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关键词： 除尘风机   高压变频器   钢厂  

摘要： 在钢铁生产过程中,改善厂区环境、确保烟尘超低排放达到国家和地方的环保标准及岗位粉尘标准、提高厂区环境质量以及提高生产效率均尤为重要。针对新钢第二炼钢厂二次除尘风机的节能改造需求,对第二炼钢厂转炉二次除尘系统进行达标改造。由于高压变频器具有可靠性高、运行相对稳定、适应性强、高效节能等优点,通过对除尘风机中变频器的改造,可改善除尘效果。通过钢铁现状工艺介绍了高压变频器的改造方案,阐述了变频调试原理以及变频控制方式,并分析了变频系统的优点和保护作用,比较了变频器应用在炼钢厂除尘系统的节能效益。

关键词： 逆导(RC)IGBT   压接模块   低导通损耗   宽安全工作区   浪涌电流  

摘要： 为了进一步增大功率密度、降低热阻,基于平面增强型U形IGBT元胞结构设计了一种优化芯片背面的逆导(RC)IGBT芯片。通过将RC-IGBT芯片柔性压接封装成模块,研究模块的高温动、静态性能和子模组的极限性能。通过在芯片正面增加n型载流子存储层结构和结型场效应晶体管(JFET)区注入降低正向导通压降(V_(CE,on)),通过在芯片背面逐渐减小n+区域宽度消除正向导通压降回跳现象。测试结果表明,该模块在125℃、3000 A下V_(CE,on)为3.18 V,反向导通压降(V_(F))为1.95 V。3400 V母线电压下,子模组IGBT能关断3.9倍额定电流,可以通过21 V栅压、10μs的一类短路极限测试;快恢复二极管(FRD)的反向恢复瞬时功率峰值达6 MW以上,并可通过峰值电流达23倍额定电流(11.5 kA)的浪涌测试。相比同类产品,该RC-IGBT模块静态性能和极限性能均具有明显优势,能应用于大电流复杂工况的电网环境中。

关键词： 低气压   IGBT模块   局部放电  

摘要： 高海拔环境给绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块绝缘可靠性带来严峻挑战,为探究IGBT模块在高海拔条件下的局部放电特性,搭建了低气压IGBT局部放电检测平台,测量了其在交流工频电压下20~100 kPa气压范围内的局部放电起始电压(partial discharge inception voltage,PDIV)、熄灭电压(partial discharge extinction voltage,PDEV)、最大视在电荷量、平均电荷量、放电脉冲重复率以及局部放电相位分布谱图(phase resolved partial discharge,PRPD)等特征参量,结果表明:在70~100 kPa气压下,IGBT模块局部放电现象不明显,60 kPa时出现明显的局部放电,放电位置主要集中在电压极性反转前后,并随着气压进一步下降,PRPD相位逐渐变宽,放电量及放电重复率明显升高。之后利用有限元分析方法对IGBT模块截止时的场强分布进行了分析,发现IGBT模块键合线引脚、硅胶和芯片交界处以及铜板、硅胶和陶瓷板交界处电场最为集中,且不同介质材料界面处存在大量微气隙通道,是外部气压变化向IGBT模块内部传递的重要路径。微气隙通道中场强更为集中,且在低气压条件下微气隙通道内电子自由程更大,使得局部放电更加剧烈,不同极性电荷逐渐在微气隙通道电极和硅胶两侧聚集,在外加电压极性反转时与空间电荷场强叠加,导致局部放电异常剧烈。研究结果可为IGBT模块在低气压条件下的绝缘设计及安全可靠运行提供参考。

关键词： 绳系卫星系统   电动力   最优控制   长期离轨  

摘要： 本文针对电动力绳系卫星系统的长期离轨问题,研究离轨过程中系统的非线性动力学建模以及离轨控制设计方法。基于哑铃模型假设,进行系统的姿态动力学建模。为提高动力学建模精度,计入电动力、大气阻力和地球J_(2)摄动等动力学载荷对系统轨道运动的影响,采用修正的非奇异轨道要素描述系统的轨道动力学。针对离轨的动力学控制问题,提出了常值电流输入、方向可变的电流输入和最优控制三种电流控制设计方法,通过系绳电流设计调节电动力载荷实现离轨机动。在最优控制设计方法中,构建了带非线性约束的动力学反问题,基于非线性规划算法求解该反问题,得到最优控制参考轨迹,通过闭环反馈跟踪修正电流进行离轨。另外,提出了一种基于能量的电流开关控制策略辅助离轨,以保持系统姿态稳定和高效地利用电动力。为高效离轨对系统进行了动力学设计,并通过仿真算例对比分析了控制方法的离轨效率,验证了控制方法的有效性。

