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关键词： 大功率IGBT   水冷基板   仿真分析  

摘要： 对电力机车大功率IGBT功率模块用水冷基板的结构进行研究,采用UG三维建模软件建模,采用FLUENT流体分析软件对两种结构类型的水冷基板进行传热和流阻分析。根据分析结果得出水冷基板冷却液流道结构优化方案,与优化前方案相比,优化后的水冷基板温升最高降低23.41%,流阻降低了87.32%。

关键词： 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)   栅极振荡机理   抑制方法   正反馈  

摘要： 现代电力电子技术的不断发展推动了IGBT在交流电机驱动、变频器、开关电源及新能源行业的广泛应用。IGBT在应用过程中,由于电路拓扑和系统工况复杂多变,栅极波形振荡的问题普遍存在,如何认识振荡机理并抑制振荡成为IGBT安全稳定应用的基础。从IGBT内部寄生参数结构和开关过程出发,详细介绍了IGBT栅极开通振荡、关断振荡和短路振荡,推导了开通栅极振荡过程的数学模型及射频振荡(关断振荡与短路振荡)的正反馈振荡机理,提出加入负反馈或降低正反馈增益的修正措施。通过改进不同振荡的实验,验证了抑制措施的有效性,提高了IGBT应用的稳定性与可靠性。

关键词： semiconductor power device   IGBTs   reliability   UIS robustness   scaling IGBTs  

摘要： Robustness under high-temperature Unclamped Inductive Switching (UIS) tests was systematically compared among 3300 V scaled Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) using TCAD simulations, with scaling factors (k) ranging from 1 to 10. Based on multiple lines of physical evidence, the failure mechanism of IGBTs during the UIS test was identified as a latch-up. A slight degradation in UIS robustness was observed in fully scaled IGBTs, as evaluated using a novel reliability comparison method. Moreover, certain non-proportional scaling techniques were shown to mitigate this degradation, with some approaches even surpassing the UIS robustness of the original (k = 1) IGBT design.

关键词： 双有源桥   钳位变换器   简单控制   调制方法   效率  

摘要： 为了开发更加简易实用的控制策略来提升双有源桥钳位(DABC)变换器的运行效率,并且优化DABC变换器处于宽电压条件下的运行效率,设计了一种基于线性化功率模型的DABC变换器脉宽调制(PWM)移相控制方案。针对钳位开关运行周期以及占空比实施调节,利用钳位开关周期与占空比参数计算副边H桥占空比数据。实验结果表明:采用PWM移相控制,BUCK模式变压器原边侧H桥输出五电平,使电压应力发生大幅减小,增加了控制器选择灵活性,大幅减小变换器成本;PWM移相控制达到94%的传输效率,获得5.2的电压转换比,最小传输效率是90.52%,电压转换率为6.2;与传统双有源桥(DAB)变换器相比,新型控制模式获得了更高传输效率,达到了更小电压与电流应力,降低了开关损耗。

关键词： 变频器调速技术   电气自动化控制   精确控制  

摘要： 文章重点研究变频器调速技术在电气自动化控制中的应用。先介绍变频器的基本原理和调速特点,分析变频器选型的主要技术参数和性能指标,然后针对恒压供水系统、起重机调速系统、空压机调速系统、风机水泵调速等典型自动化设备,详细阐述变频器的应用原理和设计要点。通过分析可以看出,变频器调速技术可显著提高系统的节能效果、控制精度和自动化水平,但在选型和应用时需要综合考虑负载特性、电网环境、控制要求等诸多因素。

关键词： 冶金企业   变频器   节能改造   能源管理  

摘要： 本文以冶金企业节能改造为主题,阐述了变频器在其中的重要作用。冶金企业的烧结、炼铁等环节能耗巨大,而变频器可提高设备运行效率,如根据需求调节风机转速、实现电机软启动等;能优化能源分配,根据不同设备负载状况合理分配能源;可降低能源损耗,减少无功功率损耗和电力线路磨损,还能调节电机运行轨迹并具备再生制动功能;同时能延长设备使用寿命,减少机械冲击和降低工作温度。

关键词： 换流回路   死区时间   压接式IGBT   开关损耗均衡   三电平有源中点钳位  

摘要： 针对压接式IGBT组成的功率单元换流暂态时间优化及损耗平衡问题,依据产生损耗位置将三电平有源中点钳位单元的32种换流回路分为5种.为提高输出谐波特性,研究换流暂态过程进而优化切换暂态时间.利用4.5 V/3 A压接式IGBT制作了低杂感功率单元,设计双脉冲实验研究暂态电压电流变化规律.将开关暂态过程分成6种,并迭代优化死区时间.实验结果表明:死区时间优化后可以实现安全换流,换流过程的电压电流变化规律与理论分析一致.

关键词： PLC变频器   焦化厂   风机调速   节能改造   自动化控制  

摘要： 本文针对焦化厂风机系统能耗高、控制精度低的问题,研究了基于PLC变频器的调速改造技术。通过分析传统调速方式的局限性,提出了PLC变频器调速改造方案,详细阐述了系统设计、硬件选型和软件编程等关键技术。实际应用表明,该技术可显著提高风机系统的节能效果和控制精度,为焦化行业的节能减排提供了有效解决方案。

关键词： 无刷直流伺服电机   三环PI控制   遗传混合算法   矢量控制   仿真建模  

摘要： 针对双无刷直流伺服电控制系统在机器人关节控制应用中精度低、响应速度慢、鲁棒性差的不足,拟采取遗传和果蝇混合(GA-FOA)算法PI参数优化方法,以提高双电机控制系统的控制精度、响应速度、鲁棒性。建立无刷直流伺服电机三闭环控制仿真模型,以CSPACE为主控器建立控制系统,结合上位机、霍尔传感器设计双无刷直流伺服电机控制系统。通过遗传和果蝇混合算法PI参数优化方法,优化无刷直流伺服电机矢量控制中的三环PI控制器参数。仿真结果表明,GA-FOA混合算法优化速度环时比GA和FOA算法分别快9.9 ms和9.8 ms,且具有更小的波动和超调量,优化电流环时,响应时间快7.0 ms和5.9 ms,波动小更稳定,优化位置环时,收敛快且未出现超调量,轨迹跟踪优化后的电机模型在髋关节和膝关节的平均跟踪误差分别为0.069 474°和0.042495°。双电机单轮腿样机实验中,实验空间轨迹和理论空间轨迹误差为[0.28 mm,2.11 mm],空间轨迹吻合,结果表明GAFOA混合算法在双电机单腿样机实验上对电机的精度、响应速度、鲁棒性具有意义。

关键词： 工业互联网   PLC   变频器   PROFINET总线  

摘要： 以工业生产中常用的PROFINET网络技术为基础,设计了西门子S7-1200PLC与西门子S120变频器组成的控制系统,通过PROFINET总线实现了对变频器的控制。控制系统中PLC为主控单元、变频器控制交流电机转速、人机界面(HMI)进行控制指令的发送及运行状态的监控。该控制系统在某搅拌装置中得到了成功应用,试验结果表明该系统运行稳定可靠。