混合型超级电容器容值特性研究

分析不同国内外标准中对超级电容器容值定义的异同,并介绍利用参数辨识计算容值的方法,给出动态容值的定义;设计混合型超级电容器在不同电流和温度下的多工况充放电试验,根据不同标准和参数辨识的方法计算多工况静态容值和动态容值,对比计算结果,分析标准中容值计算方法的不足;利用多工况参数辨识结果,研究混合型超级电容器容值随工况变化的特性。试验结果显示,低温/大电流工况相对高温/小电流工况混合型超级电容器的容值明显降低,动态容值随着放电过程不断增大。

三电平Buck-Boost变流器直流电容与IGBT开路故障非侵入式监测方法

三电平Buck-Boost变流器具有双向馈能和能量传输高效的特点。针对直流电容器容值衰退和IGBT开路故障两种典型失效模式,提出了一种利用变流器自身传感器同时对直流电容容值衰退和IGBT开路故障非侵入式在线监测的方法。首先,分析了三电平Buck-Boost变流器开关运行模态及其切换顺序。然后,采用特定开关模态消除直流电容等效串联电阻(equivalent series resistance,ESR)影响,分别推导了子模块电容的容值特征解析表达式。最后,利用每个开关周期计算出的等效容值特征检测和定位IGBT开路故障。仿真和实验结果表明:利用开关模态容值特征能够同时监测三电平Buck-Boost变流器直流电容状态和IGBT开路故障,平均容值监测误差小于1%且可以消除ESR的影响,利用容值特征畸变能够在2~3个开关周期内检测出IGBT开路故障。