大功率GTO开关特性综合分析系统的研究

为便于器件的设计选型 ,根据已有实验数据 ,采用人工神经网络 ( ANN )建立了外围环境参数和大功率门极自关断晶闸管 ( GTO)开关特性 (包括损耗特性、开通和关断时间、电压和电流的变化率等 )之间的非线性关系 ,训练误差范围为± 5 %。基于最速下降原理 ,建立了 GTO的等效传热模型—— Foster网络 ,与实验测得的热响应曲线相比 ,此模型的误差范围为± 3 %。最后将这些算法集成在开关特性综合分析软件中 ,为 GTO的动态开关特性研究和应用系统设计提供了分析平台。     

±20Mvar STATCOM装置的GTO关断吸收电路

分析了大功率门极可关断晶闸管 ( GTO)关断过程中过电压 V1,V2 和 V3的形成原因及抑制过电压的措施。通过对几种低损耗吸收电路的分析 ,设计了± 2 0 Mvar静止同步补偿器 ( STATCOM)装置中 4.5k V/ 4 k A GTO吸收电路。设计的吸收电路为低损耗的带钳位的三角形吸收电路。给出的关断试验结果证明了抑制过电压措施的必要性及正确性 ,并证明了所设计的吸收电路完全满足大功率两电平GTO逆变器装置的使用要求。     

一种采用阴极开路技术的GTO门极驱动电路

提出了一种使用阴极开路技术的GTO关断电路,该电路具有高开关速度、低能量损耗等优点,并且能很好地政善电路的抗du/dt能力.     

带转差控制的GTO PWM变频调速系统

简化交流电机变频调速系统,提高它的性能,是中外科枝工作者都在努力研究的课题。在变频调速系统中采用可关断晶闸管(GTO)作逆变器的开关元件,为简化系统结构,提高性能提供了一个有利的条件。在用 GTO 作逆变器开关元件时的工作条件与出厂时元件测试条件有许多不同,本文从这一角度出发对元件的参数与特性作了介绍,还介绍了适用于逆变器的门极电路.本文简要介绍了作者在 GTO 变频调速系统方面的一些设想与实验研究结果:适用于高频高速的 GTO 变频电源(1974),适用于中小容量的 GTO PWM 变频调速系统(1980),对通常转差频率控制方法的改进及带新型转差频率控制的 GTO-PWM 变频调速系统(1983),后者可以获得与直流电机双环调连系统相似的性能,装量的结构却此较简单,成本比直流可逆系统低,作者认为这是一种有前途的交流调速系统。本文还简要介绍了近年来日本在这方面的一些研究情况。     

分布式电网中风电逆变器无源无损缓冲电路的研究

分布式电网中逆变环节发挥着举足轻重的作用,而功率开关的安全问题直接影响着逆变器的可靠性,因此逆变器开关缓冲电路的设计至关重要。传统缓冲电路主要以缓冲电阻消耗关断电压,损耗大,能量利用率低,介绍了一种无源无损缓冲电路,缓冲效果良好,能量损耗低。通过Matlab软件和样机实验分别对其进行分析测试,验证了其缓冲效果和特性,从而为开关缓冲电路设计提供借鉴。     

可关断晶闸管门极电路初探

可关断晶闸管(GTO)是具有自关断能力的新一代电力电子元件。由于GTO对门极电路有着特殊要求,使得门极电路成为GTO应用技术的关键本文仅就门极电路作一初步探讨。     

自调节驱动对SiC MOSFET变换器性能的提升

主动栅极驱动(AGD)通过控制栅极侧来优化碳化硅MOSFET器件的开关特性,但是目前对AGD性能的研究一般仅限于双脉冲实验,无法充分说明AGD在变换器中的实际作用,也没有说明AGD可以长期连续运行。该文作者此前已提出了一种针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的AGD方法,该文进一步研究了将所提方法用于碳化硅-金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)时需要补偿的参数,并用双脉冲实验验证了其相对于常规驱动(CGD)和已有的AGD方法的性能优势。结果表明,相对CGD,所提方法可以降低开通延迟、开通损耗、关断延迟、关断损耗分别达53%、30%、65%、67%。搭建了Buck电路,将所提驱动方法应用到Buck电路,验证其带来的开关过冲、变换器效率等的改善。在过冲相同时,所提方法与CGD相比,可提升变换器效率达0.3%～1%。     

功率传输线对GTO关断性能的影响

通过实验和机理分析研究了功率传输线的电感效应。GTO缓冲电路传输线电感对尖峰电压和峰值功耗有着重要的影响。缓冲电阻支路的引线长度是GTO反冲电压的基本决定因素。为此，必须尽量缩短功率传输线的 长度以改善GTO的关断性能。     

GTO开关元件氢泡线流场显示仪

实验表明,采用可关断可控硅(GTO)开关元件在明渠水流中产生氢泡线,这一技术可以用在水质较差的大型水槽中进行流场显示.     

