基于晶闸管的脉冲功率开关热模型研究

晶闸管作为脉冲功率开关器件时,其短时导通电流往往数倍于它的通态平均电流,短时积聚的损耗会使晶闸管结区累积大量热量,造成其结温瞬间陡升,试验表明极易使得晶闸管因结区过温而击穿.因此如何优化设计晶闸管脉冲功率开关阀体结构、最大限度快速散热、降低结区温升,具有重要意义.介绍了基于ABB的5STP 52U5200型晶闸管所构建的脉冲功率开关阀体结构及其柯尔热阻抗模型,并利用Matlab的SimuLink构建脉冲功率开关阀体的热网络仿真模型,获取晶闸管耗散功率与其最高结温、晶闸管耗散功率与其壳温的可视化关系曲线,归纳了脉冲功率开关导电极的热阻与热容对晶闸管最高结温的影响规律,为晶闸管脉冲功率开关阀体结构的优化设计提供了依据,并得到了试验验证.     

一种高压绝缘型远距离测温系统

鉴于晶闸管充当脉冲功率开关时极易造成热量累积和温度陡升,因而快速、可靠和准确地获取脉冲功率开关组件的温度并实现过温报警,对于开关组件的安全运行至关重要.介绍集成温度传感器AD590的工作原理,采用绝缘型结构,将ARM 微处理器作为嵌入式网络系统的核心,通过硬件与软件两方面的设计,利用AD590实现了对脉冲功率开关阀体温度的远距离在线监测与实时数据上传,可确保脉冲功率开关健康运行.     

脉冲大电流工况下晶闸管反向恢复过程建模研究

为了探究脉冲大电流工况下,晶闸管的反向恢复特性并建立能够准确反映晶闸管反向恢复过程的数学模型,首先搭建试验回路,依次探究了正向电流峰值IF、关断电流变化率di/dt对晶闸管反向恢复过程中电流变化的影响。结果表明,当正向导通电流峰值IF达到一定值后,载流子的存储趋于饱和,对反向恢复过程中电流的变化无明显影响,关断电流变化率di/dt才是影响晶闸管反向恢复过程中各参数变化的主要因素。在此基础上采用曲线拟合的方法建立了基于双曲正割函数的晶闸管反向恢复模型。通过四种不同条件下仿真和试验电流、电压波形的对比,验证了仿真模型的准确性。     

一种基于MOSFET开关的直流快速接触器驱动电路分析与计算

本文介绍了基于MOSFET开关的直流快速接触器驱动电路，通过Matlab对不同拓扑结构的MOSFET开关导通时序和线圈电流进行仿真，提出了一种具有导通MOSFET开关管和续流MOSFET开关管双管拓扑结构的接触器线圈驱动电路，仿真分析表明该驱动电路可降低接触器线圈续流时间，提高接触器开断速度。     

大功率晶闸管开关驱动电路状态监测设计

利用晶闸管构建功率开关工作在温度湿度较恶劣的环境条件下,为了确保其可靠触发,论文提出根据晶闸管工作环境温度提供相应功率的触发信号,对影响绝缘性能的湿度因素进行监测预警。设计了晶闸管温度监测电路和驱动湿度监测电路,并根据获得的温度值对湿度进行了校准计算。为了改善驱动电路工作效率低和热损耗过大的问题,提出根据晶闸管的开关状态及时产生和拆除触发信号,设计晶闸管开关状态监测电路实现这一功能,提高了驱动电路工作效率。该文详细给出了以上监测电路的设计原理图和计算参数,工业环境实际应用表明设计具备工程化应用可行性。     

IGBT结温与饱和压降耦合机理研究

绝缘栅双极型晶体管（IGBT）结温是影响变流器系统寿命、评估其可靠性的重要参数,而集-射极饱和压降是实现结温在线监测的关键热敏电参数。为深入研究IGBT结温与集-射极饱和压降间的耦合关系,本文从物理结构层面构建了IGBT饱和压降温度特性模型,分析了不同电流面密度下饱和压降与结温的关系机理,通过搭建IGBT静态特性测试平台,进一步探究了饱和压降与结温之间存在近似线性关系,进而基于动态特性测试平台,验证了理论分析的正确性。实验结果表明,在一定集电极电流条件下,IGBT饱和压降与结温呈现近似线性关系。在此基础上,对IGBT结温在线监测方法提出了建议。     

船用交流电机基于DSP的软启动控制系统研究

交流电机在船舶上的应用非常广泛,但其启动冲击电流比较大,对电网和电机的冲击比较大,因此对电机启动控制的研究非常重要。本文分析介绍了软启动器的特点、用途和其在船舶上的应用,并根据软启动器的原理,利用DSP和晶闸管,设计了一个基于DSP控制的调速系统。通过控制晶闸管的导通角度和导通时间,来实现电机的平滑启动,以降低启动对电网和电机的冲击。最后对电机的软启动控制系统进行了分析。     

一种混合型直流断路器中晶闸管关断过电压抑制方法研究

混合型直流断路器由高速斥力开关和固态开关并联组成。本文对一种混合型直流断路器中晶闸管关断时过电压抑制问题开展了研究,对影响晶闸管关断过电压的因素进行了分析,提出了在电感两端并联续流二极管和在晶闸管两端并联缓冲电路的解决方案。开展了有无缓冲电路和续流二极管、不同缓冲电路方案的对比试验,从而确定了缓冲电路的结构和参数,并进行了优化设计后的直流断路器样机短路分断试验,验证了所提过电压抑制方案的有效性。     

