检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2017年第13期32卷 23-30页

作者：王旭东朱义诚赵争鸣陈凯楠清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

在电力电子系统中,碳化硅(Si C)MOSFET的开关特性易受系统杂散参数的影响,表现为电磁能量脉冲形态属性的非理想特性,并进一步影响系统效率和可靠性。针对Si C MOSFET,首先分析控制脉冲、驱动脉冲及电磁能量脉冲三者间形态属性的关系,提... 详细信息

在电力电子系统中,碳化硅(Si C)MOSFET的开关特性易受系统杂散参数的影响,表现为电磁能量脉冲形态属性的非理想特性,并进一步影响系统效率和可靠性。针对Si C MOSFET,首先分析控制脉冲、驱动脉冲及电磁能量脉冲三者间形态属性的关系,提取影响Si C MOSFET开关瞬态过程的关键参数,即开关过程中的dv/dt和di/dt。基于Si C MOSFET的开关过程,分析驱动回路参数对dv/dt和di/dt的影响,并通过PSpice仿真及搭建Si C MOSFET双脉冲测试实验平台进行分析和比较。在此基础上,对基于驱动回路参数的瞬态控制方法进行对比分析,为实际应用中对Si C MOSFET的开关特性改善提供重要的理论基础。

关键词：碳化硅MOSFET 脉冲杂散参数开关特性

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对电力电子学的再认识——历史、现状及发展

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电工技术学报 2017年第12期32卷 5-15页

作者：赵争鸣施博辰朱义诚清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

该文通过对电力电子系统起源及定义的历史演绎,探讨了电力电子学的内涵和外延及其未来走向,分析了电力电子发展脉络、微电子与电力电子的关系及差异、以及电力电子未来的发展有可能给电能变换带来哪些实质性的变化。基于这些探讨分析,... 详细信息

该文通过对电力电子系统起源及定义的历史演绎,探讨了电力电子学的内涵和外延及其未来走向,分析了电力电子发展脉络、微电子与电力电子的关系及差异、以及电力电子未来的发展有可能给电能变换带来哪些实质性的变化。基于这些探讨分析,尝试提出一种对电力电子学的再认知框架,以使对电力电子系统建模、分析、设计及其控制的研究有一个更为清晰的背景和统一的基础。

关键词：电力电子学学科发展认知框架

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分段供电交流直线电机中偏置磁通密度的分析及其消除方法

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电工技术学报 2014年第3期29卷 12-20页

作者：牟树君柴建云孙旭东王善铭毕大强清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

对长初级分段供电直线电机中的静态纵向端部效应进行了研究。分析发现,对于采用常规单层分布绕组型式的直线电机,即使通入三相对称电流,通电段气隙磁场中依然会有较大的脉振偏置分量,未通电段部分也会有一定大小的脉振磁场,从而导致气... 详细信息

对长初级分段供电直线电机中的静态纵向端部效应进行了研究。分析发现,对于采用常规单层分布绕组型式的直线电机,即使通入三相对称电流,通电段气隙磁场中依然会有较大的脉振偏置分量,未通电段部分也会有一定大小的脉振磁场,从而导致气隙磁通密度、轭部磁通密度幅值的增大,继而导致铁耗及电机重量的增加。为了解决这个问题,文中基于通电段端部两个极下线圈匝数的优化,提出了一种新型绕组型式。最后,通过解析理论分析及有限元仿真验证,证明了文中所提方法的有效性。

关键词：直线电机端部效应气隙磁通密度脉振偏置

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基于开关组合规律的双有源桥DC-DC变换器传输功率特性

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电工技术学报 2017年第13期32卷 69-79页

作者：谷庆袁立强聂金铜李婧赵争鸣清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

双有源桥DC-DC变换器(DAB)采用移相控制时拥有三个互相独立的移相自由度,通过DAB一次侧、二次侧输出电压的解耦,将三个移相自由度任意组合下的DAB工作状态划分为12个模式。对12个模式的传输功率分别进行计算,推导各模式下传输功率的取... 详细信息

