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关键词： Buck变换器   高频化   软开关   双Buck逆变器   励磁   车载充电器  

摘要： 随着环境问题的日益严重,可再生能源发电和电动汽车等技术得到了前所未有的发展机遇。本文围绕分布式可再生能源发电以及电动汽车应场景下,电力电子变换装置高效化、小型化以及轻量化的发展需求,通过开展新拓扑、新器件以及新控制方式等方面的研究,针对多种传统Buck型电力电子变换器展开了高频化关键技术研究,主要研究内容包括:(1)针对分布式可再生能源发电中对逆变器小型化和轻量化的需求,提出了一种用于可再生能源并网发电的单相高频双Buck逆变器。通过采用新型SiC功率开关器件,在提高变换器工作频率的同时,保证了变换效率。针对提高开关频率后传统损耗计算模型精度下降的问题,提出了一套系统计算高频逆变器损耗的方法,并通过实验证明了该方法在高频损耗计算时的精度优势。(2)针对高频化后数字控制器计算速度不足的问题,提出了基于双核MCU控制平台的并行控制算法,实现了400kHz高开关频率下的单周期数字控制。实现了逆变器高效高频化和小型轻量化的研究目标。(3)针对电动汽车电励磁绕线转子同步电机的励磁变换器高频硬开关模式下,转子寄生电容充放电而导致输出电流含有较大高频噪声等问题,提出了一种适用于电励磁同步电机的新型零电流软开关(Zero-Current-Switching,ZCS)Buck变换器。通过利用小感值耦合电感和输出电容间的准谐振过程,实现了开关器件开通和关断过程的ZCS软开关,从而消除了转子励磁电流中因高频硬开关过程中寄生电容充放电所导致的脉冲尖峰电流。(4)针对目前电动汽车车载充电器(On-Board Charger,OBC)充电速度慢、转换效率低、体积重量大等问题,提出了一种三相交错并联ZCS Buck充电电路拓扑。通过采用多谐振结构,使变换器具有功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)功能,提高变换器输入侧电流功率因数的同时,进一步降低输入侧电流的总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)。此外,变换器通过多谐振实现了开关器件的ZCS软开关,从而使IGBT功率开关器件可以工作在40kHz的高频下,减小了变换器体积,达到了车载充电器小型化、轻量化的设计目标。

关键词： 电能系统   发展趋势   电力电子技术   挑战  

摘要： 新时期下,电能系统的发展也面临着新的挑战,包括环境、能源等方面。而电能系统也必须要能够逐渐应对和适应这些挑战,根据当前能源以及环境的变化和发展需求,调整自身的发展方向。同时电能的转换和控制对于电力电子技术来说也是一次严峻的挑战,因此电力电子技术也需要通过内部和外部双层的创新和改革,保证电能系统的完善发展。本文主要对电能系统未来发展趋势以及其对电力电子技术的挑战进行分析。

关键词： 电力电子技术   万用电路板   科技类竞赛   电路板防焊穿   电路板焊接  

摘要： 随着我国电力电子技术的普及和高校电子信息科技类竞赛的增多,人们对电子元器件特别是万用电路板的期望越来越大,要求越来越严格,万用板在使用过程中的质量已成为人们关注的焦点.本文介绍了如今万用电路板应用于电力电子技术中的基本情况,分析了如今市场上万用电路板的优势和不足,并对其存在的问题提出解决的方案.全文共分五大部分,内容包括:万用电路板应用于电力电子技术中的基本情况;万用电路板在电子设计中的重要性;万用电路板焊接过程中失败因素分析;关于设计防焊穿万用电路板的建议.

关键词： 宽禁带半导体   器件   电力电子技术   专辑  

摘要： 为促进宽禁带半导体材料器件应用问题的研究和产业应用推广,本刊拟将2017年第9期辟为"宽禁带半导体器件在电力电子技术中的应用"专辑。欲投稿作者请于2017年6月30日前将论文发至本编辑部邮箱(Email:dldzjstg@***),并注明"宽禁带半导体器件在电力电子技术中的应用"字样。评审结果将于2017年7月30日前通知作者。本刊将请西安交通大学杨旭教授为该专辑的特邀主编,对该领域研究及该专辑的论文进行分析与点评。

