检索结果-内蒙古大学图书馆

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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基于主动栅极驱动的IGBT开关特性自调节控制

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电工技术学报 2021年第12期36卷 2482-2494页

作者：凌亚涛赵争鸣姬世奇电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084

常规驱动(CGD)对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)开关特性的控制优化程度有限。当换流条件改变时,CGD方法也无法保证器件开关特性可以保持在最优状况,即缺乏自调节能力。学术界相应地提出主动栅极驱动(AGD)方法来实现对开关特性的自调节控制... 详细信息

常规驱动(CGD)对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)开关特性的控制优化程度有限。当换流条件改变时,CGD方法也无法保证器件开关特性可以保持在最优状况,即缺乏自调节能力。学术界相应地提出主动栅极驱动(AGD)方法来实现对开关特性的自调节控制。但在实施自调节控制时,会遇到自调节控制稳定性、控制精度等方面的问题。该文在之前工作的基础上开展后续深入研究,针对这些问题,从理论上提出自调节控制时的3个关键设计点,并分别进行了实验验证,为AGD方法实施自调节控制提供了指导。该文综述已有驱动对IGBT关断峰值电压控制的缺陷,提出一种端电压峰值采样电路。将该采样电路与自调节控制结合,通过实验验证了直接控制端电压峰值的准确性,为更安全、更低损耗地关断IGBT打下了坚实基础。

关键词： IGBT 开关特性自调节控制主动栅极驱动开通延迟关断端电压峰值

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分段供电交流直线电机三相互感不对称分析及抑制

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电工技术学报 2015年第1期30卷 81-88页

作者：牟树君柴建云孙旭东王善铭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

对两种绕组形式的长初级分段供电直线电机的气隙磁场及互感不对称问题进行了研究。在考虑谐波磁场的前提下,解析推导了电机的相磁场分布及自感、互感的解析表达式,并通过有限元仿真分析,验证了求得的解析表达式的正确性。分析发现,对于... 详细信息

对两种绕组形式的长初级分段供电直线电机的气隙磁场及互感不对称问题进行了研究。在考虑谐波磁场的前提下,解析推导了电机的相磁场分布及自感、互感的解析表达式,并通过有限元仿真分析,验证了求得的解析表达式的正确性。分析发现,对于常规绕组电机,互感不对称的原因是未通电段铁心导致电机气隙磁场中存在脉振偏置分量。互感不对称程度的大小,则取决于通电段与未通电段相对长度的大小。对于新型绕组电机,气隙磁场中不存在脉振偏置分量,互感不对称的原因是三相绕组排布在物理结构上的不对称,互感不对称程度的大小仅取决通电绕组的极数。相对常规绕组,新型绕组可有效减少电机互感不对称的程度。

关键词：直线电机气隙磁场互感不对称

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电力电子系统中器件利用率计算与评估方法

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电工技术学报 2017年第14期32卷 56-65页

作者：孙建宁袁立强谷庆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

电力电子系统性能评估有不同的评价指标,其中器件利用率是一个很重要的指标,但鲜有系统化的评价方法。在电力电子系统设计过程中,对于半导体开关器件的选型主要由工程经验确定,没有定量方法的指导。以电能路由器为例,提出一种计算和评... 详细信息

电力电子系统性能评估有不同的评价指标,其中器件利用率是一个很重要的指标,但鲜有系统化的评价方法。在电力电子系统设计过程中,对于半导体开关器件的选型主要由工程经验确定,没有定量方法的指导。以电能路由器为例,提出一种计算和评估电力电子系统中器件利用率的方法,应用于各种不同的组合电路中,通过对电路及器件参数的分析与计算,得到器件利用率的结果。器件利用率的数值越高,说明器件利用程度越高。对不同方案的器件利用率进行计算与比较,得出不同方案中器件利用程度的定量对比结果,以此作为器件选型的定量依据。通过具体实例分析器件利用率的应用场景,验证了器件利用率计算和评估方法的有效性。

关键词：电力电子系统器件利用率电能路由器组合电路

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离散状态事件驱动仿真方法及自适应预估校正算法

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电工技术学报 2017年第12期32卷 33-41页

作者：杨祎赵争鸣檀添李帛洋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

在电力电子系统分析中,需要对带间断和刚性的常微分方程组进行仿真计算。然而,采用传统的时间离散算法来求解此类方程组时会遇到诸多困难。Kofman等基于离散事件系统规范(DEVS)提出了量化状态系统(QSS)算法,它不是对时间进行离散,而是... 详细信息

在电力电子系统分析中,需要对带间断和刚性的常微分方程组进行仿真计算。然而,采用传统的时间离散算法来求解此类方程组时会遇到诸多困难。Kofman等基于离散事件系统规范(DEVS)提出了量化状态系统(QSS)算法,它不是对时间进行离散,而是将状态量进行离散。QSS算法可以有效求解带间断和刚性的常微分方程组。基于离散事件算法思想,提出适合于电力电子仿真的离散状态事件驱动(DSED)仿真方法;同时,为提高DSED方法的精度,提出基于DSED的预估校正算法;为大幅减少计算量,通过研究计算步数与状态量幅值和频率的关系,提出自适应方法。仿真算例证明了所提算法的有效性。

关键词：离散事件系统规范量化状态系统离散状态事件驱动预估校正自适应

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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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考虑非理想器件模型的电力电子系统状态方程分析法

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电工技术学报 2017年第13期32卷 51-59页

作者：凌亚涛赵争鸣杨祎李帛洋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

针对目前电力电子仿真软件存在的对功率开关器件电磁瞬态过程仿真不够准确,强刚性电路引起数值仿真计算发散等问题,提出一种基于量化状态系统(QSS)的离散状态事件驱动(DSED)仿真分析方法。该方法需要加入自动识别电力电子系统开关过程... 详细信息

针对目前电力电子仿真软件存在的对功率开关器件电磁瞬态过程仿真不够准确,强刚性电路引起数值仿真计算发散等问题,提出一种基于量化状态系统(QSS)的离散状态事件驱动(DSED)仿真分析方法。该方法需要加入自动识别电力电子系统开关过程以及根据电路拓扑和所处状态自动列写状态方程的相关算法。针对该需求提出一种基于图论方法的状态方程及输出方程提取分析方法。首先,经理论分析得到,将选用的器件模型代入电路可以得到状态方程的标准形式;进而,提出电力电子系统电路的参数结构矩阵程式化列写方法,并基于此方法针对开关电路每一次开关器件切换都需要重新列写状态方程这一特点进行了相关分析。最后,对几个典型电力电子系统电路进行仿真计算,结果证明了该提取分析方法的有效性。

关键词：状态方程分析法器件非理想特性器件模型离散状态事件驱动仿真性能

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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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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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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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