多芯片并联压接式IGBT中温度不均对电流分布的影响

多芯片并联的压接式IGBT器件是柔性直流输电设备中的关键部件,因制造工艺、回路寄生参数和热耦合问题使得器件内部应力分布不均,造成器件不均匀老化,使得内部温度不均程度加剧,进而使得电流分配不均。围绕不同温度差异下导致的电流分布不均问题展开研究。首先,对造成IGBT器件并联不均流的原因以及温度对不均流特性的作用进行分析。然后,利用单芯片压接式IGBT器件并联模拟多芯片器件内部的温度分布不均情况,进行温度分布不均匀程度对电流分配影响的实验。最后,通过实验验证并联器件间温度差异与不均流程度的关系。所提方法为提高器件的运行可靠性和对压接式IGBT失效机理认知奠定基础。     

压接型IGBT器件接触电阻计算及影响因素分析

压接型IGBT器件封装材料间的接触电阻大小及分布规律直接影响其电热分布特性与运行可靠性,然而现有接触电阻计算的方法大都依赖于半经验模型,未能考虑表面形貌参数影响,难以准确表征,该文提出考虑材料表面形貌参数及接触压力影响的压接型IGBT器件接触电阻模型及影响规律研究.首先,基于电接触理论,建立考虑材料电阻率、接触面接触压...     

柔直换流阀用压接式IGBT器件物理场建模及内部压强分析

压接式IGBT器件是柔性直流换流阀的核心,器件内部压强分布直接影响器件及系统可靠性,而内部压强又受各种材料及复合应力相互耦合作用,针对不同应力耦合效果及其对内部压强的影响,进行压接式IGBT器件物理场模型仿真以及器件内部最大压强分布趋势的研究。首先,基于3.3 kV/50 A压接式IGBT器件实际结构,建立了多物理场模型,分析了机械、机-热和机-热-电不同耦合模型下器件内部压强分布的差异,并获取了器件承受内部最大压强的薄弱环节及各种内部应力作用的耦合效果。然后,基于机-热-电耦合模型,分析了不同环境温度、外部压力、导通电流对压接式IGBT器件内部薄弱层最大压强及性能的影响。最后,建立了压接式IGBT器件功率循环平台,通过恒导通工况和功率循环实验验证了机-热-电耦合模型的有效性和薄弱层分析的合理性。研究结果表明,机-热-电耦合模型能更好地表征压接式IGBT器件多应力耦合作用效果,内部最大压强的薄弱环节为IGBT芯片与发射极钼层间,且内部最大压强随环境温度、外加压力和导通电流的增加而增加。     

上部结构、拱式基础与土共同作用分析研究

建立了一种拱式基础、上部结构以及地基土共同作用的数值分析方法。为了考虑土的层状分布及非均质性 ,提出了有限层子域法 ,对拱式基础中承台板 ,离散成带旋转自由度的组合厚板单元。编制了计算程序 ,对一已建建筑的拱式基础进行了分析 ,并将结果与常规基础设计理论作比较 ,获得了一些对拱式基础设计有益的结论。     

矩形空心墩地震动水效应的求解

针对地震下弹性矩形空心桥墩上的动水力,提出了一个近似半解析半数值方法。基于线性辐射波浪理论利用特征函数扩展法分别得到了空心墩内部和外部水体作用于桥墩有限节点上的动水力表达。于是,得到由梁单元有限元方法形成的矩形空心墩桥梁结构与水耦合振动的运动方程。与纯数值方法相比,这一方法计算相对简单、有效,可求解结构整体响应。算例表明,该方法计算具有较高精度。     

大结构无底柱分段崩落法覆盖层厚度研究

为了确定30m×20m大结构参数无底柱分段崩落法合理的覆盖层厚度,通过理论计算和数值模拟方法对覆盖层厚度进行了研究。先根据放矿椭球体理论、缓冲冲击气浪计算出覆盖层厚度分别为43.8m、22.5m;然后利用PFC~(3D)对不同覆盖层厚度下放矿进行了模拟,得出矿石回收率、废石混入率指标最优时的覆盖层厚度为45m。综合理论计算和数值模拟结果,推荐矿山合理的覆盖层厚度为45m,可确保生产安全并取得较好技术经济指标。     

新型长锚索预加固合成采矿技术研究

平水铜矿空场法采场内顶板、矿体上盘围岩破碎时,将会严重影响采矿安全和达标,因此采矿时必须先考虑控制顶板的移动和垮冒。为此,先分析顶板岩体工程地质条件和计算拱顶压力,后采用系列力学理论方法计算长锚索加固等各参数,确定采场上盘的各支护参数。然而加固顶板的施工难度和成本均较大,为此微调整布孔参数和支护参数之间的关系,采用加深上向部分中深孔采矿炮孔至待支体内,炮孔的加深部分在围岩内作为锚索孔进行加固,通过此项新型长锚索预加固技术的研究开发既较好地控制了上盘围岩移动和垮冒,确保了采场的安全和经济达标,又大大节约了支护工程成本。     

高泥质尾砂充填应用试验研究

针对高含泥全尾砂用于充填的技术难题,通过开展全尾砂和分级尾砂充填材料试验,结合矿山充填采矿工艺和经济性需求,综合评判分析确定全尾砂不能制备高质量经济合理的充填料浆;通过分级尾砂试验剔除部分超细粒级后,制备的充填料浆流动性好、强度性能大幅改善,矿山实践证实分级尾砂充填能够全面满足采矿工艺技术经济要求。     

漭街渡深水桥梁抗震分析

漭街渡大桥为目前国内在建和已建深水桥梁中水深最大的桥梁.由于地处地震多发区,必须研究其在地震作用下结构在水中的地震反应及水体对结构地震响应的影响程度.根据深水桥梁特点,基于线性辐射波浪理论和特征函数扩展法分别得到考虑弹性结构流固耦合时空心墩内部和外部水体作用于桥墩有限元节点上动水力的近似解析表达后,采用混合分析方法建立了深水桥梁地震分析的有限元模型.计算分析结果表明,水体对漭街渡深水桥梁动力特性及地震反应的影响较为显著不能忽略.     

计及疲劳累积及健康状态的风电变流器可靠性评估模型

双馈风机系统以其成熟性、稳定性和经济性在风力发电系统占据着主流地位。实际运行过程中,由随机风速和运行工况改变而引起的交变热应力,使得风电变流器可靠性逐渐降低。现有的风电变流器可靠性评估模型,大都只考虑大载荷作用或采用Miner线性疲劳累积模型,而忽略了变流器实际运行过程中小载荷作用以及健康状态对模块剩余寿命的影响。综合考虑这两种因素,采用分段式疲劳累积模型建立变流器可靠性评估模型,并设计功率循环试验对模型进行验证。同时在实际风速下对1.5MW双馈风电变流器进行算例分析,在不同健康状态下对比了开关频率、环境温度变化对双馈风电变流器可靠性的影响。结果表明,开关频率和环境温度对变流器可靠性影响较大,风电变流器故障率随着功率器件的老化显著升高。