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关键词： power semiconductor   displacement current   poly-Si resistivity   self-turn-on failure   IGBT   CSTBT, carrier stored trench IGBT   split-gate  

摘要： Scaled insulated gate bipolar transistors (IGBTs) show improvement in electrical performance, but their lower gate threshold voltage (Vge(th)) causes self-turn-on issues during high dVce/dt or dic/dt switching conditions. In this study, we examine a carrier stored trench bipolar transistor (CSTBT) with a split-gate design to address the self-turn-on issue in scaled IGBTs. The split-gate configuration, which reduces Miller capacitance, helps to overcome self-turn-on failures of scaled split-gate CSTBT;however, the issue remains when considering the resistivity of poly-Si in the split-gates into account. To address this, we propose a selective-split-gate CSTBT design that resolves self-turn-on problems, even when poly-Si resistivity is considered. TCAD (Technology Computer Aided Design) simulations show that the proposed design is very effective in preventing self-turn-on and improves Vce(sat) by 24% compared to the scaled split-gate CSTBT.

关键词： 变频器   选型计算   分类   原则  

摘要： 随着工业自动化程度的不断提高,变频器在电机调速控制领域得到了广泛的应用。正确选择合适的变频器对于提高系统的性能、可靠性和节能效果至关重要。然而,变频器的选型涉及到多个因素,如负载特性、电机参数、工作环境等,需要进行详细的分析和计算。本文旨在深入研究变频器的选型计算方法,为工程技术人员提供专业的指导和参考。

关键词： 压接型IGBT器件   弹性压接   失效短路模式(SCFM)   电流再分配   长期稳定运行  

摘要： 压接型IGBT器件的失效短路模式(SCFM)可使其在失效之后仍能保持短路特性,在大规模器件串联应用中具有非常独特的优势,能够显著提高基于电压源换流器的高压直流(VSC-HVDC)(柔性直流)输电领域电力电子设备的可靠性。弹性压接器件由于封装结构限制,很难实现长期稳定运行。提出了一种新型弹性压接封装结构,采用失效短路电流再分配的方案,通过理论分析、仿真对比、试验测试等手段对该方案进行失效短路能力评估,相较传统结构导电片在1900 A、1 min熔断,优化后的导电片在2250 A、2 h下能够稳定保持最高温度≤200℃,为压接器件的开发提供了新的研究方向。

关键词： 矢量控制   无刷直流电机   电机驱动  

摘要： 针对市面无刷直流电机驱动器在尺寸过大、控制效果差以及多功率电机适配差的问题,文章设计了基于矢量控制(VC,Vector Control)的无刷直流电机驱动器。以GD32C103CBT6为控制核心,通过下端采样电路获取三相定子的实时电流,通过磁编码器获取转子的实时角度,通过逆变电路驱动无刷电机。GD32C103CBT6内部通过软件编程实现了矢量控制算法,相比硬件矢量驱动芯片的价格和可移植性更优,使得高性能低成本无刷电机驱动器的设计开发成为了可能。

关键词： 直线双馈电机   静态端部效应   矢量控制   城轨交通  

摘要： 同心笼次级直线双馈电机是由同心笼转子无刷双馈电机演变而来的一种新型直线电机,具有功率因数可调、可靠性高、中高速区平均推力下降较小、轨道建设成本较低等优点。然而,因物理结构特殊、工作原理复杂等,对同心笼次级直线双馈电机的静态端部效应控制方法的研究仍不够深入,严重限制了该类电机的进一步发展和应用。为此,该文提出了一种带静态端部效应补偿的功率绕组电压定向矢量控制策略。首先,分析了静态端部效应作用规律和补偿方法,建立了考虑静态端部效应的三相静止坐标系数学模型和简化的两相旋转坐标系数学模型;然后,推导了功率绕组电压定向条件下的初、次级电流数学关系,实现了电磁推力方程中两套初级绕组的解耦控制;最后,大量的仿真和实验分析表明,新方法可通过静态端部效应补偿有效提升电机驱动性能,实现平稳运行。

