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一等奖作品展示:中国矿业大学 [“GaN Systems”杯第九届高校电力电子应用设计大赛]

发布日期:2023/12/8 18:27:00 浏览量:679 分享:

参赛队员:冯江、朱睿杰、王子豪、成宇轩、杨吉

指导教师:张永磊、王凯

颁奖照片:

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中国电源学会副理事长章进法博士(右一)为一等奖获奖队颁奖,中国矿业大学代表队代表(中)


团队简介:

中国矿业大学电气化低碳技术研究中心由中国矿业大学电气工程学院院长原熙博教授建立并担任负责人。团队中心立足新一代宽禁带电力电子器件和新一轮电气化革命的机遇,开展相关基础性研究和应用研究工作。主要研究方向包括宽禁带变流器拓扑优化及先进调制方法、宽禁带电机驱动系统轴电流抑制及绝缘损伤机理、宽禁带变流器的虚拟建模与自动化制造、宽禁带器件在新能源及交通领域应用研究。研究中心与国内外相关科研院所及先进制造企业开展了广泛交流合作。

指导老师:

张永磊,中国矿业大学电气工程学院副教授,硕士生导师,担任电气化低碳技术研究中心副主任,曾于英国布里斯托大学公派联合培养,主要研究方向为:大功率风力发电、宽禁带电力电子器件及应用等。

王凯,中国矿业大学电气工程学院讲师,硕士生导师,主要研究方向为新能源发电系统及稳定控制,光储一体化变换器及控制等。

团队风采:

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团队风采:答辩现场


获奖作品介绍

01技术参数

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样机正视图


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样机底视图


样机参数

输入电压:350V

输出电压:220V(有效值)

输出频率:50~2000Hz(可调)

功率密度:7.898W/cm3

阻感负载指标

输出频率:50~2000Hz

输出电压:220.69V@50Hz

输入电流纹波:9.71%@50Hz

THD:0.278%@50Hz

变换效率:96.402%@50Hz

电机空载启动指标

转速上升时间:2.89s

稳态转速:1448.7r/min

最大启动电流:1.868A

转速无超调无波动

02创新亮点

1. 本设计采用垂直功率回路和叠层母排的结构,减小回路的寄生电感;栅极驱动采用铺铜的方式使其走线尽可能的短和粗并且采用大面积的铺铜作为栅极驱动电流的返回路径,减少驱动电路寄生电感。

2.采用两块PCB板互联结构,使样机可以在高度不变的情况下减小横截面积,极大的提高了样机的空间利用率,功率密度高达7.898W/cm3(129.3 W/inch3),为赛题要求的20倍。

3.散热采用主动散热,利用特制铜散热器将开关管热量引出后通过微型风扇将热量散出,散热效果明显,样机可实现长时间稳定运行。

03获奖作品照片

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特别鸣谢

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大赛冠名合作单位

GaN Systems Inc.


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大赛联合支持单位

宁波希磁电子科技有限公司


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大赛联合支持单位

湖南艾华集团股份有限公司


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测试设备指定供应商

艾德克斯电子有限公司


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EMI检测仪器提供服务商

敏业信息科技(上海)有限公司

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