摘要：为满足当前新型电力系统中电能变换装备对器件高压、大容量、工作频率高、开关损耗低的需求,文中自主研制一款国内最高功率等级的6.5 kV/400 A碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor,MOSFET)模块,并对其电气特性开展研究。首先,对模块的电路与封装结构进行设计,通过热仿真和阻抗测量手段,对所研制模块的热特性以及回路寄生参数进行分析;其次,对所研制的模块开展常温(25℃)及高温(150℃)下的静态、动态特性测量。测量结果表明,在常温、高温条件下,模块的阻断漏电流与栅源极漏电流微小,且开关损耗维持一致,具备较好的耐高温特性。同时,相较于同电压电流规格的硅绝缘栅双极型晶体管器件,模块开关损耗可降低72%以上。最后,搭建碳化硅器件连续运行工况实验平台,模拟器件在换流装备中的实际运行工况,对模块进行半桥正弦脉宽调制逆变连续运行实验。连续运行实验结果表明,该模块在电压3600 V、器件电流峰值280 A条件下连续运行1h无异常,初步验证模块具备工程应用能力。研究可为高压碳化硅MOSFET的研制及工程应用提供一定支撑。

摘要：银基电接触材料是低压电器的核心部件,其性能指标直接决定电气设备的安全可靠性。基于绿色环保要求,传统的银氧化镉电接触材料含有毒物质Cd元素,正逐渐淘汰。与此同时,电气设备的升级换代对银基电接触材料提出了更高的性能要求。针对银基电接触材料,从触点材料的失效机理、常见的银基电接触材料分类进行讨论,同时针对各种银基电接触材料存在的问题、成分设计与工艺优化以及仿真模拟的应用进行了全面的综述,并结合材料的研发需求,给了未来银基电接触材料的发展建议,为银基电接触材料的研究发展提供参考。

摘要：双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜因其具有良好的绝缘、损耗低、金属化后具有自愈性能等特性而被广泛应用于薄膜电容器。目前BOPP薄膜电容器也面临单位体积内储能密度低、高温性能差等问题,无法满足设备集约化、小型化的发展趋势,亟须开展聚丙烯基薄膜储能密度提升研究。该文首先介绍了影响介质储能特性的极化与击穿机制,为改性方案的开发提供了必要理论依据。其次,仔细探讨了现有工业生产工艺所引发的多种不利因素与关键挑战,为改性方案与生产实际相结合寻找到介入点;深入挖掘了现有调控手段,如基体调控、结构设计优化以及表面修饰等,分析了无机与有机组分掺杂、“三明治”结构、功能层沉积与接枝等方案的优势和不足,并归纳了诸如量子尺寸效应调控等新颖方法。最后,从工业生产角度提出了高效率、低成本的改性方法并探讨了相应的机制,并对未来研究重点进行了总结与展望。

摘要：直流输配电网为大规模高比例可再生能源并网和大容量远距离电能传输等难题提供了解决方案,是构建以可再生能源为主体的新型电力系统重要发展方向。直流断路器可快速开断故障电流、有效隔离故障,是保证直流输配电网可靠运行的关键设备之一。但是目前直流断路器仍存在开断电流能力受限、价格昂贵等问题。文中针对可控有源振荡新型直流断路器拓扑,阐述其拓扑构成与开断、关合原理,完成参数设计数学解析及影响规律分析。开发出10kV可控有源振荡直流断路器样机,开展额定电流及故障电流双向电流开断试验,验证所提拓扑设计正确性和工程应用可行性。

摘要：纳米双相复合磁性材料是一类由软硬磁相在纳米尺度下交换耦合形成的新型永磁材料,这类材料不但因稀土含量少而表现出成本低、温度稳定性高、耐热性和抗氧化性优异等优点,而且兼具高剩磁和高矫顽力特性,理论磁能积高达125.7 MGOe(1 MJ/m^(3)),有望突破单相稀土永磁材料的磁能积瓶颈,成为第4代稀土永磁材料。本文首先回顾了纳米双相复合磁性材料的研究历史,结合理论分析和试验研究成果阐述了增强软硬磁相交换耦合作用对提高纳米双相复合磁性材料磁性能的重要性。然后介绍了纳米双相复合磁性材料的研究进展,从制备工艺、成分设计两个方面提出了纳米双相复合磁性材料的性能优化方法。最后总结了纳米双相复合磁性材料的应用情况,以及发展方向。