电力电子技术课程设计的探索与实践

课程设计是工科实践教学的一个重要的环节。本文结合哈尔滨工业大学的教学实践,对电力电子技术课程设计的开设和实施进行了探索和研究。本文首先分析了电力电子技术课程设计的现状和问题,然后介绍我校自主开发的电能变换器通用实验平台及利用此平台开设和实施电力电子技术课程设计的情况。最后提出在现有实验平台基础上扩展为综合性课程设计实验平台的设想,并总结了课程设计的建设经验。     

Matlab仿真软件在《电力电子技术》课程中的应用

“电力电子技术”课程在教学过程中,通常遇到电路种类繁多、工作原理抽象难懂,学生难以理解等问题,该文将课堂理论教学与MATLAB仿真软件相结合,提出了一种基于仿真平台的“电力电子技术”教学模式,从而实现教学手段和方法的创新.     

基于仿真平台的“电力电子技术”教学模式探讨

本文针对“电力电子技术”课程教学过程中遇到的电路种类较多、学生难以理解等问题,提出一种基于仿真平台的“电力电子技术”教学模式。文中具体描述了仿真平台的架构,并以单相全控整流电路为例,详细介绍了如何利用仿真软件PSIM开展课程教学。实践结果表明,学生通过仿真平台可以更全面直观深入地理解“电力电子技术”课程学习内容,该仿真平台为课程的教与学提供了一种新的思路和模式。     

一种新型DC/DC变换器实验系统开发

为强化DC/DC变换技术的实践教学,基于多绕组变压器和反激电路原理,开发一套DC/DC变换器教学系统。设计变换器的拓扑结构,分析工作原理及控制策略,计算变换器系统参数,建立数字仿真模型,设计变换器主电路、输出电压采样电路、开关管驱动电路等来搭建变换器实验平台。实验教学应用表明,该变换器实现宽输入/输出电压范围功能的同时,能够提高学生的电力电子技术综合实践能力。     

双向Buck/Boost变换器的教学探析

本文针对现有“电力电子技术”相关教材中存在的对双向变换器的分析不完善和各知识点之间缺乏联系等问题,探析了双向Buck/Boost变换器的拓扑生成原理,并且详细分析了变换器运行于电感电流过零模式下实现零电压开关的具体过程,并推导出了软开关的实现条件。本文有助于学生理解并加深双向变换器与基本Buck和Boost变换器之间的联系和差别,并了解软开关技术在基本变换器中的应用,具有一定的教学指导意义。     

“电力电子技术”课程设计的内容与考核方法探讨

电力电子技术课程设计是电力电子技术教学过程中的一个重要的环节。本文结合中国石油大学(华东)的教学实践,对电力电子技术课程设计的内容与考核方法进行探讨。本文首先分析了电力电子技术课程设计的现状和问题,然后介绍我校电力电子技术课程设计的内容选择、划分和考核思路。     

“电力电子技术”创新型课程设计探讨

“电力电子技术”课程设计是培养大学生创新能力的一种重要教学手段.本文首先分析了当前电子信息类学生进行该课程设计时存在的问题,然后结合电子信息类学生学习该课程时的特点,介绍了如何选择课程设计内容、实行案例教学法和利用仿真软件等措施来培养学生的创新能力.     

“电力电子技术”课程工程实践的教学改革

为了提高学生运用电力电子技术理论进行工程设计能力,在“电力电子技术”课程实验教学环节上增设设计型和研究型实验,并开放实验室;采用实验教学和课程设计相融合的方法,将硬件实物设计和虚拟仿真相结合,有效解决实践教学和理论教学相脱节的问题。     

"电力电子技术"课程启发式教学的探索与实践

本文提出了将启发式教学应用于"电力电子技术"课程的教学中,并阐述了该教学方式的概念、实施方式、优点以及实施过程中的技巧,此后通过软开关变换器拓扑及其改进为教学案例介绍了启发式教学如何应用到"电力电子技术"课程中去.     

数字电表设计的探讨

《电子技术应用》是一门理论和技术性较强的基础课。课程设计将能更好地帮助学生对该课程的理解和掌握。近年来采用数字式电表的设计作为该课程设计的内容。介绍了这种数字式电表的原理及实现过程，论述了在实验过程中应该注意的事项。学生通过实验能更好地掌握《电子技术应用》课程的内容和技术方法。     

电力电子教学中单相桥式逆变电路的讲解方法

单相桥式电路是一种基础且应用广泛的DC/AC逆变电路。在“电力电子技术”课程中,学生需要深刻理解和掌握单相桥式电路。但在教学实践中,往往直接给出全/半桥电路结构,只注重各模态波形绘制和公式推导,忽略桥式电路拓扑的由来,导致学生难以深入理解桥式逆变电路的本质原理。本文借助于简单易懂的Buck电路,提出一种渐变推演全/半桥逆变电路拓扑的教学方法。该教学方法不仅能够让学生循序渐进地理解桥式逆变电路的产生及其在单/双极性调制下的工作原理,同时能够增强学生对电力电子拓扑推演的理解和思考,提高对电力电子课程的学习兴趣。最后通过Matlab/Simulink软件的可视化功能进行仿真演示,增强课程的互动性,以期取得良好的教学效果。     

基于耦合电感高增益Buck-Boost变换器小信号建模

基于耦合电感的高增益变换器在新能源发电和直流微电网中均有良好的应用前景.论文在分析基于耦合电感的高增益升降压(Buck-Boost)变换器工作原理的基础上,采用开关流图法建立变换器的模型,详细推导了变换器的稳态模型和交流小信号模型;电力仿真(PSIM)软件对变换器小信号模型的仿真结果证明论文模型的正确性.论文结果对高增...     

