摘要：为综合评估SiC功率模块的液冷冷板散热效果,设计了串联、并联与串并联3种冷板流道结构,从器件温升、系统能效、散热性能3个方面共计10项指标评估了冷板性能,基于ICEPAK仿真分析了液冷系统流场与温度场的稳态分布特征,从节能角度给出了液冷散热方案的工程应用选择与优化建议。研究结果表明,冷板内部串联流道设计的温升与散热性能指标更优,但其能效表现系数仅为并联设计的1/5,散热表现的提升以增加冷板内部压力损失为代价,降低了其能效表现;3种流道设计下,冷却液流量由8.2 L/min提高至24.6 L/min,冷板的能效表现系数分别由1 275,6 407,1 425下降至53.2,258.3,60.6,故提高冷却液流量并非改善散热的首选。实际工程应用中,在器件的温升允许范围内,应优先选择冷板内部的并联流道设计与多冷板间并联的散热方案,以提高散热系统的节能性。

摘要：由于霍尔位置传感器的分辨率和精度较低,以其为基础计算永磁无刷直流电机(BLDCM)的角加速度将产生较大的误差。针对这一问题,提出一种以反电动势归一化值中包含的位置信息为基础,采用双观测器对角加速度进行估计的方法。首先构建滑模观测器(SMO)对??坐标系下的反电动势波形进行观测,同时对观测结果进行归一化处理以降低高次谐波含量并消除转速和磁链系数的影响,之后考虑电机电磁转矩对加速度的影响,设计扩展卡尔曼滤波(EKF)估计器从观测到的反电动势归一化值中提取位置信息,进而实现对角加速度的估计。利用RT-LAB实时控制器进行实验,证明提出的角加速度估计技术可以在较宽转速范围内快速有效地观测出永磁无刷直流电机的角加速度。

摘要：为提高无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)转矩观测结果的准确性,定量分析了传统的反电势滑模观测器(sliding-mode observer,SMO)及相应的转矩观测结果受定子电感参数偏差的影响程度。分析表明,电感参数偏差会在定子电流变化时引起反电势和转矩观测误差。为消除这一影响,利用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论,设计了定子电感自适应辨识率,在线辨识得到电感参数,实时调整SMO的系数矩阵和输入矩阵,构成了新型的自适应滑模观测器,提高了观测精度。最后利用RT-LAB实时控制器进行实验,验证了理论分析的正确性。实验结果表明,所提方法能有效辨识出BLDCM的定子电感值,并正确观测出电机转矩。

摘要：三相四桥臂逆变器具备不平衡负载工作能力与三相解耦控制功能,但是在中频场合基于模拟控制的四桥臂控制策略较为复杂。该文基于第四桥臂开环、闭环控制方法,结合三次谐波注入控制策略,采用建立主电路电压、电流以及控制环路信号相量模型的方式,通过分析和对比不同控制策略在不平衡负载下的工作特性,得到第四桥臂控制方法与电路参数的关系,总结控制策略设计依据。证明基于三相电流环输出控制信号合成的三次谐波能够在不平衡负载状态实现对第四桥臂大部分零序分量的补偿。在此基础上,提出一种结合三次谐波注入与中线电流闭环的控制方法,该方法在保证直流电压利用率的同时,进一步提高了不平衡负载下三相输出波形质量。该文还通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。

摘要：针对高功率密度半导体开关器件的温升问题,研究了功率变换器的风冷系统散热性能表现,基于ANSYS ICEPAK仿真分析了热界面材料(Thermal interface material,TIM)对分立式SiC MOSFET温升以及散热器热阻的影响作用,提出了三种风道设计方案,从风机效率、降温效果、多器件温度一致性三个方面给出综合评价。研究结果表明,TIM热导率越高,SiC芯片温度越低,但温度的下降存在极限,氮化铝陶瓷垫片与常规硅胶片相比可降温约14.2%;散热器热阻与TIM热导率呈变化率递减的非线性关系,过高热导率的实际意义有限,应结合热设计成本综合考虑TIM选择;合理分配风机风量比单纯提高气流速度的散热效果更佳,混合射流的变截面双风道设计方案具备更高的风机效率以及良好的温度一致性,与无风道相比芯片温度可再次降低约13.7%,其综合表现最优。研究工作为后续开展功率开关器件的热管理试验提供了参考依据。

摘要：为研究布浆器结构对纸浆的适用性,基于Fluent仿真分析了3种不同纸浆在同一布浆器结构下的布浆均流效果,并分析了纸浆物性参数的影响。研究表明:水和3%质量分数的NBKP纸浆的喷浆效果接近,而5%质量分数的OCC纸浆则出现明显的误差增大;动力黏度是影响喷浆效果的主要因素,随着黏度的增加,喷浆误差呈先下降后上升的变化规律;基于经验公式设计出的布浆器具有纸浆适用局限性,对于动力黏度不超过0.1 Pa·s的低质量分数纸浆,其流量误差可控制在1.5%以内。

摘要：为研究螺旋型电磁炮射弹结构的气动阻力并探讨其减阻方案,采用ANSYS Fluent数值模拟了40 mm射弹高速飞行的气动特性,研究了马赫数、攻角对射弹阻力的影响规律,并通过弹体结构优化分析了其减阻效果。研究结果表明:电刷与轨道凹槽设计增加了射弹飞行阻力,其中定子电刷增阻作用最大;受弹体表面固有缺陷限制,增大射弹攻角后阻力系数与速度成正比,7 Ma条件下6°攻角与0°相比阻力系数提高了1倍;高压强梯度结合面圆角处理以及射弹底凹设计均可减阻,但前者的减阻效果更优。

摘要：采用转矩环取代传统的电流环,可减小非理想反电势无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)的转矩脉动,提高其控制性能,而转矩环中反馈转矩计算的关键在于绕组反电势的准确获取。建立考虑参数偏差的滑模观测器(sliding-mode observer,SMO)对反电势进行实时观测,定量分析了定子电阻偏差对观测结果的影响,分析表明反电势观测的稳态误差等于电阻偏差量与电流的乘积。为消除这一影响,利用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论,设计了定子电阻参数辨识的自适应率,在线辨识得到的电阻参数用于调整SMO的系数矩阵,构成了新型的自适应滑模观测器。最后,利用RT-LAB实时控制器进行实验,验证了上述分析结果的正确性,证明了所提方法能够正确快速地观测无刷直流电机反电势。

摘要：为改善布浆器的喷浆流量分布,基于Fluent,仿真分析布浆器总管三种结构设计方案的布浆效果,并考察支管口径参数的影响作用。研究表明:采用总管近似分段设计时,分段数越多布浆均流效果越好,48段设计与3段相比流量误差可缩减约30%;通过调节总管出口回流率可实现出浆均流效果的改善,以10%回流率设计出的总管结构采用13%回流率设置效果更佳;支管口径设计建议选择3倍速度比,增大或减小该值,不同支管位置的流量分布会出现更大的波动偏离。

摘要：为构建类椭圆型滤波器所需的传输零点,基于虹膜嵌入波导结构设计了一款虹膜波导带阻滤波器。研究表明,通过调节虹膜窗口尺寸可实现传输零点频率位置的精确可控;虹膜厚度与工作频率成正比,厚度由1mm增加到2mm,中心频率上移约3%;虹膜嵌入位置与工作频率无关,仅对下频带谐振响应造成少量延迟。该滤波器中心频率79.2GHz,阻带抑制大于40dB,长度尺寸小于1cm。多个独立调控虹膜嵌入波导的设计方法可构建阻带所需的多衰减极点,设计方案可应用于超高容量通信系统。