基于超级电容器储能状态的动态均压技术

超级电容器的单体工作电压较低,通常需要串联成组使用。组内单体的充电电压和充电速度因参数差异而不同。为避免单体发生过充现象,需要采用动态均压技术在充电过程中保证单体的电压均衡。分析了恒流-恒压充电方式对基于超级电容器荷电状态(SOC)的动态均压技术均压速度的影响,并提出了一种基于超级电容器储能状态(SOE)的动态均压技术。该技术根据单体SOE进行充电功率分配,采用恒功限流-恒压充电方式对单体充电,以此加快单体动态电压均衡速度。仿真及实验结果验证了所提动态均压技术的有效性及快速性。

三断口真空断路器的动态均压措施

为解决三断口真空断路器串联运行的动态均压问题,从其暂态等值模型出发,通过PSCAD/EMTDC仿真分析了杂散电容、非同期开断和重击穿对三断口真空断路器暂态恢复电压分配的影响。比较了均压电容和金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)的均压效果。仿真结果表明,2种措施均具有较好的均压效果,但MOA在均压的同时还具有限压效果。因此建议采用均压电容与MOA共同作为三断口真空断路器的动态均压措施。

基于IGBT串联运行的动态均压研究

绝缘栅双极晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)串联运行易于实现IGBT的扩容, 但同时也带来了不均压的问题。设计了以L,R为感性负载的实验电路,采用仿真软件PSpice仿真分析出IGBT串联运行时动态不均压原因是吸收电路参数不一致、门极驱动信号延时不同、门极驱动电路参数不一致引起的。并提出了IGBT串联运行动态均压措施(选同型号IGBT、吸收电路参数与结构一致、门极驱动信号同步、门极电路参数一致)。

动态均压缓冲电路引起的晶闸管电流应力计算方法

为精确计算动态均压缓冲电路引起的晶闸管开通电流应力,分析理想开关模型的缺陷,通过正交实验研究晶闸管开通指数电压源模型的影响因素。应用该指数电压源模型,推导出开通电流应力的计算公式。并在仿真平台PSCAD/EMTDC中应用指数电压源模型进行了仿真分析,结果表明:理想开关模型不能客观、准确地反映该电流应力,应采用指数电压源模型进行计算;影响该指数模型中的关键参数的多种因素中,电压因素影响力最大。

IGBT串联动态均压特性分析与控制

多个IGBT直接串联工作是实现高压功率变换的有效途径之一,而串联IGBT之间的动态均压是实现其安全可靠工作的关键。基于对场截止型绝缘栅双极型晶体管(FS-IGBT)串联工作特性的实验测试与分析,发现其关断时刻差异与关断过程不均压程度的关系规律,并提出一种能反应串联IGBT特性并且可以通过实时调节各IGBT关断延时(或超前)时间而实现动态均压的控制策略,该时间调节量由两段式调节算法生成,即在不均压程度较大时采用比例-二次方算法,实现均压快速性;在不均压程度较小时采用比例算法,实现均压稳定性。并将每个IGBT的延时调节量递推引入其相邻的下一个IGBT的延时形成单元,进一步优化均压调节速度。实验验证了所提出的动态均压控制方法的可行性和有效性。

大功率IGBT模块串联动态均压的研究

绝缘栅双极型晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的串联使用是一种较为有效的提高耐压的方法。作为电感储能型脉冲功率系统中的主断路开关,IGBT串联组合会在开关的动作瞬间在各串联模块两端出现动态不均压的现象。工程应用中,各串联IGBT栅极驱动信号的不同步是导致动态不均压的主要原因。文中分别从负载侧被动均压和栅极侧主动均压对驱动信号的同步性补偿作用进行了理论分析和实验验证,结果表明均可以达到很好的动态均压效果。在此基础上提出利用阻容二极管有源均压法实现多个IGBT模块的串联应用,仿真验证了该方法在3个IGBT串联应用中的可行性。对工程实际应用具有一定的参考意义。

