一种模块化直流变压器调制策略研究

隔离型模块化多电平直流变换器（IMMDC）是船用中压直流电力系统的关键部件,论文分析了IMMDC方波调制下桥臂压降与直流母线电压、交流侧方波电压幅值之间的关系。在此基础上,推导了IMMDC的平均等效模型,实现了电路直流回路与交流回路的解耦,针对IMMDC直流回路电流振荡问题,在方波调制的基础上提出了一种改进调制策略,在IMMDC系统中增加一个新的可控量来校正直流电流波形,进而稳定模块直流侧电容电压,提高系统的稳定性。最后,搭建了实验样机并完成了实验验证,结果表明改进调制策略能够有效地抑制直流电流的振荡,减小模块电容电压的波动,验证了所提调制策略的可行性与有效性。     

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。     

矩阵变换器的电压型换流策略研究

矩阵变换器由于换流困难始终无法在大功率环境中得到推广应用,本文在传统的电压型两步换流法的基础上,提出了一种电压型两步换流策略。该方法通过调整矢量顺序避免了电压接近的输入相之间的换流,解决了原来换区间时输入相容易短路的现象,完善了电压型换流策略。该策略不仅对输入输出波形影响较小,而且实现较为简单,系统开关损耗也不会发生变化。输出实验表明,该换流策略是可行的,所提出的新型换流策略可以在大功率交一交电力变换中得到进一步推广和应用。     

一种冗余设计的模块化船用变压变频电源

冗余设计可以提升舰船电力电子装置的可靠性,模块化技术的应用可以减小设备的体积和重量,缩短研制和生产周期,提高设备的维护保养效率。本文提出一种冗余设计的模块化船用变压变频电源,采用通用化、标准化、模块化的AC/DC及DC/AC结构型式,通过分布式并联控制和双环控制策略实现了输入及输出的多模块并联冗余运行。在1台功率为100 kW的冗余设计模块化变压变频电源上开展相关试验,结果表明该装置具有良好的动态和静态性能,证明了该方案具有较好的应用前景。     

基于流-固耦合的船用电源模块流场及温度场分析

本文以某采用强迫风冷的船用不间断电源为例,介绍了其柜体内部的回路结构,并利用有限元仿真软件Icepak对其进行流-固耦合仿真计算,得到该模块的内部风道流场和稳态温度场.提出了一种新的风冷系统优化方法,降低了功率器件的最高温度,使得系统温度分布更加合理,优化后散热效果达到设计要求.该优化方法可为电力器件柜体散热提供一种思...     

直流区域配电系统的保护方法

本文主要研究了利用电力电子器件来保护系统的方法.电力电子变换器通过监测流过其中的电流,识别短路故障的发生,从而控制电力电子器件关断,实现故障的隔离.在PSCAD/EMTDC中搭建系统模型,仿真研究了系统中典型短路故障点的电流波形,以及电力电子变换器作为断路器的运行情况和对系统正常运行的影响,为今后舰船电网的保护提供了新...     

一种电力推进变频器控制器的硬件设计

文章提出了一种电力推进变频器的控制器的数字化解决方案,介绍了控制对象对接口设计的要求,详细阐述了控制器的结构组成方案、模块化的板卡设计、独特的电源输入电路和多级硬件故障保护电路设计,该方案提高了控制器运行的维修性、安全性和可靠性。     

可用于矩阵变换器的低成本电力电子模块的几种新方法

本文分析了将矩阵变换器双向开关集合成电源模块的一些方法.为电源模块所作的这些分析提供了两种最佳结构,一种用于小功率矩阵变换器,一种用于大功率矩阵变换器.提出了矩阵变换器用的电力电子模块的配置结构图,它包括换向控制逻辑、过电流保护、确保安全运行和使用双向开关运行等问题.提供了一种用于小功率三相/三相矩阵转换器的新型电源模块结构.使用自举电路给控制驱动器供电,则所提出的配置结构仅需要三个隔离的电源.推荐了一种新型的输入滤波器结构,它只用两个扼流圈铁心,并使尺寸减小.     

