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绕组损耗

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温度场模拟

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变压器油

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电磁感应加热

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锁相环

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宽范围输入

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GaN器件

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高压直流输电

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功率管

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交流

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逆向

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准有源栅极控制（QAGC）

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DC/DC变换器

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恒压

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恒流

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模式划分

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功率平衡

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直流母线电压

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数字控制

(10)

作者

俱鑫

(10)
刘志良

(10)
刘焱

(10)
刘岩亮

(10)
刘博

(10)
张路

(10)
曾翔君

(10)
张耘溢

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苗虹

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曾成碧

(10)
丘东元

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董超群

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姚芳

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姚帅亮

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王晓鹏

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排序

变压器油电磁感应加热装置的设计及分析会员

期刊论文

作者：张耘溢 , 曾翔君 , 张路 , 刘博 , 刘岩亮 , 刘焱

页码： 216 - 222

摘要

2023/01/01

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变压器油通常是采用电阻加热，存在加热元件温度高、可靠性低的问题。为此，设计了一种变压器油的电磁感应加热装置，它主要由电源、控制电路和电磁加热管路组成，其加热功率可根据入口油温进行调节。建立了变压器油的流动换热数值模型，通过实验验证了模型的正确性。利用模型计算了加热功率随入口油温、油流速的变化规律，确定了加热装置的功率输出策略。该加热装置的表面热流密度可达17.6 kW/m2，而热源温度低于100℃，比传统的电阻加热装置具有更高的安全性及可靠性。
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基于双向磁反馈的过流保护电路设计会员

期刊论文

作者：贺啟峰 , 潘卫东 , 杜飞朋 , 徐成宝

页码： 209 - 215

摘要

2023/01/01

5

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为解决航天器用DC/DC变换器过流保护问题，以双向磁反馈结构作为DC/DC变换器的反馈控制主架构，对常用的“打嗝”型过流保护电路和恒流型过流保护电路进行设计对比。为集合两者优点，在恒流型过流保护电路基础上提出了一种减流型过流保护电路。该电路在实现精确过流保护和具备带大容性负载能力的同时，有效降低了短路功耗，具有结构简单、易于实现等特点，适用于空间环境。详细分析了该电路的工作原理并进行实际应用，实测结果验证了该电路方案的有效性。
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改进型准有源栅极控制电路研究与设计会员

期刊论文

作者：申铭炎 , 石勇 , 张千和 , 康家玉

页码： 200 - 208

摘要

2023/01/01

10

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高压大功率变换器中如何降低半导体开关器件的电压应力是关键技术问题，而开关器件直接串联是重要的解决方案之一。在开关器件直接串联的高压电路中，开关器件的动、静态均压特性是关键指标。准有源栅极控制QAGC（quasi-active gate control）电路是具有代表性的串联均压拓扑，其特点是通过一个外部驱动源实现串联器件的动态、静态电压应力均衡，与此同时，可用于多个开关器件直接串联控制。研究表明，当QAGC驱动串联器件多于2个时，均压网络为上层器件提供的驱动电荷不足，降低串联器件的均压效果，严重时可能导致上层器件无法开通。针对这一问题研究了一种改进型QAGC电路，该电路将QAGC与一个辅助直流源相结合，辅助直流源在上层器件开通时刻提供额外驱动电荷，可保证器件的动、静态均压特性。分析了改进型QAGC的工作原理及设计方法，采用LTspice进行仿真并搭建实验平台进行验证，仿真和实验结果验证了电路拓扑的正确性。
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基于神经网络PSD算法的GaN器件变流器控制系统设计会员

期刊论文

作者：丁一原 , 徐维

页码： 193 - 199

摘要

2023/01/01

7

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伴随电力电子技术在环保节能、智能电网中的应用，高压大功率的电力电子设备得到大力推广。 GaN器件变流器因其特殊的控制性能变成大功率、高压化控制的核心。设计了一种基于神经网络PSD算法的GaN器件变流器控制系统。当GaN器件变流器出现异常后，系统中故障信息采集模块能够高效采集GaN器件变流器异常信息并传输至自适应控制模块，自适应控制模块采用神经网络PSD算法，实现GaN器件变流器自适应控制。仿真结果表明：所设计系统对GaN器件变流器的功率、直流电流、环流以及电容电压可实现高精度控制，且该系统控制下交流器输出电压质量佳，相间短路、两相接地短路故障率得以降低，运行效率高。
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逆导型IGBT电压回跳现象在电路应用中的影响分析会员

期刊论文

作者：黄靖杰 , 马柯 , 犬石昌秀 , 张明

页码： 183 - 192

摘要

2023/01/01

7

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逆导型IGBT（RC-IGBT）是一种新型功率半导体器件，实现了IGBT和续流二极管的片内集成，具有体积小、成本低、功率密度高、正温度系数、良好的功率循环能力和关断特性等诸多优势。 RC-IGBT正向导通时存在电压回跳现象，建立物理模型详细分析其产生机理及影响因素，得出了缓冲层掺杂浓度是决定回跳电压大小的重要因素。进一步通过控制变量法，利用TCAD仿真软件，从导通特性、并联均流特性和开关特性三个方面详细测试，分析了具有不同程度回跳现象的RC-IGBT在实际电路应用中的影响。通过合理的参数选择，可将回跳电压控制在可接受的范围内，并提高了器件的综合性能，为RC-IGBT设计优化和实际应用提供了有价值的参考和理论指导。
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基于电流畸变特性的整流器开路故障诊断系统设计与实现会员

