采用石墨和铜钨电极实现电触头电阻钎焊的仿真研究与能耗比较

提出了导电、传热耦合作用的有限元模型,数值分析了石墨电极和铜钨电极对电触头电阻钎焊能耗、焊接时间的不同影响.结果表明,采用铜钨电极的焊接时间不超过石墨的1/3,且电阻钎焊的焊接时间均随焊接电流的增加而减小;采用铜钨电极焊接的能耗比石墨小一个数量级,且能耗均随焊接电流的变大而减小,所花电费降为石墨的43.8％,所焊电触头数是石墨的2.3倍.相对于石墨而言,选用铜钨电极可大幅节省电触头电阻钎焊的生产成本,并提高生产效率.仿真结果和试验吻合良好,证明了有限元方法仿真分析电阻钎焊过程的可行性.     

压接型IGBT在MMC系统中的电热耦合仿真

目前已知的高压柔性直流输电工程中的电压源换流器(voltage source converter,VSC)大多采用模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC),MMC子模块中半桥子模块的应用最为广泛。高压直流输电系统的高可靠性要求半桥子模块的搭建必须采用压接型的绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)。本文主要针对压接型IGBT半桥模块的MMC展开电热耦合的仿真,探索出一种基于Foster热网络的电热耦合仿真方法,从热稳定性的角度对MMC系统的安全运行域进行了刻画。     

国际电热技术的新亮点

国际电热协会(UIE)每隔4年举行一次大规模国际性的电热学术会议.这次会议是在波兰科拉克夫理工大学举行的.在大会上共发表论文123篇.整个论文内容,从电热设备的角度上分,可分成以下4大类:①感应炉;②电弧炉;③电阻炉;④其他特殊炉种.这次国际电热会议新技术的最大亮点是电效率非常高的直流感应加热技术,也是超导材料首次在感应加热中应用.另外还有神经网络式智能技术在电弧炉中的应用等.     

基于电热模型的IGBT结温预测与失效分析

针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)工作过程中结温难以测量的问题,提出一种基于IGBT电热模型的结温预测方法,并对由结温过高引起的失效进行实验分析.根据IGBT结构特点建立通态压降模型,考虑到器件内部参数和半导体物理常数与温度的关系,建立IGBT导通功耗与结温关系的电热模型.通过联立IGBT结-壳传热方程和电热模型进行热平衡分析,从而得到稳态时的结温.实验结果表明,通过仿真得到的结温基本与实际测量得到的结温值相吻合,结温过大会导致电极根部焊料熔化和表面连接键丝断裂.所提方法通过监测壳温可实时预测IGBT结温,具有方便快捷的优点.     

电热隧道窑SCADA系统的研制

介绍了某新材料公司试验窑中电热隧道窑的SCADA监控系统的建立过程,以及该系统的总体结构、通讯方式和系统主要功能等。     

模块化多电平换流阀IGBT器件功率损耗计算与结温探测

半桥子模块是柔性直流输电系统中模块化多电平换流阀(MMC)的核心单元,根据运行工况参数计算半桥子模块器件的功率损耗是进行绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块结温探测的关键,准确的结温波动信息对MMC换流阀系统的可靠性研究和安全运行尤为重要。与一般的两电平逆变器不同,MMC系统中桥臂电流具有与生俱来的直流偏置特性。该文提出了一种基于电热耦合模型的半桥子模块中IGBT器件功率损耗与瞬态结温计算的数学解析方法。首先研究半桥子模块中各导通器件电流复现方法,建立基于开关周期的平均功率损耗计算模型,基于瞬态热阻抗建立半桥子模块中IGBT器件的热网络模型;然后通过一个2MW的柔性直流输电系统算例,计算子模块中上下管开关器件的功率损耗和瞬态结温变化,计算速度是时域仿真模型的1 000倍;最后通过有限元模型验证了文中所提电热耦合模型的有效性。     

推广应用蓄热式电热锅炉可行性研究

本文通过介绍蓄热式电热锅炉的运行特性,并就燃煤,燃油,天然气锅炉和蓄热式电热锅炉的综合经济效益进行了比较,阐明蓄热式电热锅炉在经济运行方式下运作,一可降低运行费用,二可调荷避峰,在一定范围内推广使用完全可行。     

电热消融毛细管几何参数放电实验研究

在电热化学 (ETC)发射系统中 ,作为等离子发生器的工作元件 ,毛细管的几何参数是影响系统电热转换效率 ,以及等离子体与膛内工质作用效果的主要因素之一 .本文通过在高、低两种电能水平以及不同管径下 ,对多种长度的消融毛细管作发生器放电实验 ,详细分析了在不同电能水平下 ,负载稳态阻抗、峰值电流、负载效率等主要放电特征参量随毛细管几何参数的变化规律     

毛细管等离子体阻抗特性实验研究

电热或电热化学发射中以等离子体实现能量的转化,等离子体的阻抗特性决定了能量的转化效率。从实验角度研究了毛细管内电弧放电生成的等离子的负载阻抗特性。通过测量放电过程中等离子体负载的电压,电流,分析了等离子体负载阻抗值在不同放电电压及环境背压条件下的变化趋势及其对电能输入效率的影响。实验结果表明毛细管内等离子体负载阻与放电电压成反比,电能输入效率与毛细管外背压成反比。     

超导热模组的设计和优化

为全面研究超薄扁平带作为超导热模组发热元件的特性,从物理、静力学、动力学3个方面分析了其传热、受力以及振动性能。结果表明,超薄扁平带有更大的发热面积和更低的线温,升温降温速度快;自身截面惯性矩较小,在实际使用过程中不能自支撑,必须借助辅助部件固定和张紧使用;当空气流过表面会产生绕流,并伴有旋涡脱落,导致振动和噪声。根据理论分析和实验测试可以得出,减小超薄扁平带长度方向跨度,可以避免涡激振动频率落在风机常用风速区间。