关键词： 永磁体故障   径向电磁力   电流谐波   矢量控制   有限元分析  

摘要： 针对永磁同步电动机永磁体缺失对电磁振动的影响,分析了永磁同步电动机永磁体、绕组电流基波和绕组电流谐波共同作用下的磁动势分布情况,建立了电机永磁体缺失下的径向电磁力解析分析模型,分析了电机正常状态和永磁体缺失故障下的电磁力特性。搭建了电机永磁体缺失故障时电机本体和变参数矢量控制的联合仿真模型,分别仿真验证了永磁同步电机无故障和故障时三相电流和径向电磁力的特性变化。结果表明:故障状态下电机定子绕组电流基波幅值大于无故障时的基波幅值,两种状态下绕组电流的频率成分相同;正常状态下电机的径向电磁力阶次主要为电机极数2 p的整数倍,故障下电机会附加产生低阶的径向电磁力;正常状态下径向电磁力的主要频率为电源频率f_(1)的偶数倍,电机发生永磁体缺失故障后原有阶次的电磁力频率成分不会发生变化,故障状态下新出现的阶次为r_(1)的低阶电磁力的主要频率成分为(2k±r_(1)/p)f_(1),k=0,1,2,3,…。

关键词： IGBT模块   热管散热器   热阻   温度不均匀度  

摘要： 针对城轨某三电平IGBT模块的散热问题,提出了复合基板-波纹翅散热器。运用数值模拟,对散热器的热性能进行了分析,并通过实验进行了验证。结果表明,复合基板-波纹翅散热器比常规基板散热器的热阻平均降低了24.8%,此外通过将弯曲热管嵌入基板,温度的不均匀度得到了明显的降低,降低约86.2%。复合基板-波纹翅散热器可以满足450 W模块的散热需求,温度不均匀度满足设计要求2 K。

关键词： 电动汽车   IGBT模块   集成式电驱动系统   智能控制算法  

摘要： 电动汽车在实现节能减排、推动绿色出行等方面发挥重要作用。集成式电驱动系统作为电动汽车的“心脏”,可以实现高效率电能与机械能的转换,对提升电动汽车的整体性能至关重要。该文介绍IGBT模块在电动汽车电驱动系统中的作用,分析目前该系统存在的散热性能不佳、控制算法有待完善等问题,探讨基于IGBT模块的电动汽车集成式电驱动系统优化路径,旨在提高系统的整体性能,为电动汽车产业的可持续发展贡献力量。

关键词： 集群航天器   协同围捕   状态相关黎卡提方程   零空间投影  

摘要： 随着航天技术的大力发展,空间安全日益成为航天领域的焦点问题。空间围捕在轨目标也将由单航天器的追捕向集群航天器协同围捕的趋势发展。本文针对多个航天器协同围捕空间非合作目标的典型场景,提出一种基于状态相关黎卡提方程的集群航天器协同围捕非合作目标的策略与方法。首先,基于航天器非线性相对运动模型,建立空间集群航天器协同围捕非合作目标运动学模型,并据此设计双方的二次型目标函数(相对距离与燃料消耗),将围捕问题转化成微分对策的纳什均衡问题。其次,通过求解状态黎卡提方程,获取集群航天器对单一非合作目标航天器的最优策略。在此基础上利用零空间投影方法,设计一种与距离相关的基于优先级的任务规划方案,以获得非合作目标航天器面对集群航天器时的逃逸策略,避免其对于集群多个航天器的逃逸策略冲突。最终通过数值仿真结果验证了所提协同围捕策略与方法的有效性。

关键词： IGBT   新能源汽车   国产化替代   订单充足  

摘要： 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是一种关键的功率半导体器件,被广泛应用于新能源汽车的电动驱动系统中。IGBT在电动汽车中的主要作用是控制电动机的功率输出,从而实现高效的电能转化。在国产化替代方面,我国一直在不断加大研发和生产的力度,以降低新能源汽车关键部件的进口依赖度。当前,我国相关企业已经达到第七代IGBT量产水平,各相关企业订单充足,本文就以上内容进一步阐述其未来发展前景。

关键词： 淬火水   变频器   PID_Compact   PROFINET IO   ET200S  

摘要： 无缝钢管淬火热处理生产线要求具有连续稳定的冷却水供给,以确保钢管质量。调用西门子编程软件Portal中的PID_Compact实现恒压控制,且将程序运算结果通过PROFINET总线传输给变频器,控制水泵的转速,实现变频恒压供水。采用PROFINET IO控制系统,将现场的I/O设备ET200S及变频器设备G120透明的接入PROFINET,实现现场总线系统的无缝集成。