MATLAB仿真技术在电力电子技术实验教学中的应用

《电力电子技术》课程具有很强的实用性。文章在电力电子技术实验教学中引入Matlab仿真技术,并以单相桥式PWM逆变电路为例进行仿真和分析。实践证明,利用Matlab/Simulink仿真技术进行实验,能够克服传统利用硬件进行实验的不足,提高学生学习该课程的兴趣,改善实验效果,达到实验教学的目的和要求。     

A 31-level cascade inverter for power applications

Power inverter modules fed with separate DC voltage sources of voltage ratio 1:2:4:8 are connected to form a cascade multilevel inverter. This new proposal combines the advantages of the static phase-shifter and chain-cell converter concept. Using the same number of power devices as a standard nine-level inverter, the proposed converter operates as a high-power digital-to-analog converter with 31-level resolution. Electrolytic capacitors used in the proposed inverter for providing the DC voltage sources will never be connected in opposite polarity in all cases, thus ensuring high reliability. The proposal has the potential for uninterruptible power supply and flexible AC transmission applications     

基于PLC的高压变频控制系统设计

本文以广东明阳龙源电力电子有限公司设计的高压变频器MLVERT—D为例,主要介绍基于西门子PLO在高压变频器控制系统的设计。通过PLc逻辑控制实现高压变频器的旁路系统与保护,并采用Modbus串口与控制器的通讯方式,实现高压变频器在运行过程中的实时数据传送、故障解析等功能。     

一种隔离型双向功率流动逆变器的研究

单级式逆变器相比于两级式逆变器具有结构简单,易模块化,功率密度高的特点。针对于单级式双向逆变器的研究,提出了一种新颖的功率双向流动的逆变器拓扑,该拓扑将滤波电感替换成反激变压器,在功率反向流动时,能量通过反激变换器传送至DC端,从而实现功率的双向流动;对该逆变电路的工作原理、控制策略、电路参数理论分析,在理论的基础上研制出一台800 VA 80 DC/200 V 50 Hz AC样机。     

Recurrent Functional-Link-Based Fuzzy-Neural-Network-Controlled Induction-Generator System Using Improved Particle Swarm Optimization

A recurrent functional-link (FL)-based fuzzy-neural-network (FNN) controller with improved particle swarm optimization (IPSO) is proposed in this paper to control a three-phase induction-generator (IG) system for stand-alone power application. First, an indirect field-oriented mechanism is implemented for the control of the IG. Then, an AC/DC power converter and a DC/AC power inverter are developed to convert the electric power generated by a three-phase IG from variable frequency and variable voltage to constant frequency and constant voltage, respectively. Moreover, two online-trained recurrent FL-based FNNs are introduced as the regulating controllers for both the DC-link voltage of the AC/DC power converter and the AC line voltage of the DC/AC power inverter. Furthermore, IPSO is adopted to adjust the learning rates to improve the online learning capability of the recurrent FL-based FNNs. Finally, some experimental results are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed recurrent FL-based FNN-controlled IG system.     

A boost DC-AC converter: analysis, design, and experimentation

This paper proposes a new voltage source inverter (VSI) referred to as a boost inverter or boost DC-AC converter. The main attribute of the new inverter topology is the fact that it generates an AC output voltage larger than the DC input one, depending on the instantaneous duty cycle. This property is not found in the classical VSI, which produces an AC output instantaneous voltage always lower than the DC input one. For the purpose of optimizing the boost inverter dynamics, while ensuring correct operation in any working condition, a sliding mode controller is proposed. The main advantage of the sliding mode control over the classical control schemes is its robustness for plant parameter variations, which leads to invariant dynamics and steady-state response in the ideal case. Operation, analysis, control strategy, and experimental results are included in this paper. The new inverter is intended to be used in uninterruptible power supply (UPS) and AC driver systems design whenever an AC voltage larger than the DC link voltage is needed, with no need of a second power conversion stage     

Input characteristics of variable modulation index controlled current source inverters

Standard PWM current source inverters (CSIs) usually operate at fixed modulation index. The proposed modified current source inverter (MCSI) can operate with most pulse width modulation (PWM) techniques and with a variable modulation index, since the DC link inductor current freewheels on itself and not through the CSI. The use of variable modulation index control results in faster response times with no penalty on input power factor as compared to other variable modulation index schemes. This paper confirms this by investigating the input characteristics of the MCSI as seen from the AC mains. The quality of the input AC line currents is examined, and a design procedure for the input filters is given. Power factor and efficiency are discussed. Results are compared to those of other current source inverter topologies. Experimental results obtained from a 5 kVA converter confirm the theoretical considerations.<>