国家自然科学基金(51137006)
- 作品数：37 被引量：371H指数：13
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- 大扰动Buck-Boost变换器的鲁棒高阶滑模控制被引量：41
- 2015年
- 在利用诸如风、光、氢等随机性新能源发电的过程中,由于间歇性的能量输入和不断变化的输出负载等原因,对电源变换器的鲁棒性设计提出了更高的要求。针对传统滑模控制变换器自身存在不可避免的抖颤问题,该文基于一种Super-Twisting高阶滑模控制算法,设计了以TMS320F28035为控制核心的无抖颤、强鲁棒滑模电源变换器。并以Buck-Boost变换器为例,针对随机性新能源发电中输入输出端存在的大扰动问题,与增量式PI控制效果进行对比实验。实验结果表明:高阶滑模控制变换器在输出负载大扰动下具有很强的鲁棒性;高阶滑模控制变换器在输入电压大扰动下同样具有很强的鲁棒性。
- 吴宇皇甫宜耿张琳周雒维
- 关键词：BUCK-BOOST变换器高阶滑模控制大扰动鲁棒性
- 基于器件的结温变化评估风机中参数差异对网侧变流器可靠性的影响被引量：37
- 2013年
- 风电变流器的可靠运行是风能转换系统中的重要关注对象。然而现有文献评估器件结温对变流器可靠性的影响时,却没有重视结温波动的影响,以致往往高估了风电变流器的可靠性。该文基于永磁同步风力发电机工作的恶劣环境,分别从切入运行风速、额定风速、切除停机风速、开关频率及功率因数的变化,造成变流器中器件结温幅值及其波动差别的角度出发,利用Coffin-Manson器件可靠性评估模型,评估网侧变流器可靠性的差异。以1MW风机结合实际风速数据为例进行分析论证,结果验证了理论分析的正确性。统计数据结果表明,额定风速及开关频率的变化对变流器可靠性的影响比较大。为了实现变流器的高可靠运行,风机宜在低风速切入运行,尽可能高的风速切除停机。
- 杨珍贵周雒维杜雄孙鹏菊毛娅婕
- 关键词：可靠性变流器结温风速
- 风电变流器IGBT模块的多时间尺度寿命评估被引量：36
- 2015年
- 功率变流器是风机系统的核心组件,其可靠性受风机系统的功率波动影响,因此风电变流器的可靠性评估应考虑长时间任务剖面的影响。然而现有器件可靠性评估方法受限于结温计算方法,难以准确而快速的评估功率器件的寿命。因此文中在分析基于组件可靠性手册和基于失效机理的功率模块可靠性评估方法的基础上,对风电变流器长时间任务剖面进行尺度划分,提出一种功率模块的多时间尺度寿命评估方法。文中以1.2 MW直驱风力发电系统为例,利用器件结温数值计算方法,结合实际风速和气温数据快速计算出器件的多尺度任务剖面,基于文中提出的器件寿命评估方法计算了功率模块的寿命消耗,分析了多时间尺度任务剖面对功率模块寿命消耗的影响,并对研究结论进行了深入讨论。文中结论还为研究提高风电变流器中功率器件寿命的措施提供了一种新的思路。
- 杜雄李高显李腾飞孙鹏菊周雒维
- 关键词：迭代算法
- 风速记录差异对评估风电变流器可靠性的影响被引量：6
- 2013年
- 风速的随机变化使得风电变流器中器件的结温产生波动，影响变流器的可靠运行。现有文献依据每小时的风速记录来评估风电变流器的可靠性，忽略了每小时内风速的频繁变化对变流器可靠性的影响，这会高估风电变流器的可靠性。根据实际的风速及气温数据，分析了不同风速记录时间刻度对风电变流器中器件结温及其波动计算结果的影响；利用Coffin-Manson器件可靠性评估模型评估了在不同时间刻度下的可靠性。评估结果表明，在不同风速记录间隔下，风电变流器的可靠性并不一致。研究结果表明，当风速及气温数据的记录时间间隔在2～3min之间，风电变流器可靠性的评估结果较为准确；若记录时间间隔较长f如大于10min），将会高估变流器的可靠性。
- 杨珍贵周雒维杜雄孙鹏菊毛娅婕
- 关键词：可靠性变流器结温风速环境温度
- 小波相关分析在IGBT模块缺陷诊断中的应用被引量：7
- 2012年
- 为了研究IGBT模块内部缺陷辨识问题,依据缺陷对IGBT模块门极回路元件参数影响,分析IGBT模块门极电压随缺陷的变化,提出一种基于小波相关分析的IGBT模块缺陷诊断方法,即通过采用小波分析缺陷前后门极电压信号在特定时段的序列相关性的变化,逆向判断IGBT模块内部是否存在缺陷,防止运行中突发故障,及由此造成的电力电子装置损伤,并给出实验验证。结果表明,以缺陷前后门极电压信号在特定时段序列的小波互相关系数差异为参数,能够在IGBT模块故障前诊断出其内部缺陷的发生,为及时替换赢得时间,有效地实现IGBT模块内部缺陷辨识。
