微控制器控制的大功率DC-DC变流器

本文论述微控制器PIC16C62实时控制的大功率直流变流器的电路组成与工作原理等,对其特点作简要分析。

地铁列车大功率高频辅助变流器散热系统的设计及优化试验验证

[目的]地铁列车大功率辅助变流器高度集成化后,散热要求越来越高,为此有必要提出散热系统新设计方案。[方法]通过系统的损耗计算、风机选型、散热风道布局等一系列正向设计,结合仿真来验证热设计的合理性。[结果及结论]仿真表明,在单台辅助变流器故障工况下,中间腔室流场分布不均,导致变压器温升较高,存在热失效风险。在此基础上对风道结构进行优化,仿真确认优化后风道的流场分布较均匀,变压器温升显著降低且在器件应用温度范围内,表明优化后散热系统满足应用需求。为验证理论设计的合理性,开展了样机的温升试验,对比仿真和样机试验结果,在单台/两台满载工况下,关键器件的温升和仿真温度差控制在5℃,均在选型的应用范围内,表明风道散热系统设计合理。通过正向优化设计提出了一种新型变流器散热系统及柜体结构,样机试验验证了仿真分析的有效性,大幅缩短了样机的开发周期,提高了市场响应速度,为大功率高频辅助变流器设计及优化提供方法及思路。

车载变流器大功率IGBT数字驱动方法研究

文中首先对车载变流器大功率IGBT的驱动进行了深入分析研究,提出了数字驱动的保护构架与保护思想。随后阐述了数字脉冲分配保护作为IGBT驱动预处理的重要作用,列出了预处理的主要功能。之后着重分析了IGBT开关过程中驱动电阻对开关性能的影响,并提出了数字驱动的保护方案。最后设计试验,得到了开通关断过程中不同栅极电阻对应的驱动特性,并结合IGBT开关特性得到最优的开关方案,测试结果表明:数字驱动方案大大降低了开通过程中的损耗与di/dt及关断过程的损耗与du/dt。这一研究成果已在既有大功率机车和动车上装车运用。

大功率风电机组变流器散热系统结构设计研究

大功率风电机组变流器散热系统是风电机组安全运行的保障,通过散热功能确保变流器稳定运行。本文就针对大功率风电机组变流器散热系统结构设计进行全面研究,探讨变流器散热方式,并以塔筒传热计算为基础,分析散热器系统结构和优化措施。通过本文研究发现:大功率发电机组变流器散热系统结构优化可通过增加导热管等完成,实践验证后证明散热结构优化后效果明显,可推广应用。

风力发电系统中大功率变流器的应用

风电系统对中压大功率变流器的需求日益增加,大功率变流器已引起人们极大的兴趣。直接驱动型变速恒频风力发电是一种新型的发电技术,它具有无齿轮箱、机械磨损小、整机效率高,运行维护成本低等优点,在风力发电领域中有着很好的应用前景。为掌握变流器的设计制造技术,推动我国风电事业的发展,首先对直驱型变速恒频风力发电系统基本拓扑结构进行了对比分析,着重介绍了直接驱动型风力发电系统几种大功率变流器拓扑结构,比较了各种拓扑结构的优缺点、技术难点,以及实际应用中存在的问题,并对大功率变流器在风力发电系统应用中的可行性进行了相关分析与探讨,为直驱风力发电系统拓扑结构的选型提供了参考基础。采用的二极管箝位五电平级联H桥拓扑,结合了二极管箝位型多电平和级联H桥多电平的优势,需要较少的箝位二极管和独立直流电源,即可进一步提高输出电压等级,使用移相变压器和12脉波整流器作为输入电路,可以方便地应用在使用多相永磁同步发电机的直驱风电系统中。仿真和实验结果证实了所采用的拓扑及其控制方法的有效性。

用于大功率变流器的IGCT功能型模型(英文)

IGCT(集成门极换流晶闸管)由于其优越的性能在中压大功率变换器领域中正逐渐得到广泛应用。该文描述了一种适用于高压大功率变流仿真和计算机设计的IGCT功能型模型,该模型是依据IGCT的主要外部物理特性,在PSIM软件包下建立的等效电路。此模型的主要特点就是计算速度快,参数求解简单。该文详细描述了该模型的等效原理和模型构成,并根据IGCT—5SHX08F4502给出了模型主要参数。仿真和实验结果对比表明该模型具有一定的实用性。

基于Icepak的MW级大功率变流器热设计

从主电路损耗计算、热流路径分析、散热通道设计、热仿真分析、试验验证等几个方面详细介绍了MW级大功率变流器的热设计,给出了功率元件损耗计算公式,介绍了热传导路径、散热系统参数计算方法和热设计思路,通过Icepak软件进行了热仿真,最后通过试验验证了所述热设计方法的准确性。

基于大功率LLC谐振变换器的中频化辅助变流器

为降低辅助变流器的体积重量,提高功率密度,设计了一种基于大功率LLC谐振变换器的中频化辅助变流器。首先,对中频化辅助变流器拓扑和LLC谐振变换器工作原理进行了介绍,在此基础上对LLC谐振变换器电压增益和频率的设计进行了详细分析,最后进行了仿真和实验验证,为辅助变流器减重增效打下了基础。

国产高压大功率IGBT应用于机车变流器工作特性测试研究

高压大容量IGBT器件广泛应用于现代电力机车变流器系统中,其工作特性决定了电力机车的运行性能。用于牵引变流器的IGBT模块在功率密度、反并联二极管容量、封装技术和工作环境上要求更加严格。依据实际应用环境,测试并掌握IGBT器件的特性参数,选用合适的驱动保护电路,可以确保IGBT稳定可靠运行,充分发挥变流系统的控制特性。本文重点研究DM型国产大功率IGBT的工作特性,选取两种国外同规格IGBT进行对比测试分析。将国产DM型IGBT应用到HXD2F机车变流器进行了特性测试,测试结果为此款IGBT以后应用于牵引变流器的开发设计选型提供参考。

