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关键词： 压接式器件   IGBT   晶闸管   失效模式与机理   封装结构  

摘要： 高压大容量压接式绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件和晶闸管器件是高压直流输电工程中的核心器件,对能源的高效利用具有重要意义。IGBT和晶闸管等器件可靠性已成为电工装备乃至整个电力系统能够稳定可靠运行的关键问题。首先,从压接式器件传统封装结构入手,介绍了压接式器件的弹簧式多芯片封装和凸台式多芯片/单芯片封装,对比了3种封装结构的性能。其次,阐述了压接式器件封装级失效模式与机理,结果表明热膨胀系数不匹配是封装级失效的最主要原因。同时,也对IGBT和晶闸管芯片级失效做了梳理,结果表明电气过应力是芯片级失效的主要原因。然后,简单阐述了压接式器件的新型封装结构与技术。最后,展望了压接式器件未来可能的研究重点。

关键词： 绝缘栅双极型晶体管   开关损耗   随机脉宽调制   温升  

摘要： 在绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块中引入随机脉宽调制(PWM)控制时,开关损耗会得到有效降低。为分析这种控制方式作用于IGBT时其开关损耗降低的原因,针对其导通和关断过程中的开关损耗状况和在IGBT模块内部的能量损耗状态以及产热特性的基础上,利用焦耳热原理对采用随机PWM技术时IGBT开关损耗会降低的过程进行了分析。对随机占空比、随机载波和随机死区3种随机PWM建立的统一的损耗数学模型进行研究。通过实验验证该分析方法能较好地表达出IGBT模块中的开关损耗的温升抑制规律,进而从焦耳热角度揭示了IGBT模块产生的开关损耗机理,表明此分析方法可应用于实际工程中。

关键词： 煤炭运输   刮板输送机   变频控制   变频器  

摘要： 针对山西某矿31303综采工作面使用的双电机驱动刮板输送机在运行时存在重载启动困难、能耗高、电气及机械冲击大等问题,为提高刮板输送机运行效率及可靠性,将变频控制系统应用到刮板输送机控制中。经现场应用后,刮板输送机运行可靠性及稳定性得以明显提升,重载启动力矩大、节能效果显著,可在一定程度上提升采面煤炭生产效率。

关键词： 特高压直流输电   换流器区保护   CEEMD-HHT   快速断路器   失灵保护  

摘要： 对于特高压直流工程,换流器区域故障后采用换流器移相控制有助于故障限流和隔离,但基于电流特征的断路器失灵保护适应性显著降低。为此,在分析断路器在时域、频域的失灵特征的基础上,文中提出了通过电压信号不同频段能量分布进行失灵诊断等研究思路。其次,将完全总体经验模态分解和希尔伯特—黄变换相结合,并在考虑互感器拖尾现象等基础上,提出了一种基于不同频段电压积分值的断路器失灵保护新原理。最后,制定了失灵保护出口后的后续动作策略。仿真验证表明,失灵保护原理满足了速动性和可靠性要求,后续动作策略实现了故障的快速隔离,显著提升了换流器区域保护的性能。

关键词： 混合型SiC IGBT   变参数   热网络   电热耦合   电流变化率   电压变化率  

摘要： SiC IGBT器件以其优良的性能更适合高压大电流应用场合,然而受现有制作工艺限制,其未能实现大规模投产,相比之下混合型SiC IGBT目前能更好地实现效率和成本的最优化。为研究混合型SiC IGBT的性能,提出一种基于Saber的考虑温度影响的变参数暂态电热耦合模型建立方法。首先对器件不同参数的温度敏感度进行分析,得到各温敏参数的温度特性。然后从理论角度分析结温变化对混合型SiC IGBT暂态过程dUCE/dt、dIC/dt的影响规律,减少了数学拟合方法额外参数的引入。基于分析建立仿真模型,并搭建实物平台,在不同初始环境温度条件下,随着混合型SiC IGBT器件工作时间的增加,对暂态特性的变化规律和结温升高规律进行测试。最后将建立的变参数暂态电热耦合模型仿真结果与实物结果进行对比,二者具有较高的吻合度,验证了所提建模方法的准确性,为实际工程应用混合型SiC IGBT时的动态性能分析、温度变化规律提供了参考依据。

关键词： 低压变频器   热电厂   锅炉  

摘要： 变频技术在发展过程中,主要是以现代化电力电子技术为基础,属于是新型调速控频技术范畴。在变频器帮助下,频率、转速等控制和调节效果更佳,通过对输出频率的全方位控制,降低系统能耗。将低压变频器应用于热电厂,能够实现工频电流向直流方向转化,保证用电设备的正常运转。本文以实际工作开展情况为基础,对变频器工作原理及特点分析进行总结,论述了低压变频器在热电厂中的具体应用。

关键词： 低频振荡   阻尼控制特性   VSC-HVDC   最优控制   统一控制  

摘要： 相比于传统发电机的电力系统稳定器(PSS),柔性直流输电(VSC-HVDC)系统可以有效控制区域间的低频振荡。考虑到VSC-HVDC系统有功无功均能对交流系统进行独立控制,提出了基于有功无功双环控制的统一低频振荡控制器,并基于VSC的有功功率和无功功率控制分别设计附加控制回路来增加控制器的控制效果。首先采用最小二乘旋转不变(TLS-ESPRIT)辨识方法获得系统小信号模型和振荡特性,然后基于辨识出的模型,利用基于最优控制理论对控制器进行设计,并将最终所设计控制器分别附加于有功控制回路与无功控制回路。PSCAD的仿真结果表明,相比于常规的有功附加控制器,所提统一控制方法能达到更好的控制效果,并能保证鲁棒性。

关键词： 年龄结构   周期种群   最优控制   法锥  

摘要： 分析了一类具有年龄结构的周期种群动力系统的最优控制问题。首先,利用Mazur定理及其推论证明了最优解的存在性,然后通过共轭系统和法锥技巧导出了最优解所满足的必要条件。

关键词： IGBT模块   L型进出口   散热优化  

摘要： 电驱动系统随着多合一的应用发展,电机控制器外部接口变化多样,而不同的控制器接口方式影响着绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)散热水道进出口的位置。针对一种进出口位置近似“L型”的IGBT直接冷却水道,通过仿真计算分析流阻及IGBT模块温升,提出散热优化方向,并通过仿真模拟的方法总结不同方案间IGBT芯片温度及水道流阻的变化规律,得到L型进出口的IGBT推荐应用水道,为后续同类产品的散热设计奠定基础。

关键词： 变频器   风机控制   风门调节   经济效益  

摘要： 随着国产高压变频器技术的成熟和可靠,高压变频器市场价格降低,变频器得到广泛应用。云南三环中化化肥有限公司将两台额定电压6 kV、功率710 kW的电机由工频启动运行改为变频器控制运行,带来可观的经济效益和实用性。