双有源桥DC-DC变换器(DAB)采用移相控制时拥有三个互相独立的移相自由度,通过DAB一次侧、二次侧输出电压的解耦,将三个移相自由度任意组合下的DAB工作状态划分为12个模式。对12个模式的传输功率分别进行计算,推导各模式下传输功率的取值范围,并在此基础上对三重移相控制下DAB的传输功率特性进行研究。通过对三个移相自由度做一些特殊赋值,三重移相控制可以简化为单重移相控制、拓展移相控制和双重移相控制,研究这四种移相控制方法的传输功率范围,并对它们功率传输的灵活性进行比较。最后,通过实验验证了理论分析结果。

关键词：双有源桥DC-DC 变换器开关组合三重移相控制传输功率

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SiC MOSFET与SiC SBD换流单元瞬态模型

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电工技术学报 2017年第12期32卷 58-69页

作者：朱义诚赵争鸣王旭东施博辰清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

相较于硅(Si)器件,碳化硅(SiC)器件所具有的高开关速度与低通态电阻特性增加了其瞬态波形的非理想特性与对杂散参数影响的敏感性,对其瞬态建模的精度提出更高的要求。通过功率开关器件瞬态过程的时间分段、机理解耦与参数解耦,突出器件... 详细信息

相较于硅(Si)器件,碳化硅(SiC)器件所具有的高开关速度与低通态电阻特性增加了其瞬态波形的非理想特性与对杂散参数影响的敏感性,对其瞬态建模的精度提出更高的要求。通过功率开关器件瞬态过程的时间分段、机理解耦与参数解耦,突出器件开关特性,弱化物理机理,简化瞬态过程分析,建立基于SiC MOSFET与SiC SBD的换流单元瞬态模型。理论计算结果与实验结果对比表明,该模型能够较为精细地体现SiC MOSFET开关瞬态波形且能够较为准确地计算SiC MOSFET开关损耗。该模型参数可全部由数据手册提取,有较强的实用性。

关键词： SiC功率器件瞬态模型开关特性开关损耗

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同步磁阻永磁电机无传感器直接转矩控制仿真研究

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电工技术学报 2006年第1期21卷 58-64页

作者：蒋栋赵争鸣郭伟清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

介绍了同步磁阻永磁电机(SR-PM)的结构和直接转矩控制的原理,其中重点讨论了直接转矩控制应用于SR-PM电机的特点。在此基础上分析了基于磁链的反电动势直接积分实现其无(位置/速度)传感器直接转矩控制的模型,并说明了实现其无传感器控... 详细信息

介绍了同步磁阻永磁电机(SR-PM)的结构和直接转矩控制的原理,其中重点讨论了直接转矩控制应用于SR-PM电机的特点。在此基础上分析了基于磁链的反电动势直接积分实现其无(位置/速度)传感器直接转矩控制的模型,并说明了实现其无传感器控制的关键是在磁链位置的基础上补偿转矩角得到转子实际位置。本文介绍了若干种不同位置补偿的方法,仿真结果,证明了它们在带入位置和速度闭环后能实现无传感器直接转矩控制。

关键词：无传感器同步磁阻永磁电机转矩角补偿仿真直接转矩控制

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一种基于损耗模型的双有源桥DC-DC变换器效率优化方法

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电工技术学报 2017年第14期32卷 66-76页

作者：李婧袁立强谷庆孙建宁段任之清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

对双有源桥DC-DC变换器(DAB)系统中的各部分损耗进行建模,并依据此模型,以提升效率为目标,对DAB系统进行优化设计。首先,介绍单移相调制策略下的DAB工作原理,并推导漏电感电流有效值的解析表达式。为突出DAB的电流波形特征,引入电压转... 详细信息

对双有源桥DC-DC变换器(DAB)系统中的各部分损耗进行建模,并依据此模型,以提升效率为目标,对DAB系统进行优化设计。首先,介绍单移相调制策略下的DAB工作原理,并推导漏电感电流有效值的解析表达式。为突出DAB的电流波形特征,引入电压转换比的概念,这一概念与变压器匝比相关。然后,介绍损耗建模方法。DAB系统的损耗主要分为两部分,一部分源于半导体器件;另一部分源于高频隔离变压器及电感。两者的损耗数值不仅由本身的材料特性决定,同时与运行工况紧密相关,如传输功率、电压、电流等。将单移相调制下的DAB电流、电压波形特征,与器件和变压器的本身特性结合考虑,解析建立DAB的稳态损耗模型。并在此基础上,通过数值计算的方法,对电压转换比进行优化设计,同时优化移相比的选择,增强软硬件的适配性,提升DAB的整体效率。最后,通过实验对所建损耗模型及优化方法进行了验证。

