电工技术学报杂志

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电工技术学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Transactions of China Electrotechnical Society

  • 11-2188/TM 国内刊号
  • 1000-6753 国际刊号
  • 3.2 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
电工技术学报是中国电工技术学会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1986年创刊,目前已被上海图书馆馆藏、北大期刊(中国人文社会科学期刊)等知名数据库收录,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊之一。电工技术学报在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:大容量电力电子装置技术与应用专题、电工理论、电机及其系统、电力电子、高电压与放电

电工技术学报 2019年第16期杂志 文档列表

电工技术学报杂志电工理论与新技术
基于时间反演的磁动力超声成像仿真与实验3303-3310

摘要:磁性纳米颗粒可以与肿瘤进行特异性结合,对肿瘤的早期诊断或特异性诊断具有重要意义和潜在应用前景。该文研究一种基于时间反演的磁动力超声成像方法,该方法利用时变磁场在标记了磁性纳米粒子生物组织内产生的磁动力诱发超声信号,并重建出纳米粒子分布图像。利用有限元法建立不同半径的纳米粒子标记生物组织模型,对模型进行仿真计算,获取磁动力超声的声压信号,并采用时间反演方法进行纳米粒子分布重建。制作纳米粒子标记的生物组织仿体模型和离体生物组织样本,进行了磁动力超声成像实验。仿真与实验结果表明:纳米粒子分布图像边界与标记生物组织的纳米粒子边界一致性较高,该成像方法能快速准确地获得成像目标的尺寸和位置信息,表明该成像方法的有效性,有望用于磁性纳米标记生物组织的分子成像。

基于反馈机制的卷积神经网络绝缘子状态检测方法3311-3321

摘要:绝缘子是输电线路上的重要设备,其运行状况直接影响到电网的安全运行,因此对绝缘子状态自动、准确地检测是十分重要且必要的。针对已有检测模型处理不同样本时采用固定特征空间的不足及现有绝缘子检测算法特征提取复杂的缺陷,模仿人类由简到细反复推敲比对的认知过程,探索一种基于反馈机制的卷积神经网络绝缘子状态检测方法。首先,针对绝缘子样本的特点,改进LeNet_5网络结构,引入随机配置网络分类器,添加反馈机制调节卷积核的大小和个数,采用交替优化的策略以优化卷积神经网络的参数。其次,基于熵理论,建立语义误差信息熵测度评价指标,实时评价绝缘子不确定检测结果,克服状态后验评测的缺陷。最后,依据语义误差信息熵测度指标评价结果,通过构建的反馈机制调节卷积核的大小和个数细化提取特征,从而实现由简到细反复推敲比对优化检测结果。实验结果表明,改进型卷积神经网络模型在绝缘子状态检测上具有较高的检测正确率。

电工技术学报杂志电机与电器
基于微升压功率解耦电路的无电解电容驱动系统研究3322-3332

摘要:提出一种具有微升压能力的有源功率解耦电路及无电解电容驱动系统控制策略。在同等升压条件下,该电路功率器件驱动信号范围更为合理,在降低逆变器功率器件电压应力的同时,有效地提高了无电解电容驱动系统输入侧电流质量。将直流母线电压交流分量总谐波引入到驱动系统输入参考电流控制中,控制直流母线电压在设定范围内,并实现静、动态工况下无电解电容驱动系统高性能运行。分析该有源功率解耦电路的工作机理,对其数学模型进行推导,详述电路关键参数设计思路。最后,通过原理样机验证该解耦电路及对应无电解电容驱动系统的有效性。

基于LLC谐振变换器的电力电子牵引变压器控制策略研究3333-3344

摘要:采用电力电子牵引变压器取代传统工频变压器可实现高速列车牵引变压器小型化、轻量化的目标。针对由级联H桥变换器和LLC谐振变换器组成的电力电子牵引变压器,首先研究级联H桥变换器的电压电流双闭环控制策略,分析LLC谐振变换器功率反向流动的工作原理及变换器增益特性,提出采用变频控制实现功率双向流动的控制方法。为解决系统的功率平衡问题,提出一种基于LLC谐振变换器的功率平衡控制策略。该方法前级级联H桥变换器只进行基本控制,通过对后级LLC谐振变换器进行电压平衡控制,从而实现系统的功率平衡。搭建电力电子牵引变压器仿真模型和实验样机,仿真和实验结果表明所提出的控制策略能够实现功率双向流动,且各功率单元的传输功率保持一致,实现了系统的功率平衡。

