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关键词： 矿用变频器   电力电子变压器   高频变压器   SVPWM算法   隔离变压   二次变压  

摘要： 目前矿用变频器与工频变压器分离放置,占用过多井下工作空间,且变频器输出电压谐波含量高、波形质量差。针对上述问题,分析了变压器工作频率与体积的理论关系,得出在传输功率相同的情况下,与工频变压器相比,高频变压器的尺寸更精简,体积更小,功率密度更高。用电力电子变压器(包含高频变压器的DC-DC变换器)取代常见拓扑中的中间滤波电容,提出了一种基于电力电子变压器隔离变压的复合矿用变频器拓扑结构,该拓扑中全控型开关器件IGBT的数量仅为全部功率器件数量的一半,变频器结构更紧凑、体积更小,且减少了开关损耗,降低了硬件复杂度和生产成本,提升了效率和可靠性。给出了该拓扑中三相整流输入级、中间隔离变压传输级和三相变频输出级的控制策略,采用120°坐标系下快速空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法控制输出级,以输出理想的可变频三相对称正弦交流电压。通过仿真和实验分析该变频器各级的稳态和动态特性,结果表明:该变频器可实现变频输出及电压等级的二次变换,输出调压范围更灵活;120°坐标系下快速SVPWM算法降低了输出电压谐波含量,输出的三相电压波形良好。

关键词： 碳化硅(SiC)   欧姆接触   肖特基接触   肖特基势垒调控  

摘要： 碳化硅(SiC)半导体具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率等优异性能,在高温、高频、大功率、低功耗器件领域具有广阔的应用前景,因此,高效节能的SiC电力电子器件研究备受关注.然而,阻碍SiC器件发展应用的一个重要瓶颈是高性能的金属接触制备困难.本文通过对比分析SiC器件欧姆接触和肖特基接触制备的研究现状,揭示了金属/SiC接触界面特性复杂,肖特基势垒不可控等关键问题;对金属/SiC接触势垒及界面态性质的研究现状进行分析,强调了对界面势垒进行有效调控的重要意义;重点分析了近年来金属/SiC接触界面调控技术方面的重要进展,同时,对金属/SiC接触界面态本质及界面调控技术研究未来发展的方向进行了展望.

关键词： 电力电子变流器   散热器   散热状态   智能预测  

摘要： 该文首先通过建立散热器稳态热阻模型和流体动力学模型,从理论上分析散热器散热性能下降的机理,风道压降的增加和表面传热系数的增大导致散热器热阻增大;其次建立基于集总参数模型的散热器状态预测模型及方案,同时建立功率器件功率损耗计算模型,并通过仿真和实验做了相关验证;最后通过实验得出不同堵塞程度下散热器热阻、热容、热时间常数的变化曲线,为散热器在线状态预测提供新的可行方案。

关键词： 碳化硅   电力电子器件   电力系统   宽禁带半导体   应用  

摘要： 发展至今,电力电子技术已经深入到社会发展和国民经济建设的各个环节,发挥了极其重要的作用。现有电力电子器件大多采用硅器件作为功率器件。目前对硅器件的性能的研究几乎接近其理论极限,很难取得进一步的性能提升。碳化硅电力电子器件具有高效、高压、高温和高频特性,使其在家用电器、电机节能、电动汽车、智能电网、航天航空、石油勘探、自动化、雷达与通信等领域有很大应用潜力。

关键词： 可再生能源   电力电子设备   总发电量   《巴黎协定》   实现可持续发展   低碳化转型   波动性  

摘要： 为实现《巴黎协定》目标,推动能源生产及消费向清洁低碳化转型,实现可持续发展,风电及光伏等可再生能源得到了迅速发展。2013-2020年期间,全球可再生能源发电量增长了45%,预计到2040年将达到总发电量的40%。由于可再生能源具有很强的波动性和随机性,且电力系统中可再生能源的高占比带来系统转动惯量下降、电压支撑能力变弱及高度电力电子化等问题,给含高比例可再生能源电力系统的运行灵活性及安全稳定带来了巨大挑战。

