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关键词： 高功率微波   固态调制   IGBT   同步触发  

摘要： 为克服传统高压脉冲调制器中存在的波形畸变严重及高初级电压引入的可靠性差的缺点,介绍了一种以半导体器件作为脉冲开关的全固态高压脉冲调制器。详细阐述了全固态高压脉冲调制器的设计原理、结构特点及驱动控制方法。该系统由18级模块并联而成,每级模块的储能电容、高压充电和固态开关驱动供电均采用高压硅堆隔离,每个模块采用一只独立控制的高压绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)对模块的储能电容实现充电和放电。IGBT驱动电路采用高压硅堆隔离供电、光纤传输触发脉冲和高性能IGBT驱动模块设计构成。驱动电路具备完善的欠压、过流和过压保护功能。该调制器输出方形高压脉冲幅度大于210 kV,脉冲顶部宽度为5μs,脉冲前沿约690 ns,脉冲后沿约920 ns,重复频率100 Hz。

关键词： 固态断路器(SSCB)   绝缘栅双极晶体管(IGBT)   导通压降测量   在线监测   键合线老化   扫描电子显微镜(SEM)分析  

摘要： 针对固态断路器(SSCB)和功率半导体器件在长期工作下的系统级在线监测手段匮乏的问题,设计了绝缘栅双极晶体管(IGBT)固态断路器的在线监测系统,采用微控制器单元、测量回路以及模拟实验回路相互配合,实现了对IGBT老化状态的监测与数据提取。实验结果表明,该系统能够对400 V直流母线电压下的114 A故障电流进行连续重复关断,而测量回路则能够实时监测待测器件(DUT)的导通压降V_(CE,on),可监测到IGBT在循环过程中出现的导通压降升高这一老化特征,所有待测器件的V_(CE,on)均在上百次循环过程中升高了10%以上。通过扫描电子显微镜(SEM)分析可知,其键合线处的缝隙宽度增大了142.44%,实际验证了IGBT的键合线老化机理。

关键词： 中压三电平变频器   余热供暖   节能  

摘要： 本文介绍了新风光电子科技股份有限公司生产的中压FG3000变频器在华北油田某地热供暖项目的应用情况。项目中将成熟的新风光公司潜油电泵采油技术应用于地下热水源的抽取,解决地下400米深度抽水的难点,实现了水泵的长距离驱动、节能降耗等效能。

关键词： 永磁同步电机   滑模控制器   模糊控制   新式饱和函数  

摘要： 永磁同步电机(PMSM)双闭环矢量控制系统中,传统PI控制器转速环无法满足PMSM的更高控制要求。该文设计一种积分滑模控制器,并引入光滑、连续的新式饱和函数替代滑模控制器中的符号函数,以提高系统的抗扰动性能和鲁棒性;为提高系统在电机运行状态发生变化时的自适应调节能力,使用模糊控制对滑模趋近律中的参数进行自适应调节,以提高趋近速度,降低滑模抖振。建立基于模糊控制的PMSM滑模控制系统仿真模型,并与使用传统滑模控制器的PMSM控制模型进行对比分析,结果验证了模糊滑模速度控制器具有更好的抗扰动能力和鲁棒性。

关键词： 大功率IGBT   变流器   机车与动车组   数字驱动技术  

摘要： 文中首先对车载变流器大功率IGBT的驱动进行了深入分析研究,提出了数字驱动的保护构架与保护思想。随后阐述了数字脉冲分配保护作为IGBT驱动预处理的重要作用,列出了预处理的主要功能。之后着重分析了IGBT开关过程中驱动电阻对开关性能的影响,并提出了数字驱动的保护方案。最后设计试验,得到了开通关断过程中不同栅极电阻对应的驱动特性,并结合IGBT开关特性得到最优的开关方案,测试结果表明:数字驱动方案大大降低了开通过程中的损耗与di/dt及关断过程的损耗与du/dt。这一研究成果已在既有大功率机车和动车上装车运用。

关键词： 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)   仿真   寄生参数   浪涌电压   封装电路  

