电力论文
关于电力方面的论文范文

关于电力方面的论文范文电力行业是关系到国计民生的支柱产业,也是保障国家经济命脉和社会稳定的基础性行业。
下文是店铺为大家搜集整理的关于电力方面的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!关于电力方面的论文范文篇1浅析电力通信系统可靠性在最近几年的发展过程,我国经济水平得到了大跨步提升,因此对电力通信的要求也越来越高,特别是信息技术的发展,让电力通信系统在数字化时代引领人们进入了新的生活状态。
信息与通信技术的安全性以及可靠性需要加大影响力度,因为如果一个通信部件发生故障,整个电力通信系统都会受到负面影响。
一、电力通信系统的可靠性含义分析电力通信系统的存在主要是为了满足电力企业的生产以及销售运营,它包含了电力系统以及通信系统双方面的含义。
如果单单从电力通信的角度来讲,可以在通信的范围内进行研究和分析,它具有通信的内涵,但是电力通信系统所需要服务的主体是电力系统,在这种大环境下,要建立起完备的通信网络,一定使其具有电力系统的特征。
那么对于电力通信系统的可靠性要从以下两个方面进行分析和研究。
首先,通信的可靠性在电力系统中的表现就是,在电力通信系统的实际运行过程中,主要是为了电力系统的安全生产以及市场运营或者现代化服务管理,由此形成一个较为安全的可靠性网络。
其次,因为电力网络属于电力系统中的一个概念,这样它不仅具有一般网络所特有的特点还有电力系统的特点。
若是从电力系统可靠性的角度出发,通信系统应该是电力系统中不可或缺的一员,电力通信系统按照自己的服务准则,接受能够通信的任务,并从特定的标准和质量出发不间断的为电力系统提供有连接能力的量度。
二、影响电力通信系统可靠性的因素对电力通信系统可靠性的分析主要是为了在通信系统中消除一些有障碍性的因素,以此提升通信质量,不断满足电力系统的各种通信需求,进而更好的维护电网的安全与稳定。
电力通信系统在网络上是一个整体,伴随时间的增加以及运行环境的变化,一些通信节点和链路可能发生变化,导致功能下降,特别是在电力通信系统遭受到自然灾害以及人力攻击时。
电力系统论文范文

电力系统论文范文电力系统是由发电设备、变压器、输配电线路和用电设备等很多单元组成的复杂的非线性动态系统。
下面是店铺为大家整理的电力系统论文,供大家参考。
电力系统论文范文一:电力工程设计中电力系统的应用摘要:电能作为是我国国民经济各领域发展的基础性能源,其所起到的作用是非常重要的,对电力系统进行合理化的规划有利于电力工程质量的提升及满足人们的正常用电。
因此,本文则主要就电力工程设计中电力系统规划设计的应用做详细分析,以期借此能够对实际操作起到一定指导作用,从而促进我国的电力实业发展,以供参考。
关键词:电力系统;电力工程;应用前言目前,我国的经济发展有了长足的进步,人们的生活质量有了大幅度提升,故此在用电需求上也得到了增加。
为能够有效保障电力系统的稳定可靠安全的运行,对电力资源最大化的得到节约,电力系统规划设计就是最为关键的环节,这对整个电力工程的运行效率都会产生影响。
故此加强这一领域的理论研究对实际有着重要的意义。
1.电力系统的规划设计及方法分析1.1电力系统规划的内涵分析现阶段我国对电力的需求及质量都有着要求上的提高,电力系统的安全稳定运行是保障人们正常用电的基础,所以对电力系统的科学规划就显得比较重要。
而电力系统主要就是通过配电以及输、发电等环节所组成的电能生产及消费的系统,其主要功能就是将一次性能源发电动力装置转换成电能形式,在输电的支持下将电能供应给用户,所以它是我国国民经济系统中的重要子系统。
对其进行有效的规划就是结合某地区内人口、经济和工业发展规模等实际情况,进行对电力的负荷加以预测,同时对各分区进行电力电量的平衡分析,对可能出现的盈缺情况加以预测。
然后论证规划方案的经济可行性,对相关的设备等一系列内容进行科学合理实施。