新型零电流PWM全桥DC-DC变换器

为降低IGBT在关断过程中所产生的损耗,提高电源的开关频率.通过在变压器副边增加一个由谐振电感、谐振电容、辅助箝位二极管以及辅助开关管组成的辅助电路,在主开关管关断之前短暂开通辅助开关管,通过谐振电感和谐振电容之间的谐振使原边电流迅速复位,从而实现主电路开关管的零电流开关(ZCS).实验结果表明,此变换器可在全负载范围内实现所有开关管的ZCS和输出整流管的软换流,其辅助电路的谐振电感还具有帮助主电路实现主开关管软开通的功能.这种拓扑结构简洁,可以较好地实现软开关且不会增大整流二极管的电压应力,变换器的效率也达到了90%以上且有提升空间.     

大功率开关磁阻电机调速系统的研究与设计

介绍一种功率较大、负载强度变化的开关磁阻电机调速系统,论述了电机主电路的结构和计算机的接口与控制,给出功率变换器、ＧＴＯ驱动电路和控制系统的硬件电路及实验结果．     

真空断路器触头合闸弹跳特性的研究

通过对真空断路器动触头在合闸弹跳运动过程中的受力分析 ,建立了触头合闸弹跳运动时的动力学模型 ,得到断路器动触头在合闸时弹跳时间的有关计算公式 ,分析了动触头在合闸过程弹跳运动的主要影响因素以及缩短触头弹跳时间的方法 ,并利用分析结果对VG1型真空断路器进行了计算 最后通过实验对动触头在合闸时弹跳时间进行了测试 ,测试表明其与计算结果是一致的     

某煤矿变电站母联合闸时态分析

针对母联断路器合闸的短时并列操作所产生的暂态冲击威胁煤矿安全可靠供电的问题,通过以某煤矿35kV/6kV变电站的现场参数为计算依据,进行母联合闸的暂稳态电流的计算,并结合现场实测结果进行分析,从而总结出母联合闸产生的电流冲击过程对供电网络的影响,为直接带电合闸的智能母联倒闸装置的设计提供了理论计算基础和积极的指导意义。     

风力发电系统中直流辅助电源的设计与仿真

为了满足风力发电系统中各监测单元模块对供电系统的需求,设计了一款多输出直流(direct current, DC)辅助开关电源。根据辅助电源参数的具体要求,理论分析并设计了DC-DC高频反激变压器;选用稳压管TL431、光电耦合器PC817以及UC2842控制芯片,实现对输出电压的采集、输入电流的采样以及功率MOS(metal, oxide, semiconductor)管的驱动;搭建了一款输出电压为5、15、24 V的多输出双闭环控制的反激开关电源电路,并利用Saber软件对设计的直流辅助开关电源电路进行了仿真。仿真结果表明:设计的多输出直流辅助开关电源的输出电压、占空比以及开关频率符合设计要求,其值均在设计要求精度的10%以内。可见设计辅助电源电路中所采用的方法简单有效,且电路各元器件参数值的选取合理,其方法和结果可在后续直流辅助电源系统电路的硬件开发中为各元器件参数的优化提供参考依据。     

影响STATCOM核心开关器件的关键问题

功率开关器件的有效控制是影响STATCOM运行性能的关键因素,因此,对大功率开关器件的本身特性的研究至关重要.通过对IGBT的试验及仿真和计算,讨论了STATCOM的核心器件IGBT的不同开关频率对设备电流波形正弦性、谐波、功率器件损耗,以及硬件电路产生影响;IGBT驱动取能对直流侧电容电压平衡产生影响,驱动电路单管反激式开关电源存在单管反击变换器易被击穿的问题;驱动电路的设计除采用栅压保护,还需采用软硬件防止CPLD在强的电磁干扰下产生误动作.     

开关电源的节能新技术

开关电源被誉为高效、节能电源,它代表着稳压电源的发展方向。采用开关电源可有效减小功率损耗,通过外围电路还可进一步提高电源的工作效率。文中介绍了TOPSwitch系列和TinySwitch系列新型单片开关电源在节能、降耗方面的新技术,包括低功耗待机、远程通/断控制、跳过周期、轻载时自动降低开关频率,最后阐述了提高开关电源效率的几种方法,为设计节能型开关电源提供了依据。     

基于DSP的大功率高频水冷开关电源设计

研究了基于TMS320LF2407A的移相全桥的ZVS软开关高频开关电源的设计方案;介绍了20 V/1 500 A大功率开关电源的控制电路及主电路的设计过程以及主电路的元器件选型、参数计算方法;实现了通讯和网络控制功能,使控制系统有更高的稳定性和更强的灵活性,可以适应工业现场对高品质开关电源的要求.实验表明本设计有很高的满载稳定性,符合工业产业化生产要求.