基于虚拟仪器的船舶电机测试与监测系统

以虚拟仪器技术构建了电机测试与监测系统平台,给出相关的硬件实现和软件设计流程,实现了多路电压与电流的数据采集、数据管理, 并根据相关理论和所测得电压和电流信号的相关参数计算出电机的输入功率、功率因数等其他物理量,实现了实时数据监测.试验结果表明,测试效果良好,验证了测试与监测系统的可行性和有效性.     

IGBT热网络传热模型研究

在加入层间接触热阻的7层Cauer热网络模型基础上,考虑了材料导热系数随温度变化的函数关系,在芯片结构和实验测试结果基础上加入了结表热阻以及各物理层间的扩散热阻,建立了一种改进的多维IGBT热网络传热模型。采用所建模型对模块各物理层温度特性,特别是结温特性进行了仿真计算,并和实际探测结果进行比对分析。分析结果表明改进的热网络模型较传统热网络传热模型具有更高的精度。     

基于快速控制电源的IGBT结温分析

快速控制电源同时运行的IGBT器件数量多,输出信号需要快速响应不同的给定信号。针对其工作特点,通过理论计算、MATLAB模型及有限元模型仿真,研究了典型工况下IGBT的结温分布特点,并揭示了该工况下由热载荷导致的IGBT结构变化,对后续研究IGBT可靠性提供了依据。     

牵引变电所电气绝缘在线监测系统的设计与应用

针对牵引变压器、电压互感器、电流互感器、避雷器的绝缘结构和特性设计了牵引变电所电气绝缘在线监测系统。系统分为模拟信号提取单元、现场控制单元、信息处理单元、网络服务单元四部分。其中模拟信号提取单元采用特殊设计的零磁通传感器,测试表明该传感器测试微电流时,具有良好的线性度。系统已在大秦线湖东变电所投入运行,在线监测数据与离线试验结果对比表明系统测试精度高,测试数据稳定。     

电网信息化运维模式方案及优化

论文利用电流互感器(CT)直接从高压输电线路获取电能,解决电网信息化运维模式下输电线路高压侧监控系统供电问题。取能线圈可以从传输线诱导电压,利用单片机模拟输出脉冲宽度调制(PWM)波控制充电模块,为负载提供稳定的3.4V直流电压,解决了核心容易饱和的问题,优化了电网信息化运维模式方案。基于这种取能线圈的电源进行全面的测试,并验证了它能在50-1000A的电流范围内正常工作,且可以提供稳定的输出。论文还设计了保护电路,以提高脉冲电流或短路电流对电网运维的可靠性影响,有效地解决了电网信息化运维在线监测系统供电问题。     

IGBT器件稳态及瞬态热模型仿真分析

本文结合108T电动轮牵引变频器的研制工作,搭建了IGBT瞬态及稳态热传递模型,指出了牵引变频器在启动及低速工况时应考虑IGBT的热抗及其瞬态温升,对IGBT的损耗及结温进行了仿真及分析.     

三相全桥逆变器的并联均流设计

通过多台小功率的三桥全桥逆变器的并联是实现变频器大容量输出的有效方式.通过并联可实现电力电子变换装置的模块化,易维修,N＋1冗余,可靠性及系列化.由于IGBT器件本身参数、驱动回路参数、散热装置参数的差异,导致IGBT并联时电流不均衡.本文分析了带输出电抗器均流的三相三相全桥逆变器的并联均流特性,设计了输出电抗器参数,给出了仿真和试验结果,试验结果表明了对并联特性分析的合理性及有效性.     

焊料层空洞对IGBT芯片温度分布影响分析

基于IGBT七层结构,建立三维有限元模型,模拟研究焊料层空洞对芯片温度场的影响,讨论空洞对芯片结温作用机理。研究表明:焊料层空洞改变芯片散热途径,影响芯片温度分布;单个空洞越大,芯片结温越高,在中心和外边缘位置结温升高更加显著;对于多个空洞,分布越密集,结温越高。     

无速度反馈直流双闭环调速系统研究

在分析电压负反馈电流补偿直流调速系统的基础上,本文提出在主电路中增加了串联的取样电感,用来提取电枢自感电动势产生的压降。改进后的电流正反馈能补偿由电枢内阻和自感电动势产生的压降,提高了动态电流变化时电流补偿的精度。根据转速、电流双闭环调速系统的设计方法,用Simulink做了带电流补偿的电压负反馈直流调速系统仿真,仿真结果证明,增加取样电感后可以消除电流补偿的滞后,在忽略参数变化的影响下精确地补偿电枢压降,改进后的电压负反馈电流补偿能够获得跟转速负反馈同样的效果。     

