60+工程学生电力电子项目

电力电子学是固体电子学在电力控制和转换方面的一种应用。它处理非线性、时变能量处理电子系统的快速动力学设计、控制、计算和集成。因此，我们可以说它是指电子电气工程中的一个研究课题。

如今，许多工科学生对电力感兴趣电子产品项目．因此，在这里我们列出了一些顶级的电力电子项目的想法，这可能会给工程专业的学生在他们的最后一年选择项目提供更好的想法。

电力电子项目思路清单:

• 基于黄金分割搜索的光伏应用三电平DC-DC变换器的设计与实现：在许多光伏能源转换系统中，需要具有高电压增益的非隔离直流-直流变换器。介绍了基于黄金分割搜索(GSS)的最大功率ppt控制方法及其在三电平DC-DC升压变换器中的应用。三电平升压变换器提供了高电压转移，使大功率光伏系统以低尺寸电感高效率工作。一个微控制器被用来验证所提出的系统。
• 双腿逆变馈电无刷直流电动机性能的改进：与传统电机相比，无刷直流电机的使用提高了各种性能因素，包括更高的效率、更高的转矩、高功率密度、低维护和更少的噪音。在本课题中，设计了一种仅使用4个开关和2个电流传感器的双腿逆变器馈电无刷直流电动机驱动。更少的开关和电流传感器意味着更少的开关损耗。
• 用于可再生能源系统的高升压ZVT倍压交错变换器：为此，设计了一种用于光伏系统的内置变压器倍压电池，该电池具有1KW的DC-DC变换器。该DC-DC变换器通过降低二极管的电压应力来增加电压增益，从而提供高效率和高升压转换，适用于可再生能源。

• 基于智能控制技术的无传感器电流控制DC-DC变换器：本文提出了一种基于计算技术的传感器非预测峰值电流控制方法。该方法在不使用电流传感器的情况下消除了电压稳态误差，实现了高精度电流估计。模糊控制器可以在本文中实现。该控制器采用综合补偿策略，在不使用电流传感器的情况下，可以有效地消除电压稳态误差，实现高精度电流估计。
• 用于高压增益DC-DC变换器的集成耦合电感和二极管电容：设计了一种高效、高stepÂ-up的非隔离DC-DC变换器。这种高压增益变换器广泛应用于许多行业，如光伏系统、燃料电池系统、电动汽车和高强度放电灯。该变换器通过减小输入端和输出端的误差，提高了源端功率因数，提高了设备的使用寿命。
• 基于传感器无源的直流电动机控制：近年来，运动控制的重要性有所增加。设计了一种无传感器直流电动机控制系统。被动是保持输入和输出的稳定性。太阳能电池板与MPPT连接以获得稳定的输入电压。在输出端，SEPIC变换器的电压和电机的速度被控制。在这个应用中，功率转换器将太阳能电池板的功率转移到由直流电机代表的负载。
• 基于对称阻抗网络的四象限斩波器的Buck-Boost调速控制：在此基础上，设计了一种基于buck-boost控制的四象限斩波器大范围转速控制方案，该方案采用了对称阻抗网络z源网络。通过控制占空比从0到0.5和通过技术的非拍，z源四象限斩波器可以在直流电机上产生任何想要的直流电压。采用z源网络，在输入直流电压低于直流电机额定电压的情况下，采用新的降压和升压开关模式实现直流电机的四种工作模式
• 利用太阳能输入的E级功率放大器进行无线功率传输：在这个项目中，设计了利用太阳能电池板输入的能量无线传输的概念。本设计采用太阳能电池板的输入，通过采用高升压DC-DC变换器，将12V的输入升压到70V，然后将70V作为E类放大器的输入。接收端接收110V的直流输出，输出到负载的功率接近28W
• 用于直流配电系统的太阳能开关电感和开关电容器的设计与分析：在这个项目中，设计了一种高效的太阳能功率优化器(SPO)，它可以从光伏(PV)面板中获得最大的能量。输出的能量被送入直流微电网。为了实现高升压增益，采用了开关电感和开关电容技术。高升压SPO利用这些技术实现了比输入电压高20倍的高电压增益。
• 带电容输出滤波器的四阶谐振功率变换器的PI控制器实现：为此，设计了一种四阶(LCLC组态)谐振变换器的闭环控制。采用PI控制器进行闭环控制。采用PI控制器，通过零电压和零电流开关时间得到输出电压和电流
