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关键词： Superconducting magnets   Contacts   Switches   Magnetic circuits   Large Hadron Collider   High-temperature superconductors   Superconducting coils   DC switches   hybrid dc circuit breaker   IGBT   power semiconductor devices   quench protection   superconducting magnet   thyristors   ultrafast switches  

摘要： The article presents a new family of low voltage dc switching energy extraction (EES) systems designed for protection of superconducting magnet circuits at CERN, which is appropriate also in other applications. During normal operation, superconducting magnet circuits can store large amounts of energy in their magnetic fields. In the case of a resistive transition (known as "quench"), this energy may be dangerous as it can lead to high temperatures and voltages, eventually damaging the superconducting magnet coils. To prevent this, the magnetic energy must be extracted and dissipated outside the superconducting windings. For this purpose, dedicated energy absorbers are introduced in the circuit by means of opening of dc switches. For the protection of future superconducting magnet circuits at CERN, direct current switching systems (DCSS) with rated currents of 2000 and 600 A have been developed and qualified. Each DCSS is unpolarized and redundant, i.e., composed of two identical direct current switch (DCS) connected in series. Two methods for the current commutation toward the energy absorber element have been investigated, the first one based on IGBT and the second one based on thyristors. A high-power, inductive-dynamic drive provides the ultrafast opening of the vacuum interrupter in the DCS.

关键词： RC-IGBT   switching energy consumption   voltage snapback   free wheeling diode   oxide trench  

摘要： This paper presents a 1200V-class reverse conducting insulated gate bipolar transistor (RC-IGBT) with low switching energy consumption (LE-RC-IGBT). Its structure was designed in accordance with the latest enhanced trench and field stop technology while incorporating an anti-parallel Free Wheeling Diode (FWD) between the adjacent FS-IGBT cells. With the Emitter Shorted Diode (ESD) technology employed in the design of the FWD structure, the FWD and FS-IGBT can be made simultaneously. By using the same trench etching technique of the gate process, oxide trench was formed on the back side of the device to increase the short-circuit resistance between the N+ Collector and the P+ Collector on the back of the RC-IGBT. The voltage snapback phenomenon of the conventional RC-IGBT was completely eliminated. The electrical characteristics of the RC-IGBT were investigated by using Sentaurus-TCAD. Simulation results show that the switching energy consumption of the proposed LE-RC-IGBT is reduced by approximately 50%compared with the conventional one.

关键词： 电机控制器   IGBT   温升预测   损耗计算  

摘要： 电机控制器IGBT模块是实现电能转换和电机控制的重要组件之一，通常工作在复杂工况下，其可靠性对整个电驱动系统的稳定至关重要。通常情况下，IGBT的损耗分析采用手册公式法直接求取，忽略了温升对IGBT模块的影响。针对此问题本文提出了一种热耦合分析的方法：建立IGBT模块的损耗计算模型，在此基础上构建热网络模型进行结温估算，再用温升估算结果修正损耗计算模型。搭建了电机控制器仿真模型，对IGBT结温和损耗进行了仿真，并通过电机温升实验，验证了该热耦合分析方法的有效性。

关键词： 永磁同步电机   积分削弱   调节因子   边界层分化   稳态误差  

摘要： 为了改善传统积分滑模控制(SMC)结构的永磁同步电机(PMSM)由于转换动作不连续而造成的稳态误差和超调,提升系统的稳定性,设计了一种新型的积分削弱型SMC结构。基于传统的积分型SMC结构,引入边界层概念,在层外对积分进行削弱,柔化电机的趋近运动,通过Lyapunov函数验证了此种方式的优越性。基于积分削弱型结构设计思路,在MATLAB/Simulink中分别搭建出新旧2种控制器的PMSM矢量控制模型进行对比验证。最后,通过仿真分析对比2种控制结果转速图和电磁转矩图,与传统的积分型滑模控制相比,所设计的新型SMC结构可以有效改善系统稳态误差和稳定性。

关键词： 半主动悬架   最优控制   仿真  

摘要： 汽车悬架系统对汽车的平顺性和操纵稳定性起着重要作用。由于被动悬架的刚度和阻尼在车辆运行过程中不可调节,难以适应道路的多样性,不利于提高车辆的乘坐舒适性和平顺性。文章建立道路输入模型和1/4车辆二自由度被动悬架和半主动悬架的动力学模型;以车身加速度、悬架动态挠度和轮胎动载荷为评价指标,采用线性最优反馈策略设计最优控制器来控制半主动悬架的阻尼力。利用MATLAB/SIMULINK平台建立仿真模型,对被动悬架和最优控制的半主动悬架的性能进行对比仿真实验。结果表明,最优控制半主动悬架能有效地改善悬架的动态性能,提高车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性。

关键词： 三电平H桥   变频器   支撑电容   共直流母线   载波移相   电流抑制   最优值  

摘要： 目前对支撑电容电流抑制的研究尚不充分,而电容电流有效抑制可减少支撑电容体积,延长电容寿命,对设备尺寸、可靠性有严格要求的船舶应用场合尤为重要。为此,针对共直流母线三电平五相H桥推进变频器,首先推导载波移相前后推进变频器直流输入电流表达式,并予以理论计算与仿真校核;其次,提出一种可表征不同载波移相角下电流谐波抑制性能评估函数,并得到不同载波移相角下电流谐波抑制性能曲线,结果表明,通过理论计算的载波移相角可实现推进变频器电容电流最优抑制。最后,仿真和试验验证本文所提方法的正确性、有效性。所提方法为在不增加硬件条件下的三电平多相H桥推进变频器支撑电容优化设计提供一种解决思路。

关键词： 控制系统   拓扑结构   全数字化控制   伺服驱动   布带   拉链   实施方案   变频器  

摘要： 本文介绍了使用施耐德PLC、变频器、伺服驱动等实现拉链绕带机全数字化控制,使绕带工艺参数完全可控的实施方案,阐述了控制系统的拓扑结构、各控制功能的实现方法,分析了部分控制程序。1拉链绕带工艺要求概述在拉链生产流程中,拉链布带初始颜色均为白色,称为“白坯”,在后续生产过程中需根据用户订单要求染成不同颜色,以满足不同使用场景。

关键词： 电动机使用   大功率变频器   海上平台   冷却方式   设计和选型   大功率水冷变频器   水冷却  

摘要： 目前海上平台大功率压缩机及电动机使用频率变多,大功率变频器的设计和选型变得普遍。对于大功率变频器来说,冷却方式一般需要水冷却,而大功率水冷变频器在海上平台使用较少,还有一些技术问题需要研究。以东海某平台为例,对海上平台大功率水冷变频器进行讨论。

关键词： 同步电机   最大转矩电流比控制   参数非线性变化特性   离线查表法   在线参数辨识法   在线搜索法  

摘要： 最大转矩电流比(MTPA)控制在给定转矩下实现电流最小化,可以有效减小铜耗,提升电机效率。传统的公式法根据同步电机数学模型推得满足MTPA的电流矢量相位角解析解,难以计及电机参数非线性变化的特性,存在固有误差。为实现高精度MTPA控制,将电机参数非线性变化纳入考量。系统介绍了考虑参数非线性变化的多种MTPA控制方法的工作原理,从控制性能、算法复杂程度、计算量等方面归纳总结了不同方法的优劣。