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基于IGBT结温波动平滑控制的主动热管理方法综述 被引量：17
1
作者 魏云海 陈民铀 +2 位作者 赖伟 张金保 胡宇隆 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1415-1430,共16页
IGBT作为功率变流器的核心器件,被广泛应用于电动汽车、轨道交通、航空航天和电力系统等领域,由于功率变流器的运行环境复杂多变,处理功率大幅波动,导致IGBT内部结温发生剧烈变化,器件在热应力持续作用下引起疲劳老化失效,进而影响系统... IGBT作为功率变流器的核心器件,被广泛应用于电动汽车、轨道交通、航空航天和电力系统等领域,由于功率变流器的运行环境复杂多变,处理功率大幅波动,导致IGBT内部结温发生剧烈变化,器件在热应力持续作用下引起疲劳老化失效,进而影响系统运行可靠性的问题已受到业界的普遍关注和高度重视。近年来,国内外学者围绕如何通过内部热管理来平抑功率器件的结温波动、延长运行寿命展开了大量的研究工作,从不同的角度提出各种主动热管理方法,这对延缓功率器件疲劳老化速率、提升器件运行可靠性有着重要意义。该文分别从功率器件层面和变流器运行控制层面系统性地阐述和归纳现有IGBT主动热管理方法的原理和特点,并基于IGBT器件寿命评估模型对各类主动热管理方法的效果进行量化评估,从热应力缓解程度、实现难度、寿命延长倍数和适用范围等多角度进行综合对比分析,并对IGBT器件主动热管理方法的进一步研究提出建议,为IGBT器件健康管理和运行可靠性的提升提供参考意义。 展开更多
关键词 主动热管理 结温平滑 损耗控制 可靠性
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基于频段导向的PWM逆变器主动热管理控制 被引量：9
2
作者 黄守道 陈叶宇 +1 位作者 刘平 荣飞 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期34-39,共6页
对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)进行主动热管理,是提高器件使用寿命和降低逆变器运行维护成本的有效途径,然而,输出频率对器件的结温性能的影响往往被忽略。因此,基于频段导向,针对电压型PWM逆变器提出了一种主动热管理控制的新方法。通过... 对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)进行主动热管理,是提高器件使用寿命和降低逆变器运行维护成本的有效途径,然而,输出频率对器件的结温性能的影响往往被忽略。因此,基于频段导向,针对电压型PWM逆变器提出了一种主动热管理控制的新方法。通过损耗计算和实时结温观测,在低输出频率区域采用滞环控制调节开关频率,在高输出频率区域对电流进行限幅。仿真结果表明,该控制策略能有效降低器件平均结温和结温波动,提高热容量利用率,改善逆变器可靠性,延长器件使用寿命。 展开更多
关键词 电压型PWM逆变器 绝缘栅双极型晶体管 可靠性 主动热管理 结温控制 频段导向
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突发散热故障时的光伏MPPT变换器控制方法研究
3
作者 谢佳伟 应展烽 李德明 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期170-178,共9页
作为光伏发电系统的重要组成,MPPT变换器能够实现光伏电池最大功率点跟踪(maximumpowerpoint tracing, MPPT)控制。但在环境通风不畅和冷却装置失效等突发性散热故障情况下,变换器极易发生过热停机保护,导致光伏电池无法输出功率,严重... 作为光伏发电系统的重要组成,MPPT变换器能够实现光伏电池最大功率点跟踪(maximumpowerpoint tracing, MPPT)控制。但在环境通风不畅和冷却装置失效等突发性散热故障情况下,变换器极易发生过热停机保护,导致光伏电池无法输出功率,严重影响光伏发电的可靠性与经济性。为此,以一个300 W级MPPT变换器为对象,对其功率器件温升特性进行了试验分析。随后,结合传统MPPT算法和主动热管理策略,提出了一种突发散热故障时的光伏MPPT变换器控制方法。通过对器件驱动信号占空比的动态限制和开关频率的分级调节,所提方法能够主动调整器件工作损耗,进而充分挖掘变换器输出功率。相关实验表明,所提方法可最大程度保留变换器散热故障时的光伏出力,并减少散热故障修复前的光伏发电经济损失。根据实验结果,构建了所提方法性能评价指标,并分析了方法性能的影响因素。 展开更多
关键词 光伏发电 最大功率点跟踪控制 功率器件 结温估计 主动热管理
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永磁同步电机温度建模与热管理方法综述
4
作者 李鑫宇 孙天夫 +1 位作者 黄世军 梁嘉宁 《电气工程学报》 CSCD 2023年第4期20-34,共15页