• 基于MATLAB/SIMULINK的光伏阵列馈电t源逆变器建模：本文介绍了一种用于光伏发电的具有简单升压控制技术的t源逆变器。推导了t源逆变器的数学模型，并在MATLAB软件中进行了仿真。通过控制调制指数和占空比，使升压因子值发生变化;从而得到设计的输出电压。与传统的z源逆变器相比，t源逆变器具有较高的电压增益，改善了瞬态响应，降低了总谐波失真。
• 基于无刷直流电动机多电平逆变器的仿真与实现：无刷直流电机具有效率高、结构简单、成本低、维护少、单位体积输出功率大、转矩大等优点，被广泛应用于大功率高压领域。设计了一种用于无刷直流电机驱动的二极管箝位型多电平逆变器。与传统的逆变器相比，总谐波失真非常低。该逆变器系统可用于需要可调调速驱动器的行业，由于该系统具有较小的谐波损失，可以节省大量的能源。
• 基于SEPIC变换器的部分遮阳条件下光伏阵列最大功率点跟踪：在部分遮光条件和快速变化的辐照度条件下，传统的最大功率点跟踪方法无法跟踪实际最大功率点。针对这种情况，提出了一种改进的MPP跟踪算法，并与SEPIC转换器集成。该MPPT系统能够在恒定和变化的天气条件下跟踪真实的最大功率点。
• 一种带有普通有源箝位的高效高阶交错直流-直流变换器：高压升压型DC-DC变换器是低压源和运行在更高电压下的输出负载的接口。在这个项目中，耦合电感式升压变换器的设计目的是实现高升压功率转换，而不需要极端的占空比操作，同时有效地处理大输入电流。
• 太阳能智能逆变器:一种带负载检测的多电平拓扑脉宽调制新设计：在这个项目中，一个新的太阳能智能逆变器系统设计用于小规模应用，这是电力电子部门的最新成果。这里实施的太阳能电池移动系统会将电池板从东向西180度移动，并在日落后返回初始位置。此外，通过消除常见的接地问题实现太阳能充电。本课题的主要目标是利用多电平逆变器从独立的直流源产生失真最小的正弦波形。
• 二进制直流源降压开关七电平逆变器分析：本文实现了一种二进制直流源降压开关7电平逆变器。梯形参考的UPDPWM策略提供了相对较低的失真输出，而梯形参考的UCOPWM策略提供了较高的基本RMS输出电压。
• 基于先进电力电子接口的电力传动系统设计与控制：设计了一种用于纯电动汽车的集成动力电子接口，以优化动力系统的性能。先进电力电子接口(APEI)的概念结合了双向多器件交错式DC-DC变换器(BMDIC)和八开关逆变器(ESI)的特点。与其他拓扑结构相比，该设计提高了系统效率和可靠性，减小了电流和电压波动，并减小了纯电动汽车传动系统中无源和有源部件的尺寸。
• SVPWM逆变馈电永磁无刷直流电动机的建模与仿真：空间矢量调制技术已成为控制交流感应、无刷直流、开关磁阻和永磁同步电机的三相电压源逆变器最流行和最重要的PWM技术。本文对空间矢量PWM进行了分析和仿真。与SPWM相比，SVPWM调制指数高，电流和转矩谐波小得多。
• 离网和并网PWM逆变器输出滤波器的电压畸变设计方法：基于电压传递函数的离网和并网脉宽调制(PWM)逆变器的输出滤波器设计。与传统的电压畸变设计方法不同，该设计方法基于电流纹波和电流传递函数。
• 带耦合电感的高增益DC-DC升压变换器的设计及PSIM仿真：设计了一种采用耦合电感的高增益DC-DC变换器。它用于在不使用变压器的情况下，将低电压提升到输入电压30 ~ 50倍的高范围。其中一个重要的应用是将太阳能电池板的低电压(12V)提高到高电压，从而产生230V交流。为了实现高压输出增益，将变换器输出端和升压输出端串联在可控电源开关和电源二极管上的电压应力较小的隔离电感上。采用PSIM软件进行仿真
• 一种具有自适应软开关的新型移相DC-DC变换器，可提高宽负载范围下的效率：本课题采用PI和模糊控制器两种不同的控制器来改善DC/DC升压变换器对负载变化的动态响应。采用自适应软开关的DC-DC变换器实现所有开关的零电压转换。
• 采用单回路鲁棒电压控制器的低成本和高性能单相UPS：不间断电源(ups)可分为无源备用、行交互和双转换三种方式。本文设计了一种低成本、高性能的双转换UPS，采用单回路鲁棒电压控制器和1开关倍压策略PFC变换器。PFC变换器和逆变器在正常模式下为负载提供能量。逆变器也工作在电源故障模式，并通过推挽式逆变器和电池向负载提供能量。