关键词：双有源桥DC-DC变换器损耗模型高频隔离变压器电压转换比效率优化

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三电平高压大容量变频调速系统中的预励磁方案

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电工技术学报 2007年第11期22卷 91-97页

作者：白华赵争鸣清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

如何提高系统起动输出转矩、抑制起动电流是大容量变频调速系统中存在的一个难题。由于半导体器件电流耐量的掣肘,在起动之前通过预励磁方案有效建立起电机内部磁场以减小起动电流、增加起动转矩就成为提高起动性能的行之有效的方法。... 详细信息

如何提高系统起动输出转矩、抑制起动电流是大容量变频调速系统中存在的一个难题。由于半导体器件电流耐量的掣肘,在起动之前通过预励磁方案有效建立起电机内部磁场以减小起动电流、增加起动转矩就成为提高起动性能的行之有效的方法。本文研究了大容量三电平变频调速系统在6000V/2750kW大机组平台上所面临的起动问题,分析了直流预励磁所面临的困难,并采用交流预励磁予以解决。仿真和试验结果表明交流预励磁更利于实现平稳起动。

关键词：直流预励磁交流预励磁三电平变频调速系统起动转矩异步电机

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后向离散状态事件驱动电力电子仿真方法

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电工技术学报 2017年第12期32卷 42-49页

作者：李帛洋赵争鸣檀添杨祎蒋烨袁立强清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

为解决电力电子系统中的刚性状态方程数值解算困难问题,在后向量化状态系统(BQSS)算法的基础上提出一种后向离散状态事件驱动(BDSED)仿真方法。BDSED方法是隐式的,其关键在于如何选择一组合适的量化函数值组合,使得据此计算出的导数向... 详细信息

为解决电力电子系统中的刚性状态方程数值解算困难问题,在后向量化状态系统(BQSS)算法的基础上提出一种后向离散状态事件驱动(BDSED)仿真方法。BDSED方法是隐式的,其关键在于如何选择一组合适的量化函数值组合,使得据此计算出的导数向量能够让各状态变量向其对应的量化函数值趋近。由于在每一步计算中,每一个状态变量下一时刻的量化函数都有两种取值,所以对于复杂高维系统,枚举的方式并不可行;同时各状态变量的量化函数值的确定存在互相耦合、相互制约的关系,导致问题更加困难。为解决该问题,提出一种基于有限状态机的实现方案,并在带非理想器件模型的变换器电路上进行了算例验证。仿真结果表明,基于有限状态机实现的BDSED能高效地选取量化函数值组合,在解算变换器等刚性系统时仿真效率明显优于DSED方法和传统的时间离散刚性解法。

关键词：后向离散状态事件驱动隐式算法有限状态机电力电子仿真刚性系统

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基于能量流图的电力电子系统可视化设计与分析

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电工技术学报 2017年第13期32卷 60-68页

作者：顾小程赵争鸣冯高辉李婧清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

电力电子系统通过功率半导体器件的开关控制来实现电磁能量的高效变换,提高系统的变换能力和可靠性是其终极目标。尝试以系统中的能量及能量流为状态变量进行建模,建立变换系统的能流模型,可视化并直观地描述电力电子变换系统电磁能量... 详细信息

电力电子系统通过功率半导体器件的开关控制来实现电磁能量的高效变换,提高系统的变换能力和可靠性是其终极目标。尝试以系统中的能量及能量流为状态变量进行建模,建立变换系统的能流模型,可视化并直观地描述电力电子变换系统电磁能量的分布和传递情况。以较复杂的多端口组合式电力电子变换器为例,建立"能流"的基本概念,设计构建能流图拓扑并给出可视化设计方法,结合科学计算可视化技术设计静态和动态界面,构建了一种基于能量流图分析方法的电力电子变换器系统设计和分析平台。仿真和实验结果表明,能量流图分析方法能有效地表征电力电子系统大时间尺度的换流过程。

关键词：电力电子系统能流拓扑可视化

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