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关键词： 电力电子技术   农业电气化   应用探讨  

摘要： 随着我国社会的进步与发展,我国农业也在不断的进行完善.我国作为农业大国为了提高农业经济生产效率,不断尝试着各种方式.近些年来,以农业电气化为主要形式的现代农业经济建设日趋完善.而将电力电子技术投入到农业经济的发展当中,不仅提高了农业生产效率同时也提高了农业生产的质量,提高我国人民农业发展的积极性,从而带动我国农业整体朝着现代化新方向迈进.本文就是在这一个大的社会背景之下电力电子技术下对农业电气化经济进行研究和探讨,通过解析什么是电力电子技术和什么是农业电气化,并对电力电子技术在农业电气化中的应用现状进行分析,从而探讨电力电子技术在农业电气化中的应用,以供后来学者研究参考.

关键词： 电力电子技术   期刊社  

摘要： 我刊郑重声明:《电力电子技术》杂志唯一公开的门户网站是:***;《电力电子技术》唯一投稿邮箱是:dldzjstg@***;《电力电子技术》唯一银行账户是:户名:西安电力电子技术期刊社,账号:26125401040006249,开户行:农行小寨支行;《电力电子技术》唯一邮局汇款方式是:收款人姓名:西安电力电子技术期刊社,收款人地址:陕西省西安市朱雀

关键词： 电力电子系统   应用   PWM控制技术  

摘要： 随着科技的不断发展,电子科技为人们的生活带来了许多便利性,通常情况下的电力电子技术作为一种广泛应用于电气控制中的电子形式存在,能够有效加强电子设备中各个原件相互之间的组合,相互协调,促进电子设备的正常运行,提高工作效率.将电力电子系统拆分可以划分为:电子学、电工原理和电子设备正常运行中体现出的自动化控制技术三部分组合而成的,通过三者之间的相互配合协作,有效的促进电力系统的正常运行,进一步加强电气设备的控制和电器设备中电路数据的检测,能够快速检测到电气设备中的电路问题,在源头上解决电力电子系统的问题,更好地促进电力电子系统的稳定发展和应用.

关键词： 五电平变换器   脉宽调制   能量变换过程   同步电机   分层控制系统  

摘要： 大容量变换器,尤其是额定电压在3-10k V,容量在10-200MW的超大容量变流装备,在国防建设、大型工业生产中占有重要的地位,是大型风洞、船舶电传、钢铁轧钢、矿井提升、铁路牵引、油气输送等领域的关键设备,国内长期依赖进口。本课题依托国家高新技术研究发展计划(863计划)“十二·五”课题“超大容量变频装备关键技术研究与工程示范应用”,对超大容量IGCT五电平NPC/H同步电机调速系统的关键技术进行了研究,论文主要工作及创新成果总结如下:提出了一种开关频率为500Hz,可应用于IGCT五电平NPC/H拓扑结构的快速调制策略,同时考虑了最小脉宽问题与过调制问题。其从电压矢量设计、开关顺序解码、开关状态分配的角度出发,解决了低开关频率下传统调制算法在五电平NPC/H拓扑下的电平突变的问题,同时考虑了功率器件的损耗均衡,等效开关频率提高50%;针对低调制度下最小脉宽问题,分析了其产生机理,设计了一种具有阶梯波输出特性的开关序列解决方法;提出一种适合五电平NPC/H结构的快速过调制策略,无需存储数据及复杂的计算公式,具有输出基波电压线性增益的特点。提出一种全周期运行范围的五电平NPC/H变换器能量变换过程分析及波动抑制方法。分析出五电平NPC/H变换器能量波动机理:直流储能环节具有二次脉动特征,其与PWM单开关周期平均电流有关。从PWM周期开关序列设计上,提出了能量波动抑制方法,PWM周期内实验表明了所提抑制方法的有效性;在变换器工艺控制周期内,分析了调速机组加、减速过程的能量变换特征,对机组的运行控制参数进行了设计,调速机组工艺周期实验验证了其有效性。针对传统同步电机控制电压模型直流漂移问题,提出了一种基于改进电压模型的新型混合磁链观测模型。改进电压模型采用二阶广义积分器代替传统电压模型中的纯积分环节,可以很好地消除反电势存在的直流偏差,输出磁链正弦度好、抗负荷扰动性强。首次自主研制出基于VME总线的IGCT五电平NPC/H同步电机全数字控制系统。该系统采用软硬件分层设计方法,基于VME总线技术,采用双DSP+FPGA全数字技术,可完成对五电平NPC/H变换器低开关频率下的脉冲触发与同步电机的高性能调速控制。本文研制了IGCT五电平NPC/H同步电机调速系统,在国防风洞测试台6.9k V/20MW同步电机驱动系统上得到了应用。应用结果表明,该系统在全速范围内,调速稳定、桥臂电压均衡、直流母线电压平稳,验证了本文提出理论方法及研制装置的有效性。

关键词： 电力电子技术   智能电网   应用   研究  

摘要： 近年来,在国家智能电网建设不断深入的过程中,电力通信在推动国民经济发展中的基础性和全局性作用得到显现.大量研究证实,作为国家智能电网建设不可或缺的重要技术,电力电子技术的应用程度将直接影响国家智能电网建设进度以及建设质量.由此可见,在国家智能电网建设的过程中,对电力电子技术在其中的应用进行分析和明确是具有十分重要的现实意义的.鉴于此,文章以我国智能电网的发展现状为出发点,对电力电子技术在其中的应用展开了分析和阐述,并就未来如何更好地发挥电力电子技术在智能电网中的作用进行了展望,以期能够为相关方面工作的开展提供一定的启示和参考.