大功率变流器纯水冷却系统的研制与应用

大功率变流装置采用全封闭循环水冷却系统 ,不仅可以利用水散热效率高的特点 ,而且还可以节水、节电 ,缩小体积 ,防止污染。文中详细讨论了该纯水冷却系统的结构和原理 ,并且该冷却系统已经用于国产± 2 0 Mvar STATCOM中。通过近 2年的实际运行证明上述系统完全可以满足大功率变流器冷却的要求。

大功率变流器共模电压产生及抑制研究

通过三相等效电路详细分析了H桥多电平变流器共模电压的产生机理,介绍了共模电压对大功率变流器及变频调速系统的危害;讨论了目前共模电压抑制技术的研究现状,分析了外加滤波装置和改变变流器结构的硬件抑制方法及采用控制策略的软件抑制方法的特点及其不足,为研究新的共模电压抑制策略提供了参考;最后,提出未来大功率变流器共模电压抑制的研究重点:一是兼顾直流电压利用率和谐波含量的最优共模电压抑制方法,二是从本质上找出一种通用于各种拓扑结构的完全消除共模电压的统一算法。

大功率三电平变流器中的能量回馈型吸收电路

吸收电路对大功率变流器的可靠工作起着极其重要的作用。分析了能量回馈型吸收电路在 30 0kVAIPM三电平变流器中的工作过程 ,提供了其参数的选择 ,总结了其特点 。

一种新颖采用磁集成技术大功率组合式高增益Boost变流器研究

为满足规模化储能系统及直流母线型分布式发电系统对大功率、高增益、高效率和高功率密度直流升压变换器的要求,提出了一种适用于大功率应用场合的组合式双输入高增益磁集成Boost变流器,并研究了该拓扑组合复用和控制策略。首先详细介绍了所提出的新型变流器的电路结构、工作模态和电气性能,推演出变流器电压增益、开关管应力及电感电流纹波特性,并分别讨论了组合拓扑的交叉控制和互补控制策略,通过与传统双输入Boost变流器的电压增益对比,该拓扑在两种控制模式下均具备更大电压增益和更小的电流纹波;其次推导了静态等效电感和暂态等效电感,以及耦合电感下稳态电流纹波和暂态电流响应速度的关系,给出耦合电感设计准则;最后制作实验样机进行测试,结果证明了理论分析的正确性。新拓扑较之传统高增益大功率升压变流器具备高增益、高功率密度、低应力和低纹波的优势,具备极大的研究价值和实用潜力。

大功率变流技术与应用 (三)——矩阵变流器

矩阵变流器是强迫换相的PWM交-交直接变流器,即是直接的、完全对称的多相输入-多相输出网络,由电力电子开关组成,没有笨重的电感器和电容器。其优点是,输入电流为正弦形的,且功率因数高,双向功率流,不产生亚谐波分量。这种变流器满足电机调速、节能和电能质量管理对变流器所期望的电性能。文章系统地描述了矩阵变流器的原理、换流、调制,并介绍减少了开关器件的稀疏和超稀疏矩阵变流器。

大功率变流器冷却技术及其进展

随着电子模块功率密度的不断增加,寻找一种经济有效的散热方法受到日益广泛的关注。文章论述了电力电子装置变流器冷却的基本原理、技术进展,以及分析方法。

大功率变流技术与应用(五)——PWM开关模式直-直变流器

直-直变流器巳广泛用于计算机、电子装置、直流电传动和新能源中。太阳能发电、燃料电池本身只能输出较小的直流电压,其输出特性随负载变化大,因此需通过直-直变流器进行调节。多年来,随着电力电子器件和控制技术的发展,以追求紧凑、高性能、低损耗为目标,促使直-直变流器的电路拓扑、功能优化不断取得新的进步。基本电路通过重构、组合产生了各种新的变流器类型。与此同时,PWM开关模式直-直变流器的建模、软开关及各种现代控制技术的研究成果及移植应用,使得直-直变流器技术及其应用前景更加值得关注。

大功率FB—ZVS—PFM准谐振变流器

谐振变流是现代电力电子技术近年来发展最快的前沿领域之一．本文介绍了一种全桥零电压开关脉冲频率调制式准谐振变流器（ＦＢ—ＺＶＳ—ＰＦＭ—ＱＲＣ），以及它的工作原理和实现“软开关”的关键无件参数的计算方法，具有一定的实用和参考价值．

大功率变流器的拓扑结构与器件选择

详细阐述了IGCT、ETO、IEGT等新型器件的技术特点和应用前景以及矩阵式变流器、多点式变流器和多相逆变器等高性能、大功率变流器的结构、特性与应用状况,提出了适用于电力推进的大功率变流器的选择方案。

浅谈大功率晶体管变流器的保护问题

半导体电力电子器件的工艺及电力电子装置技术的发展,每年都有成千上万只大功率GTR用于装置中的直流调速、交流调速、DC-DC交流器、变频电源等系统以取代原有的晶闸管.然而由于晶体管是电流控制器件,它自身存在二次击穿等问题,所以它的应用、驱动及保护技术远比晶闸管复杂,它的安全工作区。

大功率变流器及其控制策略综述

对大功率变流器的主电路拓扑结构和控制策略进行简要回顾,并分析比较了现有诸多结构及控制方案的优缺点,最后对大功率变流器的拓扑和控制策略作了展望。