1.2电力系统规划的方法分析电力系统在实际的规划过程中必须要结合实际情况进行,电力系统规划设计的主要方法是通过对原始资料进行的,任何设计规划不能一次性就设计出最佳的方案,是在不断的完善改进过程中进行的。
电力系统自动化论文

电力系统自动化论文引言概述:电力系统自动化是指利用先进的控制、通信、计算机和信息技术,对电力系统进行监测、控制、保护和管理的一种技术手段。
随着电力系统规模的不断扩大和电力需求的增加,电力系统自动化在电力行业中起着至关重要的作用。
本文将从五个方面详细阐述电力系统自动化的相关内容。
一、电力系统自动化的概念与意义1.1 电力系统自动化的定义:电力系统自动化是指利用先进的技术手段对电力系统进行监测、控制、保护和管理的过程。
1.2 电力系统自动化的意义:提高电力系统的稳定性和可靠性、提高电力系统的经济性、提高电力系统的安全性。
二、电力系统自动化的基础技术2.1 控制技术:包括自动控制、调度控制、分布式控制等技术手段。
2.2 通信技术:包括电力线载波通信、光纤通信、无线通信等技术手段。
2.3 信息技术:包括数据库技术、数据挖掘技术、人工智能技术等技术手段。
三、电力系统自动化的关键技术3.1 监测技术:包括电力系统状态监测、故障监测、设备监测等技术手段。
3.2 控制技术:包括电力系统调度控制、自动化装置控制等技术手段。
3.3 保护技术:包括电力系统过电流保护、差动保护、接地保护等技术手段。
四、电力系统自动化的应用领域4.1 电力系统调度与控制:通过电力系统自动化技术,实现对电力系统的调度和控制,提高电力系统的运行效率和经济性。
4.2 电力系统保护与安全:通过电力系统自动化技术,提高电力系统的安全性和可靠性,保护电力设备和电力系统的安全运行。
4.3 电力系统管理与优化:通过电力系统自动化技术,实现对电力系统的管理和优化,提高电力系统的运行效率和可持续发展能力。
五、电力系统自动化的发展趋势与展望5.1 智能化发展:电力系统自动化将向智能化方向发展,应用人工智能、大数据等技术手段,实现对电力系统的智能化管理和优化。
5.2 增强型保护:电力系统自动化将注重提高保护技术的精确性和可靠性,实现对电力设备的精细化保护。
5.3 网络化应用:电力系统自动化将更加注重通信技术的应用,实现电力系统的网络化管理和控制。
电力毕业论文范文5000

电力毕业论文范文5000电力电缆故障检测工作的科学高效开展是确保电力能源稳定安全传输的重要前提。
电缆故障检测一般针对接线方式、通断状态以及电缆绝缘性能等方面实施检测,以分析判断其接线方式是否准确、是否存在断线或开路、串线或错接、短路以及绝缘受损等情况来达到检测目的。
现阶段在实际工作中一般选择万用表以及兆欧表等测量设备实施检测,但普遍反映出检测实效性难以提升的问题,时间和人力成本较高。
目前已经有很多研究人员针对电力电缆故障检测展开了研究,很多现代化的检测技术方法已经在实践工作中得以普遍运用,本文结合笔者实际工作研究,对电力电缆故障原因及其检测技术进行了探讨,同时提出了电力电缆故障的防范对策。
一、电力电缆故障发生的原因基于现阶段国内配电网建设实际而言,电力电缆出现故障问题是由很多因素引起的,一般来说有机械损伤、超负荷运行和电缆头故障等。
对机械损伤来说,通常情况下是在电缆连接作业过程中的不规范操作抑或是外部环境因素影响导致的绝缘层受损,这样的机械损伤虽然并不会对电缆正常运行带来较大干扰,但可能埋下安全隐患,此类故障现象能够借助作业人员的外观检查来找出,同时可以利用相对简单的措施予以处理。
而对超负荷运行所导致的故障而言,由于电缆具有规定的负荷值范围,若电缆长时间处在超负荷运行的状态下,很容易造成其绝缘层受损,绝缘层无法真正发挥出实际作用,对电缆的安全稳定运行带来非常大的影响。
对电缆头故障来说,它属于电缆故障中的一种较为普遍的问题,导致该故障出现的原因一般情况下是电缆在生产阶段就存在缺陷,从而导致实际运行时产生电缆头放电的问题,与此同时导致该故障发生的关键性因素即接头位置的接地屏蔽作用不明显,导致电缆头常常会存在感应电压过高的问题,最终造成电缆被击穿。
