一种新型预偏置负载启动电路设计

为防止单个直流变换器在启动过程中对多电源单节点上的电容进行放电而引起的节点电压不稳定和启动电压震荡,设计了一种简单可靠的直流变换器预偏置负载启动电路.该电路利用晶体管的电流控制特性来检测直流变换器和预偏置负载间的压差,控制开关管的导通和关断,来实现预偏置负载软启动,同时,可以通过合理选择电路参数来优化预偏置负载启动.具...     

双主动桥型直流变压器调制方法分析与比较

针对双主动桥型直流变压器,分析了其分别在梯形波电流调制和三角波电流调制下的运行机理、开关特性、电流模型及损耗特性。在梯形波电流调制下,所有开关管均可实现零电压开通,但所有开关管均为硬关断。相比之下,三角波电流调制下直流变压器不仅可以实现所有开关管的零电压开通,还可以实现部分开关管的零电流关断以降低系统的关断损耗。此外,相同的功率条件下,直流变压器在三角波电流调制下具有更小的导通损耗和开关损耗,因而直流变压器在三角波电流调制下的运行效率更高。最后,通过搭建小功率实验样机对相关理论分析进行了对比实验验证。     

新型Buck软开关电路的设计与仿真

Buck变换器在电力电子及传动中得到了广泛的应用,为了减少其工作过程中的开关损耗和开关噪声,本文提出了一种新型Buck软开关电路拓扑结构图,将谐振电路与主开关并联,谐振过程则不受负载电流大小的影响;主开关导通前先使辅助开关导通,实现了主开关和辅助开关的零电压开通和关断。本文详细分析了软开关过程,并推导了谐振电路参数和辅助开关最小占空比计算公式,仿真结果表明了所设计电路的正确性。     

10kV自然换流型混合式直流断路器中真空电弧电流转移特性研究

围绕应用于?10kV直流配电领域中的自然换流型混合式直流断路器的电弧电流转移特性展开研究。开断过程中,机械开关支路在没有辅助换流装置的情况下,需要在真空电弧电压的作用下实现电流向主关断支路的转移。文中建立了真空电弧电流转移的数学模型,确定了电弧电压、转移回路电感电阻参数、电力电子支路的导通压降是影响真空电弧电流转移的主要因素。实验方面首先对具有不同触头结构及材料的真空灭弧室进行了电弧电压测量,实验表明真空电弧电压可以同电力电子支路进行配合;在此基础上,采用IGBT作为电力电子支路开关,进行真空电弧电流向电力电子支路的转移实验,并研究了回路电感电阻参数对于转移特性的影响;最后,设计实现了10kV自然换流型混合式直流断路器,并对开断进行了实验:真空灭弧室电弧电流在1.5ms内完全转移到电力电子支路,关断电流3.6kA、关断过电压21.4kV,验证了该方案的可行性。     

ZVS-PWM电路中无损吸收回路分析

详细研究了移相控制全桥零电压开关脉宽调制变换器(FB-ZVS-PW M )的换流过程。分析得出,若考虑开关管关断过程中的电流下降特性,则当开关管关断时,在无损吸收回路的作用下,电路关断换流过程会出现两个不同的换流阶段,并在此基础上推导出这两个不同阶段的换流方程。针对其滞后桥臂负载电感偏小给零电压导通造成的困难,文中放弃了负载电流为恒流源的假设,推导出描述其换流过程的方程。基于这些方程,研究了实现软开关的条件,并从关断损耗和占空比丢失的角度探讨了吸收电容与电路最高工作频率的关系,给出了工程设计公式。仿真和实验结果验证了该方程的正确性。     

加复位绕组的零电压开关PWM全桥变换器

在全桥变换器中引入谐振电感和钳位二极管,可以使开关管在较宽的负载范围内实现零电压开关,并且消除输出整流二极管上的电压尖峰.当钳位二极管导通时,谐振电感被短路,电流保持不变,在开关管和钳位二极管中产生较大的导通损耗,而且如果滤波电感较大,钳位二极管有可能无法自然关断,从而产生较大的反向恢复损耗.在全桥变换器中增加一个复位绕组与谐振电感串联,当钳位二极管导通时,利用复位绕组电压使谐振电感电流快速下降,使钳位二极管电流快速减小到零.复位绕组的引入,不仅减小了谐振电感、开关管和钳位二极管的导通损耗,而且使钳位二极管可靠关断,避免了反向恢复.本文详细分析了加复位绕组全桥变换器的工作原理,并讨论变压器绕组匝比的选择,最后进行实验验证,并给出实验结果.     