大功率IGBT短路故障分析

IGBT模块正常条件下运转正常,但在低电感短路条件下时,却出现故障。通过对商用IGBT模块的主电流通路和栅极结构的内部电气通路进行分析,获取了部分电感的自感和互感。对部分电感应用PSPICE进行建模,经过仿真发现在短路试验时电流最高的通路与故障芯片的位置是一致的。同时还提出了一个相似的IGBT模块的布局方案。对IGBT模块的几何排布进行了建模仿真并给出了仿真结果。     

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。     

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.     

IGBT在两相斩波器中的应用

本文介绍了IGBT模块在两相斩波器上的应用。通过IGBT模块和GTR模块特性的比较分析，讨论了用IGBT模块设计两相两重斩波器的注意事项，试验结果证明了采用IGBT的设备在电流均衡等方面具有更加优越的性能。     

基于JZ20-2平台SF6断路器使用安全性及改进措施分析

为提高海上平台高压配电间安全性,减少SF6气体泄漏引发的人身伤害,分析JZ20-2中北平台配电间SF6高压断路器的使用现状及安全性,特别是SF6断路器泄漏气体特性及对人员危害性,指出平台现有SF6断路器配电间所存在的安全隐患,提出安全性改进意见,引进SF6气体在线监测系统,实现对配电间内SF6气体在线监测,保证平台人员人身安全。     

基于ANSYS大型同步电机电磁场分析与参数计算

本文研究了基于ANSYS的大型凸极同步电机电磁场分析与参数计算的问题。根据电机一对极的求解区域,建立了电磁场分析的物理模型和数学模型,采用有限元法求解了同步电机空载时的气隙磁密分布和电枢反应时的磁场分布,计算了空载特性、额定工况下的饱和同步电抗和不饱和同步电抗,为电机的工程研制提供有价值的参考。     

一种快速IGBT损耗计算方法

针对目前PWM逆变器中广泛使用的IGBT，提出了一种快速损耗计算方法。该方法只需已知所使用的IGBT器件在额定状态下的特性参数，就可以快速估算各种条件下的功率损耗。该方法的计算结果与厂家提供的软件的计算结果误差在2％以内，满足工程需要。     

集成IGBT驱动器的故障检测与故障模式识别

现代电力电子变流系统中,IGBT以及集成化的IGBT驱动器得到越来越广泛的应用,本文针对Concept公司的SCALE系列IGBT驱动器,通过对该驱动器反馈信号特性以及与驱动信号的相位关系等方面的分析,进行了故障检测的电路设计。通过CPLD程序设计,实现了集成IGBT驱动器的故障模式识别,有效提高了故障检测的实时性,最后通过仿真对本设计进行了验证。     

相复励励磁方式下IGBT故障模式分析与保护措施

文章介绍了船用相复励励磁方式的原理和特点,分析了该励磁方式下IGBT可能遭遇的比较严重的故障模式.文章给出了发电机突然三相对称短路时冲击电流计算公式,计算了通过IGBT上的过电流和过电压,分析了此应力对IGBT的影响及其故障模式.并据此设计了IGBT限流封锁延时保护电路,通过对比试验验证了其保护效果的有效性.     

滑油压力控制阀流动特性分析

本文采用理论计算与数值仿真方法对滑油压力控制阀进行细致的流动特性分析。在给定流量或给定进出口压差条件下,通过对不同开度下阀内流场的分析得出:进出口压差确定时,流量与开度基本呈线性关系;流量确定时,进出口压差与开度呈四次曲线关系。二级节流降压有效地减小阀内滑油的压降与湍流度,防止滑油发生空化、乳化现象并减小滑油对滑阀的冲蚀。     

磁力轴承用两电平数字开关功放仿真与实验研究

本文阐述了磁力轴承用两电平数字开关功放的实现原理,从理论上分析了数字功放的评价指标电流响应速度与电流纹波,考虑开关管、二极管特性等非线性因素,推导了电流纹波的理论表达式;考虑AD量化过程,建立了基于Simulink的仿真模型,并进行了仿真;搭建了数字功放实验平台,进行了不同工况下的实验研究。结论表明,仿真模型与实际功放的带宽比较接近,电流纹波的理论值、仿真值、实验测试值较为接近。