一种低开关电压应力ZVT Boost变换器

针对如何更好地提高Boost变换器的电压增益以及提高其变换效率问题,提出一种低开关电压应力ZVT Boost变换器,并对其工作原理、工作过程和性能特点进行了详细分析.由于该变换器中两Boost变换单元采用交错并联技术,所以使得其输入电流纹波减小,频率加倍,有源开关的电压应力为输出电压的一半,并且实现了输出电压的高增益....     

一种功能解耦型高增益DC/DC变换器分析与设计

传统Boost变换器存在实际增益受限、器件应力大、变换效率低等不足,难以实现高效率、高增益DC/DC变换。为此,提出一种由直流变压器和辅助变换器组合而成的功能解耦型高增益变换器,其中直流变压器主要实现高效、固定增益变换功能,而辅助变换器主要实现输出稳压功能。首先,对组合型高增益变换器的不同组合方式进行对比分析,确定功能解耦型高增益变换器的结构。然后,对直流变压器和辅助变换器的拓扑选择及控制策略进行讨论。在此基础上提出电路参数的优化设计方法,特别是直流变压器的参数定量设计。最后,根据所确定电路参数,搭建一台输出功率为400W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性,实测最高变换效率为94.1%。     

电压源逆变器中器件结温与输出频率的关系

针对电力电子变换器中绝缘栅双极晶体管（IGBT）功率器件的结温及其幅值变化直接影响器件热失效进程的问题,通过结合热模型及损耗模型实现了器件结温的在线实时估算,给出了器件结温与功耗及输出频率之间的定量关系,在MATLAB/Simulink中建立了电流峰值控制的单相电压源逆变器模型,仿真结果验证了器件结温变化与输出频率之间的定性关系。结果表明,输出频率越低,器件结温变化越大,依据结温与输出频率之间的数学关系,采用简单的指数拟合关系式代替其复杂的指数表达式,更便于工程实际应用。     

基于曲线离散Fréchet距离的风电并网变流器中IGBT模块缺陷诊断方法

提出一种基于门极电压响应曲线Fréchet距离变化的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块缺陷诊断方法。在IGBT模块的失效过程中,部分门极杂散参数会发生变化,相应地门极电路的电压响应曲线也会发生变化。利用门极电压在开通时段响应曲线的离散Fréchet距离度量其相似性的变化,并以此作为参数辨识IGBT模块是否存在缺陷。与现有的故障诊断方法相比,其响应时间更充裕。针对典型的缺陷形式进行了实验研究,结果验证了该方法诊断结论的正确性。     

基于开关轨迹动态调整的变流器内部热管理

基于功率器件开关轨迹调整,提出了变流器内部热管理的一种新方法及其硬件实现电路。该热管理电路主要包括缓冲电容、吸收电阻、温控开关三部分,利用缓冲吸收电路参数调整实现变流器中功率器件结温调节,通过控制温控开关的占空比调节充放电能量实现器件结温控制。阐述了功率器件结温控制的一般性原理,并通过理论分析、仿真和实验验证了所提温度控制方法在原理上的有效性和硬件实现上的可行性。     

气温波动对风电变流器中功率器件寿命消耗的影响

风电变流器中功率器件承受的热载荷具有多时间尺度特性,具体可以划分为基频热载荷和低频热载荷,不同时间尺度的热载荷将导致不同的器件寿命消耗,因而需要分别进行评估。气温的随机波动会对热载荷产生影响,因此在进行器件寿命评估时应考虑气温因素。然而现有的寿命评估方法受限于结温计算方法,仅考虑风速的变化而忽略了气温波动对寿命消耗的影响。因此,基于结温数值计算方法,利用Bayer寿命模型,以Lauswersoog和Valkenburg两个风电场2015年的气温和风速数据为基础,评估了计及气温下功率器件的可靠性,分析了气温波动对寿命消耗的影响。结果表明,长期的气温波动会增加器件的寿命消耗,并且气温波动主要影响低频寿命消耗,而对基频寿命消耗基本没影响。     

一种具有频率响应自适应性的电压同步信号提取方法

基于自适应陷波器(adaptive notch filter,ANF)的电压同步信号提取方法能够在变频情况下准确提取基波频率和同步信号。但当电压频率在较大范围内变化时,如航空电源频率在360~800 Hz之间变化,会对ANF频率提取的动态性能产生影响。通过对ANF的动态性能进行理论分析和实验测试,发现其动态响应速度与电源频率呈现反比关系:电源频率越高,频率提取的响应速度越低。将频率检测结果引入到ANF的反馈环节中,提出一种改进的基于ANF的同步信号提取方法。该方法可消除电源频率变化对频率提取响应速度的影响,使变频情况下的频率检测结果具有频率响应自适应性。将改进方案在变频航空电源环境中进行仿真和实验研究,结果表明,所提方法能有效消除电源频率变化对动态响应速度的影响,提高动态性能,验证了理论分析的正确性。     

一种改进的单周控制的开关功率放大器

针对单周控制开关功率放大器存在的输出直流偏置问题,从理论上进行了分析,结果表明输出直流偏置电压的大小与复位脉冲宽度成正比.为了消除输出直流偏置电压,提出了电压补偿的解决方案,给出了补偿电压的计算公式.对补偿前和补偿后的系统进行了仿真和实验研究.仿真和实验结果表明,电压补偿方法能有效消除输出直流偏置问题,改善放大器的THD,验证了理论分析的正确性.     

Boost变换器的非线性行为分析与控制的实验研究

建立了闭环控制峰值电流模式的Boost变换器在CCM模式下的离散数学模型,基于此模型进一步分析了Boost变换器系统的稳定性和混沌特性,通过仿真和具体实验验证了该离散模型的正确性,描述了该变换器分叉和混沌现象的动态演化过程,同时应用无源反馈的控制方法实现了变换器的混沌控制     

基于复小波变换的电能质量扰动的检测与分类

根据Daubechies实小波生成了相应的复小波,在此基础上,利用复小波变换系数的相位信息分析了几种常见的短时电能质量扰动,并针对由小波变换得到的相位图不连续的问题,提出了改进相位图,能够更清楚地观察到扰动时的相位变化,便于更精确地对扰动进行定位。仿真分析表明,利用改进前后的相位图可以有效地实现常见短时扰动的检测与分类