潜艇用大功率逆变装置的可行性研究

我国开展艇用变流装置的研究已有近二十年的时间，在最近的十年间，逆变电源装置、斩波器、变频器、充电器、不间断电源等大量电力电子变流装置相继在各类新设计或改装的舰艇上得到应用；长期阻碍电力电子装置在舰艇上使用的电磁兼容问题现已不是不可克服的问题，设备的可靠性也有了很大提高。在此前研制的G、B等型常规动力潜艇上已成功地进行了小功率逆变电源装置替换变流机组的研制工作，因此，在新型常规动力潜艇上采用新研制的大功率逆变电源装置从技术上是可行的，其可靠性也是有保障的。依照方案设计和技术设计，艇上50Hz交流电网将采用35kW大功率逆变电源装置代替，鉴于此，就新型常规动力潜艇采用逆变装置取代变流机组的必要性、可靠性、电磁兼容性和可靠性等方面的问题进行了探讨。     

一种基于磁耦合的三电平逆变器拓扑

大功率电力电子变流装置通常采用硬开关电压型逆变器,逆变器中功率器件开关损耗较大、输出电压变化率大,对逆变器的散热和负载的绝缘造成了较大的压力,间接限制了逆变器的功率等级提升。本文提出了一种基于磁场耦合的三电平逆变器拓扑电路及其调制方法,负载等效开关频率提高一倍,负载的电平跳变数也相应增加。通过仿真和试验测试,验证了此电路拓扑的有效性和实用性。     

高功率因数变流器在电力推进船舶谐波抑制中的应用

变流设备的广泛使用导致电力推进船舶电网大量谐波的产生和功率因数的降低。介绍两种治理谐波的主要措施——功率因数校正和多相整流技术，探讨了一种能提高功率因数的电力变流电路——高功率因数变流器，并对由移相电抗器构造的12脉波整流技术进行原理简述，给出了高功率因数三相无源变流器的电路拓扑结构与仿真模型。仿真结果表明，使用高功率因数变流器既能有效地抑制谐波又能提高功率因数。     

6/12脉动顺序控制仿真分析

针对普通晶闸管变流装置深控时功率因数以及谐波问题,本文介绍了6/12脉动双桥串联顺序控制的晶闸管变流装置.通过MATLAB仿真得到了该装置在典型触发角α下,输入电流,输出电流,输出电压波形和相应的功率因数.仿真表明:该变流装置在深控时,功率因数能够得到一定的改善,但浅控时对电网产生不容忽视的谐波危害.     

晶闸管变流装置的谐波问题

随着电力电子技术的发展，晶闸管变流装置在船上的应用日益增多，例如带晶闸管变流装置的轴带发电机系统，交流变频电力推进系统等。晶闸管变流装置的电流含有高次谐波，流入电网，带来不利影响。如何抑制电力系统高次谐波电流是大家关心的一个技术问题。     

一种直流配电系统电磁兼容性分析及试验

分析一种舰船直流配电系统组成及其电力电子变流装置电磁干扰,针对逆变器和整流器产生的高频干扰,设计上采取改善开关导通条件和安装滤波器等抑制措施,系统按照GJB151A进行了电磁兼容性试验,并对具体问题完成整改,满足指标要求。     

一种直流配电系统电磁兼容性分析及试验

分析一种舰船直流配电系统组成及其电力电子变流装置电磁干扰,针对逆变器和整流器产生的高频干扰,设计上采取改善开关导通条件和安装滤波器等抑制措施,系统按照GJB151A进行了电磁兼容性试验,并对具体问题完成整改,满足指标要求。     

三相四线APF在系统故障状态下的仿真及分析

利用MATLAB/SIMULINK建立三相四线APF的仿真模型,对其在电力系统故障状态下的运行行为进行仿真,包括负载侧发生各种故障、系统侧发生各种故障以及突然甩负荷等情况下的仿真,分析了系统在不同故障状态下对有源电力滤波器工作性能的影响,为研制实用化的三相四线有源滤波装置提供了理论支持.     

舰船上变流电源供电系统的滤波及接地技术研究

大功率开关方式变流电源在舰船应用中出现严重的电磁干扰(尤其是共模干扰)问题日益引起关注。分析了电力电子变流电源在舰船上产生电磁干扰的原因,并对电源系统的滤波和接地问题作了进一步的探索,结合实际应用中的问题给出了理论分析和仿真结果,指出共模滤波器对地泄放电流以及舰船电子设备固有的“多点接地”将对敏感设备造成较大的电磁干扰。结果对于舰船电子设备电磁干扰预测有指导意义。     

基于遗传算法的舰船发电系统电路优化研究

传统舰船发电系统电路存在发电调度参数控制误差较大,电能控制响应时间过长的问题。针对问题电路,提出遗传算法的舰船发电系统电路优化研究。首先,对电力系统电路约束控制参量进行分析计算,根据计算参量对发电系统电路进行电力负荷的控制空间重组,通过遗传算法对重组空间电路进行控制目标函数计算,完成对电力系统电路控制目标的精准度优化。最后,通过仿真实验对提出优化效果进行可行性验证。     

