关键词： 进线及馈线   设备空气开关   开关名称   电源取向   隔离故障  

摘要： 通过统筹规划交直流各系统、各级进线及馈线开关编号,确保各系统、各级进线及馈线开关编号具有唯一性、相关性;再结合设备二次图纸和现场实际接线,优化设备空气开关“功能”名称,且新增电源属性、电压等级,并创新引入电源取向。根据优化后的设备空气开关名称即可准确判断出空气开关的供电设备、电压等级、电源属性、电源取向,大幅提高隔离故障设备的准确性和及时性。

关键词： 燃气热水器   反激开关电源   直流风机   闭环控制   抗风压  

摘要： 随着社会的发展及人民生活水平的提高,燃气热水器不断更新换代,以满足人们对较高生活品质的追求。目前燃气热水器中使用的风机大多数为直流离心风机,以提供足够大的风压。但由于风机会受外界风力影响,引起直流风机转速突变,影响燃气热水器恒温效果。现提出了一种反激开关电源驱动直流风机的恒流控制方案,并增加闭环自动调节控制,以提高直流风机的抗风压能力,提升用户的体验效果。

关键词： 地铁   牵引变电站   直流开关柜   控制装置   升级改造  

摘要： 分析了上海轨道交通1号线牵引变电站直流开关柜内自动控制装置的功能,并对该控制装置的升级替换进行了研究。对新平台进行选型,在选定的硬件平台上进行控制软件代码的重构,并在新的硬件平台上进行所有控制功能的验证。测试结果表明,替换装置的功能与现有控制装置功能完全一致,可将该研究结果应用于今后该类控制设备的升级改造。

关键词： 限流开断技术   超导限流器   快速旁路开关   隔离变压器   预击穿试验  

摘要： 在直流系统中合理配置超导限流器,可有效降低短路电流水平,改善直流系统的稳定性和安全性。超导限流器正常工作对于确保直流断路器可靠动作至关重要,为此,基于某多端柔性直流工程,开展直流超导限流器用快速旁路开关的设计与研究。分析快速旁路开关的应用工况,获取设备的参数要求;攻克了高电位隔离供能、毫秒级驱动及缓冲、绝缘区分等关键技术难题;设计了满足工程要求的快速旁路开关,实现毫秒级时间内快速合闸;设计并搭建试验回路,验证了所设计快速旁路开关的合闸机械特性和关合能力。

关键词： 高压直流供电系统   直流电源   高频开关   整流模块  

摘要： 自20世纪80年代以来,我们国家通信事业发展就非常迅猛,现代化通信技术日益精湛,而在通信中的电源开关是必不可少的,电源开关的种类有很多,在早些年,我们是通过引进了国外的自动化硒整流器后,在此基础上拓展研究,在这里我们重点研究高压直流通信电源中高频开关整流模块的关键控制策略开展研究和硬件拓扑。那么关于高频开关整流模块电路,我说到的是高频开关整流器,本文重点谈及了它的简介、基本原理、特点、以及高压直流通信电源中的重要地位和影响。