• 国产无电池无变压器单相光伏逆变器的设计与仿真：设计了一种单相光伏逆变器。该系统在不使用变压器和电池的情况下，有效地将光伏电源转换为单相交流电源。最大功率点跟踪算法、升压变换器和PWM控制逆变器分别实现了最大功率提取、直流电平提升和直流交流转换。
• 光伏模块数字MPPT接口：光伏组件是一种光伏电池阵列。当这个模块暴露在太阳辐照下，它以直流电的形式产生电能。该系统实现了负载(太阳能逆变器)和光伏组件之间的接口，以实现最大限度的能量转移
• 采用Buck变换器的太阳能光伏帆船赛：设计了一种采用buck变换器的太阳能光伏帆船艇。这是一种全新的创新应用，完全环保，几乎少污染。不需要额外的空间，因为船的上部是闲置的，太阳能电池板安装在那部分相当容易。由于有阳光，白天不需要任何燃料。最后，能源的回收期将小于燃料船。
• 利用有源电力滤波器抑制谐波：谐波对配电系统有许多不良影响。在这里，有源电力滤波器被用于缓和电力线路中的谐波。有源电力滤波器的原理是利用电力电子技术产生精确的电流成分，消除非线性负荷引起的谐波电流成分。
• 采用电流和速度控制技术的级联h桥多电平逆变器降低无刷直流电机的谐波和转矩脉动：采用多电平逆变器拓扑结构可以提高带相位开关逆变器的无刷直流电机的性能。在这里，一个串联连接的五电平相移调制驱动无刷直流电动机。它涉及速度和电流控制技术，以减少谐波失真和转矩脉动。
• 电力电子转换器的同步装置：本课题设计了一种交流输入电压为单相或三相的电力电子变换器同步装置。该装置采用电流互感器代替电压同步变压器，并利用光学介质实现了双电隔离。
• 基于Simscape的光伏系统最大功率跟踪控制器建模与仿真：建立了基于Simscape的太阳能电池和太阳能阵列模型。与MATLAB的Simulink环境相比，在Simscape库中对太阳能阵列进行建模要容易得多。升压变换器用于对太阳能电池阵列的输出电压进行升压和调节。通过MPPT控制器控制升压变换器的占空比，跟踪太阳能电池阵的最大功率
• PWM-Based滑模控制器三级全桥直流-直流转换器,消除了静态输出电压ErrorA：设计了一种基于pwm的全桥DC-DC变换器滑模控制器，可以消除输出电压静态误差。通过等效控制概念推导出了该方法。通过等效控制变换，二阶滞回SMC变为一阶基于pwm的滑模控制器。一阶控制器具有良好的动态性能。但是，它没有能力抵抗静态输出电压误差。因此，在基于pwm的滑模控制器中增加了一个积分项。
• 模糊PID控制器与常规PID控制器控制无刷直流电动机速度的比较：无刷直流电机因其高效率、高转矩和体积小而被广泛应用于许多工业领域。将所开发的系统应用于无刷直流电动机速度控制技术的比较研究中，比较了基于比例积分微分控制器和模糊比例积分微分控制器的调速技术。
• 采用MPPT技术的光伏电池馈电三相感应电动机：这里的主要目标是实现光伏阵列的最大功率输出，并向电网注入高质量的交流电流来传输该功率。功率调节系统的第一级是一个DC-DC升压变换器，负责从光伏阵列提取最大功率并提高其输出电压。功率调节系统的第二阶段是电流控制电压源逆变器(VSI)，它将阵列的直流电源转换为交流电源并注入电网。
• 低压直流配电系统：如今，所有必要的材料和电子设备都在直流供电。直流配电是未来传统交流配电系统的主要竞争对手。交流变压器的电压转换可以用直流-直流转换代替。电力电子是实现这种未来电力分配的驱动力。
• 基于ANFIS的太阳能光伏组件开环升压变换器最大功率跟踪方案的设计与实现：最大功率点跟踪(Maximum power point tracking, MPPT)用于提高太阳能光伏系统在不同天气条件下的效率。本课题设计了一种基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的开环升压变换器最大功率点跟踪控制方案。利用MATLAB软件包对设计进行了仿真。
• 基于数字PI控制器的十三电平PWM逆变器并网太阳能系统：随着可再生能源系统变得越来越普遍，屋顶光伏系统更有可能在一个电网连接的方案中被发现。当光伏阵列作为电源时，需要采用最大功率点跟踪(Maximum power point tracking, MPPT)来获取光伏阵列的最大功率点。本研究通过在SIMULINK中模拟一个综合模型来解决光伏电池阵列和电池板的问题，该模型考虑了光伏电池、阵列或电池板中最重要的元素
