检索结果-内蒙古大学图书馆

高电压技术 2019年第7期45卷 2082-2092页

作者：朱义诚赵争鸣施博辰鞠佳禾虞竹珺清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室

近10年来,绝缘栅型功率开关器件的栅极驱动主动控制技术因其对开关瞬态过程可控性高、无需对主电路进行改动的优势,在高压大容量电力电子应用场合得到越来越多的关注。首先介绍了主动栅极驱动电路的基本结构与电路实现,总结了现有栅极... 详细信息

近10年来,绝缘栅型功率开关器件的栅极驱动主动控制技术因其对开关瞬态过程可控性高、无需对主电路进行改动的优势,在高压大容量电力电子应用场合得到越来越多的关注。首先介绍了主动栅极驱动电路的基本结构与电路实现,总结了现有栅极驱动主动控制技术的研究现状。在此基础上,从控制策略的设计、控制稳定性的分析、控制参数自适应调整能力、多功能集成以及宽禁带器件的主动控制方法等方面对当前的热点问题进行分析阐释。最后,围绕该技术有待研究的问题进行了讨论,并对其发展趋势做出展望。

关键词：栅极驱动主动控制绝缘栅型功率开关器件驱动电路开关瞬态过程开关特性

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离散状态事件驱动仿真方法在高压大容量电力电子变换系统中的应用

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高电压技术 2019年第7期45卷 2053-2061页

作者：施博辰赵争鸣朱义诚虞竹珺鞠佳禾清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室

高压大容量电力电子装置在国民经济发展中的需求正在日益增大。然而,由于高压大容量电力电子系统往往由多个变换单元组合而成,结构复杂,时间尺度跨度大,呈现出典型的混杂系统特性,现有仿真软件和方法难以实现准确、高效、稳定的仿真。... 详细信息

高压大容量电力电子装置在国民经济发展中的需求正在日益增大。然而,由于高压大容量电力电子系统往往由多个变换单元组合而成,结构复杂,时间尺度跨度大,呈现出典型的混杂系统特性,现有仿真软件和方法难以实现准确、高效、稳定的仿真。从电力电子系统的混杂特性出发,以10 kV-2 MW电能路由器装置为仿真算例,展示了所提离散状态事件驱动(DSED)仿真方法在高压大容量电力电子装置仿真中的应用,全面评估该方法与其他仿真软件的性能对比。与目前主流仿真软件相比,DSED方法不仅可以同时实现开关器件瞬态过程和系统级动态过程的准确、高效仿真,其仿真速度相较成熟的电力电子仿真软件如PLECS~?还可以提高1 000倍。DSED为高压大容量电力电子混杂系统的优化设计、高效控制和稳定运行提供了有力的仿真工具。

关键词：电力电子事件驱动大容量变换器瞬态仿真电能路由器损耗模型故障恢复

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同轴电纺法制备纳米空心碳纤维

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高电压技术 2015年第2期41卷 403-409页

作者：刘瑛岩王登政杨颖清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

高压静电纺丝的基本原理是高分子溶液在静电力的作用下产生弯曲失稳而被拉伸形成微纳米纤维。同轴电纺技术是对常规静电纺丝的改进,可用于制备复合或空心微纳米纤维。为制备纳米空心碳纤维,利用同轴电纺法进行了实验,讨论了溶液质量分... 详细信息

高压静电纺丝的基本原理是高分子溶液在静电力的作用下产生弯曲失稳而被拉伸形成微纳米纤维。同轴电纺技术是对常规静电纺丝的改进,可用于制备复合或空心微纳米纤维。为制备纳米空心碳纤维,利用同轴电纺法进行了实验,讨论了溶液质量分数、界面张力等对纤维形貌的影响,表征了核-壳空心结构对碳纤维晶体结构的影响。实验结果表明:较高的壳溶液质量分数以及壳溶液与核溶液之间较低的界面张力有利于电纺过程中同轴复合纤维的形成;获得的空心碳纤维的晶体结构与传统实心碳纤维相比无明显差异。

关键词：电纺丝同轴电纺同轴复合纤维空心碳纤维晶体结构聚酰亚胺

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基于电场诱导二次谐波效应的非侵入式电场测量方法及系统

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高电压技术 2021年第12期47卷 4177-4190页

作者：崔英哲庄池杰曾嵘清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

电场测量是研究气体放电的关键,在高电压领域具有较为广泛的需求,传统的侵入式电场测量会畸变电场。为此自主建立了基于电场诱导二次谐波原理的空间电场测量系统,该效应的电场测量系统具有非侵入式、不受气体环境限制、高空间和时间分... 详细信息