基于驱动信号同步的串联IGBT动态均压方法

为解决由驱动信号不同步引起的多个IGBT串联动态电压不均衡问题,以实现串联IGBT在大功率高电压场合的应用。在研究国内外多种IGBT动态串联均压技术的基础上,采用同步变压器和端电压钳位电路相结合以实现动态电压均衡,并对其工作原理进行了说明。然后运用Saber仿真软件,建立串联IGBT的动态均压仿真电路。仿真结果表明,动态均压电路在IGBT串联运行时不仅能够很好地抑制IGBT驱动信号不同步造成的动态电压不均衡,而且能够使开关瞬态的过电压≤10%,确保了串联IGBT的安全运行。

动态均压偏差率下的MMC均压控制策略

现有模块化多电平换流器(MMC)的调制策略主要基于比较型排序方式,存在算法复杂、计算负荷大、子模块(SM)频繁投切、系统损耗较大等缺陷。针对上述问题,文中提出一种基于动态均压偏差率(DVDR)的系统调制方式。首先,将子模块电容电压与其平均值作差得到差值序列,将差值序列按正负进行快速分组;然后,针对所得子序列设置动态均压偏差率,计算得到必要动作子模块(NASM),只需对于单一子序列中必要动作子模块序列进行排序即可降低系统计算负荷;其次,结合优化开关频率控制设置不同电压阈值与降频因子,通过判断桥臂电流方向,在保持电压一致性的前提下降低功率器件开关频率,减少电压波形畸变率;最后,在Matlab/Simulink平台上搭建仿真实验模型,验证文中所述控制策略的可行性。

混合串联换流阀抑制换相失败的作用原理及动态均压电路参数设计

采用全控型电力电子器件改造电网换相换流器高压直流输电技术(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)来抑制换相失败(commutation failure,CF)是目前研究热点,但忽略器件差异性会对拓扑作用原理和器件电气应力分析产生关键影响,降低了工程应用的参考意义。文中研究一种由晶闸管与可关断管串联构成的混合换流阀(hybrid series converter valve,HSCV),考虑器件特性的差异。设计HSCV的工作状态,分析HSCV的抵御CF的作用原理。对HSCV器件进行合理选型并设计关断时序。分析关断过电压现象,并基于电压电流应力提出可关断管动态均压支路参数的设计原则。SABER和PSCAD/EMTDC仿真结果表明,HSCV能够增大晶闸管恢复正向阻断能力的时间,防止该阀重新导通和倒换相;提出的参数设计原则可以合理设计动态均压支路,有效解决可关断管的过电压问题,满足器件参数要求;相较于LCC-HVDC系统和其他经全控型电力电子器件改造的LCC-HVDC系统,基于HSCV的高压直流输电系统具备更强的CF抑制作用。

一种基于栅极控制的IGBT串联动态均压方法

目前单管绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的耐压能力还不足以满足高电压大功率整流器、逆变器、柔性输电等场合的需求。IGBT的串联使用是一种提高耐压能力的有效方法,解决均压问题则是实现IGBT串联应用的关键。本文详细分析了IGBT动态关断过程,并结合关断过程对栅极驱动信号延时导致的串联不均压机理进行了分析,在此基础上提出了一种基于栅极控制的IGBT串联动态均压控制方法,通过延长密勒平台和抑制集射电压斜率实现串联动态均压,并给出了该方法的电路结构和工作原理。在MATLAB/SIMULINK平台仿真验证了该方法的有效性和可行性。

IGBT串联的均压问题：均压问题一般考虑动态均压、静态均压和RC电路等方法

现在生产的IGBT的耐压等级达不到生产实践运用的等级，由于技术受限，因为1GBT的最高电压要作为一个变流器输出交流，首先要把它变成有效值，同时还要给IGBT留一定容量，而冗余度就是防止IGBT在工作中会产生毛刺。

IGBT杂散参数对串联动态均压影响的仿真分析

分析了影响IGBT电气特性的关键参数组成,罗列了IGBT关键参数提取方法,并对影响IGBT串联均压效果的关键因素进行研究。基于Saber仿真软件,分析了IGBT关键参数对串联均压的影响,并与试验结果进行对比,论证了研究成果的准确性。