另外造成电力电缆出现故障的原因还有很多,比如说电缆自身质量、长时间运行使用而出现老化、安装作业不规范等。
伴随着配电网电力工程技术的不断发展,不仅仅让电网建设逐渐趋于完善,同时也促进了电力设备检修技术的发展。
电力工程专业毕业论文(精选样本8篇)

电力工程专业毕业论文(精选样本8篇)引言本文档旨在为电力工程专业的学生提供一份毕业论文的精选样本。
以下样本涵盖了多个电力工程领域的主题,包括电力系统分析、可再生能源、电力电子、电力传输等。
这些样本可作为撰写自己毕业论文的参考,帮助学生更好地理解论文的结构、内容和写作风格。
样本1:基于人工智能的电力系统故障诊断摘要本文提出了一种基于人工智能的电力系统故障诊断方法。
通过训练一个深度神经网络模型,可以实现对电力系统故障的自动识别和定位。
实验结果表明,该方法在故障检测速度和准确性方面具有优越性能。
关键词人工智能、电力系统、故障诊断、深度神经网络样本2:分布式光伏发电系统的优化配置摘要本文研究了分布式光伏发电系统的优化配置问题。
通过建立一种多目标优化模型,实现了对光伏发电系统参数的优化选择。
仿真实验结果表明,所提方法能够有效提高光伏发电系统的发电效率和经济性。
关键词分布式光伏发电、优化配置、多目标优化、仿真分析样本3:基于电力电子技术的变频驱动系统摘要本文介绍了一种基于电力电子技术的变频驱动系统。
通过对电力电子器件和控制策略的研究,实现了对电机转速和负载的精准控制。
实验结果证明了该系统在提高电机运行效率和降低能耗方面的优越性。
关键词电力电子技术、变频驱动、电机控制、能耗降低样本4:特高压直流输电线路的电气特性研究摘要本文针对特高压直流输电线路的电气特性进行了深入研究。
通过建立详细的电气模型,分析了线路参数对输电性能的影响。
研究结果为特高压直流输电线路的设计和运行提供了重要参考。
关键词特高压直流输电、电气特性、线路参数、输电性能样本5:基于智能电网的分布式能源管理策略摘要本文提出了一种基于智能电网的分布式能源管理策略。
通过优化能源分配和调度,实现了对分布式能源的高效利用。
仿真实验结果表明,该策略在提高能源利用率和降低系统成本方面具有显著效果。
关键词智能电网、分布式能源、管理策略、能源利用率样本6:电动汽车充电基础设施的规划与优化摘要本文针对电动汽车充电基础设施的规划与优化问题进行了研究。
电力毕业论文

电力毕业论文范文一:电力调度安全管理与质量控制【摘要】随着我国国民经济水平的提高,科学技术的不断进步,人们对电力调度的安全管理,以及电能质量控制的要求也越来越高。
就目前电力调度安全管理工作还存在很多问题,例如下达调度指令出现错误,工作人员之间没有相互的监督管理,以及安全意识淡薄等,下面就对这些问题进行分析。
【关键词】电力调度;安全管理;质量控制现在电力调度工作已经应用了可视化监控系统,一些老旧电网也正在进行更新换代,因此电力系统的自动化水平也越来越高。
这就要求电力调度人员有非常高的专业技能和个人素质,只有快速熟练的操作才能保证调度的正确性和及时性,保证当地地区用电的安全稳定。
1电力调度工作所存在的问题1.1安全意识不高在电力调度工作中,由于操作步骤有相应的固定模式,而且有些情况下操作比较复杂,再加上工作人员安全意识不高,因此很容易出现问题,电力调度工作有很强的连续性,中间有很多操作环节,如果一个环节出现问题,那么对整个系统都有影响,如果问题严重,整个系统甚至会发生瘫痪。
1.2调度命令下达错误调度人员在工作中不会直接接触电气设备,其只是结合收集到的信息对电力进行合理调度,如果调度命令发生错误,那么事故就不可避免的发生。
除此之外,很多工作人员在得到信息后直接下达命令,没有按照要求对信息进行核实,进而导致事故的发生。
1.3没有相互督促一般每天的值班人员只有两人,而且都是独立工作的,导致其在工作中没有相互监督和管理的条件,如果一个工作人员工作状态不好,或者由于疏忽导致误操作,就会发生安全事故,而另一个人却不能及时的纠正和监督,事故发生的概率就会上升。
