大功率三电平变频器损耗计算及散热分析

准确计算功率器件损耗可优化变频器的散热设计。功率器件的导通和开关特性对温度比较敏感,损耗计算必须考虑结温的影响。本文分析了中点钳位式(NPC)三电平变频器功率器件导通和开关规律,在此基础上建立了一套实用的损耗计算方法。通过热阻等效电路计算了功率器件的结温。对一台1MVA NPC三电平变频器在逆变和整流两种典型工况下进行了试验分析,采用红外热成像仪对功率器件的温度进行测量,计算和测量结果误差率在5%以内,验证了损耗计算的准确性。

永磁直驱风力发电系统中两电平与三电平变流器比较

永磁直驱风力发电系统在低压等级下多采用两电平变流器并联运行,而在中压等级下采用三电平变流器较为合适。从系统输出性能和损耗2个方面对两电平与三电平变流器在永磁直驱风力发电系统中的应用进行了综合比较。建立了变流器功率器件和滤波电感的损耗模型,根据两电平和三电平变流器的工作原理,得出了一套实用的损耗计算公式。仿真和实验结果表明,相对于两电平变流器,三电平变流器网侧电流谐波含量较小,损耗明显降低。

三电平PWM整流器的研究

在大功率应用中,由于在达到相同性能情况下,两电平较三电平整流器开关频率高一倍,散热困难,对IGBT管的耐压要求较高,因此研究了一种中点箝位型三电平PWM整流器。通过对这种拓扑结构与双三电平变频器系统的研究,提出了基于电网电压虚拟磁链定向的SVPWM控制策略。通过仿真和实验研究结果表明,中点箝位型三电平整流器可以很好地稳定直流母线电压,提高整流器的功率因数,并对电流谐波进行抑制。

一种快速纯化蛋白的电洗脱方法

以TB2 4kDa蛋白为例介绍了一种快速纯化蛋白的电洗脱方法。根据作者实验室先前建立的提取苦荞种子蛋白的方法制备TB2 4kDa蛋白粗提物 ,利用阴离子交换层析和改进的电泳洗脱方法对其进行纯化。结果显示 :经改进的电洗脱纯化 ,1mg粗蛋白可以回收得到 15 0 μg左右的目的蛋白 ,回收率为 15 .32 % ,纯化效果较理想。

考虑磁场饱和效应的凸极同步电动机建模

针对常规线性磁场模型难以准确描述凸极同步电动机的稳态和动态特性,磁场饱和效应严重影响高性能电动机驱动系统的控制精确度,对凸极同步电动机磁场饱和模型进行了研究。阐述了电动机d-q轴交叉饱和的机理,采用稳态饱和电感,动态饱和电感以及交叉饱和电感来表述磁场非线性的特征,建立了凸极同步电动机非线性磁场饱和模型,同时给出了其状态空间方程。采用矢量控制策略对凸极同步电动机的磁场饱和模型进行仿真分析,结果表明电动机的励磁电流能根据磁场饱和程度做出准确的响应建立电动机的磁场,d-q轴电流和负载功角的变化规律完全符合磁场饱和运行工况,验证了模型的有效性。

有源钳位三电平变频器调制策略及损耗分析

传统中点钳位(NPC)三电平变频器存在功率器件损耗不平衡问题,导致部分功率器件发热严重,限制了变频器容量和功率器件开关频率的提升。采用有源钳位(ANPC)三电平拓扑结构可产生冗余零电压状态输出实现功率器件损耗平衡。分析了ANPC三电平变频器的工作原理及其换流方式1和方式2下功率器件的工作特性,并给出了两者PWM脉冲生成的方法,在单周期切换模式下ANPC三电平变频器功率器件损耗具有较好的平衡能力。实验验证了两种换流方式下调制策略的正确性以及单周期切换模式的有效性。

永磁直驱风电变流器功率器件损耗分析

永磁直驱风力发电系统在低电压等级下多采用两电平变流器并联运行,而在中压等级下采用三电平变流器较为合适。在分析绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块损耗的基础上,根据两电平和三电平变流器的工作机理,建立了一套考虑结温效应的变流器损耗计算公式。对永磁直驱风力发电系统中并联两电平和三电平变流器的损耗进行了对比分析,分析结果表明,相对于并联两电平结构,三电平变流器的总损耗可减少27%。实验验证了三电平变流器功率器件开关状态的正确性,损耗分析为MW级风力发电系统中三电平变流器散热设计奠定了基础。

考虑磁场饱和效应的电励磁同步电机矢量控制

电励磁同步电机矢量控制系统中电压模型磁链观测器受初始定子磁链值以及电压和电流测量值的影响,采用电流模型对其进行修正可提高磁链观测器的精度。随着负载电流的增大,电机的磁路会进入饱和状态,传统线性电流模型磁链观测器误差较大,通过引入d轴饱和指数可准确描述磁场饱和状态下电机定子磁链随电流的变化规律。同步电机矢量控制实验验证了电压-电流混合磁链观测器的准确性以及饱和磁场控制的有效性。