三电平移相全桥直流变换器的变压器直流偏置分析与抑制3345-3354

摘要:隔离型中压大容量直流变换器在低开关频率下可能存在直流偏磁问题。针对三电平移相全桥直流变换器拓扑,首先分析中频变压器一次电压谐波含量,结合电压电流双闭环控制策略,推导考虑移相角波动的变压器一次电压直流分量表达式,研究移相角交流分量与一次电压直流偏置分量的关系,再进一步分析控制频率对电压直流分量的影响。建立实验平台进行实验,对比不同控制频率下中频变压器的直流偏置,验证理论分析的正确性。

电工技术学报杂志电力电子
一种一次侧控制的Buck-Flyback单级功率因数校正变换器LED驱动电路3355-3365

摘要:本文提出一种一次侧控制的Buck-Flyback单级功率因数校正(FCP)变换器LED驱动电路,分析其主电路的工作原理和一次侧恒流控制策略的原理。它由共用一个开关管的前级Buck变换器和后级Flyback变换器级联而成,前级Buck变换器实现PFC功能,后级Flyback变换器实现DC-DC恒流输出。该LED驱动电路无需使用光耦和二次电流采样电路,仅使用一个开关管和一个控制器,就能够实现高功率因数、高效率、低成本和无频闪。最后设计了一台36W的实验样机验证了理论分析的正确性。

一种高频高升压比改进型Sepic变换器3366-3372

摘要:随着对高电压增益特性需求的不断增长,传统Boost电路由于过大的占空比已不再适用。该文在传统Sepic电路的基础上,通过两个二极管、三个电容和一个变压器的集成,提出了一种改进型Sepic变换器。通过采用平面磁性元件,磁心的体积不会增加,同时获得了较高的电压增益和较低的电压应力。此外,实现了开关管的零电压开通(ZVS),有效降低了由开关频率的增加而带来的开关损耗。详细介绍所提变换器的工作原理和参数设计过程,并制作了80W的样机,验证理论分析的准确性,满载时效率可达到92.6%。

基于无源钳位方式的三相单级全桥功率因数校正变换器电压尖峰抑制策略3373-3385

摘要:针对三相单级全桥功率因数校正(PFC)变换器的电压尖峰问题,提出一种基于无源钳位方式的抑制策略。与已有的基于无源缓冲方式的电压尖峰抑制策略相比,采用所提方法的PFC变换器电压尖峰抑制效果更好,并且各开关管附加电流应力更小。详细分析采用所提无源钳位方式PFC变换器的工作原理,以及钳位电路中集成变压器的作用机理。在此基础上,对所提钳位电路的关键参数进行分析,归纳该钳位电路的设计原则。最后,在已搭建的三相单级全桥PFC变换器实验平台上进行实验研究,实验结果验证了所提方法的可行性以及理论分析的正确性。

单相逆变电源电压双闭环矢量控制方法3386-3395

摘要:针对单相逆变电源提出一种电压双闭环矢量控制方法。该方法将单相电路拓展成三相电路,由逆变电源输出电压延拓出另两相电压,将其合成电压矢量,电压外环将电压矢量在同步旋转坐标系下进行闭环控制,实现输出电压在稳态下无偏差地跟踪目标值;电压内环通过设计虚拟电路改变系统电感值来实现近似解耦及提高系统的动态响应。与传统双闭环相比,提出的电压双闭环矢量控制,只需对输出电压进行反馈控制而无需涉及电流,即可以实现真正近似解耦来提高系统性能,也可以降低硬件系统的复杂性。通过仿真与实验表明,所设计的控制系统具有良好的静态和动态特性,在负载频繁变换的情况下,可实现逆变电源的无偏差输出。

