电力机车整流机组器件结温计算

机车运行在任何场合器件结温不得超过额定值，这是整流机组正常运行的必要条件，以ＳＳ６型电力机车整流机组起动过程结温计算为例，提供了计算方法，供有关专业人员设计、计算、故障分析时参考。     

基于热传导模型的IGBT结温计算方法

针对IGBT芯片结温难以直接测量的问题,提出了一种基于热传导模型的IGBT结温计算方法。基于经典的Cauer型RC网络结构,建立了变流器热传导模型;结合传递函数概念和热传导模型结构,完成了变流器热传导模型的参数识别;通过查阅IGBT产品手册以及实际工作工况,计算得到IGBT实时功率损耗;最终通过MATLAB/Simulink进行仿真计算,得到变流器IGBT芯片的实时结温。此方法实现了IGBT芯片结温的快速计算,为IGBT可靠性和寿命评估提供了数据支撑,同时也为功率模块及变流器的设计研发提供了新的科学依据。     

城轨列车车载超级电容寿命预测研究

城轨列车运行过程中,会对储能系统进行充放电,储能系统的超级电容组承受着周期性循环的结温波动,结温频繁变化会损伤超级电容,是列车储能系统中最易发生故障的器件之一。为了在线计算超级电容的结温状况,首先建立等效热网络模型;然后将热模型获得的结温曲线通过实时雨流计数法提取结温特征,结合所提寿命预测模型实现超级电容组的寿命预测。另外,以三维图的形式展示各平均温度和温度波动条件下超级电容组的循环寿命,为预测更多工况条件下超级电容组的寿命提供参考,以便进一步提高储能系统的可靠性和安全性。     

地铁车辆IGBT瞬态结温计算方法研究

基于IGBT模块封装的物理结构,分析了热量冲击导致芯片失效的主要原理。根据芯片热损耗的主要传递路径,建立了热量传递各环节的瞬态传热模型,并分别给出了瞬态温升计算方法。尤其对热量传递模型较复杂的走行风冷热管式散热器进行了详细分析和试验研究,并给出了获取散热器热阻抗模型实时参数的有效解决方法 ;最后,对芯片瞬态结温计算方法进行了总结,并开发了软件工具。文章介绍的计算方法和软件工具可推广应用,为IGBT模块瞬态结温计算提供重要参考。     

一种基于关断电压的IGBT模块结温监测方法

实现准确的结温监测对增强绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块的可靠性、延长器件寿命至关重要。文章提出了一种基于关断电压的IGBT模块结温监测方法,具有不受负载电流干扰的特性。该方法首先验证了关断电压作为温敏电参数的合理性;其次,采用深度神经网络（DNN）,排除关断电压对负载电流的依赖,达到不同工况下保持准确结温预测的目的;最后,通过单相脉宽调制（PWM）进行试验验证。结果显示,该结温监测方法误差在±5℃的范围内,这表明利用DNN优化结温监测是可行的。     

IGBT模块与散热器接触界面气隙对散热的影响研究

IGBT模块与散热器接触界面使用导热硅脂来降低接触热阻,在轨道交通领域,由于运行环境的频繁振动和温度循环,使硅脂可能发生挥发、流失或干涸,从而在接触界面产生气隙,使传热条件恶化。文章通过数值仿真以及热性能试验2种方法,研究界面气隙对IGBT模块结温和壳温的影响。结果表明,在硅脂气隙产生的初期,气隙对IGBT结温的影响较小;随着气隙扩大,则会使结温明显升高,导致IGBT模块寿命降低,甚至使IGBT模块迅速损坏。     

高可靠牵引变流器IGBT主动结温控制技术研究

轨道交通变流器应用工况相对严苛,对变流器和IGBT器件的可靠性与寿命要求较高。为改善IGBT的结温提高变流器的应用寿命和可靠性,基于机车变流器模块的工作模式构建通用损耗计算模型,实现对变流器IGBT器件结温的在线估算;在此基础上,结合轨道交通应用场景,分别从开关损耗和散热系统2个维度设计了一种综合主动结温控制方法。仿真和试验验证实施主动结温控制是可行的。     

牵引变流器功率器件结温在线监测方法综述

功率器件结温在线监测对牵引变流器安全可靠运行至关重要,准确的结温监测是牵引变流器失效分析、运行状态监测、健康管理和剩余服役寿命预测的基础。因此,面向功率器件结温在线监测开展了大量研究。在此基础上,概述了以热网络模型法和温敏参数法为主的功率器件结温在线监测方法,以此为分类基准梳理了现有功率器件的结温监测方法并讨论了在牵引变流器中在线实现的可能,详细介绍了功率器件结温监测方法针对在线应用及客观因素干扰的发展与改进。最后,总结并对比了现有功率器件结温在线监测方法的演变、联系与差异,在分析现有结温监测方法面临挑战的基础上,展望功率器件结温在线监测在人工智能技术辅助下的前景。     