Back-to-Back双三电平电励磁同步电机矢量控制系统

以基于Back-to-Back双三电平功率变换器电励磁同步电机矢量控制为研究对象,提出了适用于全速范围的全阶闭环气隙磁链观测器,阐明了其内部基于滤波器特性的电流-电压模型之间的平滑切换机理。三电平有源前端实现网侧的单位功率因数运行,减少对电网污染的同时实现能量的双向流动。同时引入具有自适应调节中点电位的简化三电平电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,并在此基础上提出新颖的三电平功率变换器相电压重构算法。现场运行结果表明基于Back-to-Back双三电平功率变换器电励磁同步电机矢量控制解决方案具有优良的控制性能,真正实现了节能调速和绿色环保的高度结合。

一种新的连通区域标记算法

为了进一步提高标记效率,提出了一种连通区域标记的新算法RCL(run and contour based labeling algo-rithm)。该算法采用轮廓跟踪技术、行程技术和位操作等一系列加速技术,彻底消除了传统算法标记过程中对邻居像素信息的依赖。实验表明RCL算法的执行效率与传统的轮廓跟踪法相比提高了约80%,而且表现出稳定的性能和非常好的鲁棒性。

双三电平双馈电机控制系统

以双馈电机的矢量控制技术为研究对象,采用交流/直流/交流变流器作为主电路。交流/直流采用三相三电平整流器实现网侧的单位功率因数,减少对电网污染的同时实现能量的双向流动。直流/交流采用三电平逆变器,并对双馈电机进行定子磁链定向的矢量控制,定子侧功率因数为1,且电机动态性能良好。本文还采用了一种新型的电压空间矢量脉宽调制算法对三电平逆变器的电压空间矢量平面进行简化,将三电平逆变器电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,并方便地实现了对中点电位平衡的控制。

苦荞麦主要过敏蛋白N端基因片段的克隆及序列分析

为了获得苦荞麦主要过敏蛋白全长基因并深入开展苦荞过敏蛋白的研究,本实验在先前获得的苦荞麦主要过敏蛋白C端(TBa)基因序列的基础上,设计不同的引物,以开花20d左右的苦荞麦果实为材料提取总RNA,并以此RNA为模板,通过RT-PCR和5'-RACE等方法,扩增,克隆获得苦荞麦主要过敏蛋白N端(命名为TBb)cDNA序列。序列分析结果表明,该序列由1005bp组成,开放阅读框为960bp,可编码一个由320个氨基酸残基组成的功能蛋白。同源性分析显示,此核苷酸序列与甜荞麦过敏性贮藏蛋白及豆球类蛋白的同源性达到90%。由此核苷酸序列推导出的氨基酸序列与甜荞麦13S贮藏蛋白有84%的同源性,与甜荞麦主要过敏蛋白有76%的同源性。苦荞麦主要过敏蛋白N端基因的获得为该蛋白的重组表达及其生物学活性等研究建立了前期基础。

三电平整流器中性点平衡控制策略的研究

基于四象限运行的二极管箝位式三电平PWM整流器,采用一种新型的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,将三电平逆变器的电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,并深入分析了三电平整流器中性点平衡的原理及控制算法,提出了一种支持整流器四象限运行的无需直流侧电流传感器的直流侧功率流向判断方法。最后通过实验验证了控制算法的有效性。

有源钳位三电平变频器及其结温平衡控制

传统中点钳位(NPC)三电平变频器存在功率器件结温不平衡的缺点,严重限制了变频器容量的提升,采用有源钳位(ANPC)三电平拓扑可平衡功率器件的结温。本文对ANPC三电平变频器的开关状态及其换流方式进行了分析,并给出了功率器件的损耗和散热模型。介绍了ANPC三电平变频器的两种PWM方式,在此基础上提出了一种结温平衡控制方法。实验结果表明,该方法能够随着调制度的变化动态改变PWM方式1和方式2的工作比例,实现结温平衡控制。相比于NPC三电平变频器,ANPC在逆变和整流模式下的容量可分别提高23.1%和33.3%,具有较高的工程应用价值。

基于改进型磁链观测器直流励磁同步电机控制

定子磁链的准确观测和有效控制对提高直流励磁同步电机直接转矩控制系统的性能有着重要的意义,针对纯积分电压模型存在观测磁链偏差问题,提出一种基于磁链幅值平方和修正方法的定子磁链观测器,并对该观测器进行详细的分析。同时将简化三电平空间矢量调制算法引入到直接转矩控制中,实现转矩、磁链误差的精确补偿,并在此基础上提出三电平功率变换器相电压重构算法。实验结果表明基于所提的改进型定子磁链观测器直流励磁同步电动机空间矢量调制型直接转矩控制解决方案具有优良的控制性能。