大功率IGBT短路故障分析

IGBT模块正常条件下运转正常,但在低电感短路条件下时,却出现故障。通过对商用IGBT模块的主电流通路和栅极结构的内部电气通路进行分析,获取了部分电感的自感和互感。对部分电感应用PSPICE进行建模,经过仿真发现在短路试验时电流最高的通路与故障芯片的位置是一致的。同时还提出了一个相似的IGBT模块的布局方案。对IGBT模块的几何排布进行了建模仿真并给出了仿真结果。     

不对称全桥飞跨电容型MMC在船舶推进电机中的应用

[目的]模块化多电平变换器(MMC)因其独特的模块化特性和较低的开关频率等优点,在交流传动系统中表现出良好的调速性能。针对MMC在船舶中压低频工作模式下的子模块电容电压波动问题和传统高频注入法所导致的共模电压过大问题,提出一种适用于船舶电力推进系统的不对称全桥飞跨电容型MMC改进型拓扑。[方法]首先,介绍改进型电路拓扑的工作原理和低频工况下电容电压的波动缘由;然后,结合方波注入法与可设置截止频率的环流注入法,设计相应的控制方案;最后,基于Matlab/Simulink仿真平台,搭建带有螺旋桨负载的6 k V/36 MW永磁同步推进电机模型,模拟船舶电力推进系统的分级正车启动工况。[结果]仿真结果表明:该方案可以将低频段电容电压的波动百分比由16%降低至8%以内,且无共模电压注入。[结论]研究成果可为船舶中压直流电力推进系统的变频器设计提供参考。     

电力推进系统与动力电池

电力推进系统的发展为动力电池提供了用武之地，动力电池优异本性和新电池体系的出现又促进了电力推进系统进入新的应用领域，潜艇，鱼雷和电动车中的电力推进系统的实用要求和工作条件是不同的，其选有物电池也就各异，提高性能和降低价格是动力电池发展所面临的最重要的课题。     

海洋核动力平台正常电源故障工况的供电策略

海洋核动力平台是中国正在大力发展的海洋核能装备,本文分析了海洋核动力平台正常电源故障工况的冗余性设计和应急供电的二重性问题,给出了对应的供电策略,能够保障核安全和船舶平台与人员安全。     

大功率LED驱动电源研究

随着节能环保的不断发展,高能效照明逐渐成为了研究热点。针对大功率区域照明电源设计了适合线性灯、线槽灯的分布式方案,增强了系统的灵活性;同时设计了适合洗墙灯、外墙灯的整体式/单段式方案,减少了元器件数量,降低了系统成本;最后设计了新型LED照明拓扑结构,实现了极高能效,且具备了多种故障保护特性。本文相关成果有利于大功率LED驱动电源的优化设计。     

电力电子技术及电力系统谐波治理

本文综述了电力电子技术发展状况及所产生的负面影响,介绍了电力系统谐波的抑制及补偿技术,指出对谐波污染进行有效的治理。     

高低压变频岸电装置结构型式分析

为保护港口环境、减少船舶污染物排放,近年变频岸电技术在世界各国得到了快速发展。本文针对多种结构型式变频岸电装置的技术方案和性能特点进行分析比较,IGBT串联多电平高压变频装置输出功率大、连接方便、技术可靠、价格低廉,是目前变频岸电系统建设的最佳解决方案。     

电力系统稳定器在船舶电力系统中的应用

本文首先介绍了电力系统稳定器(PSS)的原理;然后,结合所搭建的船舶电力系统(大功率柴油发电机组)数字仿真模型,研究PSS在船舶电力系统中的应用;最后,通过对船舶电力系统在有、无PSS作用下的典型故障工况的对比仿真与分析,说明PSS能够有效提高船舶电力系统暂态稳定性.     

民用核动力船舶电力系统方案研究

本文以民用核动力船舶的发展方向为立足点,充分考虑民用核动力船舶的安全性、可靠性、冗余性、经济性设计需求,给出了不同用途下的民用核动力船舶电力系统解决方案。此外,针对自航类核动力船舶所有交流电源失效的可能性和救援的时差性,提供了一种增加附加直流电源来保证安全性的解决方案。     

海洋核动力平台电力监控系统设计概要

海洋核动力平台的设计在国内属于首次,其电力监控系统需综合考虑船舶及核电电力监控系统设计要求。本文根据用电设备类型,将该系统分为监控台、数据采集单元和应急机组控制单元三个部分,然后对整个电力监控系统的组成,各子站的软硬件设计要点进行了概括总结,这对海洋核动力平台电力监控系统的设计以及相关标准定制具有重大的参考意义。