直流接触器银基触头材料的腐蚀特性

由于直流分断特性,触头材料的腐蚀状态主要受开关负载类型的影响,因此有必要建立试验中为模拟典型转换条件的标准负载条件,来获得不同触头材料客观的比较。文中对典型负载条件为DC4或DC5的试验、被试触头材料的特性和直流接触器的电弧特性、电磨损等作了叙述。电气试验表明材料选择对直流接触器的性能有重大影响,可以看出,在直流转换条件下电弧腐蚀更易受到其它因素的影响。     

开关频率对无刷直流电动机转矩脉动的影响分析

利用星形3相6状态无刷直流电机的数学模型和动态方程,讨论了PWM电压源逆变器驱动的永磁无刷直流电动机在导通运行区域和换向过程的转矩特性.通过数学解析得出,无刷直流电动机无论运行在导通区还是换向区,电磁转矩脉动都由直流供电电压、逆变器的开关频率及占空比、电机电气参数和转速高低共同决定,电磁转矩脉动与逆变器开关频率成反比关系.通过仿真和实验验证了PWM开关频率对转矩脉动的影响,为减小转矩脉动和驱动系统的设计提供了理论依据.     

500kV全固态Marx发生器调试技术

为了实现全固态Marx发生器整机装置的开关串联同步工作,对装置所使用的224只大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)开关进行参数测试,得出IGBT的导通与关断特性。通过外电路对IGBT导通和关断参数进行调整,保证了IGBT开关导通与关断的一致性,解决了全固态Marx发生器的开关同步问题。以500 kV全固态Marx发生器的调试过程为例,介绍了大功率IGBT的参数优化,20 kV发生器组件的调试技术及整机装置的同步运行。依据系统的运行调试数据,初步讨论了杂散参数对整机系统的影响,并给出了系统调试的结论。     

电动汽车用开关磁阻电机驱动系统设计及优化

为了达到车用开关磁阻电机驱动系统动态特性优化的目的,建立了其动态仿真模型,分析了负载转矩、开通角、关断角对转矩脉动及电机效率的影响及其规律.以降低转矩脉动,提高电机效率为目标,提出了一种双指标同步优化开关磁阻电机控制参数的方法,建立了基于负载转矩与电机转速的可变开通角、关断角控制参数模型.针对不同优化策略结果的对比分析以及实验结果表明,提出的双指标同步优化策略能很好地降低转矩脉动,提高电机效率,达到了优化开关磁阻电机驱动系统动态特性的目的.     

直流混合开关电器技术的研究

提高直流开关电器可靠运行的一个重要措施是开关过程的无弧通断.采用直流开关电器与电力电子器件相结合方式,设计并实现了能够实现无弧通断的直流混合开关电器.提出的时序配合方法为直流混合开关电器的实现奠定了基础,为大功率直流混合开关电器的性能和可靠性的提高提供了有效的技术保障.由于实现了无弧通断,该开关电器具有高可靠性、长寿命、防爆、绿色环保等特点,适用于国防、电力系统、煤矿、铁路机车电器控制等多种应用场合.     

基于模糊自适应控制的接触器过零投切系统研究

以负载变化不剧烈条件下高压动态无功补偿为研究背景,发挥接触器在高压领域的优势,针对接触器投切电容器造成的投切瞬间会产生浪涌电流及过电压的问题,提出接触器过零投切的同步关合控制方式。通过对接触器的动态特性分析,对真空接触器控制系统设计,并对接触器响应时间进行实验测试,基于接触器响应时间与操作电压以及环境温度的变化规律进行归纳,提出采用模糊自适应控制对不同环境温度以及操作电压下的接触器响应时间的预估方法,做到投切电容器的时间控制在电压电流零点附近的1ms内,并进行相应的仿真与实验验证,取得了良好的效果。所作研究可有效控制电容器在投切瞬间产生的浪涌电流和电压闪变的不利影响,确保在满足系统无功补偿的条件下实现电网的安全稳定运行。     

