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关键词： 电力电子技术   电力系统   应用  

摘要： 控制系统部分的电力电子技术在电力系统的整体运行过程中起到了十分重要的作用。电力电子技术不仅提高了电力系统的运行质量同时也使得电力系统能够安全稳定的运行,为电力系统的正常运转提供了可靠地技术保障;1]。依据这一重要认识,在电力系统中我们应准确地对电力电子技术进行定位,并依据电力电子技术自身的特点对其在电力系统中的具体应用进行探讨,从而使得电力电子技术可以使电力系统能够得到更好地运行效果。本文则从电力系统的实际情况出发,主要地分析电力电子技术的特点及其在电力系统中的具体实际应用;2]。

关键词： 电力电子器件   响应面方法   热阻计算   瞬态热分析   热结构优化   总熵产最小化  

摘要： 随着对航天科技水平要求的不断提高,高可靠性、高功率密度的航天电源技术成为了备受瞩目的关键技术。作为电源系统的核心器件—电力电子器件及装置,必须向小型化和轻量化发展。而电源系统的特殊工作环境和对体积、重量及寿命的更高要求使得散热问题更加严峻,这都使得电力电子器件的热结构设计问题俞显突出。因此,电子设备散热结构的优化研究成为关键技术中的核心技术。本文主要深入研究了多芯片模块(MCM,Multi-Chip Module)散热影响因素的热优化方法、强迫风冷散热器的热阻计算方法、散热器瞬态温度的计算方法和高功率密度电力电子器件强迫风冷散热的热结构优化方法。首先采用有限元方法分析MCM散热的主要影响因素,基于响应面方法提出了MCM结构参数、材料属性与芯片最高结温间关系的回归方程,重点定量计算了导热硅脂导热系数、基板导热系数、基板厚度和对流传热系数对MCM最高结温的影响,应用响应面回归方程对MCM进行热优化研究,并仿真分析了热优化后MCM的热应力分布。该回归方程为MCM初期热设计提供了一种更简单快速的方法。通过研究电子设备强迫风冷散热系统设计中风扇与散热器的设计方法和选取依据,总结了强迫风冷散热系统的一般设计方法。散热器热阻是表征散热器散热能力的最关键参数,提出了强迫风冷散热器的热阻等效电路计算方法,为后文以散热器热阻最小化为目标函数的散热器热结构优化设计奠定了基础。针对电力电子器件实际工作可能处于周期开关或各工况切换等非稳态的问题,本文基于能量守恒原理建立了强迫风冷散热系统的瞬态热分析模型,得出了散热器温升及冷却过程动态温度的计算方法。基于此提出了散热器表面器件总功耗保持不变,布局改变后散热器表面温度的瞬态计算方法,并提出了对应的等效散热器设计方法。瞬态热分析使得散热系统的设计更合理全面。本文通过分析散热器结构参数对其散热能力的影响,以散热器的热阻、压降和重量为目标函数研究了散热器的热优化程序。基于熵产最小化原理采用遗传算法同时研究了热传导和压降引起的散热系统热力学损失,并对散热器的肋片参数进行优化设计。该优化方法便于强迫风冷散热系统的热机械设计。在热优化设计基础上提出了合理设计散热开孔形状和采用风罩的热结构优化方法,该方法可使散热系统中散热器的温升进一步降低,散热效果进一步提高。电力电子器件内部以MCM为例的响应面散热结构优化,在器件实际封装过程中可指导最优设计参数和工艺的选择,以降低其最高结温,为系统级的散热设计奠定基础。电力电子器件外部基于总熵产最小化原理的散热系统优化研究,一方面降低器件结温,提高器件性能和可靠性。另一方面可减小散热系统的体积或重量,为电子设备小型化和轻量化提供思路和方法。

