简介:地铁线路牵引逆变器的IGBT模块结温波动非常复杂,容易引起IGBT模块发生疲劳失效。以北京地铁7号线为研究对象,根据列车牵引的最快速策略和额定载荷工况可以得到牵引逆变器的电气参数,再利用数据手册和IPOSIM软件算法得到IGBT模块的损耗。由数值模拟方法得到热管散热器随车辆速度变化的热阻曲线,通过热阻抗法计算出IGBT结温、IGBT壳温、二极管结温、二极管壳温和散热器温升曲线。利用LESIT疲劳寿命模型、雨流计数方法和线性累积损伤理论计算出IGBT芯片和二极管芯片的疲劳寿命。最后探讨了最经济策略、超载工况、环境温度、接触热阻和疲劳寿命模型参数等因素对芯片平均温度和疲劳损伤的影响。
简介:为对建筑物防雷系统中分支导体在雷电流作用下的温升进行估算,提出了两种计算导体温升的数学模型。该模型用于估算在假设电流密度均匀分布在导体横截面内以及考虑到暂态趋肤效应下电流密度非均匀分布两种情况下圆柱导体的温升。根据以上两种数学模型,分别估算出了分支导体3在不同雷电流幅值作用下的温升:幅值为100kA时,其温升分别为2.25℃和2.75℃;当幅值为150kA时,其温升分别为5.1℃和6.18℃;当幅值为200kA时,其温升分别为9.19℃和11℃。本文还验证了该数学模型的研究结果。分析表明:文献中给出的测量数据与该模型计算得出的数据基本一致;防雷系统中各分支导体的温升确实会受到暂态趋肤效应的影响;该部分引起的导体额外温度上升很小可以忽略不计。
简介:针对大环境下的能源短缺与环境污染问题,提出了一种常见新型能源光伏电池(PV)的建模方法。分析了常见的光伏电池MPPT算法,在此基础上对扰动观察法进行了改进,克服了传统扰动观察法在距离最大功率点远近各有限制的缺点。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建了光伏电池的数学模型,并根据改进的MPPT算法搭建了控制电路。结果表明,该数学模型可以很好地模拟实际光伏电池的工作特性,改进算法较好地弥补了传统算法的不足,可实现最大功率点跟踪。
简介:模型预测磁链控制(MPFC)是最近才被提出来的一种新型控制方法,能够很好地解决传统模型预测转矩控制(MPTC)中权重系数选择困难的问题,因此得到了广泛的关注,但是当整个控制周期中只作用一个电压矢量时,MPFC的稳态性能较差。为了提高MPFC的稳态性能,有一些学者提出了双矢量MPFC的概念。如果在一个控制周期当中作用3个电压矢量,MPFC的稳态性能可以进一步提高,但是也会带来一系列的问题,如:矢量选择复杂、计算量较大及开关频率高等,不利于MPFC在实际当中的应用。为了解决这些问题,本文提出一种简单实用的新型三矢量MPFC,为了降低逆变器的非线性对三矢量MPFC的影响,文中基于伏秒平衡的原理,又提出一种改进型三矢量MPFC。为了比较新型三矢量MPFC的性能,引入基于空间矢量脉宽调制的MPFC(MPFC_SVM)作为对比。最终通过仿真与实验验证了提出的新型三矢量MPFC的有效性,同时也详细地比较了以上三种控制方法在相同开关频率下的控制性能。
简介:在中压大功率逆变器中,存在开关频率高、开关损耗大等问题。采用断续脉宽调制策略(DPWM)能降低开关频率,同时减小开关损耗。通常,传统的中性点平衡方法是将补偿电压引入到参考电压中,但是当采用DPWM调制方法时,由于开关的通断之间会存在一定的间隔,所以采用传统的平衡方法无法达到中性点平衡控制。本文首先分析了中性点不平衡的原因,其次分析了传统平衡控制方法的局限性,最后采用断续脉宽角调节控制方法。该方法既保证了低的开关频率,同时实现了中性点电压的平衡,并且没有引入额外的硬件电路和复杂的计算方法。最后采用Matlab/Simulink仿真验证了所提出的方法的有效性。
简介:级联式双向DC-DC变换器具有结构简单、功率密度高且适用于大变比变换场合等优点,但其传统的双闭环控制方法中,控制结构复杂,PI参数设置困难。据此引入模型预测控制(MPC)思想对级联式双向DC-DC变换器进行控制。模型预测控制具有控制思想简单、易于包含系统的约束条件及控制器易于实现等优点,该控制策略包括建立变换器模型和其可能的开关状态、定义代价函数两个步骤。本文对级联式双向DC-DC变换器的模型预测控制进行仿真分析和实验验证。同时,将其与传统双闭环控制方法进行实验对比,实验结果显示,模型预测控制方法能够使母线电压准确追踪给定值,与传统双闭环控制相比,动态过程中母线电压的超调减小6.25%左右,变换器的动态响应时间减少0.3s。由此证明所提出模型预测控制方法的可行性及有效性。