电场测量是研究气体放电的关键,在高电压领域具有较为广泛的需求,传统的侵入式电场测量会畸变电场。为此自主建立了基于电场诱导二次谐波原理的空间电场测量系统,该效应的电场测量系统具有非侵入式、不受气体环境限制、高空间和时间分辨的优点。考虑激光能量空间分布和待测电场分布,提出了二次谐波效应自洽模型,验证了模型的正确性。从理论及实验两方面,研究了二次谐波信号强度与入射激光偏振方向、光路聚焦参数之间的关系,讨论了平面波近似模型的适用范围。通过优化光路结构、调节透镜强聚焦结构、提高激光功率的方式,提高了系统灵敏度,已实现的系统的最小可测电场为0.4 kV/cm,最小空间分辨率达毫米级。

关键词：非侵入式电场测量电场诱导二次谐波效应自洽模型测量性能电场测量系统

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聚乙烯载流子迁移率与空间电荷包形成机理

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高电压技术 2010年第12期36卷 2882-2888页

作者：田冀焕周远翔清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

空间电荷包现象是电介质绝缘材料即将发生击穿破坏的重要标志。现有理论分析与仿真结果表明,电介质中载流子迁移率与场强的非线性关系是电荷包形成的重要条件。然而,此非线性关系的物理机制尚不清楚。为此,针对迁移率与场强的非线性关... 详细信息

空间电荷包现象是电介质绝缘材料即将发生击穿破坏的重要标志。现有理论分析与仿真结果表明,电介质中载流子迁移率与场强的非线性关系是电荷包形成的重要条件。然而,此非线性关系的物理机制尚不清楚。为此,针对迁移率与场强的非线性关系展开研究,旨在解释聚乙烯材料中空间电荷包的形成机理。基于聚乙烯材料的定域态密度分布函数,利用以跳跃电导方式运动的电子性载流子迁移率公式,计算得到并分析了不同场强、最深陷阱中心能级与陷阱浓度等条件下的迁移率-载流子浓度关系。在迁移率的计算中,采用数值方法计算了Fermi能级,相对于解析近似方法具有更高的精度。迁移率的计算结果印证了陷阱填充效应的存在:随着陷阱不断被填充,新注入的载流子将受陷于较浅的陷阱,从而导致载流子的平均迁移率有较大提高。基于这种陷阱对载流子迁移率的调制作用,通过定性分析得出结论:电荷包运动方向后方的载流子对陷阱的填充效应可以使电荷包前后沿载流子的速度基本一致,从而为空间电荷包的形成和维持提供了一种可能的解释。

关键词：聚乙烯迁移率定域态密度(DOLS) 费米能级空间电荷包陷阱填充效应

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基于Kerr效应的绝缘子表面电场在线测量系统

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高电压技术 2011年第3期37卷 718-725页

作者：朱宏林刘微粒邹晓兵王新新徐硕清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

为了有助于快脉冲功率装置中真空绝缘子的正确设计,避免其沿面闪络,研制了1套基于Kerr效应的可以在线测量快脉冲高电压作用下的真空绝缘子表面电场的电光测量系统。该测量系统由基于Marx发生器和脉冲形成线的快脉冲高电压源(100ns,200～... 详细信息

为了有助于快脉冲功率装置中真空绝缘子的正确设计,避免其沿面闪络,研制了1套基于Kerr效应的可以在线测量快脉冲高电压作用下的真空绝缘子表面电场的电光测量系统。该测量系统由基于Marx发生器和脉冲形成线的快脉冲高电压源(100ns,200～350kV)、基于Nd:YAG倍频脉冲激光器的探测光源(532nm,8ns)、抗强电磁干扰的同步控制系统、被测中空薄壁绝缘子及Kerr效应单元、相位差检测系统(Mach-Zehnder干涉仪)等部分构成。在分析了快脉冲高电压作用下在线测量的必要性后介绍了该测量系统各部分的组成、工作原理、运行参数及初步实验结果。

关键词：真空绝缘子表面电场表面电荷克尔效应电光测量马赫-贞德干涉仪

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采用高压静电喷涂技术制备超疏水硅橡胶表面的应用研究

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高电压技术 2015年第8期41卷 2818-2824页

作者：刘琦刘东霖杨颖清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

高压(HV)静电喷涂是1种简单有效的制备超疏水硅橡胶表面(SSRS)的方法,其原理是在静电力的作用下将电喷涂溶液雾化,在接收极固化成型。为此,在实验室中采用高压静电喷涂技术成功制备出超疏水硅橡胶表面,试验中所采用的电喷涂溶液是由AB... 详细信息