2电力调度安全管理的措施分析2.1提高工作人员的责任意识进行电力调度工作中,一定要有非常强的责任安全意识。
很多的责任意识也是一个人综合能力的体现,很好的责任安全意识是做好电力调度工作的基础。
通过有关人员的统计分析,在工作中很多事故都是由于错误下达命令,延误送电,以及无停电,误送电导致的,根本原因就是工作人员没有非常强的安全责任意识。
现代电力电子技术论文六篇
现代电力电子技术论文六篇现代电力电子技术论文范文1现代电力电子技术的进展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。
电力电子技术起始于五十年月末六十年月初的硅整流器件,其进展先后经受了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在很多新领域的应用。
八十年月末期和九十年月初期进展起来的、以功率MOSFET 和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
1、整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)沟通发电机供应,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。
大功率硅整流器能够高效率地把工频沟通电转变为直流电,因此在六十年月和七十年月,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大进展。
当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
2、逆变器时代七十年月消失了世界范围的能源危机,沟通电机变频惆速因节能效果显著而快速进展。
变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的沟通电。
在七十年月到八十年月,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。
类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。
这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
3、变频器时代进入八十年月,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛进展,为现代电力电子技术的进展奠定了基础。
将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,消失了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化进展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的消失,又为大中型功率电源向高频进展带来机遇。
电力工程技术论文(5篇)
电力工程技术论文(5篇)电力工程技术论文(5篇)电力工程技术论文范文第1篇在许多的电力系统的平安问题中,有很大的一部分是由于配电网在电力工程中的技术应用消失了问题,文章从三个方面来进行电力工程中的技术应用的难点分析,这三个方面分别是:外力的破坏技术难点问题;极端天气的闪络放电的技术难点问题;过电压的技术难点问题。
盼望通过这三个方面的电力工程中的技术难点分析,给将来的电力工程技术的规划一个良好的建议。
1.1电力工程在配电网中的技术难点问题:外力的破坏技术难点问题电力工程中的外力破坏问题是电力工程施工中的一个比较突出的技术问题,这样就会使电力系统在运行中,消失外力破坏的状况,影响电力系统的平稳运行。
这种外力破坏主要可以从以下三方面进行考虑:(1)电力系统的架空高压线路带来的外力破坏技术问题。
这种技术问题是由于我国现在的国情及地形打算了我国的高压线路的架设方式必需为架空高压线路所致。