关键词： 无触点有载调压配电变压器   双向功率开关模块   有载分接开关   变压器仿真模型  

摘要： 智能电网的理论与技术近年来飞速发展,电能质量越来越受到人们的关注。近年来随着分布式电源的接入,在配电网尤其是辐射型网络中带来很多电压波动的问题。电压偏差是衡量电能质量的重要指标之一,在无功充足的情况下,有载调压可以很好的解决电网末端的电压波动。传统的有载调压变压器采用的是机械式的分接开关,虽然其已经广泛应用于工程中,但仍有一些不可避免的缺陷:存在电弧、机械结构复杂、响应速度慢。为了更好的完善和改进有载调压变压器的结构和工作性能,适应电网发展的新需求,研究基于电力电子器件的有载调压配电变压器有着一定的应用前景。本文提出了一种新的电磁路混合的变压器仿真模型,以此为平台对基于电力电子器件的配电变压器的有载调压开关进行了相关设计和研究。本文主要做了以下几方面的工作:①本文提出了一种基于变压器工作原理、考虑变压器铁心铁磁特性的电磁路综合的变压器仿真模型。本文利用小型变压器对该模型的有效性进行了验证,实验证明该模型可以较为真实的模拟变压器运行时的电磁过程。故而基于该仿真模型,可以对有载调压配电变压器完成相应的分析与研究。该模型亦可以应用于变压器其他问题的研究中,有很好的理论价值。②本文给出了较为详细的基于电力电子器件的无触点有载调压开关的方案。在开关模块的分析设计中,分析了开关模块应该达到的参数要求,并对比了传统的反并联晶闸管开关模块和本文提出的双向功率开关模块的相关性能,通过仿真分析了两种开关模块在触发、损耗以及保护性能方面的优缺点,最终确立选择以IGBT为核心的双向功率开关模块作为分接开关,并给出了调压流程的设计。③本文基于电磁路综合的变压器仿真模型,建立了以双向功率开关为核心的无触点有载调压配电变压器模型。利用该模型,首先验证了本文设计可以完成恒磁通的调压过程;之后对有载调压过程中存在的环流问题进行了仿真,分析了开关切换方式以及限流电阻大小对环流的影响;最后通过物理实验验证了仿真结果。

关键词： 电力电子技术   光纤传输   电力特种光缆  

摘要： 在促进现代电网事业发展方面,一直以来电力电子技术都发挥着重大作用。现阶段,计算机技术不断进步,单片机技术也有所发展,这给电力电子技术实现长足发展提供了可能,进而也就为我国电力系统日益完善的建设创造了条件。基于此,相信随之而来的便是我国现代电网事业的革命性进步。本篇文章以技术应用为切入点进行研究,探讨光传输技术,对我国现阶段的电力系统进行分析并阐述其未来系统需求及电力特种光缆的应用。

关键词： 电力电子电路   智能   诊断技术  

摘要： 在这个信息高速发展的新时代,电子电路的技术在各方面广泛的应用越来越广泛,影响也越来越大,地位也不可被取代。电子电路技术的不断发展,推动社会的进步与发展。近些年以来,人们对电子产品的要求也越来越高,所以继续发展新的产品将会成为各大企业的最重要的目标之一。然而电力电子产品的发展,势必需要电子电路作为铺垫,否则会影响到电路的稳定性。随着科技的迅猛发展,各种不同的高性能的新型电子产品也越来越多,随之而来的问题也越来越多,而电力电子电路在产品中有着至关重要的位置,所以对电力电子电路智能故障诊断技术的研究就显得尤为重要,本文就此电力电子电路中的智能诊断的优点做出分析,并对其现实的应用做出研究。

关键词： 电力电子装置   电力系统   应用  

摘要： 目前，电力系统在我们的生活中是非常的重要的，并且在我国的经济发展中也发挥着不可估量的作用。随着环保的要求以及能源的要求的提升，当前电力系统也在逐渐地向可持续发展和智能化的方向转型。在电力系统中，人们对供电的质量提出了新的要求，当前在社会经济中的很多的工艺对供电质量和可靠性的要求也有所提升。因而电力电子装置在电力系统中的应用就显得非常的重要。

