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关键词： 电力电子   电气安全   测量  

摘要： 近年来电力电子技术得到了快速的发展,已经成为电力系统中重要的技术手段,提高了电力运行的效率和电力生产的安全水平。文章分析了电力电子技术包括的技术内容,介绍了电气安全测量的原理,对电力电子技术在电气安全测量中的应用进行了阐述。

关键词： Electrical engineering  

摘要： This dissertation investigates the modeling of next generation wide bandgap semiconductors in several domains. The first model developed is of a GaN Schottky diode with a unique AlGaN cap layer. This model is developed using fundamental physical laws and analysis and allows for the characteristics of the diode to be designed by adjusting aspects of the diode’s fabrication and structure. The second model is of a lateral GaN HEMT and is developed using TCAD simulation software in order to fit experimental data based on static characteristics. This procedure endeavors to simultaneously fit several output characteristics of the HEMT device to facilitate the applicability and evaluation of the device for power electronics applications. This model is then used to analyze the effects of various substrate material choices on the performance of the GaN HEMT in a switching application. Finally, a link between TCAD models of devices and a circuit simulation platform is demonstrated. This system allows for simulation and testing of devices in complex power electronic systems while maintaining a direct dependence between the system-level performance and the physical parameters of the device. This link between TCAD and circuit simulation is then used to develop an iterative optimization procedure to design a semiconductor device for a particular power electronic application. The work demonstrated here develops procedures to create high-fidelity models of wide bandgap semiconductor devices and enables the purposeful design of devices for their intended application with a high degree of confidence in meeting system requirements. It is through this focusing of device modeling and design, that the rate of technological transfer of next-generation semiconductor devices to power electronics systems can be improved.

ISBN: (纸本)9787111638711

关键词： 新工科   电力电子技术   项目式教学  

摘要： 基于电力电子技术课程理论性和实践性都很强的特性,传统教学方法已经不适合"新工科"人才培养的要求,本文探讨将项目式教学应用于电力电子技术课程教学,并以直流稳压电源的设计和制作作为一个教学实例。文章从"设计项目,创设情境"、"选择主题,分工明确"、"分析问题,探究协作"、"自评互评,总结反思"四个方面说明了项目式教学的具体实施方法,使学生在"做中学、学中做",真正提高学生的实践能力,增强学生职业能力。

关键词： 虚拟仿真技术   MATLAB   高职   电力电子技术  

摘要： 本文分析电力电子技术课程教学现状,提出将Matlab虚拟仿真技术应用于课程教学中,以学生职业能力培养为主要目标,充分利用"互联网+"等手段,培养符合智能制造产业需求、具有扎实知识基础和创新能力的高素质技能型高级人才。

关键词： 电力电子技术   信息化   教学资源  

摘要： 随着信息化教学在高职院校教学中的广泛应用,教师信息化教学能力被越来越重视,由于《电力电子技术》课程现有资料的缺乏、教学条件的欠缺,致使学校的信息化教学资源质量难以满足教学需要,不能很好地满足铁路企业对人才培养的要求,因此在信息化教学手段使用、信息化教学资源开发、信息化师资培训方面有待进一步加强。

关键词： 电力电子技术   高等教育   教材  

ISBN: (纸本)9787030601407

摘要： 本书是针对电气工程及其自动化专业基础课程教学需要编写的教材，其内容经过精选，既保持了学科的完整性，又反映了该领域内的最新技术成果，更注意适应教学的需求。本书内容包括功率半导体器件及其驱动与保护、可控整流与有源逆变、直流-直流变换（斩波）、直流-交流逆变电路、PWM逆变及整流、交流调压与调功、交流-交流变频、谐振软开关技术以及电力电子技术在电气工程中的应用等。

