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关键词： 智能功率模块   测试方法   测试验证  

摘要： 智能功率模块作为一种新型高性能模块化半导体器件,集成驱动电路、功率器件和热管理系统等功能,可用于多种场景,目前存在现有测试方法不适用、部分参数缺少测试方法等问题。介绍了智能功率模块发展现状,梳理相关测试方法标准,分析了现有测试方法的适用性,提出了适用于智能功率模块器件的测试方法,并对主要参数进行了测试方法的验证,证明了测试方法的科学性与准确性。

关键词： 电压监测仪   现场校验   谐波   鲁棒锁相环  

摘要： 针对电压监测仪因受器件老化及现场环境影响等导致测量准确度降低和现场校验困难等问题,提出了一种基于ARM+FPGA的电压监测仪现场校验设计方案。介绍了校验系统的校验原理及指标,并给出了校验系统的组成及设计原理框图;详细阐述了ARM+FPGA主控模块、幅值调整电路、滤波电路、功率放大电路和通信电路等硬件模块设计。考虑到日趋严重的电网谐波污染,引入鲁棒锁相环实现谐波电压检测以提高监测精度。给出校验系统的软件设计流程,并实现电压监测及误差校验等功能。在无谐波和有谐波环境下进行了系统准确度和长时间稳定度测试。实验结果表明,该校验装置能产生精度为0.05级的标准电压源,以满足校验和长时间工作稳定性要求,有效解决了电压监测仪现场校验难题。

关键词： V2G并网逆变器   直流母线电压   模型预测功率控制   一阶线性自抗扰控制   多源干扰  

摘要： V2G双向功率变换器处于放电模式即作为并网逆变器使用时,具有非线性、强耦合、负载扰动大等特性,传统的PI双闭环控制难以取得很好的控制效果。针对直流母线电压控制易受多源干扰影响的问题,提出了一种自抗扰模型预测功率控制。模型预测功率控制作为功率内环,自抗扰控制作为电压外环;使用在工程中更具意义的线性自抗扰控制技术,并进行降阶处理,降低了系统的复杂度;对传统PI双闭环、模型预测功率控制以及以自抗扰模型预测功率控制进行了对比研究。仿真结果验证了所提出的改进双闭环控制策略在多源扰动下的暂态性能更好,抗扰性能更强。

关键词： 功率器件   封装结构   散热路径  

摘要： 半导体技术的进步使得芯片的尺寸得以不断缩小,倒逼着封装技术的发展和进步,也由此产生了各种各样的封装形式。当前功率器件的设计和发展具有低电感、高散热和高绝缘能力的属性特征,器件封装上呈现出模块化、多功能化和体积紧凑化的发展趋势。为实现封装器件低电感设计,器件封装结构更加紧凑,而芯片电压等级和封装模块的功率密度持续提高,给封装绝缘和器件散热带来挑战。在有限的封装空间内,如何把芯片的耗散热及时高效地释放到外界环境中以降低芯片结温及器件内部各封装材料的工作温度,已成为当前功率器件封装设计阶段需要考虑的重要问题之一。该文聚焦于功率器件封装结构的散热方面,针对功率半导体器件在散热路径方面的结构设计进行归纳总结。通过对国内外功率器件封装结构设计的综述,梳理功率器件封装结构设计过程中在散热方面的考虑及封装散热特点,并根据功率器件散热特点对功率器件封装结构类型进行分类。最后,基于降低封装结构散热热阻、提高器件散热能力的目的,从高导热封装材料和连接工艺、芯片面接触连接、增加散热路径以及缩短散热路程4个方面对功率器件封装结构设计在散热方面未来的发展趋势进行展望。

关键词： 扰动信号   二进制频移键控   滑动傅里叶变换   功率/数据双载波调制   能量信息一体化  

摘要： 针对实现DC-DC变换器之间的信息交互较为复杂的问题,提出了一种基于功率控制环扰动实现其能量信息一体化的方法。通过在DC-DC变换器的传统功率控制环中叠加二进制频移键控(binary frequency shift keying,2FSK)信号作为扰动,将数据信息叠加到传统脉冲宽度调制(pulse-width modulation,PWM)信号中,使得该PWM信号同时包含数据信息,实现能量信息一体化。首先,给出基于2FSK的功率/数据双载波调制以及实时的滑动离散傅里叶变换(sliding discrete Fourier transform,SDFT)解调方案。然后,通过对Buck变换器的能量信息一体化模型进行小信号建模与分析可知,降低输入阻抗可提升通信的信噪比。最后搭建一个由两个Buck变换器并联的实验装置进行验证。实验结果表明在稳态和负载突变的工况下均可实现3 kb/s的稳定通信,验证了所提方法的可行性。该方法使得DC-DC变换器能同时进行功率变换和数据传输,提升数字化和智能化水平。

