摘要：针对铁路牵引所供电系统非线性负载下电流质量差影响电网电压的问题,利用功率转换系统(PCS)补偿负载谐波电流。首先在静止坐标系下构建谐波电流误差,在旋转坐标系下用比例积分(PI)控制器建立各次谐波环路,其次利用电流d,q轴分量参考信号构造实际补偿电流,建立电流控制环路d,q轴分量之间的解耦环节,然后利用静止坐标系下单电感简化模型,分析各电流控制环路的控制器设计,最后在30 kVA的微网供电平台上进行实验验证,结果表明所提PCS控制策略能有效补偿负载谐波电流,提升电网电流质量。

摘要：功率变换器由于其开关工作特性,变换器的拓扑结构不断变化。功率开关变换器被认为是一个固有开关非线性系统,因此其运行过程中必然存在着丰富的非线性现象,如分岔和混沌等。主要表现为诸如转速、转矩的间歇振荡,运行状态的突然崩溃,不明的电磁噪声等。针对功率变换器中的混沌现象,介绍了混沌的基本概念和基本特征,混沌的判别方法;综述了DC-DC功率变换器和电气传动系统中的混沌现象及控制方法;提出了如何利用混沌的某些特性,研究电气传动系统新的控制方法,设计新型的软开关变换器;最后,给出了新型混沌软开关变换器的工作原理及设计方法。指出功率变换器中的混沌研究是一很有发展前景的研究方向。

摘要：基于功率变换器脉宽调制(pulse width modulation PWM)技术实现通信功能,就是在保证对功率变换器输出功率进行控制的同时,实现设备间的有效通信。文章以光伏阵列发电系统为应用对象,设计了相应的通信方法实现系统中设备之间的通信:改变载波频率对信源信号进行调制,生成PWM开关驱动信号作为信源信号的调制信号,同时驱动开关管控制功率传输;解调时,提出以电流信号作为检测对象,设计了幅值阈值判定法和能量值阈值判定法确定信源信号的起始码元及后续码元,最终实现同一光伏组串内的不同光伏组件之间、以及组件与阵列通信终端之间的有效通信。仿真设计相应的系统参数和工况来模拟光伏阵列系统的通信过程,并在通信的同时改变占空比实现功率调节,结果表明了所提方法的有效性。

摘要：无轴承开关磁阻电机不仅具有开关磁阻电机的优点,而且拓宽了无轴承技术的应用范围。而功率变换器是无轴承开关磁阻电机的重要组成部分,其向电机绕组提供电流,以产生所需转矩和悬浮力,对电机旋转和悬浮性能有重要影响。根据无轴承开关磁阻电机电磁转矩和悬浮力控制原理,详细分析了其对功率变换器的要求,提出了主绕组功率变换器和悬浮绕组功率变换器的设计原则,并分析了其各种工作模式和数学模型。最后通过对实验样机的调试,给出了实验结果,实现了无轴承开关磁阻电机的稳定悬浮。

摘要：无直流电容单PWM型功率变换器是减少大容量无功元件的新型拓扑之一,该功率变换器具有结构简单、电压利用率高、损耗较低等优点,其难点问题是如何实现整流桥安全换流。本文首先对其工作原理进行分析,然后围绕整流桥换流策略、电压利用率、补偿直流电压波动的SVPWM算法等问题进行理论研究,得出了有效的整流桥换流策略和逆变桥修正SVPWM算法,仿真和实验结果表明所设计的算法正确,为该功率变换器实用化奠定了基础。

摘要：针对开关磁阻风力发电机在低速时输出功率较低的问题,根据开关磁阻发电机的运行原理,对传统的功率变换器加以改进,提出一种新型功率变换器拓扑。新型拓扑有2种工作模式:全绕组励磁和部分绕组励磁,针对不同的转速选择不同的工作模式,从而达到提高输出功率的目的。为验证其可行性,分别用传统功率变换器和新型功率变换器对单相外转子U率变换器提高了低速运行时发电机的输出功率和效率。

摘要：结合某三相开关磁阻调速电动机样机，介绍了开关磁阻调速电动机功率变换器的设计方法．先给出功率变换器主电路网络的数学模型，再进行非线性数字仿真，兼顾起动和额定运行状态，提出功率主开关和续流二极管电流与电压定额的计算公式，以确定开关器件的定额．该方法也适用于其它类型的开关磁阻调速电动机功率变换器设计．此外，还提出一种绝缘栅双极晶体管的驱动电路．

摘要：针对高功率密度半导体开关器件的温升问题,研究了功率变换器的风冷系统散热性能表现,基于ANSYS ICEPAK仿真分析了热界面材料(Thermal interface material,TIM)对分立式SiC MOSFET温升以及散热器热阻的影响作用,提出了三种风道设计方案,从风机效率、降温效果、多器件温度一致性三个方面给出综合评价。研究结果表明,TIM热导率越高,SiC芯片温度越低,但温度的下降存在极限,氮化铝陶瓷垫片与常规硅胶片相比可降温约14.2%;散热器热阻与TIM热导率呈变化率递减的非线性关系,过高热导率的实际意义有限,应结合热设计成本综合考虑TIM选择;合理分配风机风量比单纯提高气流速度的散热效果更佳,混合射流的变截面双风道设计方案具备更高的风机效率以及良好的温度一致性,与无风道相比芯片温度可再次降低约13.7%,其综合表现最优。研究工作为后续开展功率开关器件的热管理试验提供了参考依据。

摘要：电磁辐射在空间通过电磁波的形式干扰其他电气电子设备,是电磁兼容研究领域中的热点问题之一。鉴于功率变换器系统(PCS)远场辐射机理的复杂性,该文以Boost变换器为研究对象,探索得到功率变换器中的共模(CM)电流是PCS的主要辐射噪声源,并通过输入线缆与地平面之间的寄生电容传递,由此建立功率变换器的共模电流通路(CCP)模型。通过适当的简化,CCP进一步等效为等效辐射预测模型(EMR);采用有限元法(FEM)提取变换器系统的寄生电容,进而迭代设计确定EMR结构,利用信号发生器给EMR馈电模拟变换器的电磁辐射。在电波暗室中分别对PCS和EMR测试比较,两种模型的辐射场强很好地吻合,从而验证了该方法的可行性。最后,该文提出基于散射参数的方法对电磁噪声抑制效果进行评估;在此基础上,选择铁氧体磁环改变线缆系统的散射参数矩阵,从而可对电磁辐射进行抑制;给出了磁环的推荐安装方式,使得PCS通过GB 9254 ClassB测试标准。

摘要：针对传统同步参考系锁相环(synchronous reference frame phase-locked loop,SRF-PLL)在电网故障时检测出的电压幅值与相位等存在低频干扰量,无法保证并网同步要求的问题,提出了一种功率变换器并网同步策略。该并网同步策略是对传统SRF-PLL的拓展,由设计的正序分量提取算法和传统的SRF-PLL组合而成,详细阐述了该并网同步策略的理论依据和实现方法。理论分析表明:在电网故障时,该并网同步策略具有动态响应时间快,结构简单,谐波分量抑制能力强的优点。并且对电网基频在允许范围内(50±0.5Hz)偏移时不敏感,能够有效解决传统SRF-PLL在电网故障时无法保证并网同步要求的缺点。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性和可行性以及该并网同步策略应用的有效性。