关键词： 电力电子牵引变压器   电压自平衡谐振变换器   LLC谐振变换器   参数设计   控制策略   辅助供电电源  

摘要： 随着我国高速列车广泛投入运营,高速铁路车辆运能、能源消耗与环境保护间的矛盾,给运营企业带来巨大的经济压力,也给日益紧缺的能源和环境保护工作带来严峻挑战。电力电子牵引变压器(Power Electronic Traction Transformer,PETT)具有高功率密度、高效率、良好的控制性能和灵活性,符合我国铁路行业新一代高效能牵引部件的发展方向,具有重要的研究价值。本文主要着眼于PETT在电路拓扑、DC/DC中频环节参数设计、控制策略和辅助供电电源四个方面存在的问题,通过理论分析和实验验证相结合的研究方法,开展相应的拓扑及控制策略研究工作,具体内容如下:针对PETT的电路拓扑,提出一种基于电压自平衡谐振(Voltage Self-Balancing Resonant Converter,VSBR)变换器的PETT电路拓扑,对该电路拓扑的工作原理、参数设计和电路特性进行理论研究和对比分析。该电路拓扑具有开关管电压应力低、软开关特性优的特点,能够降低电路开关损耗,提升中频DC/DC变换器的开关频率和系统变换效率;同时,可以保证PETT的模块数量和中频变压器数量不随开关管的电压应力降低而增加,并简化系统的控制结构。将其与常用的PETT拓扑进行性能对比分析后发现,该拓扑能够实现开关频率、效率、变压器数量以及成本的综合优化。针对DC/DC中频环节的参数设计,提出了一种适用于LLC谐振变换器(LLC resonant converter,LLC RC)的增益模型建模方法,通过对传统基波近似建模法中的谐振因数和负载因数进行修正,形成LLC RC修正增益模型,提高了增益曲线精度;在修正增益模型的基础上,提出LLC RC参数设计方法以实现谐振参数的优化设计。研究了大功率工况下死区时间对LLC RC软开关特性的影响规律,从二极管续流、结电容放电和器件安全开关特性三个约束条件出发,定量推导满足软开关要求的死区区间,提出高压、大功率环境下LLC RC的死区时间优化设计方法。研究了单相PWM整流器输出侧功率二次脉动对LLC RC谐振电流的影响机理,推导出电压脉动幅值与谐振电流纹波间的量化关系,分析LLC RC输出电容、输出电阻和励磁电感等参数对谐振电流二次纹波的影响规律,进而为PETT的输出电容设计提供新的考量指标。针对PETT的控制策略,根据列车牵引和再生制动模式频繁切换的实际运行工况,提出一种适用于LLC RC的LLC-LC型能量双向控制策略,能够在不进行能量流向检测的情况下,实现DC/DC环节功率的正反向自由切换和输出母线电压稳定,同时确保变换器的软开关实现。在等效模型建模法的基础上,提出了一种适用于LLC RC的小信号简化建模方法,推导出输入、输出电压和开关频率间的小信号传递函数,进而提出了基于单级功率平衡控制策略的DC/DC环节稳定性分析方法,指导LLC RC的输出稳压控制器和输入均压控制器的设计。针对PETT的辅助供电电源,研究了PETT的起动策略、故障冗余策略以及制造维护便利性对集中式和分布式辅助供电方案的影响机理,综合评估两者的优劣并最终选择集中式辅助供电方案作为本文的主要研究对象。在集中式辅助供电方案的基础上,提出了一种基于Buck恒流源结构的集中式辅助供电电源拓扑,通过采用电流源控制模式和变压器单匝绕制方法,解决了集中式辅助供电方案的多模块均压问题。

关键词： Electrical engineering   Mechanical engineering  

摘要： Power semiconductor components and modules, universal in converter applications, are comprised of dissimilar, interconnected components. Since the interfaces are prone to thermal-mechanical fatigue, their electrical power conversion capability has limits that worsen over time; costs associated with fatigue and unscheduled maintenance are high. This dissertation develops a methodology for designing power semiconductor products and converter systems to actively sense their own lifetime-varying properties, e.g. degradation, in situ. It begins by addressing limitations in transient heat transfer characterization of power electronic systems. State-of-the-art modeling methods are studied in the frequency domain, in part to identify asymptotic limits they implicitly impose. This modeling groundwork connects naturally to physical system study. Methods of system identification are developed for characterizing heat transfer frequency response forced by natural semiconductor device loss dissipation. Developed methods express captured dynamics with frequency response function, or Bode plot, magnitude and phase delay. Experimental applications characterize several frequency decades of transient heat transfer, and multi-variable metrics reveal response sensitivities. Together with modeling investigations, they show which specific dynamic ranges are sensitive to different sources of degradation. For perspective on the several frequency response characterizations of different test setups contributed by the dissertation, sensitivity analysis, leveraged throughout the research, quantifies measurement errors, due to imperfect parameters, and limits of system identification experiments. Results suggest the achievability of implementing system identification for specifiable-resolution, state-of-health monitoring in actively switching converter systems serving mission profiles. Furthermore, spatially-varying frequency response functions reveal design opportunity in degradation sensitivit

关键词： 课程思政   电力电子技术   教学改革  

摘要： 针对高校课程思政新课题的研究,阐述了电力电子技术课程进行思政教育的必要性,给出了电力电子技术开展课程思路的具体方法,从理论与实践教学两个方面培养学生的爱国情怀、工匠精神与创新能力等正确的人生观价值观,实现全过程、全方位思政教育,培养新时代的合格接班人。