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作者

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杜晓伟

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赵向阳

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徐国宁

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考虑宽负载变化的有源电容等效容值控制与损耗分析会员

期刊论文

作者：杨明 , 朱国荣 , 邓翔天 , 王菁 , 李存中 , 王浩然

页码： 176 - 186

摘要

2020/01/01

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二端口有源电容是一种仅有2个引出端口而无需任何附加电气连接端子的有源电路。然而，基于传统控制方法的有源电容等效容值在理想情况下是无穷大的，这不适用于某些需要精确容值的无源电容应用场合。为此，提出了一种基于二端口有源电容的等效容值控制方法，该方法能根据不同的应用需求实现对有源电容的精准容值控制。首先，对有源电容的阻抗进行建模与分析；然后，通过基于单相整流器的仿真分析，将通过等效容值控制的有源电容与具有相同容值的无源电容进行对比，以验证控制精度；最后，通过与传统有源电容控制方式在功率损耗和动态响应速度方面进行对比，结果验证了所提出等效容值控制方法的有效性。
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干扰因素下无线电能传输频率控制算法研究会员

期刊论文

作者：杨建

页码： 168 - 175

摘要

2020/01/01

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为了提高无线电能传输WPT（wireless power transmission）负载端接收功率以及效率，增强传输的稳定性，研究无线电能传输系统过耦合干扰因素下无线电能传输频率控制算法，解决在该种干扰因素下频率分裂引起的传输功率下降问题。采用自适应频率跟踪WPT系统，依据DSP控制DDS（direct digital synthesis）自动调节输出频率，完成无线电能传输频率的自适应跟踪控制。采用改进粒子群优化算法，以进化因子和时间变动为依据进行自适应调整粒子的惯性权重和学习因子，提高粒子寻求最优解的速度和粒子算法的搜索力，获取无线电能传输系统功率和效率的最优值，增强频率跟踪的速度和精度。结合Zigbee，向DSP中植入改进粒子群优化算法，控制无线电能传输系统射频源频率，完成无线电能传输系统功率和效率同步频率跟踪，增强过耦合运行状态下无线电能传输负载端接收功率及效率。实验表明，该控制算法可在临界耦合点前提高无线电能传输系统整体功率，且能提高无线电能传输系统效率，系统发射端频率得到平稳控制，性能得到改善。
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IGBT模块开关特性测试研究与驱动参数选择方法会员

期刊论文

作者：李永皓 , 陈敏

页码： 162 - 167

摘要

2020/01/01

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工业应用中需要根据工况选用合适的IGBT模块，不能直接参考模块数据手册上的数据来应用模块。本文针对特定的应用工况搭建硬件和软件电路，进行全面自动化双脉冲测试，分析了各工况条件对开关特性的影响，为IGBT模块的实际工况运行优化设计以及功率能力评估提供参考。同时，还提出了一种驱动电阻的优化切换方法和一种最佳驱动电路和驱动参数的选择方法。
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宽禁带器件在1 kV高频直流谐振变换器中的应用与对比会员

期刊论文

作者：顾占彪 , 李志斌 , 石伟杰 , 唐家承 , 张之梁 , 任小永

页码： 150 - 161

摘要

2020/01/01

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与传统硅Si（silicon）功率器件相比，第3代宽禁带功率半导体器件，如碳化硅SiC（silicon carbide）和氮化镓GaN（gallium nitride）功率器件，由于具有高功率密度、耐高温和抗辐照等特点，得到了越来越广泛的应用。分析了基于SiC和GaN的2种1 kV输入、32 V/3 kW输出的LLC谐振变换器，通过仿真和实验探究了变压器匝间电容对谐振电流的影响；并采取分离谐振腔、改变变压器绕组结构的方法，减小谐振电流的畸变，保证了开关管ZVS的实现。由于大匝比变压器难以平面化，2种变换器均采用原边串联、副边并联的矩阵变压器，实现自动均压、均流，降低电压和电流应力，提高功率密度和热稳定性。为了进一步提高效率，GaN LLC变换器副边采用同步整流。最后，本文从拓扑、损耗、整机尺寸、可靠性以及功率密度等方面对比分析了这2种变换器的优缺点，为器件的选择提供了参考依据。
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基于多功能串联补偿器的感应电机优化控制会员

期刊论文

作者：王文彬 , 李琼 , 蒙天骐 , 邓杰 , 姜飞

页码： 140 - 149

摘要

2020/01/01

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用户与电网的互动技术是配电网安全、高效运行的重要内容。首先，提出了采用多功能串联补偿器MFSC（multifunctional series compensator）的感应电机优化控制方法，通过灵活控制MFSC中的串联型电压源变流器，使其能够分别运行在电压补偿模式、自适应柔性软启动模式。在电网电压跌落期间，通过在故障相注入补偿电压快速恢复电机定子并网点电压，保证电机稳定运行；在感应电机启动期间，基于动态分压原理，通过注入变化的虚拟阻抗实现对机端电压的柔性调节，保证电机柔性启动冲击电流和谐波扰动均较小，启动过程平滑。然后提出了MFSC系统的优化控制策略及参数设计方法，仿真和实验结果验证了MFSC系统在感应电机中应用中的有效性和正确性。
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一种新型的小汽轮机给水泵变速恒频发电系统会员

