长江隧道刚性基层沥青路面的抗车辙性能

以国家863项目"抗滑、阻燃、降噪多功能隧道路面结构设计与铺装技术"为依托,以武汉长江隧道工程为背景,根据长江隧道路面大纵坡、刚性基层的特点,采用德国汉堡车辙试验方法分析了应用于武汉长江隧道沥青路面面层新型材料AFNA-13和普通沥青混合材料SMA-13的抗车辙性能,并运用有限元方法计算比较了2种材料结构的抗车辙性能,同时对长江隧道路面结构的抗车辙性能进行了有限元模拟分析.得出在相同循环车载作用下,AFNA-13材料比SMA-13材料具有较好的抗车辙性能,沥青路面面层厚度是影响路面的抗车辙性能的主要因素.武汉长江隧道所采用的路面结构具有较好的抗车辙性能.     

持续高低温下沥青复合路面温度应力分析

以武汉长江隧道工程为依托,建立了隧道匝道明挖段沥青复合路面结构二维热分析几何模型,分析了在持续高、低温情况下复合路面结构的温度场分布及温度应力变化规律。研究表明:在持续高低温天气条件下沥青复合路面温度逐渐累积,沥青复合材料的应力松弛性难以发挥,路面结构应变能降低,应力急剧增加,沥青下面层最大温度应力可达3 MPa;要求重视隧道沥青复合路面结构设计,并相应提高沥青下面层材料的热稳定性和抗开裂性能。     

考虑寄生参数影响的碳化硅MOSFET开关暂态分析模型

为了评估回路及封装寄生参数对碳化硅MOSFET开关特性的影响,首先建立包括所有寄生参数的开关暂态等效电路模型,详细分析器件开通和关断整个开关暂态过程。然后,在考虑实际器件的负压偏置及器件寄生电容的非线性变化的基础上,推导碳化硅MOSFET所承受电气应力(电压过冲、电流过冲)的简化解析式。其次,基于开通和关断过程的小信号等效电路讨论振荡频率与寄生参数之间的关系。最后,通过对比实验和计算结果,验证了该分析模型的合理性,且能够反映出寄生参数碳化硅MOSFET开关特性的影响规律。     

压接型IGBT器件温度与压力的一维场计算方法

在电力电子器件可靠性评估的应用背景下,该文针对压接型绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件工作条件下的温度与压力的获取提出一种温度与压力场单向耦合的一维场计算方法。通过3个假设条件将IGBT模块支路简化为一维模型,基于传热方程与频域分析法以及力学方程,讨论提出方法的理论基础。同时,考虑实际IGBT模块的散热条件、热流量扩散及压力边缘效应的影响,对一维场算法进行了修正。最后,以六芯片IGBT模块为例,将该方法与有限元分析法的计算结果进行对比。计算结果表明,文中提出的一维场算法计算精度较高。该方法与有限元计算相比,在保证精度的情况下,显著缩短了计算时间;与一维热网络方法相比,在进行多物理场双向耦合时无需进行反复迭代计算。     

基于开通波形的IGBT开关特性测试平台寄生电感提取方法

IGBT动态测试平台的寄生电感影响IGBT器件的开关参数以及开关损耗,因此,提取动态测试平台回路的寄生电感对于准确获得IGBT器件的开关参数具有重要意义。传统的寄生电感提取方法忽略了回路寄生电阻的影响,给寄生电感的提取带来误差。为了提高寄生电感提取的准确性,提出了采用IGBT开通波形来计算动态特性测试平台寄生电感的方法,通过对开通电流上升过程的分析,建立了包含回路寄生电阻的等效电路模型及电路方程。仿真结果表明该方法的计算误差低于传统计算方法。为验证该方法的正确性,搭建了IGBT动态特性测试平台,实验结果表明,该方法实现了寄生电感参数的提取,为提供准确的IGBT器件开关参数奠定了基础。     

考虑介质介电驰豫影响时瞬态电场计算的时域有限元法

在电力装备的实际运行过程中,可能遭受诸如操作冲击电压、雷电冲击电压等瞬态电压激励的作用.此外,随着电力电子器件在直流输电装备中的大规模应用,装备内部器件的绝缘结构承受的电压不再是传统的交流电压或直流电压,而是正极性重复性方波电压.为了研究这些装备或器件内的绝缘结构在瞬态电压激励下的电场特性,需要在电准静态场下计算其瞬态...     

复杂接地系统冲击接地特性的数值计算及试验

为抑制变电站开关操作时产生的瞬态电磁场对站内二次设备的干扰,通常将二次电缆的屏蔽层双端接地。而雷击变电站接地网时,由于接地网的高频接地阻抗较大,在屏蔽层的两个接地点会产生很大的地电位差,这一电位差将通过二次电缆的转移阻抗耦合至二次设备,影响二次设备的正常工作。将矩量法与传输线理论相结合,将无穷远处视为零电位参考点,提出了分析复杂接地系统冲击接地特性的理论计算模型,该计算模型在频率不高或电缆长度较短的情况下,可简化为集中参数电路模型。为验证计算模型的正确性,还在试验接地网上进行了冲击接地试验,理论计算与测量结果比较吻合。该计算模型及方法可用于实际变电站接地网的冲击接地特性研究以及二次电缆电磁干扰的数值预测。     

多芯片SiC功率模块布局优化

传统的SiC模块常采用平面布局,各芯片的工作电路存在明显的不对称性,芯片间存在源极侧公共支路,支路上的耦合电感将导致严重的动态电流不均衡.首先对源极侧公共支路耦合电感对并联芯片间动态电流分布的影响进行了详细分析,建立了描述动态不均衡电流和源极侧公共支路耦合电感关系的解析模型,揭示了该电感对芯片动态均流的影响机理.随后,基于该模型提出了一种立体的多芯片并联圆周布局,该布局能够消除并联芯片间的电流耦合效应,并且提高了源极寄生电感的一致性.最后,仿真与实验结果表明,所提出的新型立体圆周布局下,并联芯片间的动态电流分布一致性显著提高.     

混合路径土壤对雷电辐射磁场的影响分析

为提高雷电监测的定位和幅值估算的精度,实现对雷电本体的遥测,研究了雷电辐射磁场沿混合路径土壤传播的规律。给出了单层土壤、两层土壤、三层土壤和任意土壤构成的混合路径上方的雷电辐射磁场频域计算公式,进而得出了混合路径情况下雷电辐射磁场的时域计算方法。分别以两层土壤和三层土壤构成的混合路径为基础分析了土壤电导率对雷电辐射磁场的影响,得出其影响主要体现在雷电辐射磁场的上升时间的变化上。通过分析任意土壤构成的混合路径情况下衰减函数计算结果的正确性,建议对于此类模型全部采用基于Millington经验公式的简单方法进行分析。最后总结了考虑混合路径情况下依据雷电磁场观测波形反演雷电流本体的方法。