关键词： 柔性直流输电   电容器   金属化膜   电场  

摘要： 柔性直流输电(VSC-HVDC)技术是一种以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制(PWM)技术为基础的新型输电技术,它能够独立的快速调节系统的有功和无功,提高系统的稳定性。整流和逆变系统中的直流电容器,作为电压源换流器(VSC)不可缺少的重要组成部分,为换流系统的直流系统提供能量缓存,减小直流侧的电压谐波,稳定直流输电系统的直流电压。本文就是对换流系统中电容器的关键技术分析。现今换流系统中大多使用的都是金属化膜电容器,新材料新工艺也渐渐取代了传统的金属化膜,安全膜技术已经被广泛使用。所谓安全膜即在绝缘材料上分隔蒸镀上规则的安全膜图案,但图案本身彼此没有交叉,而是通过细小的熔丝相互连接。当金属膜局部弱点形成放电通道时,能量迅速从四面八方涌来,弱点小模块四周的熔丝汽化,迅速自愈而不影响整体金属膜的正常工作。为进一步改善金属化膜电容器性能,使其能在更高场强下工作,减少熔丝部分的损耗,更加可靠安全的工作,本文提出了一种新型的自动串并联高方阻金属化安全膜。根据其逐级的能量分析计算和安全膜的自愈原理,确定了不同工作要求下金属化膜的尺寸和具体上下级板串并联数目,在额定电压为2800V,额定容量为8000μF,绝缘厚度为7μm,串联的几何微单元数为2,整体长度方向并联的模块的个数为19608个;分析了不同故障情况下电容的容量变化及对整体电容及各部分分压的改变程度;计算了自动串并联高方阻金属化安全膜等效串联电阻(ESR);分析其与高方阻膜结合的利弊;用COMSOL Multiphysics仿真软件计算了普通安全膜和设计的自动串并联高方阻安全膜关键部位的电场及其分布情况,本文设计的安全膜性能优于普通安全膜,并通过仿真计算进一步优化。本文所设计的新型金属化安全膜能在更高场强下工作,并且没有传统安全膜熔丝部分的损耗。

关键词： IGBT   电磁场   温度场   杂散参数   有限元方法   降阶技术  

摘要： 随着电力电子技术的不断进步和电力电子器件的快速发展,IGBT正向着高开关频率、大功率密度方向迈进。而IGBT开关频率的急剧增加将导致其输出电流变化率非常大,其动态过程的时间尺度从ms级上升到μs级直至ns级,使得此时瞬态电磁过程具有小时间尺度的特征。为了解决现有模型不完全适用于小时间尺度电力电子系统瞬态性能分析与计算的不足,本文建立IGBT电力电子系统小时间尺度动态特性数值分析的三维电磁场-电路耦合计算模型,并提出其求解的迭代计算方法。首先,为精确描述小时间尺度下IGBT内部瞬态电磁场及其分布规律,提出的IGBT本体三维有限元模型考虑了位移电流、趋肤效应和引线邻近效应等复杂因素的影响;其次,为考虑极小时间尺度下线路中杂散参数的电磁效应,本文采用高阶杂散参数电路模型,以多段等效电路模拟杂散参数的影响,同时采用谐态电磁场数值分析计算方法提取模型参数以考虑趋肤效应等的影响;再次,基于IGBT内部电磁暂态过程的分析,提出了一种改进的IGBT电路模型;最后,为兼顾计算精度和计算时间的要求,本文还提出等效高阶电路模型的一种降阶方法。仿真计算和实验测量结果证明了上述工作的有效性和正确性。另一方面,随着IGBT功率密度和开关速度的不断增大,器件内部开关、导通损耗也将随之增大,进而导致较高的温升,从而影响器件的性能及寿命。为此,本文研究了 IGBT内部的涡流-温度耦合场,建立了 IGBT本体内三维涡流-温度耦合场的数学模型和计算方法,通过仿真计算与实验研究探索了典型IGBT内部温度场的分布规律。

关键词： 电力电子技术   风力发电   运用  

摘要： 风能是现阶段主要开发应用的新能源.风力发电的应用前景是具非常广阔的.随着电力电子技术的不断发展,风力发电系统中的一系列环节将取得不断进步.未来,风力发电效率将快速提升,电力变换质量不断提高,风力发电的成本也将降低,风力发电在美化生活、改善环境及推动经济建设方面将发挥积极的作用,进一步加强对其的研究非常有必要.基于此本文分析了电力电子技术在风力发电中的实践运用.

