三个线电压为输入,转子电角度为输出的自适应小波神经网络模型,并采用遗传算法优化小波神经网络结构。仿真实验证明,该方法辨识转子位置精度高,自适应性强,并能有效地控制电机换向.     

高速无位置无刷直流电机控制系统的精确换相仿真研究

为了实现对高速无位置无刷直流电机的控制,针对其在高速状态下的换相不准确问题,在分析直流无刷电机的工作原理和数学模型的基础上,使用传统反电势过零点法及电流和速度双闭环PID控制,将检测到的单相电压和单相电流的相位差作为换相误差对换相信号进行相位补偿,最后通过Matlab/Simulink进行仿真实验.仿真结果表明,该控制...     

直流真空断路器弧后介质恢复特性影响因素分析

直流真空断路器采用人工过零的方式实现故障开断,是当前直流系统兼具经济性与可靠性的控保方式之一,其弧后介质恢复特性是判定故障开断成功与否的关键条件。为探究直流真空断路器电磁与机电参数耦合作用下介质恢复特性的影响因素,本文基于连续过渡模型、能量守恒定律和电荷守恒定律,建立了零区带电粒子数密度计算模型,研究了触头型面参数和零前电流下降率影响下的零区带电粒子数密度分布;通过搭建12 kV直流真空断路器配永磁斥力机构运动特性测试平台,实验测得机构位移-时间特性曲线,研究了短路开断电流、零前电流下降率和换流投入时刻影响下的零区极间距分布。在此基础上,基于漂移扩散方程、Maxwell-Stefan方程和泊松方程,建立了弧后鞘层发展模型,以求得电磁与机电参数影响下的电场强度最大值;并与零区金属蒸气压和短路开断电流影响下的临界击穿电场强度进行对比分析,进而评估不同换流投入时刻、零前电流下降率、暂态电压上升率、触头直径下的弧后介质恢复强度。此外,求得了直流真空断路器可靠开断时零前电流下降率和换流投入时刻的极限安全域,以及电磁与机电参数耦合作用下的最小安全间隙与开断电流极限,为设计满足可靠开断要求的直流真空断路器灭弧系统结构参数与换流参数群组提供解决方案。     

基于零矢量的BLDCM DTC换相转矩脉动抑制方法

无刷直流电机直接转矩控制由于反电势非正弦以及两相导通模式,产生较大的换相转矩脉动. 本文提出一种优化的无刷直流电机直接转矩控制电压矢量选择表,有效降低了换相转矩脉动幅值. 通过数学推导对新定义的不同零电压矢量在换相过程所产生的换相转矩脉动进行对比分析. 结果显示,通过上管和下管零矢量的组合使用,换相转矩脉动可以得到有效抑制. 仿真及实验结果验证了理论分析的正确性.     

Research on the control method for voltage-current source hybrid-HVDC system

The hybrid-HVDC topology,which consists of line-commutated-converter(LCC)and voltage source converter(VSC)and combines their advantages,has extensive application prospects.A hybrid-HVDC system,adopting VSC on rectifier side and LCC on inverter side,is investigated,and its mathematic model is deduced.The commutation failure issue of the LCC converter in the hybrid-HVDC system is considered,and a novel coordinated control method is proposed to enhance the system commutation failure immunity.A voltage dependent voltage order limiter(VDVOL)is designed based on the constant DC voltage control on the rectifier side,and constant extinction angle backup control is introduced based on the constant DC current control with voltage dependent current order limiter(VDCOL)on the inverter side.The hybrid-HVDC system performances under normal operation state and fault state are simulated in the PSCAD/EMTDC.Then,system transient state performances with or without the proposed control methods under fault condition are further compared and analyzed.It is concluded that the proposed control method has the ability to effectively reduce the probability of commutation failure and improve the fault recovery performance of the hybrid-HVDC system.     

考虑同步调相机无功特性的多馈入直流同时换相失败风险评估方法

针对加装同步调相机后多馈入直流输电系统同时换相失败问题,提出一种考虑同步调相机无功电压特性的风险评估方法。分析同步调相机、直流系统和静态无功补偿装置的无功电压特性,并推导出多馈入交互因子(multi-infeed interaction factor, MIIF)计算公式。根据换相失败本质定义换相失败评估因子(commutation failure estimate factor, CFEF),并基于CFEF提出含同步调相机的多馈入直流系统同时换相失败风险评估方法。以山东电网为例进行验证,结果表明所提方法能够准确、有效评估多馈入直流输电系统同时换相失败,并且在直流输电系统前期规划、保证交直流系统安全稳定运行等方面具有重要价值。     

磁力轴承功率放大器保护电路的分析

介绍了磁力轴承功率放大器的工作原理,重点论述了放大器功率器件IGBT的过电流、过电压的电路保护问题,提出可行的解决方案,并结合实际的磁力轴承功率放大器电路,总结出有效的保护方法．     

电子控制逆变型弧焊电源的设计

本文介绍了逆变型绝缘门极双极型晶体管ＩＧＢＴ弧焊电源主电路和控制电路的构成及工作原理，通过电压负反馈与电流负反馈的综合控制提高了电源的工作精度，此外，还介绍了ＩＧＢＴ的基本结构、工作原理、开关特性以及在焊接逆变型电源中的应用。该装置有体积小。重量轻、性能好、效率高及适用性强的优点，是一种很有发展前途的电子控制的弧焊电源。     

数字信号处理器的无刷直流电机无传感器控制

定子绕组星形连接的无刷直流电机可以通过对感应反电势过零点的检测，正确控制三相逆变器的换相顺序和时间；利用DSP的高速运算能力和片内外设，可以使一般的双闭环无刷直流电机控制系统节减掉常规的转速和电流传感器，并能取得满意的控制效果。     

新型无刷直流电机速度闭环控制技术

针对无刷直流电机采用三相位置信号作为速度反馈造成控制精度较低的问题，提出了一种新的速度闭环控制方法.采用Buck全桥电路结构，通过控制Buck电路的输出电压，结合电机相电流正反馈补偿，实现了电机速度的闭环控制.分析了Buck电路输出电压换相脉动的原因，引入电流预测控制来预测电机换相时所需的电流，以此调整相应的给定电流来减少电压脉动.实验结果表明，采用该电压负反馈、电流正反馈方法能够有效实现电机的速度闭环控制，通过相电流预测法可以很好地消除换相期间输出电压的脉动.