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- 关键词：可靠性IGBT模块小波
- 宽变工作点DC/DC开关变换器的建模与控制被引量：7
- 2013年
- 针对DC/DC开关变换器工作点宽范围变化的情况,利用变换器凸多面体建模的方法,提出一种开关变换器凸多面体控制器结构。利用凸多面体建模的思路,将变换器工作区域划分为多个子区域,并用工程化小信号建模思想对各子区域进行建模,将各子工作区域进行加权,进而完成整个工作区域的建模。基于凸多面体模型,提出一种凸多面体控制器结构,以Buck变换器为例进行仿真和实验。分析结果表明,凸多面体控制器能够保证变换器对工作点信息的快速跟踪,提高了变换器的稳态性能与动态性能。仿真结果和实验结果均验证了所述方法对变换器建模的正确性,同时验证了该控制器的优越性和有效性。
- 周雒维毕凯刘宿城卢伟国
- 关键词：开关变换器稳定性控制
- 一种IGBT模块端口等效耦合热阻抗的离散化方波提取法被引量：5
- 2018年
- 以绝缘栅双极晶体管(IGBT)的可靠性研究为背景,针对IGBT模块现有热网络建模及耦合热阻抗提取方法的不足,提出一种采用离散化方波提取模块内部IGBT芯片及反并联二极管(FWD)之间耦合热阻抗的方法。该方法基于热敏电参数(TSEP)测量结温的原理和热网络响应特性,将IGBT模块视为一个黑盒子,通过基于模块端口TSEP的测量来建立其内部热学行为的等效热网络模型,从而可普遍适用于多种内部封装结构的模块。最后通过采用所提方法,对一款典型多芯片并联封装的模块进行实验测量,验证了所提方法的可行性和准确度。
- 蔡杰周雒维彭英舟孙鹏菊杜雄张雅希
- 关键词：IGBT
- 基于模块跨导的IGBT键合线健康状态准在线监测方法被引量：13
- 2018年
- IGBT模块被广泛应用于电力电子各个领域,其运行的可靠性至关重要。键合线失效是IGBT模块最常见的一种失效模式,该文提出一种基于模块跨导的IGBT键合线老化失效状态的准在线监测方法,该方法能够准确辨识键合线老化失效过程。首先对键合线准在线状态监测的原理进行了详细的分析,设计模块跨导的测量电路和数据分析方案,通过实验测量确定了键合线脱落数量与模块跨导之间的定量关系,并进行了温度的归一化处理。理论分析和实验结果表明,所提基于模块跨导的IGBT键合线状态监测方法对键合线老化失效敏感,可在变流器停机时(如风机切除风速时、电动汽车停车时等)实行准在线监测,易于工程实现,对提高功率变流器的可靠性具有非常重要的意义。
- 李亚萍周雒维孙鹏菊彭英舟龚灿
- 关键词：IGBT模块跨导可靠性
- PWM变流器现场双脉冲测试方法研究被引量：6
- 2015年
- 论文介绍了一种PWM变流器现场双脉冲测试的方法。该方法主要针对通用变频器、光伏、风电等各种变流器在现场对IGBT功率模块进行双脉冲测试,以验证变流器运行性能或检测功率模块运行状态。以台达3.7kw变频器VFD037M43A为例,该方法通过特定的触发脉冲导通或者关断变频器中相应的IGBT,构成Buck电路对IGBT进行双脉冲测试。现场测试利用变频器停机间隙和电容储能对电机绕组放电进行测试,无需额外增加硬件。经实验验证,该方法具有简单、安全以及不影响变流器正常运行等优点。
- 刘也可向大为袁逸超钱金子阳
- 关键词：PWM变流器电容储能IGBT
- 基于曲线离散Fréchet距离的风电并网变流器中IGBT模块缺陷诊断方法被引量：7
- 2013年
- 提出一种基于门极电压响应曲线Fréchet距离变化的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块缺陷诊断方法。在IGBT模块的失效过程中,部分门极杂散参数会发生变化,相应地门极电路的电压响应曲线也会发生变化。利用门极电压在开通时段响应曲线的离散Fréchet距离度量其相似性的变化,并以此作为参数辨识IGBT模块是否存在缺陷。与现有的故障诊断方法相比,其响应时间更充裕。针对典型的缺陷形式进行了实验研究,结果验证了该方法诊断结论的正确性。
- 周生奇周雒维孙鹏菊
- 关键词：风电并网变流器绝缘栅双极型晶体管