关键词： DC-DC变换器   恒功率负载   非线性   无源性   互联与阻尼配置控制   浸入与不变   自适应   广义比例积分观测器   能量整形控制  

摘要： 随着电力电子技术和控制理论的快速发展,电力电子变换系统已经成功地应用在许多实际场合作为主要的功率处理单元实现能量的转换,如航天器、智能微电网、飞行器、舰船、通讯网络及新能源汽车等领域。由于电力电子变换系统为强耦合的非线性系统,且时常受到电路参数摄动、负载和输入电压变化及未建模动态等因素的影响,因此采用传统的线性控制方法已经无法满足实际应用中对高性能控制系统的要求。近年来非线性控制算法在电力电子系统中的研究和应用受到越来越多的关注。基于无源性控制作为一种先进的非线性控制方法。在过去三十年,基于无源性理论的控制方案不仅取得了丰硕的理论成果,而且已经成功应用到许多机电系统。本论文针对在电阻和恒功率两种负载作用下,受外界扰动影响的电力电子变换系统输出电压控制问题,提出了基于无源性和抗干扰理论的控制方案,以提升系统的抗扰动能力和跟踪性能。论文主要内容概括如下:一、带有恒功率负载DC-DC buck变换器的自适应无源性控制方法研究。针对buck变换器带恒功率负载的电压控制问题,分别提出了基于标准无源性和动态互联与阻尼配置的状态反馈控制器。同时,基于浸入与不变理论设计了参数观测器在线估计负载功率,从而形成了两种自适应无源性电压控制器。两种控制器的共同优点是都不借助局部线性化技术,直接针对原始非线性系统进行控制器设计和稳定性分析,使得闭环系统在平衡点具有更大的吸引区,保障了变换器在多变工况下良好的运行性能。两种控制器不同之处在于基于标准无源性是通过对电感电流的控制间接实现对输出电压的调节,而基于动态互联与阻尼配置控制方案是直接调节输出电压。仿真和实验结果说明了所提出控制策略的确提升了系统的抗干扰性能和跟踪性能。二、基于时变扰动补偿的DC-DC boost变换器增量式无源性控制方法研究。针对boost变换器这样一个双线性系统,分析了运行工况下电感和电容变化、负载电阻变化、寄生电阻等时变扰动对系统性能的影响,提出了基于增量式无源性和广义比例积分观测器的复合控制方案,并严格证明了闭环系统在平衡点是全局渐近稳定的。通过仿真和实验结果验证了电感及电容参数摄动情形、时变负载及时变输入电压情形下所提出方案良好的的抗干扰性能。三、带有恒功率负载DC-DC boost变换器自适应互联与阻尼配置控制方法研究。对于DC-DC boost变换器,恒功率负载的存在相当于给原双线性系统增加了一个新的非线性特性,论文分析了其控制难点,结合无源性和浸入与不变理论,提出了自适应互联与阻尼配置控制方法,严格证明了闭环系统在平衡点是局部渐近稳定的。该方法显著地提升了系统的抗干扰性能和跟踪性能。通过仿真研究验证所提出控制器的有效性。四、带有恒功率负载DC-DC buck-boost变换器自适应能量整形控制方法研究。考虑恒功率负载作用时,与DC-DC boost变换器相比,DC-DC buck-boost变换器系统具有更复杂的动态模型。论文基于DC-DC buck-boost变换器带恒功率负载的数学模型,分析了其控制难点,提出了基于能量整形和浸入与不变技术的自适应能量整形控制方法。所提出方法的创新之处在于直接对原始的非线性系统进行控制器设计及稳定性分析。与传统的PD控制器相比,在所提出的控制器作用下闭环系统在平衡点具有更大的吸引区,保障了变换器在多变工况下良好的运行性能,并且有效抑制负载功率变化对系统性能的影响。仿真和实验结果验证了所提出控制方案的优越性。五、带有恒功率负载DC-DC buck-boost变换器自适应双环能量整形控制方法研究。基于上述第四部分可知,针对该系统所提出的能量整形控制器的求解过程较复杂。本部分针对这个系统做出进一步的研究,采用坐标变换和反馈线性化技术将原系统转化为一个级联形式的系统,然后针对该级联系统设计能量整形控制器。本部分的创新之处在于实现简化控制器求解过程的基础之上,在能量整形控制器外环加入一个作用在新的无源输出的PI控制器形成双环能量整形控制器,进一步提升了系统的响应速度和抗扰能力。仿真和实验结果验证了该控制方案的有效性。

关键词： 电力电子器件  

摘要： 本刊拟将《电力电子技术》杂志2018年第08期辟为"电力电子器件散热与封装"专辑,欲投稿作者请于2018年5月30日将论文发至本刊编辑部邮箱(Email:dldzjstg@***),并注明"电力电子器件散热与封装"字样。本刊将请华中科技大学梁琳