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关键词： 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)   焊料层退化   生死单元技术   协同仿真   功率循环测试  

摘要： 封装疲劳失效是导致绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块故障频发的重要因素,严重影响电力电子变流器可靠运行。焊料层退化演化过程复杂,亟需通过准确的模拟方法以明晰其失效机理。为此,提出了一种考虑累积损伤的IGBT芯片焊料层空洞退化演化方法。该方法基于生死单元技术的思路,通过协同仿真技术模拟芯片焊料层疲劳退化的演化过程,进一步评估焊料层的失效程度并预测模块的寿命。搭建功率循环测试平台验证所提方法的有效性,试验测得模块失效循环次数为50400次,基于所提方法模拟的失效循环次数为50865次,与试验的误差为0.923%。结果表明,该方法能够较好地模拟IGBT芯片焊料层的空洞退化过程并能准确预测模块的寿命。

关键词： 级联H桥   变频器   可靠性   蒙特卡洛法  

摘要： 针对级联H桥多电平变频器,建立可靠性分析模型,应用蒙特卡洛法,分析了电压等级、功率单元模块备件数量以及功率单元修复时间对变频器可靠性的影响。研究结果表明,电压等级越高,级联的功率单元数越多,可靠性越低;合理选择功率单元备件数方案,能够在较低成本下提高变频器的可靠性;功率单元修复时间增加将降低变频器的可靠性。所得结论可作为级联H桥多电平变频器优化选型和设计的参考。

关键词： 同步磁阻电机   直接转矩控制   无位置传感器   滑模观测器   锁相环   分段饱和函数   自适应滑模增益设计   CORDIC算法  

摘要： 直接转矩控制因具有控制结构简单、电机参数依赖性小以及鲁棒性好等优点成为同步磁阻电机(Synchronous Reluctance Motor,SynRM)的常用控制方法。传统直接转矩控制系统使用编码器来获得电机转速和转子位置信息,编码器安装在电机轴上,既不利于电机的小型化,也使生产成本增加,降低了系统可靠性。文中提出一种分段饱和函数代替传统的符号函数,同时提出一种自适应滑模增益设计来改进滑模观测器,并应用于SynRM无位置传感器直接转矩控制。引入CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法对锁相环加以优化,从而估算电机转速。为验证所提理论的正确性和有效性,搭建了专用实验平台对其启动特性和抗负载扰动性能进行测试。实验结果表明,相比传统方法,无位置传感器控制方法能够快速准确地实现电机转速估算,使稳态误差控制在0.5%以内,有效降低了系统成本。

关键词： 双馈感应发电机   直接转矩控制   滑模变结构   结构控制  

摘要： 针对双馈感应发电机的动态行为分析不够精准,导致技术的控制效果不佳的问题,设计双馈感应发电机直接转矩滑模变结构控制。根据双馈感应发电机的运行特点,分别计算双馈感应发电机的磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程;确定双馈感应发电机的滑模面并计算对应的切换函数,确定相应的控制律;设计滑模变结构控制器,通过整定控制参数计算对应的控制误差,实现对发电机的控制。实验结果表明:双馈感应发电机采用的直接转矩滑模变结构控制技术在实际应用中超调量较低,控制效果较好。

关键词： 功率模块   IGBT   散热器   Flotherm软件   联调试验  

摘要： 阐述了新型环路相变热管散热器研发设计的背景及意义,并以高压大电流功率模块的电路拓扑、构成及主要技术参数为设计输入。首先对新型环路相变热管散热器的结构、换热原理及技术优势进行深入研究与分析;其次采用Flotherm仿真软件进行了满载工况下散热基板、IGBT模块及流场云图的温度场仿真;最后通过搭建联调试验平台,进行温升试验,验证了该设计方案的正确性、可行性、性能优越性。该新型散热器在轨道交通领域牵引功率模块的成功运用,突破了兆瓦级牵引功率模块一般只能采用水冷冷却方式的局限性。

关键词： 电缆分布电容   反射电压   尖峰电压   电流尖峰   带VPL du/dt滤波器  

摘要： 以某铜杆生产企业的连铸连轧生产线的夹送辊和甩线电机故障处理为工程实例,根据电磁波传输线理论,通过分析电缆电容变大的原因及对电机的影响,阐述变频电机端尖峰电压和电流尖峰的形成过程,得出电机绕组匝间绝缘击穿的结论,并提出解决方案。

关键词： 混合动力汽车   能量管理   最优控制  

摘要： 在能源危机和环境污染的背景下,世界各国纷纷寻找节能减排的方法。混合动力汽车以其环保节能的优势受到青睐,但是合理的分配能量对于多动力源的动力系统是一个不容忽视的挑战。为此,文章梳理了目前混合动力汽车能量管理策略的研究进展,从计算成本和最优性等角度评估各类能量管理策略的优缺点,最后对混合动力汽车能量管理策略的未来发展趋势做出了预测。

关键词： 并联IGBT芯片   关断失效特征   动态闩锁失效   关断电流重分配   参数筛选方法  

摘要： 绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件内部通过并联大量芯片保证其关断能力,当并联芯片的参数分散性较大时,器件的关断能力会不可避免的退化。因而,研究IGBT器件关断能力提升的参数筛选方法非常重要。为此,本文首先分析了并联两IGBT芯片关断失效的特征及关键的影响因素,并首次给出了并联IGBT芯片动态闩锁失效的电压电流波形。波形表明,关断重分配的电流不均令并联芯片在关断时承受不同应力,从而导致IGBT器件的关断能力退化。此外,上述过程受芯片阈值电压,转移特性曲线等诸多参数影响,因此需要通过多参数筛选以提升器件的关断能力。所以,本文总结了300组芯片并联关断的实验结果,研究了并联芯片参数差异与关断均流的关系,并提出并联芯片的关断均流的参数筛选方法,从而提升器件的关断能力。实验结果表明,通过筛选栅极阈值电压、转移特性曲线以及等效跨导可以有效保证芯片在1.8倍额定电流下的关断电流差峰值小于10%,验证了所提方法的有效性。

关键词： PLC   变频器   自动化控制   电气设备  

摘要： 随着工业自动化的迅速发展PLC(可编程逻辑控制器)与变频器在电气设备控制中的重要性愈发突出。PLC通过灵活的编程能力和可靠的逻辑控制功能,能够实现复杂工艺流程的精确管理,而变频器则在电机驱动的变速和节能控制方面展现出显著优势。本文结合实际应用案例深入探讨了PLC与变频器协同控制在电机传动、水泵系统、桥式起重机以及生产流水线等场景中的应用效果,展示了二者在提升生产效率、优化能耗、提高设备稳定性等方面的优势。同时本文对PLC和变频器在自动化控制中所面临的技术局限和挑战进行了分析,提出了未来在提升控制精度、扩大适用范围和降低综合成本方面的发展方向为电气设备自动化控制的进一步应用提供了理论支持和实践参考。

关键词： 禽流感   扑杀率   稳定性   持久性   最优控制  

摘要： 为了有效防控禽流感,建立了一个禽流感在家禽-野鸟中传播的模型。证明了模型解的非负性和有界性,定义了模型的基本再生数,证明了模型无病平衡点的全局稳定性及疾病的持久性。随后建立了禽流感最优控制模型,利用最优控制理论分析了使得经济成本最低的控制方法。最后通过数值模拟分析了正平衡点的稳定性和最优控制措施对疾病传播的影响。研究结果表明,对疫情只采取单一的控制措施是远远不够的,多种控制措施相结合才是抑制疾病流行的最佳策略。