岸桥空调系统的管理与维护

现代集装箱码头的岸桥上电气传动系统已普遍采用先进的交流全变频调速系统,系统中的半导体功率器件在工作过程中因大电流而产生大量的热量,同时它又对温度变化非常敏感,导致其最终损坏的原因是它本身的结温。环境温度越高,结温越不易迅速散发,损坏几率越大。变频器工作环境温度     

循环式燃油系统的仿真和优化

本又研究了一种适合劣质燃油（重油）的新型循环式燃油系统（一泵二嘴四阀），并建立了描述新型喷油器的四区模型，以及用于燃油分配器和新型喷油泵的仿真模型。仿真结果与试验结果较为吻合。本文还进行了不同功率点变型方案的仿真研究和结构参数的优化设计分析，以满足不同船舶的需要。     

晶闸管暂态模型研究及其应用

晶闸管关断时过电压是晶闸管损坏的一个主要原因,所以准确有效的分析晶闸管的暂态关断特性对系统设计和晶闸管应用是非常重要的。基于此项原因,本文系统地研究了晶闸管暂态恢复过程特性,针对晶闸管电流脉动特点,详细的分析了其暂态关断过程,建立了其暂态恢复过程的数学模型,分析了在三相整流电路中晶闸管模型的工作情况,并利用软件进行了仿真实现,仿真结果与理论分析基本一致,验证了工作的正确性。     

基于Atmega16的PG电机调速

介绍了由AVR单片机控制的晶闸管电路,通过对工频电压零点相位的检测,控制晶闸管的导通角度,实现PG电机的电压调整的调速过程,并通过对PG电机霍尔传感器信号的反馈采样,实现对电机的风速平稳调整和工作故障判断。     

基于Ansoft的隔离开关触头电动力分析及优化

隔离开关是输变电系统的一个重要元件,需具备较强的短路电流耐受能力。本文对某型隔离开关进行了三维有限元分析,计算了在短路试验电流下各触指的承载电流及受到的电动力,分析了产生电动力的原因,根据仿真结果对该型隔离开关进行了结构优化,并通过试验验证了仿真计算与优化方案的正确性。     

基于TSC的无功补偿装置的设计

介绍了一种适合于低压配电网分散进行无功补偿的晶闸管开关电容器(TSC)装置,分析了晶闸管的触发条件,设计了可减少逆变器产生的高频谐波的低通滤波器,与此同时,并对该装置进行了谐波补偿试验.     

突加大脉冲电流条件下晶闸管关断时间计算

晶闸管作为一种大功率开关器件可应用于新型直流断路器装置,在该类装置中晶闸管的关断是通过注入一个负脉冲电流来实现的,该反向电流的脉冲的宽度由晶闸管关断时间决定.本文分析晶闸管在突加大脉冲电流条件下与稳态通流条件下存储电荷的关系,推导出解析计算式,得到晶闸管在脉冲电流下关断时间计算方法.设计1000 A/2500V快速晶闸管在突加大脉冲电流条件下关断时间测试实验得到其关断时间,与计算值进行对比.     

并联Buck TL直流变换器控制研究

为了降低开关管电压应力和提高负载功率,本文提出了并联三电平直流变换器方案。分析了三电平直流变换器的工作原理及其控制策略,在Matlab/Simulink平台上搭建仿真模型,实现了输出电流均流和飞跨电容稳压控制,验证了并联三电平直流变换器拓扑的优点,样机试验表明了该变换器及其控制的合理性和有效性。     

大功率IGCT并联关断过程分析及其试验验证

新型大功率半导体器件集成门极换流晶闸管IGCT具有极短的关断时间和较低的通态损耗,是固态断路器中半导体器件的理想选择.本文详细分析了固态断路器中并联IGCT的关断过程,对影响并联IGCT关断过程电流分配的因素进行了总结,通过试验对理论分析进行了验证.     

一种船用逆变电源电磁兼容试验

文章介绍了一种船用逆变电源的原理,按照GJB 151A进行了电磁兼容试验,针对试验过程中产生的电磁兼容超标问题,采取改善开关导通条件和安装滤波器等抑制措施,最终满足了指标要求。     

基于高温超导材料的场控和流控式断路开关研究

在说明了采用热、磁场、电流和激光脉冲等不同控制方法的超导断路开关特点之后,着重对磁场和电流两种控制类型的超导断路开关及其应用电路进行了工作原理分析和实验研究.在相同的脉冲电源电路中采用两种开关进行了脉冲产生试验,对比了脉冲形态、重复频率等指标.研究结果表明,在缩短断路时间方面,电流控制方式优于磁场控制方式,在功率脉冲电源的应用中有较好的发展前景.     

船舶大功率AC-DC变换器阻容缓冲器优化方法

船舶电力推进系统大功率AC-DC变换器设计时,必须在晶闸管的两端并联阻容缓冲器,以吸收器件关断过程反向恢复电流的能量,抑制高的过电压冲击及高的电压应力du/dt.但是,阻容参数的设计大多依靠经验公式,参数选取有时产生很大偏差,一旦选取不合理,便会产生很高的尖峰过电压,造成电力电子器件的损坏,影响系统安全运行.针对大功率AC-DC变换器晶闸管阻容缓冲器进行研究,提出了阻容缓冲器优化设计方法,推导出较精确的阻容参数值和电阻的功率,提高大功率AC-DC变换器的可靠性,仿真及实验验证了本方法的可行性.