• 利用射频技术实现直流电机的无线速度和方向控制：直流电机广泛应用于造纸厂、轧机、印刷机床、挖掘机、起重机等行业对输送带进行控制。设计了一种基于单片机的直流电机无线控制系统。采用射频技术控制电机的速度和方向。速度控制采用脉宽调制技术，方向转换采用晶体管h桥变换器。
• 利用光伏农业抽水系统实现高效、低成本的模拟MPPT转换器：任何开关型功率变换器的主要目标是在负载时提供恒定的输出电压。本项目是一种基于开关电容的谐振变换器(SCRC)，采用移相控制方法。这种结构由四个开关和两个电容组成，取代了传统变换器中笨重的磁性元件(电感和变压器)。
• 中压配电电子变压器的应用：电力电子变压器是根据电力转换系统的要求而设计的，以满足电力电子和配电系统的许多要求。基于电力电子的变压器是一种多端口的转换器，它可以连接到一次侧的中压水平。所设计的系统可以提供双向的功率流，并具有任意数量的端口。对于低压应用，电力电子变压器可以校正功率因数，调节输出电压的波形和频率。可扩展应用于高压、大电流场合
• 插电式混合动力汽车负载并网光伏系统的电源管理与控制：总的来说，插电式混合动力汽车协同充电可以使峰值功率趋于平缓，从而降低功率损失和电压偏差。但当充电周期选择较为随意时，对插电式混合动力汽车渗透率影响较大。在本设计中，提出了一种包含插电式混合动力汽车的住宅光伏并网系统。
• 并联有源电力滤波器直流环节电压控制器的分析与设计：针对三相四线并联有源电力滤波器直流链路电压控制的动态特性和稳态补偿性能，提出了一种自适应直流链路电压控制器。为了实现该控制器，降低了有源电力滤波器所需的最小直流链路电压。
• 混合谐振和PWM变换器：提出了一种结合谐振半桥和移相脉宽调制全桥结构的混合谐振脉宽调制变换器。该系统保证了超前支路开关在零电压开关下工作，滞后支路开关在零电流开关下工作。这种系统对电动汽车的电池充电器应用非常有用。
• 核辐射检测：提出了一种基于射频技术的核辐射探测系统。这是一个集成了核辐射传感器的单片机系统。一旦探测到辐射，便会发出警报，并向附近的其他辐射探测器发出触发信号。每个单元都有一个发射机和一个接收器，以便每个辐射探测单元可以发送和接收信号。
• 单级Boost逆变器与耦合电感：混合能源系统是可靠的替代能源，因为它结合了两种不同的能源，并创造了备用能源。可再生能源发电系统作为分布式发电单元，由于能源的波动，逆变器输入电压变化较大。为了提高效率和可靠性，提出了一种电感耦合的单级升压逆变器。
• 基于DFIG和多电平逆变器的混合可再生能源系统：利用可再生能源发电是一个日益增长的趋势。在提出的系统中，发电机的转子从交流源或光伏板吸取电力。为了使光伏板获得最大功率，采用了最大功率点跟踪系统。多电平逆变器用于将市电的交流电压和光伏板的直流电压转换为适合转子的电压。
• 交流-交流模块化多电平变换器的预测控制：交流-交流模块化多电平变换器与直接交流-交流变换器相比，具有可靠性高、硬件利用率高和对谐振的更好控制等优点。它们还提供高模块化和电压质量。交-交模块化多电平变换器的主要缺点是控制回路的输入和输出频率分量。提出了一种单相交流多电平变换器预测控制方法。
• 基于斩波单元的模块化多电平变换器的一种改进脉宽调制方法：模块化多电平变换器(MMC)代表了一种新兴的拓扑结构，其技术使高压和功率能力成为可能。MMC是一种极具前景的大功率变换器拓扑结构。提出了一种改进的半桥式mmc脉宽调制(PWM)方法。
• 非理想反电动势无刷直流转矩电机的转矩脉动抑制：无刷直流电动机以其控制简单、噪声低、功率密度高、输出转矩大等特点得到了广泛的应用。但是由于无刷直流电动机电枢电感的存在，在换向间隔产生转矩脉动，影响了无刷直流电动机位置控制和速度控制的精度。提出了一种自动控制无刷直流电机转矩脉动的方法。