关键词： 电力电子系统   交通运输专业   教学方法  

摘要： 根据我国新工科建设理念的要求,以及交通运输专业硕士人才培养模式及特点,对“电力电子系统与控制”的研究生学位课程进行了改革探索。改革包括:将最新的电力电子新技术、新应用以交通运输为主线导入课程;将交通行业思政的内容导入课程;建设交通运输领域电力电子系统与控制的特色案例库;课堂教学中应用翻转课堂等新教学方法。

关键词： 电力电子化   高次谐波   测控装置   过渡带   频谱混叠   组合滤波  

摘要： 电力电子开关等器件控制时会产生大量的高次谐波或间谐波分量,当频率分量正好满足一定条件时会使得工频量测产生振荡波动或偏差,直接影响调度人员对电网运行状态的监控。为了解决该问题,分析了高次谐波对工频量测的影响机理,根据测控装置采样频率以及测量频带范围要求,设计了一种模拟和数字相结合的组合滤波方法,通过模拟低通滤波器对高次谐波分量做初步衰减,再由数字低通滤波器进一步滤除过渡带频率分量,避免过渡带频率分量产生混叠或泄漏造成工频稳态量测误差增大,从而提升工频量测精度。通过对比实验验证了方法的有效性,高次谐波影响下的测量误差改变量由大于1%减小至小于0.2%。

关键词： 网络教学   电力电子技术   Simulink   仿真实验   感性认知  

摘要： 《电力电子技术》是一门实践性很强的课程,具有一定的复杂性和综合性,要求学生具有广泛的基础理论知识储备。由于学生在课堂上不容易消化所学知识,因此需要改进原有的教学方法来提高教学质量,从而实现学生自主学习探求新知的目的,达到更好的教学效果。提出了一种网络教学方法,使学生在学习电路的基础理论知识后,能够立即通过Simulink软件针对该理论知识进行仿真实验,对学习的知识获取感性认知,实现实时地基于仿真实验验证理论知识,深刻认识到电路的工作原理及规律,从而达到学以致用的目的。该方法可以使教师和学生在采取线上教学方式的情况下获得较好的教学效果。

关键词： 电力电子变压器   低电压穿越   功率平衡   直流母线稳压控制   DSIM电力电子仿真  

摘要： 随着电力电子变压器在电力系统中的应用,其运行安全性和稳定性也开始受到广泛的关注和研究。并网点短路故障引起的电力电子变压器交流端口电压跌落问题会造成电力系统严重失稳,并使电网的故障恢复困难。针对一种模块化四端口电力电子变压器,该文从能量的角度分析了其高压交流端口发生电压跌落问题时的失稳机理。为了维持电力电子变压器在故障期间的安全稳定运行,提出了一种低电压穿越控制方案,通过切换电力电子变压器的功率平衡端口与端口控制策略,实现了电力电子变压器的低电压穿越功能。基于DSIM仿真平台对所提的低电压穿越控制方案进行验证,证明了该方案能够有效提高电力电子变压器的运行安全性和稳定性,实现了真正意义上的多端口电力电子设备的低电压穿越功能。

关键词： 氢能   新能源   电解制氢   电力电子变换器   电解器   电流纹波  

摘要： 新能源发电与氢能相结合是实现"碳达峰"与"碳中和"目标的重要途径之一,其中,电力电子变换器被广泛应用。为了实现电解制氢系统高效运行,要求电力电子变换器具有低压大电流能力、低输出电流纹波、高降压比及高可靠性等特点。文中首先分析了电解器模型,并对目前商业化电解器的特点及技术指标进行研究。然后,对新能源电解制氢系统,包括碱性电解器、质子交换膜电解器和固体氧化物电解器中的电力电子变换器进行了整理和分类,并对各类拓扑进行了分析和对比。同时,对电力电子变换器在新能源制氢中潜在的应用、存在的问题以及发展的方向进行了讨论和总结。