【摘 要】
：
三电平逆变器具有输出电压谐波小,等效的斩波频率高和易于实现高压大功率输出等优点,在工业界得到广泛的应用。三电平电路一般有I型和T型两种拓扑,功率器件的损耗在不同运行方式下差异明显,由此,两种电路的运行效率也不相同。随着新型碳化硅功率器件的广泛应用,对高频电力电子电路的损耗计算提出了挑战。本文提出了一种碳化硅功率变换电路的损耗计算方法,对比分析了三电平I型和T型电路在不同工况下的损耗关系,由此总结提
【基金项目】
：
高频电力电子技术及应用研究,河北省引进海外高层次人才“百人计划”（E2015100007）；
论文部分内容阅读
三电平逆变器具有输出电压谐波小,等效的斩波频率高和易于实现高压大功率输出等优点,在工业界得到广泛的应用。三电平电路一般有I型和T型两种拓扑,功率器件的损耗在不同运行方式下差异明显,由此,两种电路的运行效率也不相同。随着新型碳化硅功率器件的广泛应用,对高频电力电子电路的损耗计算提出了挑战。本文提出了一种碳化硅功率变换电路的损耗计算方法,对比分析了三电平I型和T型电路在不同工况下的损耗关系,由此总结提出了面向高效率的三电平逆变器的拓扑选型依据。介绍了三电平I型和T型电路的拓扑结构,详细分析了两种电路开关器件的各种运行状态,推导出开关器件在各状态下的电流导通机制;而且,对PWM控制方式下器件的导通时间进行了分析与计算,并利用PLECS软件对占空比估算方法的精度进行了仿真验证。传统的IGBT器件的损耗计算需要初始饱和电压,而SiC MOSFET器件手册并未提供该参数。且基于物理模型的方法计算量过大,计算速度慢,不适用于高频工作条件。同时,工程中常将器件开关过程视为线性,并采用对开关电压电流进行积分的方式求开关损耗,此方法过于理想,脱离实际。基于以上问题,本文提出了一种基于SiC MOSFET的三电平电路的损耗计算方法,在考虑死区时间的条件下,通过采样平均值法来计算导通损耗,无需饱和电压。基于SiC MOSFET实际测量的损耗参数,采用多项式与幂函数相结合的方式建立开关损耗模型。利用上述损耗计算模型,以单桥臂电路接阻感负载为例,对I型和T型损耗进行计算和仿真,验证了I型与T型电路损耗的对比关系;继续对三电平电路接有源负载时的损耗进行分析,在不同的负载功率因数、母线电压、负载电流条件下,推导出影响损耗大小关系的实质性因素。由此对三电平大功率逆变器在输出功率因数接近1的工况下,给出了电路选型建议和依据。
其他文献
射流过程中产生液滴是自然界中随处可见的现象,其广泛存在于医药及工农业生产中。主液滴形成过程中常常有体积更小的伴随液滴出现,在某些领域（如中药药丸制备）过多的伴随液滴会造成资源浪费,影响生产系统正常运行,因此有必要对射流过程中主液滴的形成和伴随液滴的消除进行研究。本文通过数值模拟与试验结合的方式对射流过程中主液滴的形成机理进行研究,揭示滴头内径、液面高度、黏度、表面张力、密度、入口速度以及外加扰动频
水体富营养化带来藻类的暴发性生长,藻细胞向水体环境中释放大量的有害物质,严重降低水质,给饮用水安全保障带来严峻挑战。光催化技术由于高效、低耗、绿色环保等特点而受到广泛关注,但绝大多数的催化剂对可见光响应微弱甚至无响应,限制了其广泛应用。本文为拓宽催化剂的光响应范围,提高可见光的利用效率,制备一种新型可见光响应催化剂Ni-BiOCl,并将光催化技术与磁处理技术相结合,提出了光磁耦合除藻技术。课题以引
