IGBT的ZVC/ZCC驱动模式

对IGBT的工作特性及存在的问题进行了深入探讨,详细介绍了用于提高大功率IGBT电桥的开关效率和安全性的ZVC/ZCC驱动模式。该模式利用IGBT的反向雪崩特性和电荷转移法实现IGBT的零电压切换和零电流切换,从而有效地抑制了器件内部的电流拖尾和自琐效应,大大地减小了开关损耗,提高了功率IGBT的工作效率和安全性。     

核磁共振找水仪发射机主回路的设计与仿真

为保证核磁共振找水仪的发射机主回路发射大功率电流,加大探测地下淡水资源的深度,针对发射机主回路在运行中产生的瞬态电压和浪涌电流问题,对几种典型缓冲电路进行了分析与计算。通过仿真实验,确定了发射机主回路的缓冲电路和快速关断电路关键器件的最佳参数。使IGBT（Isolation Gate Bipolar Transistor）的C、E两端瞬态电压尖峰降低了150V,IGBT的电流不超过发射机所能发射的最大电流（最高电流为400A）。从而保证了IGBT的C、E两端电压平稳;保证大功率电流可靠、有效地发射。     

压接型IGBT器件单芯片子模组可靠性寿命仿真研究

随着柔性直流输电和电力机车等大功率领域的发展,压接型IGBT器件因其功率等级高、易于串联、双面散热和失效短路的优点,已逐步替代传统的焊接式IGBT模块。压接型IGBT器件各部件之间通过压力进行固定连接,在工作过程中各部件间会产生巨大的循环热应力,各部件在长时间循环热应力的作用下会出现金属疲劳,从而对于压接型IGBT器件的使用寿命产生影响。基于有限元法建立了压接型IGBT器件单芯片子模组的仿真模型,通过设置芯片表面的接触热阻和摩擦系数,对于各部件金属疲劳过程进行仿真模拟,利用金属疲劳寿命预测模型对压接型IGBT器件单芯片子模组的可靠性寿命进行了预测,得到了不同压力下压接型IGBT器件单芯片子模组的可靠性寿命。仿真结果表明,压接型IGBT器件单芯片子模组的可靠性寿命与压力的关系近似为高斯分布,这对于压接型IGBT器件的使用以及后续的研究具有指导性意义。     

基于开通波形的IGBT开关特性测试平台寄生电感提取方法

IGBT动态测试平台的寄生电感影响IGBT器件的开关参数以及开关损耗,因此,提取动态测试平台回路的寄生电感对于准确获得IGBT器件的开关参数具有重要意义。传统的寄生电感提取方法忽略了回路寄生电阻的影响,给寄生电感的提取带来误差。为了提高寄生电感提取的准确性,提出了采用IGBT开通波形来计算动态特性测试平台寄生电感的方法,通过对开通电流上升过程的分析,建立了包含回路寄生电阻的等效电路模型及电路方程。仿真结果表明该方法的计算误差低于传统计算方法。为验证该方法的正确性,搭建了IGBT动态特性测试平台,实验结果表明,该方法实现了寄生电感参数的提取,为提供准确的IGBT器件开关参数奠定了基础。     

600 A IGBT开关电路及其散热系统设计

采用IGBT开关电路，对大功率电阻带进行直流脉宽调制控制，实现了内燃机车大功率直流发电机负载实验中的负载大小的连续调节。为了避免在实验过程中IGBT器件的温度过高，采用独特的双管IGBT结构和双向强迫风冷的散热系统。实验表明该电路运行稳定、可靠。     

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。     

27电平新型铁路功率调节器及其负序补偿方法

针对电气化铁路的负序问题,提出一种基于电压源和电流源串联的新型多电平铁路功率调节器,其中电压源由混合级联27电平变换器构成,电流源由单相三电平变换器构成,电压源中承担主体功率的H桥的开关频率仅50 Hz,因此系统损耗小,也有利于提高开关器件在大功率补偿时的安全性。研究了系统的结构和工作原理,考虑到传统检测方法存在波动问题,基于移相构造的思想,提出稳态波动小的负序补偿电流检测新方法。仿真验证了新方案和新方法的有效性。     

压接型IGBT芯片动态特性影响因素实验研究

压接型IGBT器件内部具有复杂的电-热-力环境，直接影响了其内部IGBT芯片的动态特性，进而决定了整个器件的安全工作能力。为此，研究不同影响因素下的压接型IGBT芯片动态特性具有重要意义。为了全面获得电-热-力综合影响下压接型IGBT芯片的动态特性，利用所研制的具有多因素解耦、灵活调节能力的双脉冲实验平台，针对一款3.3kV/50A压接型IGBT芯片，测量获得了不同母线电压、负载电流、驱动电阻、温度及机械压力下的双脉冲实验波形。分析了不同影响因素对双脉冲波形的影响规律，对比了不同影响因素对IGBT动态特征参数影响程度，结果表明母线电压主要影响关断过程，负载电流、驱动电阻和温度主要影响开通过程，机械压力对开通关断过程的影响很小，研究结果对IGBT芯片建模及压接型IGBT器件安全运行具有重要的指导意义。     

基于三相逆变器变开关频率和变直流母线电压的PMSM控制

针对三相电压源逆变器应用固定开关频率和额定直流母线电压的空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation, SVPWM）驱动方式时存在直流电压利用率低、绝缘栅双极性晶体管（insulated gate bipolar transistors, IGBT）损耗较高的缺点,建立永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor, PMSM）和基于输出周期的IGBT损耗控制模型,在此基础上以输出电流质量为约束条件,以开关频率和直流母线电压为约束变量,应用猫鼬优化算法获得基于输出周期的IGBT损耗最优的开关频率和直流母线电压。对所提出的策略进行仿真和实验,通过比较输出电流总谐波畸变率（total harmonic distortion, THD）、电流波形、IGBT损耗和结温等验证所提策略在保证控制系统性能的条件下降低三相电压源逆变器损耗,增加三相电压源逆变器的可靠性。     

