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关键词： IGBT   结温估算   物理约束深度算子网络(PI-DeepONet)模型   有限元分析(FEA)法   热网络模型   热管理策略  

摘要： 时变高功率工况下,IGBT模块结温的实时准确估算是高效实施热管理策略的基础。但现有方法中,有限元分析(FEA)法难以实时响应,热网络模型法估算准确率低,两者均无法满足结温估算实时性和准确率的均衡性需求。针对这些问题,提出了一种基于物理约束深度算子网络(PI-DeepONet)模型的IGBT模块结温实时准确估算方法。首先,在算子网络的损失函数中引入物理约束,设计了具有物理约束的PI-DeepONet模型;随后,将FEA计算的IGBT模块热特性参数与时空位置信息作为输入对模型进行训练;最后,利用训练所得的最优算子估算模块结温。仿真结果表明,该模型兼顾了结温估算的准确率和实时性,能够适应复杂工况,为IGBT模块热管理策略的高效实施提供了可靠的理论支持与技术保障。

关键词： 密炼机   高压变频器   Profinet   PLC  

摘要： 密炼机是橡胶加工的重要设备之一,其控制系统对于保证生产效率和产品质量至关重要。而作为密炼机主驱动的核心控制元件,高压变频器在生产过程中扮演着至关重要的角色。随着工业4.0时代的到来,密炼机研发技术也不断创新升级。如何更好地控制高压变频器,在提高生产效率和产品质量方面具有重要意义。本文介绍了一种使用高压变频器配置Profinet扩展卡与SIMATIC S7-1500 PLC进行通讯的方法。通过这种方式,可以实现对高压变频器的精准、快速、稳定控制,从而大幅提高密炼机生产效率和产品质量。

关键词： 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)   寿命预测   模态分解   黑翅鸢算法(BKA)   Transformer  

摘要： 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在持续运行过程中易老化失效,引发电力电子装置故障,因此需对IGBT进行寿命预测。提出了一种改进模型用于IGBT寿命预测。首先,以集射极关断尖峰电压(V_(ce-p))为退化特征,对IGBT进行功率循环加速老化试验;获取相关参数数据并进行处理;利用逐次变分模态分解(SVMD)技术将退化特征数据分解为多个模态。其次,构建Transformer模型,并采用黑翅鸢算法(BKA)寻找其最优超参数以提升预测精度。最后,通过实际IGBT退化特征数据对所提模型进行性能验证。实验结果表明,SVMD-BKA-Transformer模型提升了预测精度:决定系数(R^(2))达到0.9583,平均绝对误差(MAE)降至0.0295 V,均方根误差(RMSE)减小至0.0365 V,性能优于对比模型。

关键词： 载波频率   IGBT并联   载波系数   主电路   动态均流   频率协方差  

摘要： 为提高电力系统的稳定性与可靠性,设计基于载波频率的大功率多绝缘栅板型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)并联动态均流系统。该系统的硬件主要包括驱动电路、主电路以及缓冲电路,分析各IGBT的电流循环系数,计算并联IGBT电流一阶、二阶载波系数,依据得出的结果计算载波频率协方差,将其作为大功率多IGBT并联均流控制的判别条件,当实际载波频率协方差值超出预设值时,控制器发出电流控制指令,联合所有硬件,对大功率多IGBT并联实施动态均流控制。实验表明,该系统可以使大功率多IGBT并联实现动态均流,具有较强的高频率载波的承受能力。

关键词： 变频器   永磁电机   过温   失磁  

摘要： 重点探讨了如何限制永磁电机电流、防止电流过高导致失磁的重要性及具体方法。通过永磁电机的特性和运行要求,对变频器的电流量程、电流限制等参数的合理设置,以及DCS后台电流报警设置,能够有效避免永磁电机过温导致的失磁,保障电机的正常运行,延长其使用寿命。

关键词： 分频海上风电系统   交交变频器   四端口导纳   宽频振荡分析  

摘要： 分频海上风电系统是大规模海上风电远距离送出并网的核心技术,然而由于其电力电子化特征明显,电力电子设备所引发的宽频振荡问题日益突出。传统的宽频振荡分析方法将工-分频混联系统等效为单一的工频或分频系统,难以对系统中工频电网和分频电网的相互作用机理进行研究。对此,提出交交变频器的四端口导纳模型,该导纳模型包含了分频端口自导纳,工频端口自导纳及工-分频端口之间的交互作用。借助行列式变换,提出了分频海上风电系统宽频振荡的分析方法,可以将工频系统和分频系统同时纳入到分频海上风电系统的宽频振荡分析中,实现对系统振荡原因的有效定位。最后,分析了电流内环以及锁相环对系统稳定性的影响,通过电磁仿真模型验证了所提出模型以及宽频振荡分析方法的正确性。

