电力电子变换器潜在电路自动识别法

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,可提高所设计的电力电子变换器的安全运行可靠性。建立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,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。     

电力电子变换器广义连接矩阵及其潜电路判别

对电力电子变换器拓扑结构认识的局限性,导致实际运行中会出现非设计要求的工作模态或潜在电路,它们附加在正常工作模态中,使变换器特性异常。为探明所有可能潜在电路,提出了适用于电力电子变换器拓扑分析的广义连接矩阵,由此给出电力电子变换器潜在电路的一般判据,得到一种新的电力电子变换器潜在电路的分析方法。本文具体以三阶DC/DC升压式和1/3降压式两种谐振开关电容变换器为例,对电力电子变换器广义连接矩阵识别潜电路判据的可靠性进行了验证,实验结果验证了所提出的方法是正确和有效的。     

电力电子变换器的开关布尔矩阵及潜电路分析

针对现有电力电子变换器潜电路分析方法存在的不足,提出了基于开关布尔矩阵分析电力电子变换器潜电路的统一方法.根据电力电子变换器的开关状态,建立变换器的开关布尔矩阵,通过布尔运算消去全开关布尔矩阵中的正常工作模态开关向量以及无效开关向量,得到变换器的潜开关布尔矩阵,进而辨识出变换器中存在的潜在开关路径和潜电路模态.以Mat...     

基于图论的n阶升压式谐振开关电容变换器潜电路分析技术

本文基于图论方法分析n阶升压式谐振开关电容变换器的潜电路路径，由此提出该类变换器潜电路图论分析的一般方法，为预先发现和消除高阶升压式谐振开关电容变换器中的安全隐患提供了理论依据。文中首先以3阶升压式谐振开关电容变换器为例，将电路拓扑简化为有向图，得出连接矩阵，根据连接矩阵算法计算节点间的所有通路。然后根据电路原理分析所得的通路，经筛选、剔除，得出有效路径，再与变换器正常情况下的通路比较，分析得到潜在的路径。最后将以上分析方法和结果推广到n阶升压式谐振开关电容变换器潜电路研究中。     

ZCS谐振开关电容变换器的拓扑结构改进

零电流(ZCS)谐振开关电容变换器是开关电容变换器的一种新拓扑形式.通过建立ZCS谐振开关电容变换器的开关布尔矩阵,提出了一种分析其有效开关模态,辨识潜电路路径的新方法.当潜在回路出现时,变换器的输出特性出现非预期的变化.同时,通过对潜在回路电流路径的分析,提出了一种ZCS谐振开关电容变换器的改进电路,从而从根本上消除了变换器中的潜电路现象.实验结果证明了理论分析的正确性和有效性.     

《电力电子学—电力电子变换和控制技术》一书的评论

本书为"十一五"国家级普通高等教育规划电力电子教材,全书第一章主要阐述电力电子变换和控制技术学导论,介绍了电力电子学科的经济意义及对本人专业发展的重要性,介绍了电力电子学相关基本理论及应用;第二章阐述电力电子学相关的半导体电力开关器件基本理论及应用,介绍了电力电子学相关的二、三极管与晶闸管理论知识及其应用,半导体和功率集成电路基本理论知识及其应用;第三章主要阐述DC/DC(直流/直流)变换器理论知识及其实际应用,介绍了电力电子学相关AC/AC(交流/交流)降压变换器理论及其应用;第四章主要阐述DC/AC(直流/交流)变换器理论及其应用,介绍了DC/AC(直流/交流)变换器的类型和相关技术的性能指标基本理论知识及其实际应用,论述了电力电子变换器单相逆变器原理及其应用;第五章主要阐述电力电子AC/DC(交流/直流)变换器理论知识及其应用,介绍了电力电子电源整流的基本原理及其应用,论述了电路负载性质对整流特性的影响与修正;第六章阐述电力电子AC/AC(交流/交流)变换器相关原理及其实际应用,对电力电子学相关的晶闸管控制器的理论原理及实际应用进行论述;第七章阐述电力电子辅助元器件和系统原理及其应用,对电力电子过电流保护和过电压保护原理及其应用进行试论,阐述电力电子缓冲器、电感、方波变压器和脉冲变压器原理及其实际应用;第八章阐述电力电子谐振开关型变换器原理及其应用,对电力电子软开关变换器的分类及应用方向进行理论分析及实际应用阐述;第九章主要阐述电力电子多级开关电路理论知识及实际应用,对电力电子变速恒频交流发电系统理论原理及其实际应用进行阐述;第十章主要阐述电力电子开关型电力补偿原理及其应用,电力电子主要控制器与控制方法原理及其应用,主要介绍电力电子传输基本运行特性及实际应用,对电力电子相关开关并联补偿控制器原理及其应用进行阐述,对PWM(脉冲宽度调制)变流器型静止同步并、串联补偿器和电力电子谐波电流补偿器原理及其应用进行论述,电力电子谐波电压补偿器统一潮流控制器与电能质量控制器.     