引入“等效曲线半径”概念进行机车车辆几何曲线通过计算

文章采用一种新的计算方法,将"等效曲线半径"概念引入机车车辆曲线通过计算中,将转向架固定轴距引起的车体偏移等效到曲线半径中,这样既可以在计算中考虑转向架引起的车体相对于轨道的偏移,提高计算的准确性,又可以使原本复杂的计算简化。     

高压直流输电系统故障电流下晶闸管的温升计算

在分析HVDC晶闸管最大故障电流与结温关系的基础上，建立瞬态热阻抗模型，提出了一种计算晶闸管温升的优化算法，并进行了仿真计算。     

用特性模型分析IGBT功耗

文章介绍了IGBT特性模型的建模技术.通过特性模型简化了IGBT功耗的分析和计算,评估了正弦电路应用中IGBT的结温和损耗.仿真结果证实了特性模型的可行性.     

3300 V全SiC MOSFET功率器件开关特性研究

为更好地发挥全SiC器件的开关速度快、损耗低等优势,研究了某款3300 V全SiC MOSFET器件的开关特性。首先,通过理论分析阐述了开关变化过程,并给出了可量化的计算方法;其次,从驱动电阻、结温、回路杂散电感等方面探寻了开关特性变化的规律;最后,在样机上进行了验证。结果表明,文章中所述优化开关特性的方法对全SiC逆变器的工程应用有一定的指导意义。     

一种改进的二电平IGBT变频器损耗计算方法

功率器件的导通和开关特性对温度较为敏感,计算损耗时应综合考虑结温和散热条件因素。文章通过Matlab循环调用功率器件损耗计算程序和ANSYS温度场计算程序,以实现二电平变频器损耗的精确计算。该方法可为功率器件损耗的准确计算和散热器的优化设计提供依据。     

IGBT模块功率损耗的产生机理、计算及模拟

分析了IGBT模块功耗的来源,根据其导通和开关波形讨论了功耗的定义和计算方法;介绍了如何根据模块数据手册估算IGBT及其续流二极管(FWD)的功耗,以及利用PSIM软件模拟模块在应用系统中的功耗;分别利用基本公式和PSIM软件模拟计算和比较了一个逆变电路中IGBT模块的功耗和最高结温。     

热界面材料层空洞对有无基板IGBT模块芯片结温影响对比研究

新兴的无基板模块广泛应用于新能源领域，其对热界面材料的涂敷要求较高，但相关的研究目前较少。文章针对热界面材料（Thermal Interface Material,TIM）层空洞率不同时，对有、无基板IGBT模块上的芯片结温变化规律进行了仿真研究。通过建立精确数值模型进行稳态热仿真试验，根据试验结果定量分析有、无基板模块上的芯片结温受TIM空洞影响程度。结果表明，相比无基板模块，有基板模块上的芯片结温低，试验芯片分别低8.578 K和9.544 K左右；在TIM层空洞率上升时，对于结温升高速率，无基板模块比有基板模块大，无基板模块的大芯片和小芯片的升温速率分别约为对应的有基板模块大、小芯片的32.190倍和240.875倍；大芯片结温上升速率均比小芯片低，对于有、无基板的模块而言，前者分别约为后者的23倍和3倍。无基板模块对TIM层状态更敏感，要求更高。     

哈局最大轨温幅度100℃地区曲线上铺设无缝线路的可行性分析

简要介绍了其他一些铁路铺设小半径曲线线路的情况，并通过计算和试验分析了轨温温差大的情况下铺设小半径曲线线路的可行性。     

曲线超高计算的优化方法及应用

为进一步优化曲线超高计算方法,文章以现有计算方法为基础,指出速度取值是曲线超高计算的关键,提出了将"速度-距离"曲线模拟的速度和曲线允许通过速度相结合来进行曲线超高计算的方法。给出了曲线超高检算中实设超高、欠超高、过超高、超高顺坡率、欠超高顺坡率等主要指标的优化取值方案,以及超高顺坡率和欠超高顺坡率的简化计算方法。以此为基础,对石济客运专线和衢九铁路曲线超高进行了计算。通过实车检测可知,所提出的方案能够取得较好的旅客舒适度,从而验证了优化计算方法和标准的合理性。该方法和标准已在全国高速铁路广泛使用,为我国高速铁路动车组运行的高平稳性和高舒适度提供了保障。     

IGBT结温的近似计算方法及应用

描述了IGBT的结构及散热原理。介绍了一种IGBT结温近似计算方法,将IGBT的导通损耗和开关损耗的计算大大简化,使结温的计算变得简便易行。通过应用实例验证了近似计算方法的可行性和准确性。     

导线法测设曲线

文章介绍了用导线测设曲线的方法，推导出计算缓和曲线、圆曲线内任意点坐标的公式，并给出计算实例。该方法灵活、实用、精度高，特别是在地形条件复杂、通视条件差的情况下十分实用。     

用全站仪勘测、计算曲线方法的探讨

在快速区段的线路大修测量中，采用全站仪在路肩上置镜勘测，安全快速、测量精度高。文章根据渐伸线计算曲线的原理，探讨用全站仪勘测、计算曲线的方法。