摘要： IGBT作为能源变换与传输的核心器件具有良好的载流与抗压能力,在轨道交通、电力系统等行业领域应用非常广泛。以建模仿真的方式模拟浪涌电压实际运行性能,深入研究其特性,可为提高功率器件系统的安全性与稳定性提供依据。文中通过有限元法求解电磁准静态场提取单桥臂回路各器件的寄生参数,并结合IGBT器件静态、动态特性建立了精确的单桥臂电路模型。通过对比不同精度模型的仿真计算结果表明,寄生参数对于浪涌电压的幅值大小和振荡具有不可忽视的影响,在电路优化设计中应予以充分的关注。该精确模型具有精准、易调控的特点,仿真结果对IGBT功率器件精确的损耗计算、可靠的电磁兼容设计及评估潜在风险具有指导性意义。

关键词： 分数阶移相全桥变换器   遗传算法   最优控制   分数阶比例积分控制  

摘要： 基于电路中的分抗元件具有非整数阶特性,利用分数阶微积分理论和状态空间平均法,对分数阶移相全桥变换器进行建模与优化控制分析。建立了移相全桥变换器的分数阶状态平均方程,研究电感和电容的分数阶特性对移相全桥变换器频域特性的影响。结合遗传算法的优点,得到满足误差绝对值积分的最优分数阶比例积分(PIλ)控制器参数与最优整数阶比例积分(PI)控制器参数,并搭建了分数阶移相全桥变换器的电路仿真模型与不同控制器的仿真模型,进行了不同控制器、不同工况和负载变化下电路仿真结果的比较。结果表明:相较于整数阶PI控制器,分数阶PIλ控制器能够提供更优的控制性能,使分数阶移相全桥变换器具有更快的响应速度、更好的稳态性能和更强的鲁棒性。

关键词： 永磁同步电机   扩展卡尔曼滤波器   鲸鱼优化算法   模型预测控制   Luenberger观测器  

摘要： 针对扩展卡尔曼滤波器(EKF)算法难以获取理想的噪声协方差矩阵和EKF存在的延迟效应使得系统鲁棒性降低的问题,提出了一种基于WOA-EKF和MPC的永磁同步电机无位置传感器矢量控制方案。采用EKF实现永磁同步电机的无位置传感器矢量控制系统;采用鲸鱼优化算法(WOA)对EKF中的噪声协方差矩阵进行寻优;采用MPC控制器替换传统的PI速度控制器,并引入Luenberger负载观测器作为前馈补偿。仿真结果表明:经过优化后的EKF使得转速响应平稳、快速;MPC配合Luenberger观测器的方案相较于PI控制器,具有动态响应快、超调量小、鲁棒性强等优点。

关键词： 高速飞行器   最优控制   突防技术  

摘要： 以空战飞机突防为背景,基于最优控制对高速飞行器的突防技术进行研究。分别建立了高速飞行器运动模型、拦截弹运动模型和相对运动模型。为了实现突防,设计高速飞行器和拦截弹的视线角速率在某一时刻趋于无穷大,并将此作为终端约束;考虑高速飞行器控制能量最小,建立性能指标函数,基于最优控制理论设计突防制导律。仿真结果表明,采用最优突防制导律的高速飞行器能够突破防御弹的拦截,且控制能量要小于蛇形机动和方波机动突防策略所需的控制能量。

关键词： ABB变频器   IGBT   门级驱动板  

摘要： 在风电机组长期的运维中发现,使用ABB变频器的风力发电机组在运行中ABB变频器IGBT模块烧坏、炸裂等故障的主要原因为ABB变频器内部结构紧凑,散热不便。AGDR驱动板直接焊接在IGBT上,而IGBT在运行中会产生较多的热量,AGDR驱动板上的元器件受热升温过高,造成运行稳定性降低。同时AGDR板自身使用的元器件也会产生一定的热量,与IGBT焊接在一起,散热性能大大降低,长期运行,极易出现斩波信号和驱动信号的不稳定,使IGBT出现过压、过流问题,进而使得变频器发生故障。为了提升变频器的运行稳定性、散热性能、安全性,减少故障率,保障风力发电机组安全运行,提出了一套ABB变频器IGBT+AGDR升级改造方案。