一种单级无桥式高功率因数无电解电容AC-DC LED驱动器3396-3407

摘要:电解电容用于处理脉动功率差势必限制LED驱动器使用寿命,采用全桥整流结构造成导通损耗加大,引用变频控制产生较高的电磁干扰(EMI)。为此,提出一种基于串联谐振变换器(SRC)的LED驱动电路,用于衰减功率因数校正(PFC)单元传递到LED负载的低频纹波,从而减少储能电容值。采用可控开关电容(SCC)替代固定电容,通过改变等效电容值实现驱动器恒频运行。此外,SCC结构和半桥开关管单元的共享不仅提高了电路功率密度,而且消除了全桥整流二极管。最后,所提LED驱动器的优越性能通过PSIM仿真和搭建的输出功率80W的两路LED样机进行了实验验证。

内部压力不均对压接式IGBT器件电热特性的影响分析3408-3415

摘要:大规模多芯内部并联的压接式IGBT(PPI)器件是柔性直流输电装备的关键部件,针对器件设计和工艺等因素可能导致并联芯片内部压力不均、压接式封装结构难以直接提取内部压力不均状况及其影响的问题,提出一种基于单芯压接式器件并联,模拟研究多芯器件内部压力不均影响的方法。首先,基于压力对单芯器件的影响规律,建立两个独立PPI器件并联的有限元模型,模拟分析不同压力对多芯并联器件电热特性的影响。然后,建立两个单芯PPI器件并联运行的模拟实验平台,验证并联仿真模型的有效性。最后,将并联模型拓展至3300V/1500A实际PPI模块的特性仿真,分析了多芯并联模组内部压力不均对电热特性的影响规律。结果表明,内部压力不均影响多芯并联器件内部的电、热特性分布,其中压力对热阻的影响是器件温度分布的决定性因素,而且随着压力不均程度的增加,芯片间的电热特性差异更明显。压力不均导致的温度差异随着老化程度的增加而增加,并将进一步加速芯片老化,严重影响器件的可靠性。

电工技术学报杂志电力系统
韧性背景下的配网故障恢复研究综述及展望3416-3429

摘要:近年来全球范围内由极端事件引发的大停电事故不断发生,造成巨大损失的同时也暴露了电力系统应对极端事件的脆弱性。韧性被用于描述系统预防和适应环境变化、承受扰动以及快速恢复的能力。快速有效的故障恢复是提升配电网韧性的重要手段。该文首先简要介绍和总结韧性定义内涵和配电网韧性提升方法,然后针对能够直接有效提升配电网韧性的方法之一——配电网故障恢复方向的研究进行了综述。在分析韧性背景下配电网故障恢复问题描述及关键问题的基础上,分别从恢复思路和求解方法两方面对现有的配电网故障恢复研究工作进行综述。最后从提升能源互联网韧性的角度分析论述值得深入研究的关键问题和发展方向。

考虑恒功率负荷特性的直流微电网分级稳定控制策略3430-3443

摘要:已有直流微电网的稳定性研究主要集中在各组成单元的控制器设计上,缺乏系统层面的稳定性分析。随着恒功率负荷的比例增加,其表现出的负阻特性对系统稳定性的影响不容忽视。基于此,该文建立下垂控制下适用于多储能换流器并联的直流微电网系统的等效模型,并在对系统的稳定性问题充分探讨的基础上,提出分级稳定控制方法。考虑系统的非线性,首先对系统可能存在的平衡点进行稳定性判定;其次分析恒功率负荷、系统参数等对稳定性的影响,并对不同系统参数条件下系统的带负载能力进行量化;最后根据理论分析的结果设计分级稳定控制策略,并结合直流微电网系统进行了仿真及实验验证。

计及撬棒保护动作时间的双馈风机三相短路电流特性分析3444-3452

摘要:目前计及撬棒保护动作的双馈风机(DFIG)短路电流特性的相关研究,一般是假设撬棒(Crowbar)保护在故障瞬间动作,实际上由于控制系统的原因,撬棒保护故障瞬间并不会瞬时动作,而是具有一定的延迟。针对这一实际问题,以撬棒保护动作时刻为分界点,将故障过程分为两个阶段,以转子磁链作为两个阶段的桥梁进行衔接,将第一阶段转子磁链的末值作为第二阶段转子磁链的初值;同时针对现有文献转子磁链频率含量并未完全统一的问题,分析了故障前后定、转子磁链的频率分量,采用拉氏和反拉氏变换法推导了转子磁链解析式;在此基础上通过故障分量法和故障全量法推导了双馈风机短路全电流表达式。最后在Matlab/Simulink平台上建立DFIG电磁暂态仿真模型,仿真证明了DFIG短路全电流计算表达式的正确性,并分析了撬棒保护动作时间对短路电流的影响。