关键词： 高压变频器   无速度矢量控制   异步电机   磁链观测器  

摘要： 在高压变频器的无速度矢量控制技术领域,精确的磁链观测对于异步电机的高效稳定运行至关重要。本文聚焦于无速度矢量控制磁链观测器,全面综述其研究现状,深入剖析现有技术在不同工况下的局限性,提出一种创新的磁链观测器模型。本文详细阐述新型磁链观测器的设计原理、算法流程及独特优势,有效弥补了现有技术的不足。经整机系统实验验证,该磁链观测器在全转速范围内展现出卓越的观测性能,为电机控制提供精准的磁场定向和转速估计,显著增强了系统的准确性与稳定性,为高压变频器领域的技术发展注入新活力。

关键词： SiC-based IGBT   Thermal cycling   Solder fatigue   Finite element analysis   Taguchi optimization   Reliability enhancement  

摘要： The thermal-mechanical reliability of SiC-based hybrid IGBT modules is crucial for ensuring the long-term stability of high-power electronic systems, particularly under cyclic thermal stress. While prior research has extensively investigated traditional solder materials and individual reliability factors, these studies often lack comprehensive optimization strategies. To address this gap, the present study systematically enhances module reliability by combining finite element analysis (FEA) with the Taguchi optimization method. The focus is on enhancing the durability of solder interconnects under severe thermal cycling conditions, ranging from -40 degrees C to 125 degrees C. This work is novel in integrating nano-silver solder evaluation and optimization of Direct Bonded Copper (DBC) liner materials within a structured optimization framework, which significantly differentiates from previous studies. The results indicate that von Mises stresses are concentrated at the chip solder edges, reaching up to 157 MPa, which exceeds the yield strength and accelerates fatigue. The fatigue life predictions based on Engelmaier's modified Coffin-Manson model show that nano-silver solder extends the module's lifespan by approximately 90 % compared to conventional SAC305 solder. Additionally, the optimization results suggest that Si3N4 liners effectively reduce peak stress. These insights provide guidelines for designing highly durable SiCbased IGBT modules applicable to electric vehicles, renewable energy systems, and high-power converters.

关键词： 绝缘栅双极型晶体管   在线监测   采集电路  

摘要： 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在电力电子系统中应用广泛,其结温监测吸引了学者的广泛关注。集电极-发射极导通压降U_(CE)是IGBT结温监测中最常用的参数,对其在线监测电路的研究具有重要意义。本文首先介绍了传统U_(CE)采集电路的基本工作原理,分析了误差来源,在此基础上提出了改善的U_(CE)在线监测电路。其次,设计了精度及温漂实验,对不同采集电路的精度和温度敏感性进行实验验证。结果表明,传统采集电路精度低且易受温度影响,改善后的采集电路精度达到97%且温度稳定性好。最后,介绍了该采集电路在功率器件状态监测系统中的实际应用。

关键词： IGBT   驱动电路   动态测试   测试设备   保护机制   驱动电压  

摘要： 在现代电力电子技术中,IGBT模块因其优异的开关特性而被广泛应用于各种高功率场合。为确保IGBT模块的可靠性和稳定性,IGBT出厂前需要进行一系列检测,其中包括动态测试。然而,不同生产厂家所生产的IGBT产品及其特性均有差异。为此,IGBT动态测试设备需要一种适应性强、能够提供有效驱动与保护的驱动电路。文中设计一种新型驱动电路,旨在满足测试设备对多样化IGBT模块测试的需求,确保测试过程的安全性和测试结果的准确性。该电路具有栅极电阻调节、驱动电压调节和多采集通道等特点,能够灵活应对不同的测试条件。通过集成的欠压和过压保护机制能够有效地监测驱动电压,提高电路的可靠性。在460 V母线电压和650 A保护电流的实验条件下,验证了电路在IGBT模块测试中的有效性,提升了IGBT动态测试设备在高功率应用中的性能和稳定性。