直流配电网断路器优化配置方法

直流断路器的优化配置对提高直流配电网可靠性、降低用户停电损失具有重要意义。基于最小割集法提出了直流负荷点区域划分方法,建立了计及电力电子设备功能故障的停电损失费用计算模型。以开关设备投资运行费用和停电损失费用之和最低为优化目标,配置断路器数目为阶段数,配置断路器位置组合为状态,针对直流断路器造价随技术发展下降空间较大的特点,提出了一种考虑价格变化的直流断路器配置动态规划算法。以手拉手型直流配电网为例进行了计算分析,结果表明该方法能够对直流断路器价格进行区间划分,并得到各区间所对应的最优配置方案。     

电力电子变压器直流端口传感器位置选取方法

为了保证电力电子变压器端口故障切除快速响应,在直流端口侧会配有直流固态开关。而当电力电子变压器直流端口电压已经建立,在固态开关闭合瞬间,电力电子变压器直流端口的电容会对固态开关内电容进行充电,在考虑线路阻抗特性情况下,直流端口传统位置的电流传感器会由于线路阻抗和固态开关中电容产生振荡,严重会引发过流保护整机闭锁。文中对电力电子变压器直流端口进行建模分析,简化成RLC电路串联响应特性,对电力电子变压器直流侧的电流振荡波形展开分析,并提出了电流互感器测点优化选取原则,仿真和试验验证了所提理论的正确性。     

恒功率交流电子负载的研究

深入研究了恒功率交流电子负载,给出其主电路拓扑结构,分析了交流侧矢量及控制方法。电路采用PWM整流器。为提高电子负载的动态响应性能,在电流环采用滞环控制方式,针对该系统利用改变直流负载的方法来控制直流母线电压。针对所提出的电子负载研制了试验样机,试验结果证明设计方案可行,控制方法有效,电子负载能在交流电源供电情况下模拟给定功率因数且视在功率保持恒定。     

一种高稳定度软开关加速器磁铁稳流电源

随着电力电子技术的迅猛发展,直流开关电源得到了广泛应用主要讲述了全桥移相软开关零电压变换技术.     

MSC动态无功补偿选相投切控制器的研究

针对矿井电网负荷变化频繁、无功冲击大的特点,设计了一套机械投切电容器(Mechanically Switched Ca-paeitor,简称MSC)动态无功补偿系统.该系统首次将高压真空接触器实际应用于投切并联电容器组,利用高压真空接触器寿命长、操作频繁、价格低的优势打破了晶闸管触发投切的传统惯例.选用DSP作为核心控...     

基于单片机(AT89C52)无功补偿复合开关的研制

针对电磁开关和电力电子开关投切电容器在无功补偿装置应用中存在的问题,研制了一种基于单片机(AT89C52)并应用于低压无功补偿装置的复合开关。该复合开关与接触器、晶闸管投切电容器(TSC)相比,其主要优点在于它既有晶闸管过零投切电容器时电网浪涌电流小的优点,又有接触器闭合时晶闸管无功耗节能的优点。     

交直流接触器特性自动测试系统的开发

基于PCI-1716L数据采集卡的交直流接触器特性测试系统,通过脉冲个数控制步进运动,完成静态特性自动测试,通过数据采集卡控制接触器闭合分断,高速采样,完成动态特性测试.该测试系统提供了友好的人机交互界面,同时提供数据存储功能.     

DC/DC变换器混合逻辑动态建模与约束优化控制策略

针对电力电子电路DC/DC(直流-直流)变换器同时存在着连续动态和离散切换两种不同类型的的混杂特性,引入N步建模方法,推导出DC/DC变换器的混合逻辑动态模型,用来描述变换器的动态特性、切换规律和系统中的约束关系.在此基础上,考虑控制输入约束和系统状态约束,应用混合整数模型预测控制方法,建立以脉冲宽度调制(PWM)为控制方式的DC/DC变换器状态反馈最优控制系统.数值仿真结果表明:DC/DC变换器基于混合逻辑动态建模的可行性,及在此基础上设计的优化控制系统具有良好的动态特性,并能满足系统的约束限制.