ISBN: (纸本)9787511443496

关键词： 电动汽车   无线充电技术   电磁辐射安全性   建模   电力电子  

摘要： 基于电磁感应原理,无线充电技术能够实现电能在充电电源与车辆之间的非接触式传输,具有便捷、灵活的优点。在较大传输功率时,无线充电系统耦合线圈周边易产生超标电磁辐射,危害生物安全,因而需要研究有效的电磁辐射抑制方法,使汽车车内及周边生物活动范围内,电磁辐射强度降低到相关安全限值以内。本文以电动汽车无线充电系统为研究对象,在耦合电路建模,磁场建模和电磁辐射抑制方法三个方面开展了研究工作。本文首先围绕无线充电系统耦合电路拓扑结构开展分析和研究。基于电路理论,研究了无线充电系统耦合线圈和补偿网络的电路模型,梳理和归纳了各类模型与结构的性能特点;基于耦合模理论,建立了有外部能量注入的两个有损振荡电路的耦合模模型;分析了基于电路理论和耦合模理论所建立模型之间的关联性和在效率分析应用中的等价性,搭建了四线圈耦合电路和LCC-CCL型耦合电路,测试了电能传输效率,验证了耦合电路模型的准确性。然后,在磁场建模方面,利用有限元分析方法,探究了电动汽车无线充电系统电磁辐射问题产生机理,确定了电磁辐射重点抑制区域;基于毕奥-萨伐尔定律,分别分析了单匝圆形线圈、多匝圆形线圈和两线圈感应耦合电路周边磁场分布特性,建立了不同电路结构下的磁场模型,为无线充电系统周边磁感应强度精确计算提供了理论支撑。最后,面向电动汽车无线充电系统电磁辐射安全性,提出了基于线圈匝数优化的无线充电系统电磁辐射抑制方法,给出了线圈匝数优化设计流程,归纳了最优匝数配置方案随充电距离、负载、发射线圈匝数的变化规律。在此基础上,依托两线圈感应耦合式无线充电系统实验平台,开展了实验研究,对比分析了两侧线圈匝数最优配置和对称式配置情况下,耦合线圈周边的磁感应强度,验证了线圈匝数优化方法在电动汽车无线充电系统电磁辐射抑制方面的有效性。本文的研究工作将为电动汽车无线充电系统电磁辐射抑制方法的研究提供借鉴和理论支撑。

关键词： 大容量电力电子技术   理论   应用  

摘要： 大容量电力电子技术属于新型电子技术,最早诞生于上世纪60年代的美国,实现了电力学、电子学与控制理论的融合,在多个领域都有着广泛的应用。本文阐述了大容量电力电子技术的基础理论,并针对具体的应用与发展展望进行阐述。

关键词： 直流配电网   网络架构   接入方式   规划运行   保护与控制   电力电子  

摘要： 在分析直流配电技术发展趋势的基础上,凝练了直流配电技术的主要应用场景,介绍了直流配电网络的典型网架结构及可能的接入方式,并从规划技术、运行控制技术、故障处理技术对直流配电网发展的关键技术进行了阐述,同时指出应该高度重视新型半导体材料、信息技术以及运行模式等突破对直流配电技术发展的推动作用,并对我国直流配电网的发展提出了几点建议和展望。

关键词： 三相全控整流电路   小波包分析   故障诊断   BP神经网络   Elman神经网络  

摘要： 鉴于电力电子功率元件的普遍使用和不断更新,电力电子设备在生产和生活方面广泛应用。电力电子整流装置是重要的组成部分,其可以完成能量的变化。但是一旦异常,系统可能损坏甚至威胁生命。因此,将诊断技术向智能化和精确定位方法发展是有意义的。本文以三相全控整流电路为例,就故障提取和识别两个重要技术进行优化,主要完成了以下工作:首先,研究了三相全控整流电路的故障模式,对可能出现的故障进行预测和整理。通过MATLAB平台搭建故障仿真模型,就常见的异常状态依次仿真,异常波形被得到,异常状态的输出电压从相应的测试点被得到。其次,故障点的特征提取分别用傅里叶变换和三层小波包分析针对整流输出电压进行。结果表明:经小波包分解后大量的异常信息分布在频率能量中,此方法能够合理提取异常特征。最后,被提取的故障特征作为BP神经网络和Elman神经网络的输入向量,即完成各种故障的识别和检测,结果表明:基于Elman神经网络诊断法可以很快完成训练、测试精度更高,达到了预期的效果。综上所述:用小波包分析和Elman神经网络组合的方式获得故障点的特征信息并进行分类是本文的一个亮点。实验结果表明:用此方法训练时间更短、测试误差更小。这是检测电力电子整流装置故障方面一种新的尝试,该方法的具有一定的理论意义和价值。

关键词： 配电网   电子装备   网络化技术  

摘要： 随着社会经济和科技的发展,互联网技术已经和配电网电力电子装备联系紧密,同时也对配电网的电力电子装备的发展产生了影响。现阶段通信技术和电力电子技术的相互融合,已经成为了配电网络发展的主流趋势,并在电子设备的发展中得到了广泛的应用。配电网系统的改革和优化成为了巨大的推动力,在通信技术和电力电子技术融合过程下,解决配电网和电力电子装备中的互联和网络技术势在必行。