关键词： 电动轮自卸车   直接转矩控制   纯电动力   驱动系统   绿色矿山  

摘要： 传统的机械传动矿车碳排放较高,驱动系统结构复杂,在高海拔低温环境中降功率现象严重,运营成本较高。针对某100 t机械传动自卸车的驱动系统,研究了其驱动系统的组成及特点;提出了一种包括主牵引传动+辅助系统的驱动系统和控制系统方案并对控制算法进行了描述。主牵引系统采用793 kWh动力电池作为动力源,结合直接转矩控制算法驱动1台680 kW的主牵引电机,辅助系统的两个逆变模块、DC/DC模块和电池散热机组可以分别驱动转向和举升液压泵电机,为整车空调和散热风机提供电源以及为动力电池提供散热电源;对整车进行海拔5500 m、-30℃的满载工况下的制动/牵引转换、重载上坡起步、重载上坡行驶、重载下坡电制动等矿山现场装载试验,运行情况稳定可靠,降低运营成本93%,累计运行4230 h,累计运行里程4238 km。该驱动系统结构简单,回收的制动能量提高了系统能效,减少了碳排放,促进了绿色矿山的发展。

关键词： 多层网络   稳定性   基本再生数   Lyapunov泛函   最优控制  

摘要： 结合信息传播特点与现代媒体传播的影响,提出了一种基于多层网络的信息接收者—信息传播者—信息遗忘者(information receiver-information spreader-information forgeter,SIR)信息传播模型,并进行了动力学和最优控制分析。首先证明解的有界性和非负性;其次利用下一代矩阵法计算出基本再生数R_(0),通过R_(0)分析了无信息传播平衡点和信息局部传播平衡点的存在性和稳定性。此外,为了使信息传播者密度最大化和控制成本最小化,设计了一种最优控制策略,并依据庞特里亚金的极值原理解出最优控制,最后利用Matlab软件进行数值模拟,结果表明,最优控制策略对扩大信息传播范围是可行的。

关键词： IGBT感应发热   热效机制   电参数   感应线圈   加热时效  

摘要： 建立IGBT感应电源进行感应发热的物理模型,热力学分析金属物块的电磁感应能力和材料物理特性等因素对感应发热效果的影响;试验对比铁、铜、铝三种不同金属物块的感应发热的升温时效和温度分布,探讨调整感应电源的电参数及感应线圈的形状,优化感应发热效果,进一步分析其热效机制。试验结果表明:感应发热热效主要受电磁感应的电参数、工件材料物理特性、感应发热条件工况等的直接影响,实际应用中合理调整电源频率、感应电流等电参数,优化电源电气条件,匹配感应线圈的结构形状,可以有效提高感应发热热效。

关键词： 刮板输送机   驱动系统   永磁同步电动机   变频器  

摘要： 刮板输送机作为综采工作面主要运输设备,其运行性能直接影响矿井的高效开采。为了解决刮板输送机在复杂工况运转下的电机功率分配失衡、变频电机故障、刮板链损坏等故障,为解决刮板输送机传统驱动方式弊端,设计了一款基于功率协调控制系统、状态监测系统及上位机监控系统三合一的永磁变频驱动刮板输送机集控系统。该系统可提高刮板输送机运行的平稳性和安全性,为优化刮板输送机驱动系统提供借鉴。

关键词： 绝缘栅双极型晶体管   自适应   损耗   有源栅极驱动   振荡  

摘要： 针对IGBT开通过程中的电流及电压振荡提出一种新型自适应IGBT有源栅极驱动电路(NAAGD)。该电路结合互补IGBT的电压电流信息进行开通驱动电阻的投切控制,可实现开通过程电流及电压振荡的抑制,且可自适应电压电流等级的变化。与现有有源驱动电路(AGD)方案相比,NAAGD的自适应响应具有更好的即时性;同时,相比传统驱动电路(CGD)增大驱动电阻抑制振荡的方法,可优化开通损耗。最后通过实验验证所提NAAGD的有效性。