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关键词： IGBT   Degradation state prediction   Improved sparrow search algorithm   Variational mode decomposition   Fluctuation-based dispersion entropy  

摘要： The insulated gate bipolar transistor (IGBT) is critical in motor drivers. Prolonged operation can lead to gradual degradation, adversely affecting motor operation and system performance. Therefore, accurate IGBT degradation state prediction (DSP) is essential for the timely maintenance and stable operation of motor drivers. The existing methods make it difficult to effectively deal with complex original degradation data, resulting in low DSP accuracy. To solve this issue, an improved method called ISSA-VMD-FDE based on optimized variational mode decomposition (VMD) and hybrid models is presented. Initially, the improved sparrow search algorithm (ISSA) is employed to optimize the VMD with minimum envelope entropy to obtain the key parameter combinations affecting VMD performance. Subsequently, the optimized VMD decomposes the IGBT degradation state data into multiple intrinsic mode functions (IMFs) and calculates each IMF's fluctuation-based dispersion entropy (FDE). Based on the magnitude of FDE, the IMFs are categorized into high-frequency and low-frequency components. Finally, different models are applied to predict the high-frequency and low-frequency components separately, and the predictions are combined to yield the final DSP results. Experimental results demonstrate that the proposed prediction method exhibits strong predictive performance and reduces the MAPE by 89.41% compared to conventional methods, effectively supporting predictive maintenance and ensuring the reliable operation of IGBT.

关键词： 高压变频器   无速度矢量控制   异步电机   磁链观测器  

摘要： 在高压变频器的无速度矢量控制技术领域，精确的磁链观测对于异步电机的高效稳定运行至关重要。本文聚焦于无速度矢量控制磁链观测器，全面综述其研究现状，深入剖析现有技术在不同工况下的局限性，提出一种创新的磁链观测器模型。本文详细阐述新型磁链观测器的设计原理、算法流程及独特优势，有效弥补了现有技术的不足。经整机系统实验验证，该磁链观测器在全转速范围内展现出卓越的观测性能，为电机控制提供精准的磁场定向和转速估计，显著增强了系统的准确性与稳定性，为高压变频器领域的技术发展注入新活力。

关键词： 风力发电系统   故障   变频器   诊断与维护  

摘要： 随着风电系统的快速发展,目前已逐步成为国内新能源的主要发展方向之一,其稳定、可靠的运行关系到我国的能源结构转变。文章在对风力发电进行简单的概述之后,重点讨论了风力发电装置的选型和变频调速装置的意义。基于风力发电系统中的变频调速装置下文进行了详细的介绍,并对其在风机调速装置中的应用作了详细的论述。在此基础上,通过构建预防性维护模型,结合大数据技术,对维修周期进行更加理性的规划,最终制定出一套科学的维修方案,为提高风电传感器检测的准确性和预防性维护效率,降低维护费用,提高设备的运行效率和经济性。

关键词： 高压变频器   散热设计   功率单元   热仿真  

摘要： 我司HI系列高压变频器基于日本技术，某大容量型号因SKIIP套件停产需开发替代方案，采用平板IGBT与自研散热器的新型拓扑结构，其创新点在于：（1）提出分体式散热器布局，通过空气隔离降低热耦合效应；（2）结合相变热管技术提升散热效率；（3）基于CFD仿真实现多变量（风道、开孔面积等）协同优化，突破传统试错法局限。通过SolidWorks构建功率单元及整机的3D模型，运用CFD（计算流体动力学）技术进行热仿真，研究散热器表面温度、柜内温升等参数，并与实测数据对比。以结构布置、散热材料、相变材料、风机参数、开孔面积等为变量，验证发现：优化功率单元布局、改进柜体风道设计、定制散热器及匹配风机，结合CFD仿真可显著提升高压变频器热管理效率，减少开发周期和试错成本，实现产品快速迭代。

关键词： 高压变频器   功率单元   故障分析   维修技术   故障诊断  

摘要： 高压变频器广泛应用于电力、冶金、化工、水处理等行业,其功率单元作为核心部件,直接影响设备的稳定性和运行效率。功率单元主要由整流电路、直流母线、逆变电路及保护电路组成,常见故障包括过压、过流、绝缘损坏及散热异常等问题。本文深入分析功率单元的结构、故障成因及维修技术要点,重点讨论故障诊断方法、IGBT及功率器件的检测、更换及散热系统维护等内容。通过系统化的维修方法和精确诊断策略,可有效提升变频器的可靠性,减少停机时间,从而保障工业生产的连续性和安全性。

