[电源与系统技术专辑] 电源技术期刊
时间：2020-03-11 07:34:16 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
电源是电力电子变换技术的核心，自从1955年人类需要经固态整流而获得直流，促使发明的第一只5 A硅整流管诞生为标志至今，各种固态电源的研究就没有停止过。直流电源作为一种电压极性与电流方向固定、稳定且无交流电的大幅度脉动及交流磁场干扰等优良性能，而获得广泛应用。大电流输出直流电源是冶金、化工、直流输电、有色金属、核工业聚变科学研究等行业不能不用的电源，至今仍然受到世界各国的普遍重视。随着全球经济的发展，对直流电源的市场需求不断增加。交流电源种类众多，使用领域千差万别，如交流电机调速使用的变频器、直流输电系统应用的交-直-交变换等。2010年我国各种电源的装机容量继续呈现了高速的增长态势。如今，在人类日益面临能源危机、环境危机和人口危机等多重危机的时代，世界各国都把高效、环保、安全的用电列入国民经济发展计划，电力电子技术发达的国家在这一领域投入巨大，然而，就各种电源及系统的许多关键技术而言，我国与世界先进水平还有一定的差距。节能减排的迫切要求，作为电源生产与使用量都很大的国家，我国有关各种电源与系统技术的研发工作如火如荼。如，数十MW级核聚变等离子体束缚用的直流电源、航空航天器用的超小型高效高可靠性电源、冶金化工用的巨型电源、电机调速用的交流及直流电源、风电及光伏发电用的电源等。
为实现更加高效合理的用电，电源行业的技术人员在系统控制策略、电路结构、滤波方案等问题上已经展开了广泛深入的研究，取得了多项成果。研究负载能力更强，体积更小，无谐波污染，效率更高的各种电源之电路拓扑、控制技术以及与其相关的开关变换技术、轻型高压直流输电技术(HVDC-light)等也已成为产业界和学术界共同关注的热点问题。为了更好地推进我国电源与系统技术的研究与工程实际应用，本次“电源与系统技术”专栏征文，得到了国内各高校及企业同行的大力支持和积极响应，共收到来稿40多篇，经评审，本期刊登13篇。其中，开关变换型直流电源及相关系统技术论文6篇；探讨特大电流电解铝用直流电源系统合理电路及结构的论文1篇；复合调整型精密高压电源1篇；逆变电源并联-并网电能再利用技术论文1篇；高频链逆变器控制系统论文1篇；四桥臂有源电力滤波器三维空间矢量调制技术研究论文1篇；直流电源系统的电能质量治理与控制论文1篇；无刷直流电机的保护电路论文1篇。本专栏论文从一定角度反映了当今国内外直流与交流电源与系统技术的部分热点研究问题。
本专栏中基于开关变换型直流电源及相关系统技术的论文，内容涉及电能的无线传输、准谐振型软开关、光伏发电、推挽DC-DC变换器建模与控制、抗高压脉冲高稳定度灯丝电源等。电能的无线传输是当今国内外研究的热点之一，全世界以新西兰的奥克兰大学研究最为领先，而以德国及日本应用最为成功，我国的研究刚刚起步。杭州电子科技大学电工电子国家级实验教学示范中心石鑫栋、戴世宇、 张钰、张�的论文“非接触式弱电实验供电平台的设计”，克服了传统导线多点接触式电能传输方式的不可靠和不可迁移等缺点，通过电磁感应耦合，实现非接触式能量传输，为负载提供电能。为移动电气设备、易燃易爆环境和水下设备的能量供给提供便捷、安全的解决方案。准谐振型软开关技术是国内多年研究的又一热点，广西机电职业技术学院电气工程系梁涛的论文“基于准谐振型软开关的高频开关电源变换器”，对5种准谐振型软开关的高频开关电源变换器的电路结构及优缺点进行了比较分析。
DC-DC变换是获得直流电源的常用方案，兰州空间技术物理研究所李斌、王卫国、刘克承的论文“推挽DC-DC变换器建模与控制设计”，运用状态空间平均法，推导出连续导电模式下非理想电压型推挽DC-DC变换器功率级电路的低频小信号传递函数，仿真出变换器功率级电路的幅频和相频曲线Bode图，通过优化设计反馈补偿电路提高了电压型推挽DC-DC变换器系统的稳定性和动态特性。对一台电压型推挽DC-DC变换器样机进行仿真和控制设计，验证了建模和控制设计的正确性。