基于人工智能的电力电子变换器开路故障诊断研究综述

电力电子变换器已被广泛应用于航空航天系统、直流输电、分布式能源和智能电网等领域,其可靠性问题成为学术界和工业界的研究热点。开展对电力电子变换器开路故障监测与智能诊断方法研究,对避免二次故障、降低运维时间与成本和提高电力电子系统可靠性具有重要意义。文章首先对电力电子变换器故障特征进行分析与总结,然后对特定基于人工智能(artificial intelligence,AI)技术的电力电子变换器开路故障诊断方法及应用实例综述,随后提出一种基于随机森林与瞬时故障特征相结合的故障诊断方法用于三相电力电子变换器故障诊断,最后提出基于AI的电力电子变换器开路故障诊断方法面临的挑战,并展望该领域未来的研究方向。     

超高频DC-DC谐振变换器

电力电子的应用要求功率变换器具有更小的体积、更高的功率密度以及更好的动态性能,这一要求使得高频化成为电力电子发展的必然趋势。结合国内外研究现状,对超高频VHF(very high frequency)(30~300MHz)DC-DC谐振变换器的主电路拓扑、谐振驱动电路、控制方法分别进行了介绍。     

基于TRIZ理论的单级功率因数校正电路拓扑分析

发明问题创新理论(TRIZ)作为一种技术创新的方法论,已在诸多领域得到了广泛应用。本文尝试将TRIZ理论与电力电子变换器拓扑研究相结合,系统地提出一种电力电子变换器拓扑的构造方法。本文以单级功率因数校正电路为例,利用TRIZ理论中的冲突矩阵,深入分析了一些典型单级功率因数校正电路的拓扑构造原理,验证了TRIZ理论指导电力电子变换器拓扑设计的可行性和有效性,从而为构造性能更优越的功率因数校正电路提供了思路。     

中长距离高压传输DC/DC变换器的研究

在中长距离直流电力传输过程中,采用性能良好的直流变换器可以避免传输线上谐波的影响,降低线路功率损耗。在电力电子领域高压直流传输技术中,需满足的要求有:脐带电缆要求较细、变换器要求体积小、重量轻等等,所以将半桥三电平直流变换器应用于电力电子中高压传输中,并且对开关器件中的高频化软开关技术进行了研究。针对传统半桥三电平电路中出现的占空比丢失以及实现开关器件的零电压开关(ZVS)的条件,在采用移相控制方法的基础上,在电路拓扑中加入了隔离电容,采用倍流整流电路,并将其应用于中高压传输中,对传统与改进的DC/DC变换器分别进行了Matlab/Simulink仿真对比,最后通过实验验证了改进型的DC/DC变换器拓扑结构的可行性。     

n阶谐振开关电容变换器潜电路图论分析法

介绍了谐振开关电容变换器中普遍存在的潜电路现象,然后针对n阶谐振开关电容变换器结构复杂、难于直接找到潜电路路径等问题,提出利用图论分析潜电路路径的方法。该方法将n阶谐振开关电容变换器的拓扑简化为有向图,根据连接矩阵算法计算节点间的所有通路,并通过增加虚拟节点实现回路路径的计算,再根据路径判据剔除虚假路径,从而区分正常路径和潜电路路径。最后,文中以降压式开关电容变换器为例,用实验验证了该方法的可行性。     

