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摘要： ABB推出最新中压风冷变频器ACS8080,再度彰显其在工业传动领域50余年的深厚底蕴与创新实力.凭借前沿的电机控制、多功能设计及数字化功能,ACS8080将可靠性、性能和灵活性提升到了一个新的高度.

关键词： POD-Galerkin method   FVM   Coupling algorithm   IGBT  

摘要： A novel coupling algorithm of the proper orthogonal decomposition (POD)-Galerkin projection method (PGM) and the finite volume method (FVM) is developed. The proposed coupling algorithm can be easily applied to complex heat transfer problems with a significant reduction in computation time. PGM is only adopted to calculate the sub-domain of heat conduction while FVM is adopted to calculate the sub-domain of the complex flow and heat transfer with openings and turbulence. Moreover, the most critical subject of the coupling of PGM and FVM at the interface based on the interfacial physical variables is comprehensively analyzed. Two coupling strategies are tested and analyzed: (1) D-D (Dirichlet-Dirichlet): the temperature profile at the interface is selected as the transferred information;and (2) D-N (Dirichlet-Neumann): the temperature and the heat flux at the interface are selected as the transferred information. A two-dimensional temperature simulation for an insulated gate bipolar transistor (IGBT) module is selected to assess the performance of the proposed coupling method. All the algorithm analyses in this study are performed via a homemade code based on Python. Results suggest that both the above coupling strategies can obtain a continuous temperature field within the maximum deviation of 0.05 degrees C\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$<^>{\circ }\text{C}$$\end{document} compared with the pure FVM simulation results on the entire computational domain for the given two-dimensional problem. The coupling algorithm of D-N(a) (PGM provides heat flux boundary for FVM and FVM provides temperature boundary for PGM at the interface) with the additional source term method achieves the best convergence and its calculation time is only about 1/3-2/5 of that required by pure FVM. T

关键词： 指令滤波控制   最优控制   状态约束   永磁同步电机   反步法  

摘要： 针对考虑状态约束的永磁同步电动机(PMSM)系统位置跟踪控制问题，给出了一种基于障碍Lyapunov函数的指令滤波自适应最优控制策略。首先，结合障碍Lyapunov函数及反步法，实现对PMSM的转速、电流等状态量进行约束。然后，利用神经网络自适应控制解决PMSM系统中的未知非线性项。将命令滤波与误差补偿机制相结合，解决了“计算爆炸”问题，并消除了滤波误差的影响，进而设计了基于执行–评价机制的近似最优控制策略。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了该控制策略可保证闭环系统的稳定性。最后，仿真结果表明该控制技术能实现PMSM系统的近似最优控制，并保证PMSM系统所有状态满足约束条件。

关键词： 卡尔曼滤波   矢量控制   双环控制算法   关节模组  

摘要： 针对自研关节模组中GD32FFPRTGU6芯片现有控制算法解决关节系统惯量不匹配效率低、快速跟踪性、稳态精度以及抗干扰的鲁棒性差的问题，提出了基于扩展卡尔曼滤波FOC矢量双环控制算法。该算法在传统FOC矢量控制中加入卡尔曼滤波算法，通过卡尔曼滤波器滤波作用，减少外界噪声干扰和自身干扰，使输出相电流更为稳定，能较大程度提高稳态精度及系统的抗干扰性，且能够保证在干扰环境下的鲁棒性及稳定性。该文先用Simulink仿真验证的方法，证实了该理论算法的可行性，后将该算法应用到GD32FFPRTGU6芯片的关节模组控制模块，验证了该理论算法。该算法提高了关节系统的快速跟踪性，稳定精度以及抗干扰鲁棒性。

关键词： 双有源桥   中点箝位   三电平扩展移相   电流应力   优化  

摘要： 二极管中点箝位(neutral-point-clamped， NPC)三电平双有源桥(dual-active bridge， DAB)变换器能够扩展输入或输出电压范围，适应更高电压等级的电能变换。该文提出一种基于三电平扩展移相控制的电流应力优化调制策略。在DAB原边全桥引入NPC三电平结构，原边全桥输出电压为对称五电平电压，副边全桥输出电压为对称两电平电压，构成三电平扩展移相控制。建立变换器在四种工作模式下的数学模型，得到其移相比约束条件和功率范围；以电感电流应力最小为优化目标，采用Karush-Kuhn-Tucker (KKT)法，得到不同工作模式下电感电流应力最小的最优解。不同的解所能达到的功率范围不同，在功率交叠区，具有最小电流应力的最优解为最终的最优解。最后对所提出的调制方案进行实验验证，将三电平扩展移相优化调制策略与两电平扩展移相控制电流峰值最小优化策略以及单移相控制进行对比，实验结果验证了该文的三电平扩展移相优化调制策略能够在宽电压范围内进一步降低电流应力并提高变换效率。