目前,永磁同步电机的功率密度、转矩密度正在快速提升,电机系统单位体积下的损耗和发热功率也在快速升高。这给电机系统的散热、温度场建模和热管理带来很大挑战。目前国内外文献关于电机温度场建模和热管理方面的文献数量众多,方法种... 目前,永磁同步电机的功率密度、转矩密度正在快速提升,电机系统单位体积下的损耗和发热功率也在快速升高。这给电机系统的散热、温度场建模和热管理带来很大挑战。目前国内外文献关于电机温度场建模和热管理方面的文献数量众多,方法种类繁杂,缺乏系统的分析和归纳。针对这一问题,本文对近年来国内外电机温度场分析、建模和热管理的方法进行了梳理和分析,以期能够较为系统地呈现电机温度建模与热管理的发展现状和发展趋势。 展开更多
关键词 永磁同步电机 热模型 集总参数热网络 主动热管理 先进冷却技术
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基于模型预测控制的电机转子主动热管理 被引量：1
5
作者 陆地 赵辉 +1 位作者 孙天夫 梁嘉宁 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第3期148-152,共5页
当电机温度较低时,通过过载运行可以最大限度地利用电动机的扭矩能力,但是,电机过载运行的程度和时间通常很难确定,电机在峰值转矩的运行时间也往往通过经验估测。由于过载能力与电机温度密切相关,提出了一种新的单节点集总参数热模型,... 当电机温度较低时,通过过载运行可以最大限度地利用电动机的扭矩能力,但是,电机过载运行的程度和时间通常很难确定,电机在峰值转矩的运行时间也往往通过经验估测。由于过载能力与电机温度密切相关,提出了一种新的单节点集总参数热模型,并采用模型预测控制(MPC)来实现转子的主动热管理。所提出的MPC热管理方案可以根据电机的热状态自适应地设定扭矩极限以限制转子温度,从而使得电机在过载运行中转子温度始终被控制在安全值以下。与现有的基于多节点热模型的MPC热管理方案相比,单节点热模型的参数简单易测,在此基础上的MPC热管理方案计算量小,实用性强。该方法经过实验验证,并与基于PI控制器的转子主动热管理方案进行比较。实验结果表明,该方案比传统的PI方案具有更好的控制性能,可以有效降低转子温度峰值,从而有效降低电机的热应力,提高电机寿命。 展开更多
关键词 电机转子 温度 模型预测控制 主动热管理
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一种高效节能的米勒循环增压直喷汽油发动机
6
作者 王立新 吴楚 张秀英 《上海汽车》 2022年第5期34-42,共9页
文章研发的米勒循环1.0 T增压发动机升级优化了燃烧系统,应用和集成了多项新型技术,相比于原有的1.0 T直喷增压发动机,热效率由38%提升至40%。本发动机压缩比提升到12,采用了可变截面增压系统,并引入低压水冷EGR,使EGR使用范围可以涵盖... 文章研发的米勒循环1.0 T增压发动机升级优化了燃烧系统,应用和集成了多项新型技术,相比于原有的1.0 T直喷增压发动机,热效率由38%提升至40%。本发动机压缩比提升到12,采用了可变截面增压系统,并引入低压水冷EGR,使EGR使用范围可以涵盖全部工作区域,进一步改善了燃油经济性和降低了排放。本发动机还配备了电子水泵主动热管理系统,优化了发动机冷却系统;同时在原有两级可变油泵的基础上升级为全可变机油泵,以降低全区域的泵油消耗功;本改进型发动机和原型机对比,BSFC在全工作区域内得到了2%-7%的提升,最低BSFC为210 g/kW·h,热效率达到40%。 展开更多
关键词 米勒循环 低压水冷EGR 可变截面涡轮增压 主动热管理 全可变机油泵
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基于主动热载荷管理技术的涡轮盘疲劳寿命 被引量：1
7
作者 丁水汀 褚军涛 李果 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1896-1904,共9页
为降低航空发动机涡轮盘失效风险并提高使用寿命,将主动热载荷管理技术应用于预置裂纹的涡轮盘模型,采用通用权函数法计算裂纹应力强度因子进而分析轮盘寿命,研究经主动热载荷管理的轮盘上能量分布对轮盘寿命的影响,探索轮盘上热边界载... 为降低航空发动机涡轮盘失效风险并提高使用寿命,将主动热载荷管理技术应用于预置裂纹的涡轮盘模型,采用通用权函数法计算裂纹应力强度因子进而分析轮盘寿命,研究经主动热载荷管理的轮盘上能量分布对轮盘寿命的影响,探索轮盘上热边界载荷与寿命的关联性和变化规律,并通过有限元仿真模拟初步分析其作用机理。结果表明:主动热载荷管理技术通过优化轮盘的温度分布,可以有效地降低裂纹附近的应力,延缓裂纹的扩展,显著的提高寿命和安全性,当热边界载荷系数分别取0.05和0.10时,轮盘相应的寿命分别增加12.2%和26.1%。 展开更多
关键词 涡轮盘 主动热载荷管理 热边界载荷 通用权函数法 疲劳寿命
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