综采放顶煤采空区的动态均压监测系统

许厂煤矿研制应用的矿井均压动态监测系统,是矿井均压通风技术的新发展。该系统在1319工作面及其周围采空区根据实测进行了有效均压。实际应用表明该系统运行稳定可靠,能够实时监测矿井通风系统的压力变化状况,并对有关测点的压力均衡情况进行分析判断,采用先进、科学的方法进行均压调节方案的设计与优选,况且功能齐全,操作直观方便。因此,该系统的装备应用,使煤矿通风和防灭火工作上了一个新的水平。

外源性CO气体侵入复杂采场环境下域内静态封控与域外动态均压协同控制技术研究

项目重点围绕吉安煤业有限公司3103工作面的安全开采开展的外源性CO气体侵入复杂采场环境下域内静态封控与域外动态均压协同控制技术进行研究,突破了传统正向均压系统中均压点的飘移问题,采用域外负压式动态均压技术,解决了复杂采场环境下风压分布多变的不稳定问题,从根本上克服了外源性有害性对采场的侵扰,实现了吉安煤业有限公司3103工作面开采过程中的强度,基于采动应力影响和负压抽出式通风的双重作用下的域内帷幕封控、域外的风压阻断的技术保障.

一种基于直流电容取电的多电平变流器电容动态均压方法

多电平变流器的电容电压不均问题影响装置容量利用率、稳定运行以及电能质量。提出一种基于直流电容取电的多电平变流器动态电阻均压装置及控制方法。该装置由低压金属氧化物半导体场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)与电阻串联构成动态均压电阻,通过宽范围电压输入型DC-DC电源从直流电容获取功率,并采用滞回比较、占空比控制等方法控制低压MOSFET的开通和关断,实现多电平变流器各电容电压的动态均衡控制。该装置增加的成本较低,控制方法较为简单,易于实现,适用于各种多电平变流器结构,通用性较强。基于PSCAD/EMTDC的仿真表明,提出的动态电阻均压装置和控制方法能够良好地实现多电平变流器直流电容的动态均压控制。

超级电容器组单体电压动态均衡

针对超级电容器在串联中存在的问题,介绍了一种利用先进的高效率双向DC/DC变换技术,将多个双向推挽变换器通过一个多绕组的变压器实现相互耦合,应用多源激励变压器原理的超级电容器组单体电压的动态均衡电路,通过能量的耦合,实现了串联超级电容器组单体电压的实时动态均衡,使超级电容器组延长有效使用寿命,提高超级电容器的工作可靠性。

IGBT串联均压电路的动态和静态分析

在高压、大功率领域中,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的串联使用备受关注,IGBT的静态和动态均压成为串联使用的关键技术。在研究了多种IGBT串联静态均压和动态均压的基础上,提出一种结构简单、控制容易的均压电路,并对其静态均压和动态均压的工作原理进行了详细叙述。实验结果表明,该电路很好地解决了IGBT在串联使用时的均压问题,在静态和动态过程中,都起到了抑制过电压的作用,能保证开关不同步造成的过电压小于10%,确保了IGBT串联时的有效使用。

动态均压技术在孤岛采空区防灭火中的应用

围绕孤岛采空区进行开采的工作面,由于其风流在不同阶段的多变性,需要根据压能的变化情况及时调整防灭火方案。利用动态均压防灭火技术,进行了分阶段防灭火设计,有效地防止了煤炭自燃的发生。

混合式断路器的IGBT串联均压技术

作为混合式断路器中电力电子换流装置的主要器件——绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)单个器件容量的不足限制了其在电力系统领域的应用。对混合式断路器的拓扑结构及工作原理进行了介绍,对影响串联IGBT均压的因素进行了机理研究和实验分析,提出了一种闭环控制均压电路。仿真结果表明,该电路能较好实现串联IGBT动态均压,具有可快速连续控制,损耗小、成本低、易安装等特点。

晶闸管串联应用时均压配对方法的探讨

分析了晶闸管各种工作状态对串联晶闸管均压产生的影响，并在实验的基础上，探讨出晶闸管在串联应用时的均压配对方法。实践证明，该方法是行之有效的。