期刊论文

作者：惠杰 , 乔凯 , 赵杨 , 刘妮娜

页码： 170 - 182

摘要

2023/01/01

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半导体开关是影响电压源整流器VSR（voltage source rectifier）系统整体故障率的重要因素。为此，提出一种基于电流畸变特性的三相开路故障诊断系统，该系统由诊断模块、寄存器模块和决策模块组成。诊断模块使用滞环比较器来判断电流的变化趋势，从而诊断开路OC（open-circuit）故障；寄存器模块用于实现多开关OC故障诊断；决策模块用于输出最终结果。实验结果表明，该方法能够正确实现包括6种单开关故障和15种不同的双开关故障在内的故障诊断，故障诊断准确性好。此外，所提方法在负载突变、不同功率因数、电网电压不平衡和畸变以及不同的交流滤波器结构条件下均具有良好的抗干扰性能和较强的鲁棒性，平均诊断时间仅为3.68 ms。
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逆变器功率管开路故障诊断方法综述会员

期刊论文

作者：王晓鹏 , 姚帅亮 , 姚芳 , 董超群

页码： 156 - 169

摘要

2023/01/01

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作为各种新能源发电设备和驱动系统的核心部分，逆变器的安全性和可靠性对整个系统的安全稳定运行至关重要。近年来，高电压等级、高功率密度和高集成化的逆变器已成发展趋势，但增加更多的开关器件也会增大其故障概率，因此，采取快速有效的方法对逆变器的故障进行诊断十分重要。针对逆变器功率管故障诊断，目前的分类方法主要分为基于解析模型、基于信号处理和基于数据驱动3种。为使诊断方法分类简单直观，从实际电路中检测变量的角度，在电流、电压和功率3个方面对国内外文献进行整理，阐述了各类方法的原理、适用范围和优缺点，最后概述了逆变器故障诊断的难点和未来的发展趋势。
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适用于缓解双馈感应发电机电磁转矩脉动的新型矢量控制会员

期刊论文

作者：刘志良 , 俱鑫 , 李泽文

页码： 148 - 155

摘要

2023/01/01

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针对电网电压谐波含量要求，提出一种基于矢量控制的定子电流谐波抑制拓扑结构，重点解决双馈异步发电机DFIG（doubly-fed induction generator）电磁转矩的脉动问题。所提控制器即谐波矢量控制HVC（harmonic vector control），能够抑制电流谐波。电网电压5、7、11、13次谐波分量，由于定子串联阻抗低，导致发电机电流谐波分量为同次，且相对振幅较高，因此，HVC已被测试用于此类电流谐波成分的控制，不需要谐波滤波器来估计定子电流的谐波含量。最后，经过仿真和实验分析，证明了所提控制的适用性和有效性。研究结果表明，该控制器的稳态误差接近于0，此外，HVC可作为DFIG中的谐波滤波器，并可根据应用要求选择谐波。
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基于开关型霍尔传感器的PMSM转子位置估计方法研究会员

期刊论文

作者：郑杰 , 曹太强 , 司国雷 , 王嘉磊

页码： 139 - 147

摘要

2023/01/01

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为了降低永磁同步电机PMSM（permanent magnet synchronous motor）控制系统的成本并获得高分辨率的转速和转子位置信息，设计了一种采用开关型霍尔位置传感器来获取PMSM转速与转子位置的新型估计法。当电机运行时，通过电流补偿的一阶算法得到一组转速和转子位置数据；同时，将霍尔传感器输出的三相霍尔信号经过坐标变换和低通滤波器，得到含转子位置信息的霍尔矢量基波分量，利用正交锁相环OPLL（orthogonal phase-locked loop）提取出另一组转速和转子位置数据。然后，对两组数据采用加权平均处理的方法得到最终的估计转速和转子位置。仿真与实验结果表明，采用该方法减小了传统一阶算法估计结果的滞后性，提高了转速和转子位置估计精度。
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水下无线输电技术研究综述会员

期刊论文

作者：顾文超 , 丘东元 , 张波 , 肖文勋 , 陈艳峰

页码： 126 - 138

摘要

2023/01/01

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随着人类对海洋资源开发和利用的深入，各种水下观测、通讯、探测设备的应用需求越来越多。使用无线输电技术为水下设备充电，可以克服上岸更换电池和水下有线充电2种传统方法的不足，具有安全、灵活等优点。先后介绍了磁场式、电场式、超声波3种主要的水下无线输电技术，并详细介绍了各系统的典型结构、等效模型和性能特点，进而概述了各种水下无线输电技术的研究现状，指出目前亟待解决的问题，旨在为今后水下无线输电技术的研究提供方向。
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2023年第3期