基于功率循环的动车组高级修IGBT模块剩余寿命研究

绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）模块是牵引变流器系统中最为薄弱的环节之一,其准确的寿命和可靠性评估对保障牵引变流器系统安全运行尤为重要。文章根据动车组全寿命周期评估需求,针对牵引变流器关键部件IGBT模块的高级修样品开展寿命研究。其首先研究了热应力对模块寿命消耗的影响,开展了IGBT模块功率循环试验;然后,结合试验结果,研究了在长期交变温度作用下热应力对IGBT模块寿命消耗的影响,分析了IGBT模块性能参数劣化趋势,并提供模型的建模数据;最后,推导了变流器中IGBT模块劣化表征与IGBT模块寿命的数学关系,并建立了IGBT模块寿命预测模型。文章通过试验获取了IGBT剩余寿命信息,对IGBT模块的剩余寿命进行评估,根据寿命特征分析手段找出了IGBT失效机理,从而为检修项点的完善和维修决策的制定提供了依据。     

减小IGBT模块功率损耗的研究和实现

研究影响IGBT功率损耗的相关因素,提出了降低IGBT功率损耗的设计方法,并在5kW光伏并网逆变器上实验,设计出了最合适的驱动门板电压、门板电阻和门极电容,使系统工作效率达到最大.     

温度循环下IGBT热阻退化模型的研究

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在工作过程中经常要承受过热和较大的温度波动,当热损伤达到一定的程度时,模块极有可能出现失效,从而带来巨大损失。首先从理论上分析了IGBT的失效机理,然后利用热阻测试平台和加速老化实验平台测得IGBT热阻在温度循环冲击下的退化情况,最后根据实验结果建立IGBT热阻退化数学模型,得出热阻的退化规律。     

基于物理统计模型的车载IGBT振动疲劳寿命评估研究

在新能源乘用车车载环境中,受路面不平整度和发动机转动的影响,IGBT模块面临着振动疲劳失效的风险。为保证IGBT模块在使用过程中的可靠性,对其振动疲劳寿命进行评估具有重大意义。IGBT模块内部结构复杂,无法直接对其进行纯物理模型上的振动疲劳寿命评估。为此,文章提出了一种IGBT模块振动疲劳寿命的评估方法,其首先通过加速试验获取IGBT模块在高振动量级下失效的寿命数据;再基于威布尔分布的寿命分布统计模型获得模块在实际工况下的可靠性寿命分布,进而获取模块在实际应用中的可靠性寿命数据。试验结果表明,该方法可以有效预估IGBT模块在批量投入使用过程中的失效率,为合理管控应用风险提供保障。     

基于PSpice的IGBT功耗分析与仿真

针对大功率感应加热电源功率开关器件IGBT功耗大的特点,给出了3种RCD缓冲电路结构及参数设计,在PSpice仿真软件下对3种缓冲电路中的IGBT和缓冲电阻的功率损耗进行了仿真分析,给出了相应的仿真结果。仿真结果表明,I型缓冲电路的电能损耗大,缓冲电阻发热严重;II型缓冲电路对关断瞬态电压抑制效果好,但不能有效地控制大功率级别IGBT的瞬变电压;III型缓冲电路具有寄生电感较小的优点,可有效地抑制振荡和控制瞬变电压,适用于大功率级别IGBT工作场合。     

基于循环神经网络的宽带CDMA系统的功率控制

在CDMA系统中,远近效应是一个重要的技术难题,克服该难题的有效措施是系统进行功率控制.该文根据Hopfield循环神经网络的思想,把功控问题转化为离散的Hopfield神经网络,由此给出了一种新的功率控制算法,它能控制移动用户发射功率的平衡,且有较强的Robustness性质,易于工程实现.     

传感器可靠性技术──敏感元件与传感器可靠性寿命试验的设计

介绍了敏感元件与传感器的可靠性寿命试验设计方法，指出了寿命试验设计中须注意的若干问题。并给出了实用例子。     

车联网中基于功率控制的传输可靠性算法

针对车联网中车车通信间的传输可靠性差的问题,提出了一种最小最大功率控制传输可靠性评估(MMPETR)算法。首先,研究了移动车辆的发射功率控制技术对数据传输可靠性的影响,即增加发射端功率可提高消息传输成功率。其次,对现有的传输可靠性评估(ETR)算法进行改进,全面考虑了车车通信中发送端车辆成功分发告警消息所需的发射功率与该车辆本身的最小发射功率和最大发射功率之间的大小关系。最后,通过仿真给出发送端车辆的最小发射功率和最大发射功率的合理数值。仿真结果表明,MMPETR算法的传输成功概率比ETR算法增加了约4%,提高了传输可靠性。     

考虑冲击因素的间歇工作系统可靠性分析

间歇工作模式广泛存在于工业生产和军事应用场景中,通过对间歇工作系统转换点退化状态随机性的定量分析,基于维纳过程建立了多阶段随机退化间歇工作系统可靠性分析模型,在此基础上,考虑随机冲击因素对间歇工作系统退化过程的影响,分别分析了环境应力冲击到达强度和冲击幅度随机特性,通过非齐次泊松过程对随机环境应力冲击进行了建模,得到了考虑冲击因素影响条件下的间歇工作系统可靠性分析模型。通过蒙特卡罗仿真实验证明了模型对状态转换点随机性和冲击随机性描述的准确性,对不同参数条件下冲击因素对间歇工作系统可靠性影响进行了灵敏度分析,实现了考虑冲击因素的间歇工作系统可靠性定量描述。     

