基于高频谐振变换器的高压充电电源设计

研究了一种高压电容器充电电源的原理、总体结构和软硬件的设计及其特点。该装置由逆变主电路和以TMS320C240DSP为核心的测控系统组成,可与计算机进行实时通信。主电路采用串联谐振软开关的控制方式,提高了变换器的工作效率,实现了对电容器充电的精确控制和恒流充电,具有良好的应用前景。     

高频高压脉冲电源充电软开关技术

提出了一种用于高频高压脉冲电源充电系统中的软开关技术。该技术利用L-C谐振原理,使开关管在零电流下关断来降低关断损耗,无需附加有源辅助开关和谐振网络,使开关管能可靠运行在高频状态,避免了在高频高压脉冲电源充电过程中出现的半导体开关器件过流、过压问题。实验结果表明,软开关技术能使整个电路高效、可靠运行,并且能在较宽的负载范围内实现软开关充电,结构简单,容易控制,对高频脉冲电源的高频化具有指导意义。     

一种高压脉冲电源充电技术的研究

介绍一种以串联谐振变换器为充电电路的高压脉冲电源充电技术，分析了电路的工作原理，给出了电路设计时各主要参数的选择方法以及几个关键点的仿真波形。实验结果表明该电源具有体积小、精度高等特点。     

基于高频交流链接技术电容充电电源研究

提出一种新型的应用于脉冲功率技术的串联谐振高压充电电源,它采用了高频交流链接技术(HF AC-link),具有内部低储能、高功率密度和高功率因数等优点。电源工作在电流断续模式及零电流零电压开关条件下,分析了电源的工作过程,推出了各个模式下的电流特性及输出电压和三相交流电压变化对电流特性的影响,应用了一种新颖的电荷控制方式,并进行了初步的实验验证。实验的结果表明,所提出的控制方式相比传统技术显著地提高了输入的功率因数,使功率因数达到0.99,且切换角度和电流谐振周期随三相交流电压和输出电压发生变化。     

寄生电容对串联谐振电容器充电电源特性的影响

软开关串联谐振电容器拓扑因其在较宽的电压范围内具有平均充电电流恒定和抗短路能力强的特点而用于对高压电容器充电。但开关频率固定的串联谐振充电电源的恒流特性因直流母线电压的波动和高压变压器以及整流单元的分布电容的影响，其充电电流并不是恒流。该文分析了理想和实际的串联谐振充电电源的充电电流特性。提出了采用图表法对串联谐振电源进行参数设计和调试，克服了以往高压脉冲电源设计和调试时的盲目性，具有重要的工程实用价值。     

20 kJ/s高频高压充电电源

为实现脉冲电容器组充电系统的大功率、小型化、适合野外工作并具有较高安全性能,研制了一台采用全桥逆变器结构和串联谐振电路且输出电压为10 kV、输出平均充电功率为20 kJ/s的高频高压充电电源,介绍了其电源结构、工作方式和电源的系统参数以及实验波形,其中重点介绍了电源的软件和硬件保护功能。针对高压电源要求的高压隔离问题,还介绍了高压继电器和光电隔离系统两项安全措施。实验证明该电源在大功率、小型化、工作安全可靠等方面达到了设计指标。     

谐振法消除高频变压器分布电容影响的研究

在串联谐振恒流充电电源(Constant Current Power Supply,简称CCPS)中,高频变压器的分布电容会对充电电源的恒流特性产生影响。通过理论分析验证实施了一种仅加入谐振电感即可消除高频变压器分布电容对充电电源恒流特性的影响且又简单易行的方法。给出了谐振法消除高频变压器分布电容影响的理论模型,在此基础上进行了理论分析和仿真研究。实验结果表明,谐振法可以消除高频变压器分布电容对充电电源恒流特性的影响,改善充电波形,方法简单易行。     

高压电容器充电电源的研制

为了满足电磁轨道发射系统中高压脉冲电容器组的快速充电需求,研制了一台采用串联谐振电路的高频-高压电容器充电电源。该电源的输出电压15kV,谐振频率32kHz,平均充电功率为15kJ/s。介绍了其工作原理,并进行了设计实现和仿真分析。实测数据,波形与设计指标一致。实验证明该电源在小型化,可靠性等方面,满足设计指标和实验要求。     

高频低造型电源变压器的设计与应用

探讨了高频低造型电源变压器设计的有关问题，给出了平板式绕组的设计制作方法。该方法能自动串连绕组各层导体从而解决了绕组各层导体之间的连线问题，避免了焊接，大大提高了器件的可靠性和绕组对磁心窗口的利用率。实验结果用这种方法制作的变压器漏感小、效率高、特别适合用于分布式高功率的七关电源模块当中，文中还给出了高频低造型电源变压器的计算机辅助设计方法，这不仅使得设计过程更灵活、快捷、也使得设计结果更可靠。     