高压(HV)静电喷涂是1种简单有效的制备超疏水硅橡胶表面(SSRS)的方法,其原理是在静电力的作用下将电喷涂溶液雾化,在接收极固化成型。为此,在实验室中采用高压静电喷涂技术成功制备出超疏水硅橡胶表面,试验中所采用的电喷涂溶液是由AB组分的高温硫化(HTV)液体硅橡胶(LSR)、石油醚、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、纳米二氧化硅(Si O2)颗粒以及十七氟三甲氧基硅烷(FAS-17)组成的复合体系。试验结果表明:石油醚可起到对硅橡胶的稀释作用;DMF可用来提高溶液的极性,使溶液更易于喷涂,得到的喷涂颗粒尺寸减小;Si O2颗粒可用来构筑硅橡胶表面的复合微结构;FAS-17可在硅橡胶表面引入含氟基团、降低表面自由能,同时减小表面微结构尺寸(100 nm^1μm)。经过大量试验验证后提出在电喷涂溶液复合体系中电喷涂制备超疏水硅橡胶表面的最佳条件:石油醚、硅橡胶、DMF、Si O2、FAS-17的质量分数分别为41%、20%、30%、4%、5%。此时制备出的超疏水硅橡胶表面的静态接触角为163.4°,滚动角为4.3°。

关键词：超疏水高压静电喷涂高温硫化液体硅橡胶复合微结构表面自由能

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基于 Kerr 效应的绝缘子表面 Laplace 电场光斑图像计算

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高电压技术 2014年第1期40卷 87-94页

作者：刘微粒付洋洋邹晓兵王新新清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

通过比较外加Laplace电场和Possion电场的Kerr效应光斑图像,可以定性了解沿面闪络前绝缘子表面电场的畸变程度。为此,提出了一种Laplace场Kerr效应光斑图像的计算方法,并通过该方法获得了平板电极之间Kerr液体间隙的Laplace场光斑图像... 详细信息

通过比较外加Laplace电场和Possion电场的Kerr效应光斑图像,可以定性了解沿面闪络前绝缘子表面电场的畸变程度。为此,提出了一种Laplace场Kerr效应光斑图像的计算方法,并通过该方法获得了平板电极之间Kerr液体间隙的Laplace场光斑图像。将所得计算图像与同一间隙在线测量得到的Laplace场光斑图像进行对比,证实了该计算方法的有效性。计算结果表明:空间的电场分布与激光的光强分布存在唯一对应关系;在100 kV电压下,平板电极间由Kerr效应引起的激光光强呈对称条纹分布,出现4级亮条纹且条纹向中心弯曲。

关键词：电光效应 Kerr效应表面电荷积聚电场在线测量电场畸变沿面闪络

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适用于配电线路无通道保护的重合闸方案

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清华大学学报（自然科学版） 2012年第3期52卷 356-361页

作者：刘琨董新洲施慎行王宾清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

重合闸是提高电力系统供电可靠性的有效手段之一。配电线路无通道保护的时间整定与重合闸的时间整定配合困难,因此配电线路一系列无通道保护都没有使用重合闸功能,这会造成部分负荷停电时间过长。该文提出一种适用于配电线路无通道保护... 详细信息

重合闸是提高电力系统供电可靠性的有效手段之一。配电线路无通道保护的时间整定与重合闸的时间整定配合困难,因此配电线路一系列无通道保护都没有使用重合闸功能,这会造成部分负荷停电时间过长。该文提出一种适用于配电线路无通道保护的重合闸方案。负荷侧断路器跳闸后闭锁重合闸功能,其下游负荷由备用电源自动投入装置动作环网开关合闸后恢复供电;电源侧断路器进行三相一次重合闸,瞬时性故障后可重合成功。该方案在瞬时性故障后能恢复对所有负荷供电,缩短了用户的停电时间。EMTP(electro-magnetic transient program)仿真验证了该方案的有效性。

关键词：重合闸配电线路无通道保护瞬时性故障

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基于IGBT的变换器系统安全工作区

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清华大学学报（自然科学版） 2011年第7期51卷 914-920页

作者：王雪松赵争鸣袁立强清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

为了提高电力电子变换器的运行可靠性,提出了基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)变换器的系统安全工作区的分析方法,分析了变换器中功率器件、机械结构、散热冷却和控制等系统元素之间相互影响,推导了变换器系统安全工作区的数学公式描述。... 详细信息

为了提高电力电子变换器的运行可靠性,提出了基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)变换器的系统安全工作区的分析方法,分析了变换器中功率器件、机械结构、散热冷却和控制等系统元素之间相互影响,推导了变换器系统安全工作区的数学公式描述。采用系统安全工作的图解形式分析了变换器中功率器件特性、机械回路杂散参数、控制信号延迟和运行温度的影响。应用该方法设计并实现了一台55 kW/380 V变换器样机,扩大了变换器的可靠运行范围。基于该样机的过流和过载实验结果验证了系统安全工作区分析方法的有效性。

关键词：电力电子变换器系统安全工作区杂散电感信号延迟系统散热

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