(2)电力系统中的架空高压线中引线的施工带来的外力破坏技术问题。
这种技术问题是由于我国许多的架空高压线路的施工要在其引线的部分施工,由于引线的施工的外界干扰很大,没有方法进行很有效精确的施工,造成了电力工程中外力的破坏。
(3)电力系统中的建设盲目规划带来的外力破坏技术问题。
这种技术问题是由于我国的不同地区存在着特别明显的进展区分,在没有科学及合理的电力工程施工规划的前提下,许多城市就会进行电力工程施工,这种盲目的规划带来的电力工程中外力的破坏也需要我们赐予重视。
1.2电力工程在配电网中的技术难点问题:极端天气的闪络放电的技术难点问题极端天气的闪络放电的技术难点问题主要是由于我国现在的电力设备都是常年运行且没有得到有效的爱护的设备,尤其是一些绝缘材质的电力设备,更是长期的没有得到有效的爱护及清洁处理,这样就会导致绝缘材质设备中存在大量的污垢,当大量的污垢积累到肯定的程度以后,就会对绝缘材质的设备的性质产生影响,使绝缘设备更简单遭到闪络放电的影响,会使用电居民的用电平安得到威逼,严峻的更会导致电力运行事故。
电力工程电缆施工论文(3篇)
第1篇摘要:随着社会经济的快速发展,电力工程在国民经济中扮演着越来越重要的角色。
电缆作为电力系统的重要组成部分,其施工质量直接影响到电力系统的安全稳定运行。
本文针对电力工程电缆施工技术,从施工前的准备工作、施工过程中的关键环节以及施工后的验收与维护等方面进行探讨,以期为电力工程电缆施工提供参考。
一、引言电力工程电缆施工是电力系统建设的关键环节,电缆的质量、敷设工艺以及施工质量直接关系到电力系统的安全稳定运行。
因此,研究电力工程电缆施工技术具有重要意义。
本文旨在分析电力工程电缆施工过程中的关键环节,为电力工程电缆施工提供参考。
二、施工前的准备工作1. 施工图纸审查:对电缆施工图纸进行仔细审查,确保图纸准确无误,满足工程要求。
2. 材料设备准备:根据工程需要,准备电缆、附件、施工工具等材料设备,并确保其质量符合国家标准。
3. 施工方案编制:根据工程特点,编制详细的施工方案,明确施工流程、施工方法、质量标准等。
4. 施工人员培训:对施工人员进行专业培训,提高施工人员的技能水平,确保施工质量。
三、施工过程中的关键环节1. 电缆敷设:电缆敷设是电缆施工的关键环节,主要包括电缆铺设、电缆连接、电缆固定等。
(1)电缆铺设:根据设计要求,选择合适的电缆敷设方式,如直埋敷设、隧道敷设等。
(2)电缆连接:电缆连接包括电缆本体连接和电缆附件连接。
确保连接牢固、接触良好,防止因连接不良导致故障。
(3)电缆固定:根据电缆敷设方式,选择合适的固定方式,确保电缆在运行过程中不受外力影响。
2. 电缆附件安装:电缆附件安装包括电缆终端头、电缆接头、电缆保护管等。
(1)电缆终端头安装:确保电缆终端头安装牢固,接触良好,绝缘性能符合要求。
(2)电缆接头安装:电缆接头安装要确保连接牢固、接触良好,防止因接头不良导致故障。
(3)电缆保护管安装:电缆保护管安装要确保密封良好,防止外界因素对电缆造成损害。
四、施工后的验收与维护1. 施工验收:对电缆施工质量进行验收,确保施工质量符合设计要求和国家标准。
电力毕业论文范文精选
电力毕业论文范文精选电力毕业论文范文一:电力公司市场营销优化措施摘要:电力资源为社会生产生活重要能源,就电力行业发展现状来看,资源需求不断增大,逐渐由卖方市场转变为买方市场。
在此背景下,想要进一步促进企业的发展,就需要根据市场发展规律对营销策略进行调整。
本文对影响电力市场营销的因素进行了分析,并提出了相应的优化措施。
关键词:电力企业;市场营销;营销策略电力行业快速发展中,供需间矛盾得到一定缓解,但是行业垄断地位已经被打破,电力企业间需要面临着激烈的市场竞争。
为提高企业在市场中的竞争实力,需要结合行业发展特点看,对电力市场营销现状分析,确定其中存在的不足,有目的性的采取措施进行优化,建立新型的营销模式,促进企业的改革,在市场中占据更有利的位置。
1电力市场营销特点第一,需求预测。
