基于开关状态预测矫正的高频电力电子变换器实时仿真建模方法研究

针对二值电阻(R_(on)/R_(off))开关模型固有的迭代计算问题,该文提出一种适用于高频电力电子变换器的实时仿真建模方法。该方法采用后向欧拉方法离散系统状态变量,消除模型潜在的数值振荡。同时,通过匹配门控信号以及自然换向过程中半桥开关状态组合的预测值与历史值,进而获得准确的系统开关状态组合,为系统提供精确的非迭代解。最后,该文给出所提建模方法的现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)硬件实现方案并实时测试开关频率100与500kHz的LLC谐振变换器,实时仿真步长达到20ns。与已有取消R_(on)/R_(off)开关模型迭代计算的建模方法相比,该文所提建模方法在高精度建模的同时,实现更低的实时仿真步长并且大幅降低FPGA硬件资源占用率。

基于FPGA的高频电力电子装置快速实时仿真数值算法

实时仿真有助于实现工业分布式控制,优化生产过程并实现柔性生产。现场可编程门阵列FPGA(field programmable gate array)凭借高速并行的特点,在实时仿真方面取得了广泛的应用。针对高频动作的电力电子开关器件,当利用变步长算法解决开关动作时刻的偏移问题时,会导致仿真结果出现发散现象,且该算法延长了仿真的计算时间,同时增大了仿真的步长,降低了仿真精度。为实现高精度低成本的实时仿真,提出一种适用于FPGA的快速实时仿真数值算法,通过对传统梯形法中迭代算法的改进,提高了梯形算法的收敛性。在此基础上改进了算法计算结构,使计算时间更加快速稳定。在FPGA开发板中搭建了开关频率为110 kHz的三相逆变电路仿真模型,与传统迭代算法对比,证实了改进后的梯形仿真算法和算法计算结构在高频开关动作下的有效性与实时性。

浅谈我国焊管高频电力电子设备的技术进步与创新

讨论了对我国现行焊管高频电力电子设备技术进步的认识问题。举例指出了焊管高频设备技术进步的目标与分类 ,认为 ,把数字化、智能化等现代科学技术与高频电子设备专业技术相结合 ,才能使我国焊管高频设备得到不断的发展。

电力电子高频磁技术分析及其发展趋势探讨

近几年,社会在不断进步,我国的工业技术也在不断发展和进步,电力电子高频技术成为电力电子技术领域的发展新趋势,国际上对于这一领域投入了很多的关注,我国也在积极地探索这一领域的新机遇和新方向.在结合电力电子高频磁技术发展的整体趋势后,也针对电力电子高频磁技术在现代电力电子技术中的地位和作用展开一定的探讨,对电力电子高频磁技术今后能够发展的趋势来进行探讨.本文将围绕电力电子高频磁技术展开分析并简要阐述其发展趋势,供相关人士进行参考借鉴.

电力电子的应用领域与系统集成

本文阐述电力电子的应用领域和未来电力电子系统的预研课题:Ⅰ.工业系统集成Ⅱ.汽车的机械电子集成和Ⅲ.高频电力电子。

计及多重开关事件的高频电压源逆变器实时仿真

随着碳化硅等第3代宽禁带半导体的问世以及电力电子元件小型化潮流的发展,电力电子元件逐渐高频化.高频电力电子实时仿真中常常会有仿真步长和开关时刻不一致以及多重开关事件的出现,传统的针对多重开关事件的高精度离线仿真算法由于算法过于复杂,并不具备可实时性.为了提高高频下实时仿真的仿真精度,对高频下多重开关事件进行了分类,并对不同类的多重开关事件提出了相应的适用于实时的仿真算法,最终以电压源逆变器为例通过MATLAB仿真对算法的仿真精度进行验证并通过时序分析验证了算法实时的可行性.RT-LAB仿真平台的仿真结果也表明,本文提出的计及多重开关事件的仿真算法精度优于传统实时算法,并且具有实时仿真的可行性.

70kVA高频大功率LLC变压器简易工程设计

随着国内经济的快速发展,对能源的需求与环境保护成为当下的一种挑战。在电力新能源开发与消耗过程中电力电子得到了长足的发展,节能、高效成为电力电子系统一直追求的目标,其中电源高频化已是行业目前发展的一个方向,而这里面核心部件之一就是大功率高频变压器。本文对一款高频变压器整个设计过程进行梳理,就性能参数设计、材料选择、仿真、样品验证做分析与介绍,希望能进一步提高高频大功率变压器的设计质量。

城市轨道交通多端口双向能源路由器及其关键技术

目前,城市轨道交通(简称“城轨”)供电系统只能实现单向供电,无法适应绿色化、智能化、互联互通的能源互联网发展需求。对此,文章提出了一种交直流多端口双向能源路由器解决方案,其采用高频电力电子变换技术,将传统能量回馈系统中“工频隔离变压器+能馈变流器”结构替换为能源路由器,并将AC1180V端口并联在整流变压器二次侧绕组,实现与既有城轨单向供电系统的完美融合,达到整体系统的减重、减体积及供电-能馈系统结构优化的目的;通过能量管理系统调度及双向隔离型DC-DC变换器的平滑切换,实现列车牵引/制动时多电源端口(AC400V/AC1180V/DC1800V/DC900V)的能量灵活分配调度;通过对AC400V及AC1180V支路采用高频化拓扑参数优化设计及高频变压器磁饱和抑制等关键技术,实现全工况下软开关功能。实验结果表明,采用该解决方案,可实现供电系统无静态空载损耗及各种工况间的柔性平滑切换;各部件温升平稳且系统正常稳定运行,整机效率大于96%。

高频高压大功率变压器设计/工艺/测试之难点及应对方法

随着中国制造2025的逐步实施,电力电子的发展进入一个快速时期,尤其是轨道交通、太阳能、风能、环保设施等领域平均每年近30%以上的增长,其中的核心部件大功率高频变换器也开始大量应用。作为变换器中的关键器件高频高压变压器,其主要功能是电气隔离、调压、电源质量控制等,性能既不同于电子变压器,也不同于电力变压器,它的性能直接影响到整个变换器性能与可靠性。本文针对高频高压变压器的特殊性(设计/工艺/测试)提出针对性的解决方案,通过试验测量并验证,对产品的参数及应用进行了梳理和总结,最后对产品发展存在关键制约因素以及未来发展的趋势进行了总结和展望。