关键词： 电力电子变换器   非隔离直流变换器   高增益   箝位电容   非谐振线性软开关  

摘要： 在高空飞艇、卫星、航天探测器、电动车船等需要小型化、轻量化和高效化电能变换设备的科技探索和国民经济发展关键工业应用中,由于光伏电池、燃料电池和储能电池等直流电能生产或存储设备的输出侧端口电压偏低的特点,研究开发具有低成本、小体积、高效率和高电压增益的直流变换器具有非常重要的科学与应用意义。功率变换器中具有较大体积和重量的磁性元器件能够通过提高变换器的开关频率来减小,而适用于高频应用场合的薄膜电容器在电容容量增大时其体积重量和成本急剧增加。然而,在开关电容式高增益直流变换器中如何减小电容容量以减小其体积重量和成本暂时没有令人满意的解决方案。因此,为了减小开关电容式高增益直流变换器中的电容容量,本文提出了箝位电容高增益非隔离直流变换器的拓扑结构及其非谐振线性软开关技术。首先研究了箝位电容高增益非隔离直流变换器的单开关拓扑,其次分析了箝位电容高增益非隔离直流变换器的交错并联拓扑,然后提出了箝位电容高增益非隔离直流变换器的非谐振线性软开关技术,最后阐述了非谐振线性软开关技术在开关电容高增益非隔离直流变换器中的扩展。具体研究内容和创新点如下:首先,针对传统的开关电容高增益非隔离直流变换器需要增大电容容量以抑制电容充放电过程电流尖峰的问题,研究了利用箝位电容单元构造的箝位电容高增益非隔离直流变换器单开关拓扑。通过与传统开关电容高增益非隔离直流变换器的单开关拓扑进行对比,所研究的箝位电容高增益非隔离直流变换器单开关拓扑具有更低器件电流应力和更小电容容量的优势,并从拓扑结构的角度分析了能够减小电容容量的机理。在使用较小电容容量的情况下电容的体积重量和成本被大幅降低,则箝位电容高增益非隔离直流变换器单开关拓扑能够为包含光伏电池的电能生产设备中的直流变换器提供一种较好成本效益的拓扑选择。其次,针对储能电池输出端直流变换器同时要求低电流纹波和高电压增益的应用需求,提出了箝位电容高增益非隔离直流变换器的一系列交错并联拓扑及其一般性构造规律。详细分析了其中一种箝位电容高增益非隔离直流变换器交错并联拓扑的工作原理和性能特征,仿真与实验结果证明了提出的变换器具有低输入电流纹波、高变换效率和高电压增益的优势。提出的箝位电容高增益非隔离直流变换器交错并联拓扑已被应用到高空飞艇电源系统中,为其提供一种设计方法和拓扑选择。此外,提出的箝位电容高增益非隔离直流变换器交错并联拓扑一般性构造规律能够为研究开发新型变换器提供一种拓扑构造思路。然后,为了实现所提箝位电容高增益非隔离直流变换器的软开关操作和消除电容充放电导致的电流尖峰,本文基于电感电流不能突变的原理和基尔霍夫电流定律,提出了箝位电容高增益非隔离直流变换器的非谐振线性软开关技术思想和电路结构。利用提出的非谐振线性软开关技术,构造了一系列箝位电容高增益非隔离直流变换器的非谐振线性软开关拓扑,并分析了其工作原理,提供了仿真和实验结果。所提一系列非谐振线性软开关拓扑能够实现所有开关管的零电流开通和所有二极管的零电流关断,而且由于实现了器件电流的线性变化,从而能够消除因电容充放电导致的器件电流尖峰。最后,为了详细分析所提非谐振线性软开关技术具有降低电容充放电引起的器件电流尖峰和减小电容容量的优势,提供了非谐振线性软开关技术在开关电容高增益非隔离直流变换器中的扩展,进而构建了开关电容高增益非隔离直流变换器的非谐振线性软开关拓扑。通过与传统的开关电容硬开关和准谐振软开关直流变换器进行比较,证明了所提开关电容直流变换器的非谐振线性软开关拓扑能够大幅降低电容充放电引起的电流尖峰,进而能够大幅减小开关电容的电容容量。搭建的1.3kW仿真平台和实验样机证明了理论分析结果。综上所述,本文针对如何降低开关电容式高增益非隔离直流变换器中电容容量的问题,提出了箝位电容高增益非隔离直流变换器的拓扑结构及其非谐振线性软开关技术,能够有效减小变换器中的电容容量进而降低其体积重量和成本,且保持高电压增益和高变换效率的优点。本文的研究内容为高增益非隔离直流变换器在科技探索和国民经济关键工业中的应用提供了一种设计方案和研究思路。图176幅,表28个,参考文献168篇。

ISBN: (纸本)9787121413285

关键词： 电源检测   数字信号处理   变分模态分解   模糊熵  

摘要： 随着开关电源应用场景的不断增多,开关电源的使用环境也日趋复杂,对于开关电源质量的要求也越来越高。目前关于出厂开关电源的检测通常采用多设备组合的检测方式,工作效率低,检测结果精度不高。本文根据开关电源检测标准,对开关电源高精度、高效率的检测方法进行研究。主要研究内容如下:首先,对开关电源检测系统的指标进行分析,确定了开关电源待测参数特征。针对检测精度的提高开展两个方面的研究:一个是对信号采集电路进行分析设计,研究电路噪声对检测精度的影响;另一个是在信号采集完成后对数据进行处理方法的研究。其次,根据系统检测指标设计采集电路,针对不同信号的特征设计了基于不同档位下的通道转换电路,并以电压信号为例设计后级模拟信号处理电路。设计了针对大电压的分压衰减电路、程控增益电路、抗混叠滤波电路以及AD转换驱动电路。采用Cadence对设计电路仿真,分析寄生电容对电路的影响并进行电路优化设计。再次,依据电源的被测参数特征,设计了相应的数字信号处理算法。针对缓变信号设计了中位值平均复合滤波的算法进行处理;针对瞬态信号分别对比了三次样条插值和最小二乘拟合的方法对信号分析,选用最小二乘的处理算法并选择合适的最小二乘多项式;针对待测参数中的纹波一项,提出了的一种改进VMDHilbert算法并进行仿真验证,设计了基于模糊熵的最优K值的判定算法进行仿真,验证了算法的有效性。通过Hilbert变换获得信号分量的幅频特性,证明了改进的VMD-Hilbert算法对于纹波分量的提取效果更好,检测精度高。最后,设计编写软件模块,详细设计软件工作框架,展示了软件最终效果。完成系统验证平台搭建,从待测参数特征的角度验证了开关电源检测系统的检测效果,达到预期指标,同时完成了开关电源检测系统成品样机。