对于电力生产来说,需要发电、输电以及配电同时进行,生产的电能不能进行储存,这样就很容易造成电能供需间的矛盾,如需求数量、质量标准、电价定位以及需求信息等。
为提高电力市场营销质量,必须要提前做好市场需求预测,获得各项真实信息,解决生产与需求间的矛盾,顺利开展营销活动。
第二,组合策略。
电力产品具有一定特殊性,所对应的营销策略也就不同,需要对市场营销组合策略进行特殊性分析。
包括电力产品与服务策略、电力销售渠道策略与电价策略等,基于电力产品特点,在普通产品营销策略上进行调整,不仅要均满足实际发展需求,同时还可以提高企业市场评价[1]。
2电力市场营销策略2.1市场营销内容1形象营销。
以为客户提供优质服务为核心,在整个社会中针对不同消费群体,树立电力产品质量可靠、价格合理的形象,来获得消费者对企业与产品的认同度,提高对电力产品的需求感。
企业可以利用宣传媒体,或者是参与社会公益活动,通过社会综合调查,对营销方案进行调整,在保证产品质量的同时,提高自身在行业内的形象。
2需求营销。
以国家各项规章制度为依据,结合相关政策,以提高企业营销效率为目的,制定相应的营销方案,引导消费者,改善能源结构,提高电力产品在终端能源消费中的比例,引导消费者合理应用电力产品,提高电能资源应用效率[2]。
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内容摘要开关电源技术是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。
随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,这为开关电源提供了广阔的发展空间。
在开关电源的设计中,功率变压器的设计是极为关键的,尤其当工作频率提高后,若没有新的变压器优化设计方法,是无法达到提高整个电源功率密度的目的。
该文在深入分析了高频变压器的设计原理后,提出了一种有效的优化设计方法,可降低变压器的功率损耗,提高开关电源的效率。
本文介绍了开关电源发展中的市场和在21世纪的发展展望以及国内外高频开关电源变压器的研究现状及主要的设计方法。
关键词:开关电源;变压器;高频效应;功率损耗;设计方法内容摘要 (I)引言 (1)1 开关电源的基本控制原理 (2)1.1 开关电源的控制结构 (2)1.2 开关电源的构成原理 (2)2开关电源变压器 (4)2.1 开关电源变压器的作用 (4)2.2 开关电源变压器的分类 (4)2.3 开关电源变压器的特性参数 (4)2.4 开关电源变压器的组成 (4)3 高频开关电源变压器的设计要求 (6)3.1 高频开关电源变压器的设计要求 (6)4 高频开关电源变压器的设计方法 (7)4.1 概述 (7)4.2 简化求解 (7)4.3 数值模拟 (9)5 单管反激式变压器原理 (13)5.1 设计原理 (13)5.2 设计原则 (14)6 相关技术发展前景 (15)6.1产品发展方向 (15)6.2技术发展动向 (15)7 结束语 (17)参考文献 (18)电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离,作为一种主要电磁器件的高频开关电源变压器是工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器,主要用于高频开关电源中,也用于高频逆变电源和高频逆变焊机中。
随着电子信息技术的不断发展,各类电子设备的电源系统在客观上要求小型化、轻量化和高可靠性,制约这个目标实现的根本技术就是开关电源高频化技术。
而开关电源变压器是开关电源的核心部件,是实现能量(功率)转换和传输的主要器件,同时该器件又是开关电源体积和重量的主要占有者和发热源。
因此,要实现开关电源的小型轻量化、平面智能化和高可靠性的目标,关键在于开关电源变压器的高频化。