多电平变换装置主电路拓扑及控制策略研究

大容量变换装置是电力电子技术发展的重要内容。大容量变换的关键是多电平变换技术,主电路拓扑及控制策略是多电平变换装置的主要研究内容。文章分析了几种传统型和混合型多电平变换装置的主电路拓扑结构,并对级联多电平变换装置进行了载波相移脉宽调制(CPSPWM)策略和开关频率优化-载波相移脉宽调制(SFO-CPSPWM)策略仿真对比分析验证,该两种策略均能实现多电平级联变换装置的控制。     

船用变频启动器试验用电力电子负载研究

针对传统阻感性负载无法满足船舶辅机设备对船用变频启动器启动性能和功率考核的要求,提出一种基于电力电子负载概念模拟电机特性的负载模拟系统。并依据电机本体模型及数学数值计算方法,根据实时仿真技术,将电机动态数学模型转换成可由数字控制器(比如DSP)实时运算的数值运算模型。最后,通过MATLAB/simulink仿真和实验,证明了模拟电机特性的电力电子负载的可行性。     

基于碳化硅器件的高频化高效率船用变频器

碳化硅器件的应用能够显著减小电力电子变换器的重量、体积、成本,大幅提升电力电子系统的性能。本文基于碳化硅器件的高频化高效率船用变频器设计,采用电压源型双PWM交-直-交变频器系统拓扑结构,前级整流部分和后级逆变均使用最新一代碳化硅器件,提出有源前端(AFE)变频器系统拓扑结构、整流与逆变系统控制策略,以及主电路参数计算方法。系统仿真和试验结果表明,该设计方式是实现船用变频器高性能、小型化的有效技术途径。     

交错并联Boost PFC电路的技术研究

针对传统的单相Boost PFC电路纹波电流大以及谐波污染大的缺点,研究了一种交错并联Boost PFC电路。首先阐述了其工作原理,推断了其电路特性。理论分析表明输出电流纹波小和电压应力比传统Boost PFC电路小。然后在MATLAB/Simulink中进行了建模和仿真。仿真结果表明采用交错并联技术不但可以实现功率因数校正,而且可以有效地降低开关器件输入电压和电流应力,以及有效降低纹波电流,提高电路的功率因数。     

一种舰用电力电子变换电路的故障分析与改进

随着舰船自动化程度提高,需研制对大量低压用电设备可靠供电的变换装置。文中首先分析并选择电力变换装置的实现方案并设计出变换电路,其次针对其变换电路进行故障分析研究,提出改进措施成功地解决了该电路抗干扰能力不足的问题。实践证明基于该变换电路的电力变换装置满足船上供电需要,说明改进后电路是成功的。该设计方案可广泛应用于相关领...     

基于LC振荡回路的整流发电机短路电流模拟

本文介绍了LC振荡回路的基本原理,确定了LC振荡回路的主要参数,并通过MATLAB仿真验证了参数计算的正确性,研究结果表明LC振荡回路产生的模拟短路电流与整流发电机的实际短路电流在初始阶段有较好的一致性,可为船舶直流电力系统保护技术的研究提供重要的试验平台支撑。     

电子设计自动化技术和可编程逻辑器件

介绍电子设计自动化技术及其半定制专用集成电路可编程逻辑器件的设计过程，还介绍数字电路逻辑模拟的工作过程并阐述可编程逻辑器件电路设计时各个步骤及特点。     

船用磷酸铁锂电池动力系统短路特性研究

文章主要描述船用磷酸铁锂电池动力系统的系统组成、原理及其短路特性,详细分析磷酸铁锂电池的PNGV模型、直流滤波器选型计算和直流变换器的工作原理。通过HPPC测试获取磷酸铁锂电池的PNGV模型参数,根据直流变换器的纹波特性选择其最优工作区域。最后从系统特性出发,分析磷酸铁锂电池动力系统短路的等效电路,针对电池侧和直流电网侧的短路情况进行深入研究,并通过MATLAB/Simulink平台仿真验证了理论分析的正确性。     

针对舰船直流综合电力系统中低阻抗故障和电力电子设备的保护方案

舰船直流综合电力系统采用了大量的电力电子器件,其保护需求不同于传统的交流电力系统。从系统的角度分析直流综合电力系统短路故障,以及电力电子器件设备的内部故障特点,重点、深入地探讨直流综合电力系统保护需求,得出系统的保护功能与模块内部参数设置密切相关的观点,以及限流、速动等11项保护要求,形成针对系统短路和电力电子设备的保护方案。根据国内外直流断路器、直流限流器等主要直流保护器件的技术现状,进一步提出电力系统保护器件的技术发展需求。