基于LCL滤波DVR补偿变压器漏抗的确定

针对动态电压恢复器（DVR）补偿变压器漏抗的选取尚无相应的国家标准,提出了将变压器的漏电感和桥臂侧的LC滤波组成LCL滤波器。根据LCL滤波器的设计要求,来确定变压器的漏抗及阻抗压降的方法,并结合DVR的特点分析了LCL滤波器各参数的选取原则。根据上述方法对容量为30 kVA的DVR进行电压跌落补偿仿真和实验,补偿后的电网电压谐波畸变率小于5%,证明了该方法满足性能指标。     

用对偶镜像法计算大型电力变压器的漏电抗

采用镜像电流法对变压器铁心窗中的漏磁场进行了研究,获得了场点处向量磁位、漏电抗与最高镜像电流次数奇偶性的关系,提出了计算变压器漏电抗的对偶镜像法.用最高镜像次数为m的所有镜像电流及实际电流算得变压器的一个漏电抗,再用最高镜像次数和m相邻的所有镜像电流及实际电流算得变压器的另一个漏电抗,以这两个漏电抗的平均值近似变压器的实际漏电抗.用这种方法计算大型变压器的漏电抗,具有编程简单、计算时间短、相对误差小的优点.     

基于高频变压器一维模型漏感产生与减少研究

通过反激变换器的拓扑结构图与等效模型得到高频变压器漏感变化对开关管耐压的影响,并以平面卧式变压器为例建立一维模型,且进行了高频变压器漏感定量计算和研究,阐述了高频变压器漏感的危害。从高频变压器的一维模型出发,通过建立匝间距离ha、透入深度δ、线圈窗口在X轴上的宽度w等因素的数学表达式,利用关系曲线确定出影响高频变压器漏感大小主要因素。经过实验与研究分析,提出了增大绕组宽度、增大绕组高宽比、增加绕组之间的耦合程度新的减少高频变压器漏感的方法,实现了减少高频变压器漏感的目的,并以实验验证了该方法的可行性。     

Wavelet based transformer protection using high frequency power directional signals

This paper proposes a novel wavelet transform based relaying scheme for power transformer protection. The relay logic consists of two parts: disturbance detection based on first level high frequency details of the voltage signals only and fault discrimination using a power based directional signal derived from the first level high frequency details of both voltage and current signals. The logic is deterministic, computationally efficient, fast, secure and highly reliable. The operating time is 6 ms, about 1/3rd of power frequency cycle (20 ms). The scheme uses only the sign of the directional signals, rather than the difference in their magnitudes, hence it can work reliably in the presence of transformer tap variation, fault resistance and CT saturation. The validity of the proposed logic was exhaustively tested by simulating various types of internal and external faults, energization conditions and load variations on a 132 kV system modeled in ATP/EMTP with a 31.5 MVA, 132/33 kV, Y–Δ transformer. The proposed logic was able to correctly discriminate between internal faults, external faults and non-fault disturbances for all the 880 test cases.     

高频变压器漏电感参数灵敏度分析及其半经验模型

为解决高频变压器绕组端部磁场强度水平分量造成的漏电感参数低估问题,提出了一种考虑端部效应的漏电感参数半经验计算方法.首先研究了高频变压器漏磁场能量对变压器铁心窗口区域各个几何结构参数的灵敏度,确定了漏电感参数的决定性影响因子;然后结合解析计算与数值计算方法,通过对20592次参数化有限元计算结果进行拟合,得到了高频变压器漏电感参数的半经验计算模型;最后通过调整每层的填充率将半经验模型推广到非连续导体的绕组,如矩形、方形等.该模型便于写入变压器设计程序,在变压器设计环节实现对漏电感参数的精确控制,各个参数较宽的取值范围保证了该模型具有广泛的适用性.将该模型的计算结果与现有解析公式以及实验测量结果进行对比,验证了该模型的有效性.     

高频电源变压器磁芯的设计原理

开关电源正向高频化发展,作为主变压器使用的软磁铁氧体磁芯,从材料性能,尺寸形状等均应作相应改进。讨论了磁芯设计中应考虑的通过功率、性能因子、热阻系数等,并提出了降低同频损耗的微观设计方法。     

基于现场信号仿真技术的电流互感器误差测试技术研究

针对在计量用低压电流互感器的误差检测中,传统测量方法无法模拟现场实际工况的问题,提出一种基于现场信号仿真技术的电流互感器误差测试方法,并采用实验对其进行验证.首先,将基于高速录波技术,所提取的现场实际工况波形及特征信号,进行数字化分解;然后,利用程控电压源与程控电子负载,搭建信号仿真测试平台,复现现场工况波形,对被试电...     

基于CPLD的大功率逆变电源并联控制器

详细介绍了逆变电源并联工作产生环流的原因,并提出了抑制环流的方法,对基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)的大功率逆变电源并联控制保护技术进行了深入的研究.该逆变电源并联控制技术已成功地运用于飞机电源系统中,实现了两台逆变电源的并联工作.