采用全阶状态观测器的IGBT模块结温预测

为解决控制器功率器件过温失效问题,需要对IGBT的PN结温度进行实时精确估计。设计全阶状态观测器对IGBT的结温进行实时估计,并综合考虑电、热参数的相互影响,采用闭环控制实现结温的估计修正;根据双脉冲测试原理搭建IGBT动态特性离线测试平台,研究导通电流、母线电压、结温对IGBT损耗的影响,采用线性插值法推导IGBT损耗的数学模型;根据热-电比拟理论建立热网络模型,搭建热阻测试平台获得温度与瞬态热阻变化曲线;基于IGBT热网络模型推导各温度节点的状态方程,针对开环估计方法估计精度差的问题,设计全阶状态观测器,利用观测器输出壳温和实测的壳温之间的误差对结温估计值进行实时修正。搭建基于Matlab\\Simulink的仿真平台,验证了IGBT结温估计的有效性和准确性;搭建结温预测实验平台,采用热敏参数法对结温状态观测器进行验证。仿真和实验结果表明,估计的结温能够很好地跟踪实际值,验证了提出方法的准确性。     

大功率舰载交流电源车

介绍了一种采用SA8282产生纯正弦波交流电的硬件、软件的设计方案.使用SA8282来实现变压、变频,可实现纯正弦波输出,比硬件实现SPWM调制和单片机实现的调制更加精确.实践表明,采用本方案不仅简化了系统,而且各项性能指标均优于以往系统.     

开关电源的功率合成

提出高功率开关稳压电源采用功率合成的必要性,分析了常规功率合成方法存在的不足;提出并分析了实用、可靠的功率合成技术以及功率合成后的均流、尖峰和可靠性的问题。     

含可控移相器的电力系统潮流分析

可控移相器（TCPST）是一种重要的FACTS装置,其可以实现对电力系统潮流的调控。本文综合考虑了TCPST对系统潮流计算的影响。提出了一个简单,有效的含TCPST的电力系统潮流计算方法,其特点可以很方便地与现有的交流潮流算法相结合。算例验证所提出的方法是正确有效的。     

“电力猫”在电力系统载波通信中的应用

电力调制解调器(电力猫)在近几年受到了追捧,它可以在大空间内无需多个无线路由器,即可实现网络的联通。电力猫通过电线来传输数字信号,然后将电路里的数字信号分离出来,再将分离的信号构造网络信号。本文在介绍了电力载波通信的工作原理和可靠性的基础之上,分析了电力猫的优缺点,并对未来的应用方向进行了展望。     

变速恒频双馈风力发电机的功率控制

针对双馈风力发电系统中功率控制的时变性、随机性、复杂性以及非线性的特点,提出了一种基于模糊神经网络的功率解耦控制方法.该控制方法不依赖电机参数和精确的数学模型,能够实现双馈风力发电机有功、无功功率的解耦控制,具有控制简单、灵活、方便、有效的特点,系统鲁棒性强,适用于双馈风力发电机的功率控制.     

考虑经济效益的风储联合发电系统的最优功率预测

准确的风功率预测及经济效益最大化问题一直是电力系统关注的热点,同时也决定风储联合系统参与调度的积极性.因此,文中构建了考虑经济效益的风功率预测模型和风储联合调度模型.首先,分析不同损失函数下的最优预测理论,并选择基于成本导向的增强回归树建立考虑了预测误差成本的风功率预测模型,该模型通过降低预测误差成本提高风电场经济效益;然后,以风功率预测模型的实验结果为基础,构建风储联合调度模型,最大化风电场的经济效益;最后在两个风电场中验证文中所提方法的有效性和先进性.     

风力发电并网对电网的影响

近几年随着大容量风力发电机的问世,建设大规模风力发电场成为发展趋势.但是大规模风电开发也带来了许多问题,其中,最突出的就是风电并网对我国现有电网格局的影响.根据风能的产生、风力发电在我国的利用以及风电机组发电的特点,系统地分析了风电并网对我国电网系统的影响,为促进以后风能资源的开发利用以及提高电网接受风电场的能力提供了一定的参考.     

工程施工用电无功补偿方式

从无功补偿的作用及效益的角度,探讨了工程施工用电无功补偿的必要性、方式选择及其功能的实现,具体分析了采用并联电容器进行无功补偿的主要作用,以期在工程施工用电及电网发、供电方面具有实际指导价值。     

电力电子技术在风力发电中的应用综述

风能是不能储存能源,将风能转换成电能并输送到电网过程中,电力电子设备是关键因素之一．介绍了当前主要的风力发电机系统及其控制．针对最具有发展潜力的变速恒频双馈风力发电系统,分析其用于转速控制的电力电子变换器装置．分析了交流并网安装静止无功补偿器的意义,介绍了基于VSC的轻型直流输电原理．最后,描述了未来大容量海上风电场将更广泛应用电力电子装置．     

含风电场的有功和备用联合优化调度

综合考虑机组备用分配和有功计划出力,建立了含风电场有功和备用联合优化调度模型。该模型引入了负荷和风速预测误差概率函数来表示系统中存在的不确定性,并结合AGC机组修正策略来模拟实际运行场景。此外,在目标函数中还综合考虑了燃料费用和污染气体排放量,以其数学期望值最小为目标,进行双目标优化。最后利用多目标优化算法和多属性决策方法对模型进行了求解。对某系统进行计算分析,结果证明了模型的合理性和方法的有效性。