低风速地区的风速普遍较小,现有风力叶片无法充分利用低风速区域风能资源。论文基于叶素动量理论及其相关理论设计了一种用于转轮直驱式风机的大力矩风力叶片,具有启动风速较低、转矩系数较大及气动效率良好的特点,并在叶片气动外形基础上设计了结构强度及固有频率符合要求的叶片结构。1.对叶片及叶素翼型的相关概念理论进行研究分析,对叶片及翼型相关参数对气动性能的影响进行了分析,并利用Fluent和Profili软件
工业袋式除尘器因具有除尘效率高、运行可靠等优点,被较为广泛的用于钢铁、水泥、电力及垃圾焚烧等各行业的烟气净化。滤袋作为袋式除尘器的核心部件,在运行过程中一旦发生破损,容易导致出口排放粉尘浓度超标,引起严重的大气环境污染,危害人体健康。工业袋式除尘器的工况复杂多变,且除尘器内悬挂的滤袋数量众多,如何快速准确地定位出破损滤袋并及时更换,是亟待解决的重要问题。针对现有袋式除尘器破袋定位技术不成熟,普遍存
烘缸在干燥行业具有广泛用途。烘缸设备的烘干方式包括传统单层蒸汽烘缸、多通道蒸汽烘缸、红外辐射燃气烘缸、电磁加热烘缸、燃油/燃气加热烘缸及微波干燥烘缸。蒸汽烘缸结构简单,生产成本低,但存在冷凝水难以排出、工作压力高、温度不易控制等缺点。随着天然气的推广应用,红外辐射燃气烘缸逐渐受到重视。本文以提高红外辐射燃气烘缸的壁温均匀性为研究目标,对现有的燃气烘缸进行优化改进,采用数值模拟及实验研究方法,分析烘
海上风力发电机运行环境恶劣,其绕组电磁线绝缘用聚酰亚胺薄膜长期处于高温高湿等极端气候环境下,面临的电荷积累及局部放电问题突出,导致其绝缘老化与破坏过程更为复杂。本文以聚酰亚胺绝缘为研究对象,分别采用无机纳米Al2O3和Si O2填充方法制备了聚酰亚胺纳米复合薄膜,测试了其介电常数和电阻率,研究了其在不同温度与湿度环境下的表面电位衰减特性、陷阱分布特性及击穿特性,并通过反应力场进行了聚酰亚胺微观裂解
无线电能传输技术摆脱导线、电缆的束缚,可以实现电能的无线传输,成为了新世纪人们研究探索的方向,磁耦合谐振式无线电能传输因在中短距离传输上可达到很高的功率传输效率而被广泛关注。然而,传输距离或负载的改变会导致输入阻抗与射频内阻不匹配,引起功率传输效率急剧下降,甚至无法满足一些用电设备正常工作的要求。要提高系统的传输效率就必须使系统工作在最优效率的阻抗下,因此要求效率适应不同距离和负载,阻抗匹配是一个
电动汽车驱动系统逆变器是电动汽车控制系统的重要组成部分,IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）模块则是电驱逆变器的核心功率开关器件,其可靠性对电驱逆变器乃至整个电动汽车都至关重要。电动汽车工况中由于工况车速的随机性与波动性,IGBT模块承载间歇性电气应力,由于模块内部产生功率损耗,使得结温也会剧烈波动,进而导致模块内部各个封装结构承受电热循环应力。
燃料及电量消耗量（以下简称“能耗”）是评价新能源汽车的核心指标。符合我国实际道路行驶状况的能耗测试方法,是车辆性能标定、优化和能耗认证的基础,对我国节能减排战略的实施具有重大的意义。多年来我国对新能源汽车的能耗认证一直沿用欧洲的NEDC（New European Driving Cycle）工况,但多年实践发现以NEDC工况为基准所优化标定的汽车,实际能耗与法规认证结果偏差越来越大。为了解决检测工
机柜作为服务器的承载单元,内部的温度和湿度保证了服务器的安全运行。随着服务器的计算能力不断增强,散热问题严重威胁到设备的安全运行,传统的机柜散热已经不能满足服务器的安全运行。热管以优越的导热性被广泛用于解决大功率元件的散热问题,由于热管可以不需要电力的驱动,能极大地减少机房散热耗电量。本文将一种热管安装在机柜上进行实际散热,在此基础上,研究了其他几种热管的性能,得出一种传热性能更佳的热管。首先,研