苦荞过敏蛋白TB22的原核表达及纯化

为了确定苦荞主要过敏原蛋白TB2 2的抗原决定簇 ,揭示其致敏机制 ,为以后的分子改造及育种改良打下基础 ,需要在体外微生物体系中获得大量的纯化蛋白。以pQE 31为表达载体 ,M1 5为表达菌株 ,使用IPTG诱导 ,在 37℃获得了以包涵体形式存在的表达产物。经WesternBlotting检测 ,证明表达条带N端带有Histidinetag。使用 8mol L尿素初步纯化后 ,目的蛋白含量达到 40 %以上。进一步HitrapChelatingHP亲和纯化 ,表达蛋白的纯度达到 90 %以上。建立了适合重组TB2 2纯化的基本方法 ,得到了纯化的包涵体 ,为抗TB2 2抗体的制备及其抗原决定簇的研究奠定了基础。

三电平变频器控制策略的仿真与实现

采用新型电压空间矢量脉宽调制算法对三电平逆变器的电压空间矢量平面进行简化,将其电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,使用两电平逆变器脉宽调制方法对三电平逆变器进行调制,简化了中点电位平衡控制策略。分别建立了MATLAB7.0下的仿真平台及DSP F2812为主控制器的硬件实验平台,通过仿真及实验验证了该算法及其对中点电位控制的有效性。

直流励磁凸极同步电机饱和分析及其矢量控制

随着负载电流的增大,电机的磁路会进入饱和状态,传统的线性电流模型无法准确辨识电机磁链,因此凸极同步电机磁链观测模型中必须考虑饱和效应的影响。针对凸极同步电机转子结构不对称,通过实验得到的d轴饱和曲线无法完整表述电机的饱和效应,本文采用了一种q轴折算思想,将凸极同步电机转化为隐极同步电机,同时引入稳态饱和电感、动态饱和电感及交叉饱和电感。并在此基础上提出了考虑磁场饱和效应的凸极同步电机混合气隙磁链观测模型及其矢量控制策略。仿真和实验结果表明所提直流励磁凸极同步电机矢量控制解决方案具有优良的控制性能,以及很高的理论与应用价值。

艾司氯胺酮对创伤性脑损伤大鼠神经元损伤炎症及AMPK/NF-κB信号通路的影响

目的:探讨艾司氯胺酮对创伤性脑损伤(TBI)大鼠神经元损伤、炎症及单磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)/核因子-κB(NF-κB)信号通路的影响。方法:将大鼠按照随机数表法分为假手术组、模型组、艾司氯胺酮组(50mg/kg)、AMPK抑制剂组(20mg/kg)、艾司氯胺酮+AMPK抑制剂组(50mg/kg+20mg/kg),除假手术组外,其余各组建立TBI大鼠模型,各组给予相应干预7d。采用改良神经功能缺损评分(mNSS)评估大鼠神经功能;酶联免疫吸附法检测血清白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平;HE染色观察大鼠损伤灶周围脑组织病变状况;尼氏染色观察大鼠损伤灶周围脑组织神经元损伤状况;TUNEL检测大鼠损伤灶周围脑组织神经元凋亡情况;蛋白印迹法检测大鼠损伤灶周围脑组织中AMPK/NF-κB通路蛋白表达。结果:与假手术组相比,模型组大鼠损伤灶周围脑组织出现严重病变、神经元损伤严重,mNSS评分、血清IL-6、TNF-α、神经元凋亡数、磷酸化NF-κB p65(p-NF-κB p65)/NF-κB p65蛋白表达显著升高,磷酸化AMPK(p-AMPK)/AMPK蛋白表达显著降低(P<0.05)。与模型组相比,艾司氯胺酮组大鼠损伤灶周围脑组织病理状况和神经元损伤得到改善,mNSS评分、血清IL-6、TNF-α、神经元凋亡数、p-NF-κB p65/NF-κB p65蛋白表达显著降低,p-AMPK/AMPK蛋白表达显著升高(P<0.05),AMPK抑制剂组大鼠损伤灶周围脑组织病变、神经元损伤加重,mNSS评分、血清IL-6、TNF-α、神经元凋亡数、p-NF-κB p65/NF-κB p65蛋白表达显著升高,p-AMPK/AMPK蛋白表达显著降低(P<0.05)。艾司氯胺酮+AMPK抑制剂组上述各指标变化介于艾司氯胺酮组和AMPK抑制剂组之间。结论:艾司氯胺酮可减轻TBI大鼠神经元损伤和炎症反应,可能与调控AMPK/NF-κB信号通路有关。

空间矢量调制型凸极同步电动机直接转矩控制

凸极同步电动机的定子磁链变化时间常数通常较小,采用传统的双滞环直接转矩控制(DTC)策略使得电机的电磁转矩和定子磁链存在着较大的脉动。将空间矢量调制型直接转矩控制(SVM-DTC)策略引入到凸极同步电动机,优化的空间电压矢量组合实现了转矩、磁链误差的精确补偿,同时保证功率器件开关频率恒定。仿真结果表明,与凸极同步电动机传统DTC相比,基于SVM-DTC策略的控制系统能够使电机定子电流畸变率明显降低;转矩和定子磁链脉动显著减小;转矩响应速度快;运行平稳。