• 带有负耦合电感的非隔离双向直流-直流变换器：在混合动力汽车、燃料电池汽车和可再生能源系统等电力相关系统中，双向DC-DC变换器和储能技术已经成为一个很有前途的选择。提出了一种高效、可靠的非隔离双向DC-DC变换器解决方案。为了将系统中的开关支路分成两个功率流，采用了一个较小的负耦合电感。它也阻止自由流动的电流通过二极管的MOSFET。
• 基于射频的伺服和直流电机控制系统：本课题的主要目的是设计一种利用射频控制直流和伺服装置的通用装置。这种直流和伺服电机的无线控制是一个有趣的概念，并经常用于机器人，工业和玩具汽车。
• 并网NPC逆变系统开路故障的检测方法：故障检测与识别在工业应用中越来越重要。因此，对提高故障诊断能力的要求越来越高。本文提出了一种低成本的开关开路故障检测方法。利用该方法可以检测开路开关故障，并对故障开关进行识别。
• 四象限集成变压器双输入隔离直流-直流变换器：如今，燃料电池、风能、光伏等清洁可再生能源已被广泛应用，以实现环境友好的目标。大功率太阳能电池或燃料电池通常需要将其低输出电压提高到高直流链路电压。采用多输入DC-DC变换器。这种变换器的局限性是功率耦合效应。提出了一种新的双输入隔离DCÂ-DC变换器四象限集成变压器系统。
• 高电压增益的非对称全桥变换器：在过去的几十年里，全桥直流-直流变换器被广泛应用于中大功率领域。提出了一种非对称全桥DC-DC变换器。该系统采用不对称脉宽调制技术实现控制。该变换器实现了所有电源开关的零电压开关和输出二极管的零电流开关。它可以在半导体器件之间提供高电压和增益。
• 梯形多级DC/DC变换器三种拓扑结构的分析与比较：实现功率变换器的高效率是电力电子技术的主要课题之一。多电平变换器通过使用低压元件来解决高压问题。梯形多电平DC/DC变换器在其系统中只使用电容元件。这里比较了三种这样的拓扑结构。
• 线路间统一电能质量调节器：高质量的电力供应对包含关键和敏感负荷的工业过程的正常运行至关重要。为了提高电能质量，电力电子器件如FACTS和Custom Power devices的发展引入了一个新兴的技术分支。IUPQC (inter - line Unified电能质量调节器)是解决电能质量问题的一种设备。本文提出了IUPQC采用直流控制、串联电压变换器的闭环控制方案。
• 风力涡轮机系统的电力电子转换器：可再生能源发电稳步增长。因此，这些应用需要功率变换器。功率变换器分为单单元拓扑结构和多单元拓扑结构。对现有的功率变换器进行了综述，包括那些由于功率大而存在风险而未被采用的变换器。
• 用于复杂电力电子系统快速发展的超低延迟HIL平台：从可再生资源节省能源和生产能源的需求一直是电力电子领域增长的驱动因素。测试和验证复杂的电力电子系统是一个耗时的过程。该系统提供了一个灵活、准确、易于使用的仿真系统。这样，系统优化、代码开发和实验室测试就可以在一个简单的步骤中完成。
• 大功率输入并联输出串联降压半桥变换器及其控制方法：两级DCÂ-DC转换器在输入串联连接是适合于高功率应用。但是系统在升压过程中会引起几次振荡Â -降压过渡。因此，本文设计了一种适合大功率应用的输入-并联-输出串联buck-半桥变换器。
• 一种用于交流模块的低成本飞回CCM逆变器：提出了一种适用于交流模块的低成本滑模控制反激逆变器。滑模控制器用于跟踪光伏板的最大功率，反激逆变器用于将直流电转换为交流电。反激逆变器与负载之间连接的LCL滤波器降低了反激逆变器的总谐波失真。
• 一种改进的单相准z源交-交变换器：这是一种用于交流-交流功率转换的单相z源转换器。继承了传统单相Z源交-交变换器的所有优点，并增加了体积小、输入电流连续运行等优点。改进后的单相准z源交-交变换器与传统的单相z源交-交变换器相比效率更高，开关上没有电压尖峰。
• 基于短信的电子计费系统：计费在几乎所有基于服务的产品中都是一个关键功能。它涉及手工操作，容易出错。开发的系统是基于移动和web的系统。它消除了大多数由手工计算和数据输入引起的错误。该系统以单片机为基础，可从计量装置获取准确、充足的数据。然后系统进行计算，并将账单通过短信发送给相关消费者。

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