关键词： Y波导调制器   谐振式光纤陀螺   宽谱光   温度   半波电压  

摘要： 针对基于宽谱光源的谐振式光纤陀螺(resonant fiber optic gyroscope, RFOG)中Y波导调制器半波电压的温度影响,开展了Y波导温致半波电压特性对谐振式光纤陀螺影响的研究。建立了Y波导温致半波电压特性对基于宽谱光源的谐振式光纤陀螺系统标度因素的影响规律模型,模型表明:Y波导调制器的温致半波电压特性会导致基于宽谱光源的谐振式光纤陀螺系统的标度因素发生变化。搭建了用于宽谱光源的Y波导调制器半波电压测试系统,系统测试精度达1 mV。实验测试了全温范围内Y波导的温致半波电压特性在基于宽谱光源的谐振式光纤陀螺系统中的影响,测试结果表明:Y波导调制器的半波电压与温度呈线性负相关;Y波导调制器的温致半波电压特性导致基于宽谱光源的谐振式光纤陀螺系统的标度因素的最大相对变化误差为1 266.01×10^(-6)。

关键词： 串联弹性执行器   水冷结构   仿真分析   功率密度  

摘要： 在串联弹性执行器(SEA)的电动机长时间的工作状态下,线圈的电阻会发热的同时电流在铁芯里面产生涡流而发热,若不及时散发热量,则温度很快会超出使用范围损坏线圈的绝缘,从而导致电动机损坏,为了解决这一问题,对SEA进行水冷结构的设计。通过电动机温升计算以及Fluent热仿真分析确定出水道的形状、个数和最佳循环水速;同时用Workbench对SEA重要部件进行轻量化分析和设计,进而实现提高SEA功率密度目的,该设计可以满足实际应用。

关键词： 供电方案   投资成本   电能损耗   建筑面积  

摘要： 近年来新能源项目大规模投资建设,新能源项目的生产车间烧结炉、设备的电动机为主要能耗设备,如何降低能耗、提高能效、节约成本成为不可忽略的主题。目前,工业建筑中使用的电动机工作电压大多采用低压380 V,这一电压等级对于中小功率的较为合适。随着新能源项目投资规模扩大,电动机的功率达到上百甚至上千瓦,改为更高电压等级的电动机是否更有优势,本文对此展开分析。

关键词： 光伏发电   功率预测   改进的经验模态分解   麻雀搜索算法   支持向量机  

摘要： 针对光伏发电功率随机波动性导致预测难度大这一问题,采用改进的经验模态分解(CEEMD)对原始光伏发电功率数据进行分解,得到不同尺度的模态分量;然后引入麻雀搜索算法(SSA)对支持向量机(SVM)进行优化,建立不同尺度模态分量的预测模型;最后将各预测值叠加得到最终的光伏发电功率预测值。仿真结果表明,所提CEEMD-SSA-SVM光伏发电功率预测方法在保证原始光伏发电功率序列经CEEMD处理后具有较小重构误差的前提下,极大地提高了预测精准度。

关键词： 变速箱   齿轮   啮合   修形  

摘要： 以某大功率变速箱单级行星齿轮系为研究对象,采用KISSsoft软件进行齿轮修形设计。在修形后太阳轮和行星轮的齿面安全系数和齿根安全系数都得到提高,轮系啮合传动的重合度和胶合安全系数也有相应的增加,修形方案改善了齿轮在啮合过程中的齿面点蚀、胶合现象,提高了啮合过程中的安全性和稳定性。采用ANSYS Workbench与Hypermesh软件联合仿真结果表明:行星齿轮系的应力主要分布于太阳轮啮合时的齿根处、内齿圈啮合时的齿根处和行星轮啮合时的齿根处,最大等效应力为338.84 MPa,小于材料的许用应力,修行后的设计方案合理。