SiC MOSFET栅源回路参数的串联扰动研究

为了使SiC MOSFET工程运用时避免串联扰动的威胁,研究栅源回路参数对串联扰动的影响是很有必要的.研究通过对栅源回路参数的调控,将串联扰动现象分为正压尖峰与负压尖峰两部分进行分析,确定影响串扰电压尖峰的参数,为驱动回路参数设计提供方向性意见.首先建立拓扑简化模型,理论分析影响电压尖峰的栅源回路参数,随后搭建实验平台进行电压尖峰观测以及对理论分析进行实验验证,最后对实验波形进行分析.实验表明,当驱动电阻为0～20Ω、驱动杂散电感为0～300 nH、栅极电容为0～10 nF时,串联扰动随着桥臂自身驱动电阻、驱动杂散电感的增大而增大、随着栅极电容的增大而减小.此外,负载阻抗会影响负压尖峰,尖峰震荡同样会影响器件正常工作.     

基于改进弗雷歇算法的虚拟直流电机等效惯量计算

伴随高密度分布式电源接入,电网惯量水平持续下降,尤其是在新能源独立供电条件下,其惯量远远低于最低惯量需求。通过对端口换流器施加虚拟直流电机控制策略,可以利用控制参数灵活调整系统惯量,减少电网惯量差额,增强电网的稳定性。但该控制方法虚拟出的等效惯量大小暂不明确,虚拟惯量对等效惯量的影响也有待进一步探究。据此,文中首先在虚拟直流电机模型的基础上,利用小信号模型分析虚拟惯量与等效惯量对系统动态特性的影响,指出两者的惯量等效关系。其次,基于虚拟惯量与等效惯量的对应关系,提出一种利用弗雷歇算法度量电压曲线相似度的等效惯量计算方法,明确虚拟直流电机控制的等效惯量大小。然后,引入相关性约束与曲线特征约束,提出一种改进弗雷歇算法,保证等效惯量计算的正确性。最后,采用最优拟合方式实现惯量等效关系的函数化,给出虚拟惯量与等效惯量间的数量关系。仿真结果验证了文中所提等效惯量计算方法的有效性。     

基于FFT的电压波动和闪变算法应用研究

在现有的闪变测量方法中,基于FFT的闪变算法因实现简单而受到关注。在MATLAB中实现了该算法,并进行扩展研究,能够利用电力系统仿真得到的公共连接点(PCC)波动电压数据,进行电压波动量和短时闪变值计算。深入分析了计算过程中误差的来源,介绍了校正方法。应用PSCAD软件搭建了电力系统仿真实例,并给出了电压波动值和瞬时闪变值经校正后的计算结果。     

用于海上风电场并网的多模块变压器耦合型VSC-HVDC技术

给出了海上风电场并网系统结构,提出了一种新型的多模块变压器耦合型VSC-HVDC系统,各模块交流输入端通过多绕组变压器进行相互隔离,直流输出端由多个功率模块串联构成,通过灵活地增减模块数目,以获得不同的直流电压,各功率模块可以独立控制;建立了VSC-HVDC在两相同步旋转坐标系下的数学模型;研究了VSC-HVDC的基本...     

滑模PR控制的三相Vienna整流器

针对传统比例积分PI控制中响应速度慢、稳态性能差等问题,本文提出滑模比例谐振PR控制方法,其中电压外环采用滑模控制,电流内环采用PR控制。滑模控制提高直流侧电压的响应速度,PR控制改善交流侧电流正弦化程度。最后搭建Matlab/Simulink仿真及实验平台,验证文中所提滑模PR控制策略的有效性和可行性。仿真和实验结果证明滑模PR控制策略具有较好的鲁棒性和动态性能。     

LLC谐振变换器的滑模混合控制方法

为了解决LLC变换器在变频控制下电压增益范围较窄的问题,提出了一种基于滑模控制的混合控制策略.该控制策略结合了脉冲频率调制和移相控制的优点,在混合控制策略下,LLC谐振变换器能够根据增益大小切换模式.详细分析了LLC谐振变换器的工作原理以及工作特性,并给出滑模混合控制策略的具体实现方案.仿真结果证明了所提控制方法的可行...     

直流配电网的谐波状态空间建模与分析

这里提出一种直流配电网的谐波状态空间建模方法。针对谐波模型在分析复杂系统时,难以写出状态空间方程的问题,首先建立了单向直流变换器、双向直流变换器和电压源型变换器(VSC)的稳态谐波模型,然后推导出各种电力电子装置的二端口式谐波等值电路,进而得到整个系统的谐波模型。在此基础上,对系统中的电压、电流进行频域分析,得出系统电压、电流谐波耦合导纳图。最后,仿真与实验验证了该方法的正确性和有效性。     

改善SiC MOSFET开关特性的有源驱动电路研究

针对碳化硅金属氧化物半导体场效应管(SiC MOSFET)开关过程中存在的电流、电压过冲和振荡问题,首先对SiC MOSFET的开关过程进行详细分析,得出电流、电压过冲和震荡的产生机理,然后根据影响过冲和振荡的关键因素,分别提出了电流注入型、变电压型和变电阻型有源驱动电路,并通过LTspice仿真软件验证了所提有源驱动电路的有效性,最后搭建实验平台对所提变电压型有源驱动电路进行实验验证.实验结果表明,所提变电压型有源驱动电路能够在牺牲较小开关损耗的条件下,有效抑制SiC MOSFET开关过程中的电流、电压过冲和振荡.     

CLLLC谐振变换器的散热器优化设计

MOSFET作为CLLLC谐振变换器的核心器件,其散热设计会影响CLLLC谐振变换器能否安全可靠运行.针对5 kW的CLLLC谐振变换器,分析了散热器的表面温度与功率器件结温之间的关系.在此基础上,探讨了散热器表面温度与与其几何尺寸之间的关联程度,并对散热器肋片数、肋片厚度、肋片高度、风扇的风量等进行了优化设计.介绍了一种能够实现散热器表面温度最小的优化设计方法,并运用仿真与理论设计进行了对比验证.     

PWM整流器在abc坐标系下PR及滑模控制策略设计

提出了abc坐标系下实现PR及滑模控制策略。电流内环采用PR控制,电压外环采用滑模控制。并且为了对特定的低次谐波进行补偿,实现增加功率因数的目的,提高了谐波补偿器。结果表明,该策略有良好的动态性能,抗干扰性强,以及高输出电压和鲁棒性强等优点。