关键词： 中压直流电收集   零电流开关   零电压零电流开关   三电平转换器   全桥转换器  

摘要： 随着全球能源消耗的持续增长,使用可再生能源进行发电(如光伏发电和风力发电)越来越受欢迎。随着可再生能源发电的大规模集成,采用中压直流(Medium Voltage DC,MVDC)电网作为电力收集系统比传统的中压交流电网更有利。其中,升压DC/DC变换器是可再生能源与MVDC电网之间的关键环节,主要有隔离型和非隔离型两种拓扑结构。考虑到系统对稳定性和可靠性的要求,隔离型结构在MVDC电网中被广泛采用。本文以适用于新能源发电MVDC汇集的大功率DC/DC变换器为研究对象,从拓扑结构、控制策略和软开关实现等方面展开研究。本文的研究工作主要为:提出了一种基于具有两个输出电容滤波器的双变压器的混合谐振零电压零电流开关(Zero-Voltage-Zero-Current-Switching,ZVZCS)三电平(Three Level,TL)DC/DC转换器,该转换器可应用于分布式光伏(Photovoltaic,PV)与MVDC配电系统集成的中压发电。主转换器在传统的中性点钳位TL电路上增加了一个辅助电路,使用脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)控制中性点钳位TL电路,以实现整个变换器的功率和电压调节,使主开关工作在固定的占空比,简化控制。辅助电路部分实现整个转换器的功率传输和电压调节,使基本TL四个开关以固定占空比工作。通过智能设计,基本TL电路的初级变压器的匝数比可以传输大部分功率,并可以在满载范围内实现ZCS,从而显着降低了开关损耗。通过提高次级变压器的匝数比,可以抑制转换器损耗,并可以显着提高转换效率。此外,根据第二章对转换器工作原理的详细分析和实验结果,通过对辅助电池进行改进,上述两个新型ZCS转换器的辅助开关可以实现ZVS的导通和关断。如第一章所述,ZVS更适合MOSFET,因此如果辅助开关使用MOSFET,其ZVS的实现更有利于降低转换器的开关损耗,但MOSFET的电压应力不高,因此,需要找到一种方法来降低辅助开关的电压应力。为此,本文对辅助电路进行了改进,并成功地将辅助开关的电压应力降低到原来的一半,这为使用MOSFET作为辅助开关提供了有利条件,并为辅助开关谐振ZVZCS提出了低电压应力全桥转换器。最后,搭建了一台300 V-1.5 k V/1.5 k W的实验装置,验证了所提转换器性能、软开关实现及控制策略的可行性和有效性。

关键词： 电压源变流器   平均模型   开关函数模型   谐波比较   计算性能   VSC-HVDC系统  

摘要： 在高压直流输电系统中,与传统的电流源转换器（CSC）相比,使用电压源转换器（VSC）具有许多优点。然而,这两种技术都由非线性元件组成,这些元件会产生电流和电压谐波,从而影响电力系统中的电能质量。多电平转换器VSC的使用不仅提高了转换器的效率,而且还降低了输出电压和电流的谐波含量,这减少了热,也降低了转换器的损耗。在电磁瞬态（EMT）程序中开发时,VSC转换器的详细形式会导致计算问题。这些计算问题在研究瞬态事件和VSC-HVDC系统的稳态行为方面造成了困难。为了克服详细模型VSCs所面临的计算负担,使用简化模型开发了基于VSC的HVDC系统。开发的简化模型称为开关函数模型和平均模型VSCs,它们使用开关函数的受控电压源或其平均值来提供与详细模型相似的动态响应。为了更好地研究IGBT开关器件平均化对VSC-HVDC系统运行和性能的影响,利用输出信号的谐波失真和不应用谐波滤波器的情况下,比较了平均模型（AVM）和基于然后,观察两个系统（AVM和SFM）的谐波行为,以确定可用于谐波分析研究的最佳模型,其中涉及基于VSC的HVDC系统。还执行计算验证以观察计算准确性。提出的控制方法是矢量控制技术,控制整流器侧的有功功率流和无功功率流,控制逆变器侧的直流电压和无功功率流。根据性能和功率质量,从现有的调制技术中选择合适的调制技术。利用MATLAB SIMULINK对各模型参数相似的点到点VSC-HVDC系统进行了开发、仿真,并对结果进行了深入讨论。结果表明,通过平均开关函数忽略IGBT开关器件导致平均模型VSC,即使不应用滤波器,也不会显示开关脉冲产生的高频谐波分量。这限制了谐波分析的研究和高频相互作用引起的谐振过电压的研究。这意味着对于更多涉及简化的VSC-base HVDC系统的电力系统研究,开关函数模型是更好的选择。然而,计算性能验证表明,平均模式VSC比切换函数模型准确五（5）倍。由于其高计算性能效率,这意味着,在电磁瞬变仿真程序中,与开关函数模型相比,平均模型可用于研究由许多节点和其他电力电子设备（如风电场发电机）研究VSC-HVDC控制系统的动态性能以及不同系统组件控制系统之间的相互作用也是非常有用的。