检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2021年第11期36卷 2383-2393,2423页

作者：贾圣钰赵争鸣施博辰朱义诚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

随着半导体器件功率等级提高、开关速度加快,开关过程引起的电磁干扰(EMI)问题也日渐突出。与传统的EMI问题不同,电力电子系统的EMI问题由功率半导体器件的开关瞬态过程引起,其本质上是一个能量瞬变问题而非信号传输问题,变换形式为脉... 详细信息

随着半导体器件功率等级提高、开关速度加快,开关过程引起的电磁干扰(EMI)问题也日渐突出。与传统的EMI问题不同,电力电子系统的EMI问题由功率半导体器件的开关瞬态过程引起,其本质上是一个能量瞬变问题而非信号传输问题,变换形式为脉冲型而非连续型波形,传输载体和路径本质上是空间电磁场而非仅是电路电压电流。这三个特点决定了传统上从信号传播、正弦周期量变换和集总参数等效电路的角度研究EMI的方法难以揭示电力电子系统EMI问题的本质特点和规律。为此,该文从能量脉冲和电磁场瞬变过程的角度,对电磁场和载流子场耦合作用下的电力电子系统中的电磁脉冲进行建模分析。建立了面向电力电子系统EMI机理研究的三维电磁场数值模型,解算了微纳秒级开关瞬态过程中功率器件内部和空间中电磁场的分布及变化情况,并从数值计算和原理分析角度验证了所建三维电磁场数值模型的正确性。该文为电力电子系统EMI机理研究提供了有效的数值分析基础。

关键词：电磁干扰开关过程电磁脉冲三维建模

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功率开关器件多时间尺度瞬态模型(Ⅱ)——应用分析与模型互联

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电工技术学报 2017年第12期32卷 25-32页

作者：蒋烨赵争鸣施博辰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

为了更好地在实际变换器仿真分析中应用多时间尺度开关瞬态模型,提出多时间尺度开关器件模型的仿真实现方法,并通过实验对瞬态模型的适应性进行分析。根据不同时间尺度的瞬态模型所反映不同的开关特性,归纳各个时间尺度模型适合的应用... 详细信息

为了更好地在实际变换器仿真分析中应用多时间尺度开关瞬态模型,提出多时间尺度开关器件模型的仿真实现方法,并通过实验对瞬态模型的适应性进行分析。根据不同时间尺度的瞬态模型所反映不同的开关特性,归纳各个时间尺度模型适合的应用场合。同时,在离散状态事件驱动(DSED)仿真体系下,提出多时间尺度瞬态模型连接和切换的思想,使得模型可以应用在电力电子系统全时域瞬态仿真中,指导变换器的分析和设计。

关键词：功率半导体器件多时间尺度瞬态模型开关特性离散状态事件驱动

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基于开关瞬态波形提取高频隔离变压器漏感参数

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电工技术学报 2017年第14期32卷 8-16页

作者：袁立强谷庆李婧孙建宁张春朋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(DAB)DC-DC变换器中的高频隔离变压器是电能路由器的核心器件之一,在整个系统中承担着电气隔离、电压变换和功率双向传输的功能,对高频隔离变压器的漏感参数进行精确提取具有重要意义。而基于传统变压器实验的漏感测量方法不能... 详细信息

双有源桥(DAB)DC-DC变换器中的高频隔离变压器是电能路由器的核心器件之一,在整个系统中承担着电气隔离、电压变换和功率双向传输的功能,对高频隔离变压器的漏感参数进行精确提取具有重要意义。而基于传统变压器实验的漏感测量方法不能很好地匹配变压器的实际工作波形,为此,提出一种基于DAB移相控制实验的提取漏感方法。基于该方法,在不同的工作频率和电压条件下,对待测变压器进行了多组实验,实验结果证明了该方法的有效性。最后分析总结了变压器漏感和工作频率、电压幅值、移相比等因素的变化关系。

关键词：双有源桥DC-DC变换器高频隔离变压器移相控制工作频率

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基于电枢反应补偿原理的新型永磁同步电机

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电工技术学报 2014年第3期29卷 27-32页

作者：李蕴红柴建云牟树君孙旭东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

在永磁同步电机调速系统中,电机中电枢反应将引起铁心磁饱和,并进而导致电机的输出转矩随转矩电流增长明显钝化。分析表明造成该现象的主要原因是永磁电机的磁动势平衡机制存在缺陷。本文提出在永磁同步电机转子上增设一套电流可控的交... 详细信息

在永磁同步电机调速系统中,电机中电枢反应将引起铁心磁饱和,并进而导致电机的输出转矩随转矩电流增长明显钝化。分析表明造成该现象的主要原因是永磁电机的磁动势平衡机制存在缺陷。本文提出在永磁同步电机转子上增设一套电流可控的交轴励磁绕组,用以补偿电枢反应磁动势的作用,保证负载变化时电机气隙磁场基本维持恒定。这种基于电枢反应补偿原理的新型永磁同步电机突破了磁饱和对电磁转矩的限制,为提高永磁同步电机转矩密度开辟了新途径。文中给出了一台新型电机样机的设计方案。通过有限元仿真,验证了通过补偿电枢反应磁动势提高电机转矩密度的有效性,并分析了该电机带不同负载运行时的转矩、效率特性及其与传统电机的区别。

关键词：永磁同步电动机磁饱和电枢反应补偿高转矩密度

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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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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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