光伏发电是新能源的重要研究领域，长春工业大学电气与电子工程学院侯云海、孙士华、李二帅的论文“光伏逆变辅助电源的设计”，采用电流型隔离式单端反激的控制方式，为光伏逆变器设计成功辅助开关电源，并成功应用于光伏逆变器上,取得了很好的效果。中国工程物理研究院电子工程研究所陈静、刘文红的论文“抗高压脉冲高稳定度灯丝电源”，着重讨论如何解决当某大功率装置的大电流开关动作时，灯丝电源装置抗30 kV高压反馈脉冲的冲击问题，通过抗高压和强电流冲击的设计，在高压强流环境中，为大电流开关灯丝的加热提供了可靠的抗高压强电流冲击的直流加热电源。上海理工大学张冉、傅志中、张翰进、张忠亮的论文“基于S3C2440的测试系统数字稳压电源设计”， 应用ARM系统自动检测和控制技术相结合，对数据进行采样，运用适当的算法进行电压调节和电路保护，以达到为测试系统提供稳压电源的目的，提出了一种基于S3C2440的测试系统数字稳压电源的解决方案。 同时具有高电压输出和低纹波及高精度直流电源的设计与制造，是极具技术难度的。山东凯文科技职业学院电工电子实训中心陈振生、 殷淑霞、祁爽及山东大学控制科学与工程学院刘伯强的论文“一种复合调整型精密高压电源”，采用直接调整和间接调整相结合的复合调整方案，集中补偿和分散补偿相结合的复合补偿方案，应用了多项合理的特定电路设计和有效的技术处理措施，使高压稳压电源系统的高精密、高稳定和低纹波电压等技术指标均得以实现。
电解铝用直流电源同时兼有大电流与较高电压特性，在国内多次出现严重电源爆炸事故，西安石油大学李宏与新疆升�变压器股份有限公司姚永健的论文“电解铝用大功率直流电源的合理主电路拓扑初探”，对国内电解铝行业近年多次发生“爆炸”问题的原因进行了分析和探讨，得出了产生此故障的主要原因之一是应用三相桥式同相逆并联电路结构所致，并得出了较好解决方案是应用三相桥式非同相逆并联结构拓扑的结论。
在太阳能发电的并网技术及并网电能再利用方面，山东师范大学物理与电子科学学院辛化梅的论文“逆变电源并联-并网电能再利用技术研究”，采用基于DSP数字信号处理器的DCS控制的多机并联-并网发电技术，以集中管理分散控制，实现逆变电源输出参数的同步和电网的反孤岛测试，研究了如何实现电能的再利用和有效地提高多机并联-并网发电系统的控制灵活性和通用性。达到了可以将负载设备中以热能形式耗费的电能转化为可再利用的电能，并与市电电网进行并网，使其可被其他电气设备利用，从而有效地实现节能和提高经济效益。
有源电力滤波器是应对电力电子变流设备不断投入电网运行，电网谐波含量日趋严重，实现电网绿色化的重要手段，是当今电源及系统技术领域的又一研究热点，北京市禄智科技发展有限公司莫志禄的论文“四桥臂有源电力滤波器三维空间矢量调制技术的研究”，通过对四桥臂电压型变换器进行建模，详细分析了APF的三维空间矢量脉宽调制法（3D-SVM），实验样机验证了控制策略和调制方法的正确性和有效性。
随着逆变技术的不断发展，高频链逆变技术应用高频变压器代替传统的工频变压器，有体积小，重量轻，转换效率高等优点，在航空、电信、军事等领域的应用越来越广泛。上海交通大学电子信息与电气工程学院刘婷与王君艳的论文“基于TMS320F2812的高频链逆变器控制系统”，以高性能DSP控制器TMS320F2812为核心，设计了高频链逆变器的控制系统及部分硬件电路，其主电路采用全桥双向电流源高频链逆变器的拓扑结构，选择电压瞬时值反馈的单闭环控制方案，实现了能量的双向流通，实验结果表明了该控制策略的可行性及有效性。
无刷直流电机是解决交流感应电动机调速性能与效率不尽理想的出路之一，中国海洋大学袁题训、董升亮、耿丙群、韦统安的论文“无刷直流电机的保护电路”，采用软硬件相结合的方法设计了欠压保护、过流保护、短路保护电路及软件。在软件里设置电压、电流的阀值，直接对电压、电流进行检测并产生相应的保护。实践应用表明，该设计的几种方案切实可行，能够在异常情况下及时对电机做出保护动作。
大电流直流电源的使用领域多与高耗能产业密切相关，如电解铝、碳化硅、电化工、电冶加工等，现代工业的需求决定还无法全部关停这些行业，其应用的单机电源功率容量一般都达兆瓦级，无论主电路是采用整流管还是晶闸管整流，其谐波都不可避免的存在，为保证电网的绿色化，谐波治理与电能质量控制成为国内研究的热门课题。长安大学电控学院李惟与刘学的论文“直流电源系统的电能质量治理与控制”，在分析直流电源系统现状的基础上,对直流电源系统产生谐波的原因及对电网的干扰进行归纳，介绍了谐波治理的常用方案和安装电源净化滤波装置，消除直流电源系统中的谐波电流，以达到降低谐波损耗，提高功率因数的目的。
本专栏选登的13篇论文在一定程度上反映了国内电源及系统技术的部分研究现状，且基本都有实验的验证，有较好的参考价值。
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