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关键词： IGBT module   Reflow soldering   Finite element model   Warpage   Packaging  

摘要： High-power insulated gate bipolar transistor (IGBT) modules are the key devices for energy change and transmission. Reflow soldering process is a crucial process in IGBT module packaging manufacture. Residual stress and warpage of IGBT modules are induced after soldering, which can lead to degradation of device performance and working life. Combining frame-based baseplate and the key material properties of AlSiC at different temperatures, latent heat and viscoplastic intrinsic models of the solder, this study established a finite element (FE) model of the reflow soldering process of IGBT modules to predict the warpage and residual stresses. Reflow soldering experiments of IGBT modules were conducted to examine the shape of the lower surface of the baseplate before and after the soldering process, and are used to verify the modeling results. The model shows a good agreement with the experimental with an error of 5.46%. The FE model will contribute to the optimization of reflow soldering process and package structure of IGBT module.

关键词： 预测直接转矩控制   永磁同步电机   死区补偿   PWM优化  

摘要： 针对永磁同步电机PMSM(permanent magnet synchronous motors)传统直接转矩控制DTC(direct torque control)存在开关频率不规则、开关噪声的频率范围太宽和死区补偿算法复杂等问题,提出了一种基于优化脉宽调制PWM(pulse width modulation)和死区补偿的PMSM预测DTC方法。该方法首先在已知零电压矢量的基础上,根据预测转矩和磁通误差来选择2个其他有效电压矢量,与此同时,也考虑反电动势和磁通-转矩耦合器;接着,利用1个零电压矢量和2个其他有效电压矢量预测每个采样周期的转矩和磁通变化量,其中,3个电压矢量的开关周期由转矩和磁通误差以及上一步计算出的预测转矩和磁通变化量共同决定;然后,采用死区补偿算法和改进的PWM来减小死区效应,以提高预测效果;最后,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性和优越性。研究结果表明,所提方法在转矩控制和磁通控制效果要明显优于其他方法,且极大地降低了开关损耗。

关键词： 变频器   Modbus协议   三菱PLC  

摘要： 介绍了三菱FX3U系列PLC和三菱E700变频器通信的硬件连接、参数设置及程序编写,实现了对E700变频器的控制和实时数据采集。Modbus协议是一种工业控制的现场总线协议,介绍了PLC的Modbus通信协议的设置和变频器数据的Modbus地址的查询,具有一定的实用性。

关键词： 稳定性   可靠性   某核电站主泵国产变频器   三主控几余设计   无缝切换   在线更换  

摘要： 国内某核电站采用60Hz屏蔽主泵,主泵由变频器提供软启动、正常运行和停机所需电源。变频器故障不可用将直接导致停机、停堆,变频器的可靠性是制约电站发电的关键因素。自商运以来,该核电站变频器发生数次控制系统故障导致停堆,已影响电站的经济和稳定运行。受该核电站委托,远大联合该电站对当前变频器难点和痛点进行设计创新和改进,采取三几余控制系统,并且在此基础上实现了控制器之间的无缝切换和在线更换,对比当前该核电站变频器具备一定的设计优势。

关键词： 变频器调速技术   电力自动化控制   应用  

摘要： 电气自动化是电气工程高质量运行的基础,如何提高电气自动化控制水平就成为企业思考的重点。变频器调速技术具有经济投入少、适用性强、使用性能优化等一系列特点,将其应用于电气自动化控制中可以突破传统电气控制系统的技术瓶颈,进一步优化启停控制系统,有效解决传统电气自动化运行模式中的控制缺陷,确保电气设备始终处于安全稳定运行状态,降低故障率的同时显著提高生产产能,控制生产运行能耗,有效节省生产成本,进而为企业创造良好的经济效益,助力企业长远稳健发展。所以,在电气自动化控制中,必须加强应用变频器调速技术,充分发挥变频器调速技术的综合使用性能和技术优势,全面推动电气自动化朝着高效可靠运行、节能环保的方向发展,加快实现企业的节能降耗减排目标,促进企业转型升级。

关键词： 节能   油田集输   降耗   变频器  

摘要： 油田集输系统是在油田生产中采集、加工和运输油气的重要一环。随着油田开发力度的加大,油气资源逐渐减少,因此需要加强油田集输系统的建设与研究工作,提高能源利用率,从而达到节约成本的目的。油田集输系统包含多个环节,每个环节的技术水平都对能源消耗产生直接影响。本文以油田集输系统工作原理为切入点,分析了油田集输系统存在的主要问题,提出了当前油田集输系统优化调整措施,希望能够降低油气运输中的能源消耗。

关键词： 双有源桥变换器   扩展移相控制   零电压开通   电感电流应力   高开关频率  

摘要： 双有源桥(Dual Active Bridge,DAB)在需要高效能量双向流动的工作场景有广泛的应用。在高开关频率工作时,变换器开关器件结电容充放电时间无法忽略,导致扩展移相控制下DAB零电压开通(Zero Voltage Switching,ZVS)范围断续。通过分析扩展移相控制下双有源桥DC-DC变换器工作模态,建立高开关频率工况下DAB变换器数学模型,提出一种利用磁化电流扩宽ZVS范围的方法。在此基础上,结合电感电流应力优化算法,提出一种适用于高频工况应用的电流应力优化下的软开关控制策略。采用该控制策略,可以有效减小导通损耗,消除开关损耗,显著提升高开关频率下的变换器效率。搭建400 kHz实验样机,验证控制策略有效性。

关键词： 绝缘栅双极型晶体管   子模块直通短路   短路振荡   电磁干扰  

摘要： 在模块化多电平换流阀(modular multilevel convertor,MMC)实际运行中,绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)或其驱动器故障会导致子模块直通短路,造成器件损坏,该短路工况对于IGBT的短路保护以及可靠性研究具有重要意义。该文分析MMC子模块直通短路的类型并提出该短路工况实验平台的设计要求。针对短路振荡和电磁干扰问题进行优化设计,对短路回路寄生电感进行调整,研制MMC子模块短路实验平台并进行实验验证。实验结果表明,所研制的实验平台可以满足MMC子模块用IGBT的短路实验的需求。

关键词： 永磁同步电机   滑模变结构   直接转矩控制   数字信号处理器  

摘要： 为开展机器人用永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)高性能控制策略实验研究,开发了基于数字信号处理器(digital signal processing,DSP)的PMSM实验平台,并分析了基于滑模变结构的直接转矩控制策略。该实验平台由硬件系统和软件系统两大部分组成:硬件系统包括驱动单元、光耦保护单元、整流滤波和逆变电路等;软件系统包括基于Labview开发的上位机监控界面及基于MATLAB/Simulink的代码生成程序。使用该实验平台进行实验可实时观察电机动态,在线调试参数,极大地提高了实验效率。试验结果表明,该实验平台运行稳定,对于开展永磁同步电机高性能控制策略具有重要价值。

关键词： 大功率   高压   集成化   智能化   IGBT   IPM   并联均流  

摘要： 为突破传统功率半导体器件的封装和应用结构限制,实现变流装备的升级换代,文章提出了一种新型的高功率密度智能化集成功率器件。为验证该技术路线的可行性,以大功率变流领域内常见的并联应用场景作为研究对象,从器件参数、主电路、散热结构、驱动控制等4个主要影响因素着手,分析并验证了其良好的器件匹配性、电感均衡度、散热均温性、控制信号同步性、抗干扰能力,最后通过双脉冲试验和功率考核试验,证明了其良好的并联均流效果。试验结果表明,该技术平台从理论设计到实物验证的目标可以得到实现,具备了工程应用基础。