关键词： 变流器   风力发电   功率循环  

摘要： 随着经济社会快速发展和能源需求持续攀升,风力发电作为一种清洁、可再生的能源,展现出巨大的发展潜力.风电变流器作为风力发电系统中的关键组件,其可靠性直接影响到整个系统稳定运行.IGBT作为风电变流器的核心部件,其性能对风电变流器的效率和可靠性至关重要.本文首先概述风电变流器与IGBT的基本概念及作用,然后详细分析热循环、电气应力和环境因素对IGBT可靠性的影响.为了提升IGBT在风电变流器中的可靠性,本文从改进散热系统、提升材料性能与工艺水平以及强化维护与管理三个方面提出了具体措施.通过优化散热设计、选用高品质IGBT器件和封装材料、加强设备的定期维修与管理,可以有效提高IGBT的可靠性和稳定性,进而确保风力发电系统长期稳定运行,推动新能源事业蓬勃发展.

关键词： 绝缘栅双极型晶体管   浮空P区   高击穿   低损耗  

摘要： 为实现更高的能源转换效率，优化IGBT的导通压降(Vcesat)和关断损耗(Eoff)之间的折中关系，同时提高IGBT的阻断特性，提出了一种集电极浮空P区结构的绝缘栅双极型晶体管（Collector Floating P-layer IGBT,CFP-IGBT），通过在集电极区域实施多次P型杂质离子注入形成P柱，P柱可以辅助耗尽集电极侧的漂移区内的电荷，进而提高正向阻断下集电极侧的电场强度，获得更高的击穿能力；在器件关断阶段，P柱减少了电场扩展后剩余的非耗尽区的宽度和过剩载流子的数量，从而降低关断损耗，减少拖尾电流，进而有效改善了导通压降与关断损耗的折中关系。实验仿真结果显示，CFP-IGBT相较于传统沟槽栅场截止IGBT（Field Stop,FSIGBT）的耐压能力提升了10%，关断损耗则降低了15%，在相同击穿电压1 400 V下，CFP-IGBT的晶圆可以进一步减薄10%厚度，在导通压降为1.5V下，其关断损耗可实现降低超过50%。

关键词： IGBT   状态监测   频谱   键合线老化   栅氧化层老化  

摘要： IGBT的健康监测对于系统的正常运行至关重要，而当前的研究主要面向单一老化，多种老化叠加会导致一些监测方法适用性低，容易误动作，对于多老化状态判定和区分的研究还有很多不足。由于集射电压(VCE)频谱中含有丰富的信息，不同老化会对其产生不同影响，因此提出一种基于VCE频谱的键合线老化和栅极老化的判定和区分方法。首先，分析键合线和栅极老化对电压开关波形的影响。然后，对开关电压波形FFT并进行频谱分析，探究不同老化对频谱产生影响，由此进行老化判定和区分。最后，搭建电路进行实验验证，并分析不同工况对该方法的影响。实验结果表明键合线老化和栅极老化均会使高频段幅值增大，所提方法可以有效区分不同老化形式。

关键词： 燃气轮机   静止启动   变频器  

摘要： 燃气轮机静止启动变频器通过调整电压和频率来实现对燃气轮机的速度和功率的精确控制,在燃气轮机启动过程中起着重要的作用,分析了其技术原理、类型和功能特点,以及燃气轮机启动过程工艺的具体要求。通过对典型的静止启动变频器拓扑结构的对比,分析了各自的优缺点和不同,为燃气轮机静止启动变频器的应用提供了参考。

关键词： 天然气   压缩机   控制系统   变频器  

摘要： 压缩机是天然气压气站中的重要设备,其运行过程需要消耗大量能源,直接影响天然气的使用效果。基于变频控制技术设计压缩机自动控制系统,通过多台压缩机的同时使用及控制,实现供气管网内部压力恒定。该系统能够显著降低整套设备运行功率,提升天然气的使用效率,可以节省能源消耗20%以上。