Modeling and Analysis of Grid Service Reliability Considering Fault Recovery

The extreme complexity of grid system makes it extremely difficult to achieve high service reliability, and this situation is aggravated by the fact that many grid services need to perform time-consuming tasks that may require several days or even months of computation. To improve grid service reliability, this paper studies a fault recovery technique in grid systems and conducts in-depth research on grid reliability modeling and analysis with fault recovery. Grid failures considered in this paper are classified into two categories: unrecoverable failures and recoverable failures. Software reliability is taken into account as well. To make fault recovery more practical, certain constraints on fault recovery are introduced and grid service reliability models under these practical constraints are developed. Numerical examples are presented, and based on the results obtained, the impact of fault recovery as well as that of practical constraints on grid service reliability is discussed.     

Network Capacity Reliability Analysis Considering Traffic Regulation after a Major Disaster

The focuses of this paper are optimal traffic regulation after a major disaster and evaluation of capacity reliability of a network. The paper firstly discusses the context of traffic regulation and its importance after a major disaster. Then, this problem is formulated as an optimisation program in which the traffic regulator attempts to regulate the amount of traffic movements or access to some areas so as to maximise the traffic volumes in the network while (a) link flows must be less than link capacities and (b) re-routing effect due to changes of traffic condition in the network is allowed. The re-routing behaviour is assumed to follow Probit Stochastic User's Equilibrium (SUE). The paper explains an optimisation algorithm based on an implicit programming approach for solving this problem with the SUE condition. With this optimisation problem, the randomness of the link capacities (to represent random effects of the disaster) is introduced and the paper describes an approach to approximate the capacity reliability of the network using Monte-Carlo simulation. The paper then adopts this approach to evaluate the performances of different traffic regulation policies with a small network and a test network of Kobe city in Japan.     

汽车钢板弹簧在不同摩擦系数下疲劳寿命研究

在钢板弹簧的结构设计中,疲劳寿命是评价其可靠性的重要指标.为了更准确地预估钢板弹簧的疲劳寿命,利用AN-SYS的非线性求解模块,建立了某载货汽车钢板弹簧的有限元模型,考虑到簧片间接触摩擦因素,首先分析了不同摩擦系数下板簧的等效应力;考虑到应力与疲劳寿命之间的关系,用Fatigue软件进一步分析摩擦系数对疲劳寿命的影响,并通过试验验证了分析结果的可信性.结果表明,随着摩擦系数的增大,钢板弹簧的等效应力降低,疲劳寿命增大.     

考虑CDM的分时电价建模与分析

针对实施CDM(清洁发展机制)对分时电价系统产生的影响,提出了考虑CDM的分时电价数学模型,并对考虑CDM的分时电价体系进行了分析,在不考虑CDM的情况下,即分时电价模型中不考虑实施CDM项目产生的收益,合使得系统处于一种次优的运行状态,因此,提出了考虑CDM的分时电价数学模型.仿真结果表明,新的分时电价模型在符合需求...     

通过电源完整性分析和电迁移修复提高供电网络可靠性

电迁移是集成电路供电网络的关键失效因素,由于芯片集成度和电流密度的增加,供电网络设计留给电迁移优化的余量越来越小.供电网络的传统设计缺乏电迁移和电压降的综合分析,会造成设计的过度约束.为避免上述问题,提出一种基于通孔灵敏度分析的供电网络优化方法.首先,通过伴随矩阵的方法验证通孔的灵敏度对电迁移和电压降的影响;然后,结合...     

贝叶斯网络法的电源变电站供电可靠性分析

变电站的可靠性直接影响到电力系统的性能。为此,提出了基于贝叶斯网络法的电源变电站供电可靠性分析方法。首先深入探究供电可靠性的影响因素,定义电源变电站构成单元,构建电源变电站故障树模型,然后分解共因失效组,结合电源变电站整体架构,构建贝叶斯网络模型,应用贝叶斯网络工具箱,计算电源变电站供电可靠性指标值,最后对具体电源变电站供电可靠性进行定量分析。结果表明：在不同工况背景下,本文方法的供电可靠性评估误差小,满足电源变电站的正常供电需求,具有一定的实际应用价值。     

DCS电源供电系统的可靠性定量分析

根据DCS电源系统的现状,对目前几种不同的电源设计方案进行可靠性定量分析.通过建立不同DCS电源系统可靠性框图并估算相关的可靠性指标,比较了不同方案下的平均无故障工作时间 (MTBF),给出了系统可靠性的分析结果和改进措施,定量分析了改进后的方案.结果表明电源系统的MTBF有了明显的改善.     

直流配电盒的可靠性设计与分析

直流配电盒作为配电系统的核心,要求具有较高的可靠性。该文对基于CAN/LIN总线直流配电盒系统的容错设计和具体实现方案进行论述。通过运用马尔可夫随机过程理论和拉普拉斯变换工具,对直流配电盒的失效-修复这一随机过程进行可靠性分析,确定各个部件以及整个系统的可用度、可靠度和平均无故障工作时间。在可靠性分析的基础上,采用Matlab/Simulink对直流配电盒进行仿真,能够比较准确地反映暂态过程中直流配电盒系统的动态特性,直观地体现系统的性能。