关键词： 级联型H桥   双向主动全桥   电力电子变压器   三角形结构   星形结构   直流侧电压平衡   不平衡无功补偿   容错控制  

摘要： 随着智能电网的发展,越来越多的可再生能源接入电网,对电力系统的电能质量、稳定性及灵活性提出了更高的要求。而作为电力系统中最重要装置的电力变压器,其过于单一的功能不能完全满足现代电力系统的新要求。因此,电力电子技术的兴起给新型电力变压器的形成和发展提供了契机。电力电子变压器通过电力电子器件和中(高)频变压器来实现隔离的AC/AC变换,它不仅可以完成常规电力变压器的变压、隔离、能量转换的功能,还具有高度的可控性和灵活性,所以它的发展符合未来电网的需求,有着非常重大的现实意义和经济、社会价值。本论文围绕级联型电力电子变压器的关键控制技术,在输入级的相间平衡控制、直流输出级的并联控制、整机不平衡无功补偿、容错控制等多个方面做出了研究,主要工作和取得的创新性成果如下：1)对级联型电力电子变压器输入级进行了建模和控制研究。建立了单相级联H桥的数学模型,并针对已有的相内直流电压平衡控制方法进行比较,量化分析出有功矢量修正的相内直流侧平衡控制方法更具优势。进一步建立了三相级联H桥的数学模型,并参照传统三相全桥整流器的解耦控制,给出了三相级联型并网变流器的整体控制方法。2)提出了解决输入级的相间直流侧电压不平衡问题的新方法。在分析各相平均功率模型基础上,分别针对两种三相结构提出了切换式的相间平衡控制方法——星形结构中的零序和负序电压注入法以及三角形结构中的零序电流注入和分相控制结合法,这两种方法均具有很好的稳态和暂态性能,能够很好地兼顾装置的输出性能和相间有功调节能力,并进行了仿真和实验验证。3)优化设计了直流输出级的双向主动全桥(DAB)并联控制策略。在对单移相控制下的DAB数学模型和软开关条件分析的基础上,对其控制方法展开了研究。利用级联型电力电子变压器的结构特点,提出了两级综合控制方法,从理论上与传统的并联均流控制进行了对比分析,该方法在达到同样控制效果的情况下,简化了控制系统,并进行了对比仿真验证。4)分析了不平衡无功补偿场合下的级联型电力电子变压器的补偿特性。分析了两种三相结构在分级独立控制下的不平衡补偿域,三角形结构适合任意不平衡度的补偿,但需要较大的电流裕度,而星形结构由于结构上的优势更适用于电流不平衡较小的场合,该分析同样适合于级联型静止同步补偿器(STATCOM)的应用。进一步利用两级综合控制实现了任意不平衡度的无功补偿,在充分使用直流输出级电流裕量的同时,消除了输入级为直流电压平衡控制所提供的器件裕度。5)提出并研究了级联型电力电子变压器的容错控制新方法。在利用旁路机构对故障单元进行屏蔽的基础上,提出了基于零序电压注入和直流侧优化的容错控制算法,该方法采用了故障零序电压注入,有效地解决了旁路故障功率单元时造成的直流侧电压突变且回复慢的问题,同时不发生电流突变,很好地保证了装置的可靠运行。同时引入了直流侧电压优化控制方法,在旁路单元数较多时适当提高直流侧电压指令值,进一步增强了级联型电力电子变压器的容错能力,并通过仿真和实验进行了验证。最后,分析了级联型电力电子变压器的关键参数设计原则,进而介绍其控制系统的设计思路,并通过实验室样机进行了整体功能验证。

关键词： 电力电子技术   无功补偿   自动控制  

摘要： 所谓无功补偿实际上就是无功率补偿。它具有稳定电压和降低能源消耗的作用。因此,它常常被应用于电力电子技术中,以更好的提高整个设备的运行效率,并充分发挥出自动控制的优越性能。电力电子技术也是一门新兴的电子技术,它通过电力电子器件来对电能进行变换与控制。我们把电力电子技术应用到无功补偿自动控制中去,是一个非常重要的应用手段,并在实践中得到了一定的应用效果,也成为了近年来的业内研究热点。

关键词： 电力电子技术   一体化教学模式   教学方法  

摘要： 电力电子技术是高职院校工业电气自动化专业的一门重要的专业课程,在培养电气技术应用人才中占有重要地位。通过一体化教学模式的介绍,体现了一体化教学模式的优势,跟传统的教学模式形成鲜明的对比。对一体化教学模式做了深入的探讨,对教学方法的实施做了较为具体的探讨和阐述。

关键词： 自备电源系统   DSP   通信协议   电力电子   脉冲放电  

摘要： 随着民生建设、军事国防和工业生产的发展,越来越多的非电网接入场合对于特殊电源的需求逐渐增多。自备电源系统作为特殊场合替代电网为设备提供能源的电源系统,须具有可靠性高、耐用、安全等特点。其中带特殊负载的大功率自备电源系统结构庞大、控制复杂,为确保其稳定工作,需要对其电源控制系统及负载输出系统进行深入研究。本文以自备电源系统实现功能为出发点,对其电源控制器以及放电电路进行了分析与设计。电源控制器硬件设计以DSP+FPGA双处理器结构为主,分别阐述了各功能子模块的硬件设计,包括了内部芯片通信设计,自备电源子系统间SCI、I/O接口、CAN总线设计,电源分系统与总控间1553B协议,以及人机交互界面设计等内容。其次,本文在硬件电路设计基础之上,根据控制要求完成了相关软件设计。其中包括了程序构架设计、子功能模块化软件设计、通信协议设计等。并采用分布式实时控制方法,将各子模块嵌入在要求的时序流程中,从而实现对整个系统稳定的控制。最后,根据自备电源系统重频放电要求,对放电电路进行了研究与设计。通过全系统联调得到的实验结果表明,自备电源系统电源控制器能够可靠稳定地完成要求的时序控制,同时,放电电路设计也满足了系统重频放电的要求。本文从理论和实验上验证了自备电源控制系统设计可行,可满足自备电源系统所要求的各种应用功能。