基于双分辨率S变换和学习向量量化神经网络的电能质量扰动检测方法3453-3463

摘要:随着实际电网中非线性负荷以及冲击性负荷的不断增加,电能质量问题日趋严重。实现电能质量扰动信号的准确、快速检测对于查找电能质量问题根源、改善电能质量、确保电网安全、保障经济稳定具有重大意义。为此,提出一种基于双分辨率S变换和学习向量量化(LVQ)神经网络的电能质量扰动信号检测方法。算法先采用双分辨率S变换实现扰动信号特征向量的准确、快速提取。在获得扰动信号的特征向量后对各特征向量进行归一化处理并利用经过训练的LVQ神经网络对扰动信号进行分类识别。仿真和实际测试结果表明,该文提出的基于双分辨率S变换和LVQ神经网络的电能质量扰动检测算法具有训练速度快、分类准确率高、适合嵌入式实现等优点。

电工技术学报杂志放电等离子体及应用
高频变压器用匝间绝缘材料沿面放电特性的实验研究3464-3471

摘要:沿面闪络是导致高频变压器绕组匝间绝缘失效的主要原因之一。通过搭建气-固高频沿面放电实验平台,选取Nomex绝缘纸、改性DMD绝缘纸、PET聚酯薄膜及聚酰亚胺薄膜作为研究对象,在高频电源电压为0~20kV、频率为1~20kHz的双极性方波电压下开展实验研究。采用双参数Weibull统计法分析放电间距对沿面闪络电压的影响规律,基于二次电子发射雪崩(SEEA)模型分析起始放电电压、闪络电压随频率的变化规律,并提出适用于绝缘材料沿面绝缘寿命估算的反幂函数模型,最后对以上四种匝间绝缘材料在高频高压下的沿面绝缘特性进行综合性评估。

脉冲波形对氦等离子体射流子弹传播特性的影响3472-3479

摘要:本文研究脉冲波形对大气压等离子体射流子弹传播特性影响,并进一步阐述电场强度与等离子体射流时空演变特性之间的关系。实验表明:不同脉冲波形对等离子体射流子弹传播特性产生影响,但影响机制不同。较短纳秒脉冲上升沿产生过电压击穿,子弹半径较大且传播速度快。脉冲宽度和下降沿通过残余电荷形成反向电场以影响射流整体电场强度。当脉冲宽度小于10μs时,射流长度随脉冲宽度增加而减小;当脉冲宽度大于10μs时,残余电荷累积饱和,脉冲宽度不再对射流特性发生影响。当下降沿增加时,上升沿子弹消散速度较慢,且有一个明显的拖尾,脉冲下降沿可能通过残余电荷形成的反向电场影响子弹头部的空间电场方向和强度,进而影响脉冲等离子体子弹传播。最后使用谱线比方法计算等离子体射流宏观电场强度,其变化趋势与等离子体羽流长度和子弹分布相一致。

同轴型火花开关研制及其触发特性试验研究3480-3486

摘要:高精度纳秒级同轴型火花开关在脉冲功率领域有着较为广泛的应用。针对低抖动、长寿命的工程需求,提出一种同轴型场畸变火花开关结构,采用横向自耦式设计,使用紫外光透过率高的ZS.1石英玻璃挡板,模拟紫外光预电离情况;结合脉冲变压器与半导体元器件功能特点,设计一种基于Tesla变压器与陡化回路的可控高压纳秒脉冲源,该脉冲源最高输出电压80kV,上升沿50ns。在上述基础上,搭建该同轴型火花开关实验电路,对其紫外光预电离作用下的开关触发特性进行实验研究。研究此预电离开关的静态击穿电压特性,对比不同工作系数下和有/无紫外光预电离下的开关触发特性及其烧蚀均匀度,分析脉冲源输出和触发电压对开关导通特性的影响。试验结果表明:此同轴型火花开关在0.1MPa气压、工作系数76.1%及以上且有紫外光预电离的情况下,开关触发稳定,抖动小于2ns;增大脉冲源输出电压可以提升紫外预电离效果,优化开关触发特性。研究结果为紫外光预电离开关在实际工程中的应用提供了参考和依据。