期刊论文

作者：谭杰元 , 张建文 , 施刚 , 肖振坤

页码： 131 - 139

摘要

2020/01/01

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为节能减排，火力发电厂采用主汽轮机再热蒸汽驱动小汽轮机带动锅炉给水泵供水，通过调节小汽轮机进汽阀开度的方式来控制转速。但该方案在阀门处产生节流损失，轻载时对系统效率影响更大。为此，提出一种小汽轮机、给水泵和电机三者同轴连接结构，用全功率变流器驱动电机，实现给水泵变频调速，并将剩余能量馈回电网，实现节能。运行时阀门全开，调节电机电磁转矩来吸收轴系功率，平稳快速控制给水泵速度，避免阀门损耗。从汽轮机-给水泵的转速转矩及机械耦合特性出发，建立了该发电系统的数学模型，针对工况切换下的调速要求，研究了运行稳定性和抑制功率波动尖峰的控制策略及控制参数设计。最后通过仿真分析以及小功率系统的物理动模实验，验证了系统运行的可行性和有效性。
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考虑器件损耗的DAB变换器最大输出功率分析会员

期刊论文

作者：徐墨尘 , 李永建 , 李珊瑚 , 李尔平

页码： 122 - 130

摘要

2020/01/01

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针对双有源桥DAB（dual-active-bridge）DC-DC变换器输出功率受变换器运行损耗的影响，对考虑开关器件损耗的DAB变换器输出功率进行特性分析。首先，根据DAB变换器不同工作模态与开关器件的工作特性，建立了双重移相调制策略下的开关器件损耗模型；然后，利用该模型推导出考虑开关器件损耗情况下的输出功率分布，并分析了该输出功率的特性，与理想输出功率相比，考虑器件损耗下的最大输出功率点向损耗偏小的方向发生了偏移，偏移趋势与开关器件的参数有关；最后，搭建了实验平台进行验证。实验结果证明了最大输出功率点偏移趋势的准确性。
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应用于模块化多电平直流变换器的阶梯波调制策略会员

期刊论文

作者：徐晓冬 , 包广清 , 马明 , 汪宁渤 , 王裕

页码： 116 - 121

摘要

2020/01/01

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在直流配电网中，模块化多电平直流变换器MDCC（modular multilevel DC/DC converter）以模块化多电平变换器结构为基础，是实现不同电压等级直流母线电压变换和电能双向传输的核心装置。探讨MDCC的高频链阶梯波调制策略，并采用傅里叶级数建模，可有效简化阶梯波建模和分析过程。此外，阶梯波调制可有效减小高频链电压dv/dt、谐波和无功含量，提升MDCC整体效率，促进MDCC在直流配电网中的应用。
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谐振式模块化直流变换器的高增益控制会员

期刊论文

作者：杨晓峰 , 陶海波 , 杨帆 , 张延彬

页码： 104 - 115

摘要

2020/01/01

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随着新能源发电并网系统发展和各类新兴直流负载出现，直流配电网得到快速发展，高增益直流变换器成为不同电压等级互联的关键设备。提出了一种基于子模块级联结构的谐振式模块化直流变换器RMDC（resonant modular DC converter）拓扑，并利用子模块电容与桥臂电感构成串联谐振回路实现能量传递，同时级联结构易于获得较高的电压增益。首先分析了RMDC工作原理及关键参数和电压增益之间的数学关系；在此基础上，提出一种高增益控制方法；最后通过仿真和实验结果验证了理论分析和高增益控制方法的有效性和正确性。
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应用于矿井提升机系统的超级电容储能型MMC 会员

期刊论文

作者：杨晓峰 , 陶海波 , 游小杰 , 郑琼林

页码： 96 - 103

摘要

2020/01/01

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提出一种应用于矿井提升电气传动系统的超级电容储能型模块化多电平变换器MMC-SCES（super capacitor energy storage based modular multilevel converter），采用分布式超级电容组作为子模块的直流支撑电容，用于吸收提升机的再生制动能量，并在牵引工况合理释放，以提高能量的利用效率。首先分析了MMC-SCES的拓扑和工作原理；在此基础上研究了系统的关键控制策略；并通过仿真算例对所提MMC-SCES拓扑进行了验证。结果表明，MMC-SCES能够适应提升机的变频调速工况，提高了系统能量复用率，在中高压矿井提升电气传动领域中具有良好的工程应用前景。
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2020年第1期