国外研究高频开关电源变压器较早,八十年代研究频率就已经在 1~10MHz [2~5],目前国外0.5~3MHz的高频开关电源已实用化,文献[6]报道的2MHz、 50W 变压器的几何线度只有1.3cm左右。
目前,我国大部分开关变压器的研究在500kHz 以下,只有为数不多的几个单位研究频率在 500kHz以上。
已有的研究表明,除了要有适于高频(0.5~3MHz)工作的磁芯材料之外,高频开关电源变压器的设计对其性能有至关重要的影响。
因此研究高频变压器的设计技术对我国的高频开关电源以及整机系统的发展都是十分重要的。
1 开关电源的基本控制原理1.1 开关电源的控制结构一般地,开关电源大致由输入电路、变换器、控制电路、输出电路四个主体组成。
如果细致划分,它包括:输入滤波、输入整流、开关电路、采样、基准电源、比较放大、震荡器、V/F转换、基极驱动、输出整流、输出滤波电路等。
实际的开关电源还要有保护电路、功率因素校正电路、同步整流驱动电路及其它一些辅助电路等。
1.2 开关电源的构成原理1.2.1 输入电路:线性滤波电路、浪涌电流抑制电路、整流电路。
作用:把输入电网交流电源转化为符合要求的开关电源直流输入电源。
1.线性滤波电路:抑制谐波和噪声。
2.浪涌滤波电路:抑制来自电网的浪涌电流。
3.整流电路:把交流变为直流。
有电容输入型、扼流圈输入型两种,开关电源多数为前者。
1.2.2 变换电路:含开关电路、输出隔离(变压器)电路等,是开关电源电源变换的主通道,完成对带有功率的电源波形进行斩波调制和输出。
这一级的开关功率管是其核心器件。
1.开关电路驱动方式:自激式、他激式。
变换电路:隔离型、非隔离型、谐振型。
功率器件:最常用的有GTR、MOSFET、IGBT。
调制方式:PWM、PFM、混合型三种。
PWM最常用。
2.变压器输出分无抽头、带抽头。
半波整流、倍流整流时,无须抽头,全波时必须有抽头。
1.2.3 控制电路:向驱动电路提供调制后的矩形脉冲,达到调节输出电压的目的。
基准电路:提供电压基准。
如并联型基准LM358、AD589,串联型基准AD581、REF192等。
采样电路:采取输出电压的全部或部分。
比较放大:把采样信号和基准信号比较,产生误差信号,用于控制电源PM电路。
V/F变换:把误差电压信号转换为频率信号。
振荡器:产生高频振荡波。
基极驱动电路:把调制后的振荡信号转换成合适的控制信号,驱动开关管的基极。
1.2.4 输出电路:整流、滤波。
把输出电压整流成脉动直流,并平滑成低纹波直流电压。
输出整流技术现在又有半波、全波、恒功率、倍流、同步等整流方式。
开关电源变压器开关电源变压器是加入了开关管的电源变压器,在电路中,除了普通变压器的电压变换功能,开关电源变压器还兼具绝缘隔离与功率传送功能。
开关电源变压器一般用在开关电源等涉及高频电路的场合。
2.1 开关电源变压器的作用开关电源变压器和开关管一起构成一个自激(或他激)式的间歇震荡器,从而把输入直流电压调制成一个高频脉冲电压。
起到能量传递和转换作用.在反激式电路中, 当开关管导通时,变压器把电能转换成磁场能储存起来,当开关管截止时则释放出来. 在正激式电路中,当开关管导通时,输入电压直接向负载供给并把能量储存在储能电感中.当开关管截止时,再由储能电感进行续流向负载传递。
把输入的直流电压转换成所需的各种低压。
2.2 开关电源变压器的分类开关电源变压器分单激式开关电源变压器和双激式开关电源变压器,两种开关电源变压器的工作原理和结构并不是一样的。
单激式开关电源变压器的输入电压时单极性脉冲,而其还分正反激电压输出;而双激式开关电源变压器的输入电压是双极性脉冲,一般是双极性脉冲电压输出。
2.3 开关电源变压器的特性参数电压比:指变压器的初级电压与次级电压的比值。
直流电阻:即铜阻。
效率:即输出功率/输入功率*100[%]。
绝缘电阻:变压器各绕组之间及对铁心之间的绝缘能力。
抗电强度:变压器在1秒或1分钟之内能承受规定电压的程度。
2.4 开关电源变压器的组成开关电源变压器的主要材料:磁性材料,导线材料和绝缘材料是开关变压器的核心。
