大容量电力电子装置中板式水冷散热器的优化设计

为提高水冷散热器的散热能力、控制其温度均匀性,在散热器外形尺寸及流量一定的条件下,从理论上对层流范围内平板式水冷散热器的三个通道参数(通道数、散热片高度、散热片占空比)与散热器量纲一散热热阻的变化关系进行了推导。提出可根据这些变化关系来对任意尺寸平板式水冷散热器的各通道参数进行优化选择,在工程设计上具有很好的指导意义,仿真和试验结果证明了方法的有效性并表明:小通道尺寸的平板式水冷散热器对于解决大热流密度器件的散热更为有效,散热效率更高;在同样的参数情况下,流量增大则散热器效率降低,应综合考虑散热器流阻和流体平均温升的控制要求来选择流量。     

一种中电压大功率IGBT模块行为模型

目前已有场终止型绝缘栅双极性晶体管(IGBT)行为模型以及仿真软件中的IGBT模型未专门针对中电压大功率IGBT模块搭建,不能准确模拟其区别于中小功率IGBT的行为特性。在已有行为模型基础上,提出引入IGBT基区存储电荷造成的等效电容及模块封装键合丝带来的寄生电感,考虑反并联PIN二极管行为模型,从而有针对性地实现了完整中电压大功率IGBT模块行为模型。同时提出了新的米勒电容函数拟合方法,量化分析行为模型完整开关过程中典型行为与模型参数的关系,通过较简便的方法实现了模型参数的提取。最后在Pspice环境下实现了一种3.3k V/1.5k A等级IGBT行为模型,并通过在Buck电路下仿真与实验波形对比证明了该行为模型的可行性和有效性。     

大容量400Hz逆变器输出LC滤波器设计和低次谐波抑制

为了有效抑制大容量中频400Hz/115V逆变器输出电压中的谐波,推导了两级级联H桥载波移相正弦脉宽调制(SPWM)时输出电压波形的数学表达式,可准确得到逆变桥开环状态下输出电压的基波和各次谐波含量,为输出滤波器的设计提供了理论依据。同时考虑滤波电感上的基波压降、电感电流纹波以及无功容量等因素,提出了LC滤波器的设计方法。另外,通过在逆变器外环和内环分别采用基波谐振控制和3、5、7次谐振控制,不仅可以消除稳态误差,还可以补偿3、5、7次谐波。通过仿真和实验证明了理论分析的正确性。     

一种宽范围双管反激DC/DC辅助电源设计

宽范围DC/DC辅助电源是高电压大容量电力电子变流系统的重要组成部分,尤其是对于具有标准化、模块化、分布式结构的中高压大容量电力电子变流系统意义更重大。首先,基于双管反激电路,设计制作了一个宽范围高电压80~800 V输入/低电压24 V输出的辅助电源样机,针对常规双管反激电源反馈电路存在的问题,进行了详细分析并提出解决方法;其次,给出了实验波形,对实验波形中的尖峰及震荡现象进行定性分析并给出解决思路;最后,利用闭环系统的开环传递函数对双管反激电路进行了稳定性分析。     

一种新颖的三相四桥臂逆变器电流调节方案研究

针对三相四桥臂逆变器现有电流调节方案存在的某些问题，提出了一种改进的基于三雏空间电压矢量的电流调节方案．整个方案仅需三个最高开关频率受限的三电平比较器和相应的电压矢量选择表，实现简单，参数调整方便。文中对其原理进行了理论分析，给出了三相四桥臂逆变器带不平衡负载和作为三相四线有源电力滤波器应用时的仿真结果，验证了其正确性和可行性。     

模块化多电平DC-DC变换器研究综述

模块化多电平结构相比常规箝位型多电平和级联型多电平结构,具有更好的模块化设计、高压应用、多电平输出等性能。基于模块化多电平结构的DC-DC变换器特别适合中高压大容量直流输配电及新型直流负载供电。首先介绍了模块化多电平结构的组成及特点;其次对现有模块化多电平DC-DC变换器的主要拓扑结构及相应的调制控制方法进行了详细的总结梳理,并分析了变换器的故障隔离保护机制;最后对模块化多电平DC-DC变换器的研究难点及前景进行了展望。已有的研究表明,模块化多电平DC-DC变换器以其优越的电能变换性能,在价值需求的牵引下必然引领新的直流输配电技术的革新高潮。     

三相逆变器输出电压不平衡的产生机理分析及其矫正

利用大信号平均模型对称分量分析方法对三相逆变器产生三相输出电压不平衡的机理进行系统的分析,得到了直观而清晰的结论,为对三相逆变器进行不平衡矫正提供了理论基础;在此基础上,提出相应的矫正方法。该文在三相输出电压不平衡产生机理的理论分析基础上,提出一种简单可行的三相四桥臂逆变器控制方法,从而保证逆变器在带不平衡负载时仍能维持三相平衡的输出电压。文章最后给出仿真和实验结果,验证了理论分析和所提出的控制方法的正确性。     

一种IGBT集电极电压测量电路的设计

由于大功率IGBT开通和关断集-射电压具有跨度大的特点,现有的大功率IGBT驱动检测电路无法同时实现宽范围、高精度的测量.为此提出了一种新的IGBT集电极开通和关断电压集成的测量电路.该电路通过电阻分压网络实现IGBT关断电压的测量;利用驱动信号来控制电流源向高压隔离二极管注入微小电流使其导通,并对此二极管误差进行补偿,实现IGBT导通饱和压降的精确测量.仿真和试验验证了设计电路的正确性和有效性,可为高压大功率IGBT高性能驱动器的研制奠定基础.     

基于同步坐标变换的三相不对称系统的无功与谐波电流的检测

针对现有的一些检测方法在三相电压不对称或畸变时存在的一些缺陷，提出了一种新的基于同步坐标变换的检测方法。它能实时检测出不对称三相电路中的基波正序有功电流以及无功电流与不对称分量、谐波电流的和，从而可直接应用于三相三线或四线系统的综合补偿。该检测方法在三相电压不对称且含畸变时，无须对三相电压进行锁相和滤波，避免了由此带来的检测误差。理论推导和仿真结果验证了所提方法的正确性。     

O-A-O曝气生物滤池对COD和NH3-N的去除效果的试验研究

通过对升流式O-A-O二级曝气生物滤池去除COD和NH3-N的效果进行试验研究,在各个阶段对比中找出最优的运行工况,从而节约能源,降低运行成本。研究结果表明,在进水水力负荷为1~4 m3/m2.h、有机负荷为4~13 kg COD/(m3.d)及气水比为1∶1~4∶1的工艺条件下,COD和NH3-N的去除率分别达到65%~81%和51%~74%。