关键词： 10kV高压变频器   工业节能   精细化应用   技术改进   管理优化  

摘要： 为应对工业节能需求的日益增长,对10kV高压变频器在工业节能中的精细化应用进行分析,以加强其应用效果与推广。本文分析了10kV高压变频器的应用现状及特点,研究了工业节能应用场景及精细化应用趋势,提出了基于技术改进、管理优化及评估体系完善的应对方案,并对存在的问题进行了深入探讨。研究认为,通过实施这些方案,10kV高压变频器在工业节能中,运用精细化应用策略,可有效提升节能效果,满足工业节能的持续发展需求。

关键词： shunt active filter   photovoltaic   voltage source inverter   losses   efficiency   SiC MOSFET   IGBT  

摘要： The Shunt Active Filter (SAF) is an effective solution for mitigating electrical perturbations in power networks. SAFs usually consist of a voltage source inverter (VSI) with lossy transistors and bulky inductors. In this context, this article proposes analytical models to evaluate the losses and efficiency of a SAF. The models include conduction and switching losses in the transistors and diodes and are valid for both IGBT and SiC MOSFET transistors. The methodology consists of analysing the current waveform to separate the portion flowing through the transistor or diode. IGBT and SiC MOSFET are compared in two cases: firstly, the classic SAF operation with harmonic and reactive power compensation and, secondly, in the case of power injection by a photovoltaic panel or batteries, in addition to the classic SAF operation. The results are validated with real manufacturer data. A step-by-step comparison shows a good accuracy of the model. Therefore, the developed methodology is useful for a SAF designer to select relevant components for the converter and to estimate the efficiency of the system accurately and quickly.

关键词： 非洲猪瘟   传染病模型   基本再生数   稳定性   最优控制  

摘要： 为研究病毒携带猪和环境中病毒对非洲猪瘟（African swine fever,ASF）传播的影响,建立非洲猪瘟传播模型,运用下一代矩阵法计算了基本再生数R0,讨论平衡点的存在性,分析无病平衡点和地方病平衡点的局部稳定性和全局稳定性。应用庞特里亚金（Pontryagin）极大值原理和最优控制理论得出最优控制解。最后,数值模拟验证了理论的正确性,并揭示病毒携带猪和环境中的病毒对传播的影响。最优控制模拟结果表明,在有控制的情况下,感染数量有所减少。

关键词： 轧钢厂   高速轧制   PLC   变频器   协同策略  

摘要： 本文围绕轧钢厂高速轧制过程中 PLC 与变频器的协同策略展开深入探讨。阐述高速轧制对 PLC 与变频器协同工作的要求,分析二者协同工作原理,并从控制策略制定、参数设置优化、通信网络构建等多方面详细阐述协同策略要点。通过列举实际数据及构建协同控制框架图直观呈现相关内容,旨在为提升轧钢厂高速轧制效率、质量及稳定性提供全面的技术支撑与优化策略。

关键词： 风电变流器   IGBT健康状态   智能监测   故障预警  

摘要： 本研究旨在探讨风电变流器IGBT健康状态的智能监测方法,通过建立仿真模型,结合现场数据采集与分析,提出一种基于四个关键指标(温度、振动、电流波形、电压波形等)的综合监测方案。文中设计了该监测系统的仿真模型,利用数值模拟分析了各指标对IGBT的健康影响程度,并结合现场进行数据采集和监控,获取风电变流器不同运行状态的主要数据。据现场资料随时间变化,气温由27°C提高到40°C,振动幅度从0.02mm提高到0.08mm,电流从10A提高到19A,电压由220V提高到235V。通过对这些数据进行分析发现智能监测技术可以实时地反映出设备工作状态,为故障预警与数据分析结果相结合提供科学依据,文章认为智能监测技术对于故障预警、设备管理等方面都有很大的应用价值。本论文研究结果对风电变流器健康监测与故障预防具有理论支持与实践依据。