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关键词： ESC-IGBT   SiC IGBT   空穴抽取路径   肖特基接触工艺   栅氧可靠性   关断损耗  

摘要： 针对碳化硅(SiC)绝缘栅双极晶体管(IGBT)空穴抽取慢,导致关断损耗高的问题,文中提出一种发射极肖特基接触的18 kV 4H-SiC IGBT(ESC-IGBT)新结构。该结构在JFET区上方引入肖特基结,并将其与发射极短接,提供额外的空穴抽取路径,降低关断损耗。当ESC-IGBT处于关断阶段时,随着耗尽层在漂移区中扩展,额外的空穴抽取路径开始工作,可以有效解决单一路径空穴抽取慢的问题,进而降低关断损耗。Sentaurus TCAD分析结果表明:ESC-IGBT击穿电压为20.9 kV时,所提出的ESC-IGBT的栅氧化层电场相比传统平面型有效降低46%,栅氧可靠性有所提高;在正向导通特性无明显退化的前提下,ESC-IGBT栅集电荷比传统平面型SiC IGBT结构降低37%,关断损耗和工业优值(IFOM=V_(ce)·E_(off))降低34%。另外,ESC-IGBT易实现的工艺与主流SiC IGBT工艺兼容,适用于高频高可靠性电力电子系统。

关键词： 西门子S120变频器   运行故障   处理方法  

摘要： 西门子变频器系统稳定性强,同时具备矢量控制技术,在国内市场中具有较大的竞争优势,被广泛的应用到各个领域中。其中,S120系列变频器应用效果突出,为进一步提升其运行稳定性与安全性,需要对各种常见故障有一个全面的认识,确保在故障发生时可以及时确定发生原因,应用科学有效的方法手段来排除故障,恢复设备的正常运行,减少相应损失。本文从西门子S120系列变频器结构以及运行原理出发,结合案例对典型故障的发生原因以及处理方法进行了简单分析。

关键词： Electric vehicles  

摘要： The estimation of insulated gate bipolar transistor (IGBT) module lifetimes in electric vehicle (EV) converters is heavily influenced by long-term mission profiles (MPs), as their reliability is significantly affected by power fluctuations. This paper presents a lifetime estimation method for IGBT modules based on MPs, using a 115 kW electric drive system as a case study. First, considering the standard road spectrum for EVs, the mathematical model of an automotive motor, and its control strategy, the load conditions for the converters are calculated. Next, employing an electro-thermal coupling model of the power device, the power loss and junction temperature characteristics of the IGBT modules for EV converters under specific load conditions are analyzed. Sub-sequently, the consumed lifetime is determined using a physics-of-failure-based lifetime model and cumulative damage theory. Finally, the paper delves into the reliability-oriented control strategies of EV converters, which fully utilize the transmission ratio of the EV to enhance the IGBT module's lifetime. Test results demonstrate that, by employing the optimal transmission ratio, the lifetime can be extended by more than two times compared to the initial estimation value. © 2017 CPSS.

关键词： 变频器   水冷散热   电铲  

摘要： 大型电铲采用西门子6SE70系列风冷变频器,主要配件已经停产,存在技术落后、故障高、散热效率低、噪音大等问题。本文提出了一种大功率国产水冷变频器,重点展开了水冷变频器模块化设计方法及水冷设备的设计流程,提升了变频器防护等级,并在电铲上得到了实际应用,使用效果良好,推动了国产水冷变频器在矿山领域的应用。

关键词： 电能质量   镍铁冶炼   变频器  

摘要： 本文描述了镍铁冶炼厂因电能质量低导致设备故障频发,监测工厂电能质量对运行设备的影响,并对造成电能质量下降的因素进行了探讨,最后提出改善冶炼厂电能质量的方案,实施效果良好。

关键词： 永磁直驱伺服电机   矢量控制   自抗扰控制   扰动抑制   动态性能  

摘要： 针对永磁直驱伺服电机系统控制设计了转速环ADRC。ESO可以实时观测系统扰动并在控制量中进行实时补偿,使得系统在负载变化时具有较强的适应能力,提高了系统的动态性能。针对PI调节器中电流环d,q轴耦合无法实现对电流指令准确追踪的问题,进一步设计了电流环ADRC,可以对转速环的输出电流指令进行快速准确的追踪,使得系统响应时间缩短,在负载突变后具有更快的反应速度,从而提升系统扰动抑制能力。实验结果表明,自抗扰控制策略可以有效地抑制转矩扰动的影响,提升永磁直驱伺服电机系统控制性能。

关键词： 风电系统   共模模型   变频器   耦合电容  

摘要： 阐述风力发电系统的共模模型特点、耦合电容情况,分析风电系统中轴电流的形成机理、耦合电容电磁场的影响,明确轴电流、轴电压水平,保障风电系统正常运行。

关键词： 漂移率   反问题   最优控制   存在性   唯一性  

摘要： 在股票价格演化过程中,漂移率是一个重要的参数,对相应的期权定价具有显著影响。本文研究了一个反问题,即通过期权的当前市场价格来恢复漂移函数,由于我们的数学模型在无穷大时不趋于零,这与传统的波动率反问题不同,可能会给理论分析和数值计算带来显著困难。为了克服这一困难,我们应用线性化方法并引入变量替换,将原始问题转化为退化抛物型方程在有界区域上的逆问题。通过解决这个逆问题,我们能够恢复未知的漂移率并解决人工截断带来的误差。基于最优控制框架,我们将原始问题转化为一个优化问题,并证明了极小值的存在性。在推导出必要条件之后,我们还证明了极小值的唯一性和稳定性。

关键词： 风电机组变频器   有限差分回归向量   注意力机制   长短期记忆神经网络   状态监测  

摘要： 为了对风电机组变频器进行状态监测,提出了一种基于有限差分回归向量和带注意力机制长短期记忆神经网络的大型风电机组变频器状态监测方法。采用最小均方误差变步长自适应滤波方法对输入、输出进行自适应滤波消除数据随机噪声;然后,使用赤池信息准则确定输入输出动态延迟阶次,构建有限差分回归向量,并以有限差分回归向量为输入建立了变频器状态监测模型,之后根据模型残差计算检测指标并通过核密度估计确定检测指标阈值。结果表明:所提出的有限差分神经网络模型相较于其他机器学习方法,在模型评价指标上均有较大提升,该方法可用于大型风电机组的变频器监测及预警,具有良好的工业应用前景。

关键词： 封装器件   电力电子   功率器件   MOSFET   IGBT   短路能力   短路电流   数据手册  

摘要： 在电力电子的很多应用,如电机驱动,有时会出现短路的工况。这就要求功率器件有一定的扛短路能力,即在一定的时间内承受住短路电流而不损坏。目前市面上大部分IGBT都会在数据手册中标出短路能力,大部分在5~10μs之间,例如英飞凌IGBT3/4的短路时间是10μs,IGBT7短路时间是8μs。而大部分的SiC MOSFET都没有标出短路能力,即使有,也比较短,例如英飞凌的CoolSiCTM MOSFET单管封装器件标称短路时间是3μS,EASY封装器件标称短路时间是2μs。