谐振开关电容变换器中潜电路现象的研究

潜电路是潜伏在系统中的一种通路或状态,它在一定条件下出现并导致系统产生非预想到的特性.该文在降压式谐振开关电容变换器中发现潜电路现象,其特点是在控制策略完全不变的情况下,仅由电路扰动就会导致潜电路现象发生.文中从理论上分析了产生该潜电路现象的原因,证明了它是一种在过去研究中未曾观察到的新现象,推导得出了潜电路的发生条件及相应的变换器运行特性,并基于潜电路的回路特征,提出消除潜电路的相关措施,并将这一结果推广到其它类型的谐振开关电容变换器.实验结果证实了这一发现和理论分析结果.     

高阶降压式谐振开关电容变换器的潜电路

由于开关电容个数的增加,高阶降压式谐振开关电容变换器较基本降压式谐振开关电容变换器的结构复杂,其潜电路现象更加丰富。该文在分析其构成规律和运行特性基础上,首先以3阶降压式谐振开关电容变换器为例,研究在不同运行条件下出现的潜电路特性,由此推导出n阶降压式谐振开关电容变换器潜电路发生的一般条件。研究结果表明,由高阶降压式变换器潜电路发生条件,可方便地得出各种类型降压式变换器的潜电路条件,证明若n阶降压式变换器满足潜电路发生条件,其低阶电路(n-1, n-2, ?, 2)必定工作在潜电路状态下。最后进行实验验证。     

升压式谐振开关电容变换器中潜电路的一般规律

相对于降压式谐振开关电容变换器,升压式谐振开关电容变换器构成方式不同,潜电路发生条件也有较大区别.本文根据其构成特点与运行规律,应用图论法获取变换器中的潜在路径,详细讨论了n阶升压式谐振开关电容变换器的潜电路工作特性,推导出变换器发生潜电路时的输出电压特性以及潜电路发生条件,归纳其出现潜电路的一般规律,从而为避免潜电路的出现,使之正常工作提供了理论依据.研究结果表明,在负载、开关频率和开关电容等参数相同的情况下,若n阶变换器工作在正常状态下,则其低阶(n-1,n-2,…,2)变换器必然工作在正常状态下.最后,实验结果证实了结论的正确性.     

谐振开关电容变换器潜在电路路径分析

本文首先介绍了谐振开关电容变换器中普遍存在的潜电路现象，然后针对n阶谐振开关电容变换器的电路结构复杂的问题，提出了计算所有电路路径的连接矩阵算法以及辨别潜电路的法则。最后，以降压式开关电容变换器的潜电路为例，验证了该算法的可行性。     

整流模式下BWPT系统功率变换器的等效输入阻抗分析

由于功率变换器的等效负载阻抗对双向无线电能传输(BWPT)系统的特性分析有影响,因此对该等效负载阻抗进行计算有重要意义。文中首先建立了采用双向全桥功率变换器和LCC补偿的BWPT系统模型;然后,构建了工作于整流模式的功率变换器的等效电路,并对其整流工况进行了分析;进而,推导了双向功率变换器等效负载阻抗的计算方法;最后,搭建了试验平台,对建立的模型和提出的方法进行了验证。结果表明:工作于整流模式的双向功率变换器的等效负载阻抗包含电阻和电抗两部分,且它们的值与开关器件并联电容、补偿电感以及负载有关,所提出的方法能有效地对该等效阻抗进行计算,进而有助于准确地分析系统特性。