磁性材料:开关变压器使用的磁性材料为软磁铁氧体,按其成分和应用频率可分为MnZn系和NiZn系两大类.前者具有高的导磁率和高的饱和磁感应,在中频和低频范围具有较低损耗.磁芯的形状很多,如EI型,E型,EC型等。
导线材料—漆包线:一般用于绕制小型电子变压器的漆包线有高强度聚酯漆包线(QZ)和聚氨酯漆包线(QA)两种.根据漆层厚度分为1型(薄漆型)和2型(厚漆型)两种.前者的绝缘涂层为聚酯漆,具有优越的耐热性,绝缘性抗电强度可达60kv/mm;后者绝缘层为聚氨酯漆,具有自粘性强,有自焊性能(380℃),可不用去漆膜就可直接焊接。
压敏胶带:绝缘胶带抗电强度高,使用方便机械性能好,被广泛应用在开关变压器线圈的层间,组间绝缘和外包绝缘.必须达到下列要求:粘性好,抗剥离,具有一定的拉伸强度,绝缘性能好,耐压性能好,阻燃和耐高温。
骨架材料:开关变压器骨架与一般的变压器骨架不同,除了作为线圈的绝缘与支撑材料外,还承担了整个变压器的安装固定和定位的作用,因此制作骨架的材料除了满足绝缘要求外,还应有相当的抗拉强度,同时为了承受引脚的耐焊接热,要求骨架材料的热变形温度高于200℃,材料必须达到阻燃,且还应加工性好,易于加工成各种形状。
3.1 高频开关电源变压器的设计要求高频开关电源变压器的设计要求包括磁芯参数,线圈参数等内容。
1. 磁芯参数高频电源变压器磁芯参数设计中,要特别注意工作磁通密度不只是受磁化曲线限制,还要受损耗的限制,同时还与功率传送的工作方式有关.对变压器功率传送方式磁通双方向变化工作模式,ΔB=2Bm,工作的磁滞回线包围的面积比局部回线大得多,损耗也大得多,Bm主要受损耗限制,还要注意由于各种原因造成激磁的正负变化的面积不相等而出现直流偏磁问题,可以在磁芯磁路中加一个小气隙或者在电路设计时加入隔直流电容或者采用电流型控制来解决。
2. 线圈参数高频开关电源变压器设计的线圈参数包括:匝数,导线截面(直径),导线形式,绕组排列和绝缘安排等.原绕组匝数根据外加激磁电压或者原绕组激磁电感(储存能量)来决定,匝数不能过多,也不能过少.如果匝数过多,会增加漏感和绕线工时;如果匝数过少,在外加激磁电压比较高时有可能使匝间电压降和层间电压降增大须加强绝缘,副绕组匝数由输出电压来决定。
4.1 概述许多工程电磁场问题都可归结为在给定边界条件下求解其控制方程的问题。
但只有少数问题能够用解析的方法求出精确解,这类问题往往是方程性质比较简单,几何边界相当规则。
而对于大多数工程技术问题,由于研究对象的几何形状比较复杂或者问题的某些特征是非线形的,则很少有解析解。
对于这类问题往往有两种解决方法:一是将方程和边界条件简化为容易处理的问题,从而得到它在简化状态下的解。
这种方法只在有限的情况下是可行的,因为过多的简化可能导致解与实际值偏差很大或者甚至是荒谬的。
另一种方法是利用计算机强大的计算能力,使用数值模拟方法求得满足工程要求的数值解。
高频开关电源变压器的设计,由于所涉及的几个主要变量是非线性的,因此目前国内外对高频开关电源变压器的设计主要有两类方法,一类是简化求解;一类是数值模拟4.2 简化求解高频开关电源变压器的设计相对于低频要复杂得多,诸如趋肤效应、邻近效应、畴壁共振等许多因素在低频下可被忽略, 而在高频下却变得十分重要。
以下几个问题是高频变压器设计中讨论最多的问题。
4.2.1趋肤深度当导线中流过高频交流电流时, 电流将向导线表面集中,导致导线表面电流密度增大。
这种现象称为趋肤效应。
由于趋肤效应,交变电流沿导线表面向导线中心衰减,当衰减到表面电流强度的 1/e 时所达到的径向深度,称之为趋肤深度。
趋肤深度与电流的频率、导线的磁导率及电导率有关,其关系为: D = f πμρ÷ (1)式中, f 为频率,µ 为导线磁导率,r 为导线电阻率。
其中r 是一个随温度变化的量,对铜导线来说,ρ(T)=17.24[1+0.004(T -20)]·n Ω·m (2)由(1)、(2)式可知,随着温度的升高,直流电阻线性增大,交流电阻由于趋肤深度增大而有所减小。