摘要：绝缘状态在线监测是提高变频电机可靠性的有效手段。在高速PWM开关暂态激励下,电机绕组漏感与内部分布电容发生谐振会产生几十至几百k Hz的电压振荡,威胁绕组内部绝缘安全可靠运行。该文利用逆变器自激高频开关振荡在线监测绕组内部绝缘状态。为避免开关振荡多模态混叠并提高状态监测灵敏度,提出一种基于中性点对地电压高频开关振荡的绝缘在线监测方法。首先,分析变频电机共模电压激励特性;然后,研究中性点对地电压高频开关振荡的形成机理与特性,从理论上推导出振荡频率与绕组内部绝缘电容状态之间的关系。设计绕组内部绝缘在线监测方案,包括开关振荡频率提取以及内部绝缘状态评估等。最后,通过热疲劳与老化模拟等实验对该方法的可行性与有效性进行验证。结果表明,该方法能有效监测变频电机内部绕组绝缘状态的微弱变化,具有信噪比高、工况鲁棒等优点。

摘要：此处提出了一种基于开关瞬态高频共模振荡事件驱动的电压源逆变器(VSI)系统功率器件开路故障检测方法,通过非接触方式捕获高频共模开关振荡电流信号,利用高频共模振荡信号的完整性来检测和定位VSI系统中的故障功率器件,具有高速和非侵入的优点。设计了基于高频共模开关振荡事件触发的开路故障高速检测系统,该系统由高频电流传感器、开关事件捕获电路和开路故障检测诊断单元组成。实验结果表明,该方法能够使用单一诊断变量,即高频共模开关振荡电流,对VSI系统中的6个功率器件进行开路故障检测。

摘要：SiC器件具有高结温、高阻断电压、高热导、低损耗等特点,在电动汽车电机控制器方面具有巨大的应用前景。但由于SiC MOSFET的开关速度更快,在寄生参数的作用下,开关振荡比Si基器件严重很多。本文将研究寄生电感对SiC MOSFET开关振荡的影响,对基于SiC器件的变换电路PCB设计给予一定的指导,并给出了抑制SiC MOSFET开关振荡的建议。

摘要：为了解决传统变频电机轴承故障诊断方法易受到低频噪声和基频电流干扰的问题,提出了一种利用脉冲宽度调制(PWM)开关高频振荡进行变频电机轴承故障诊断的新方法。首先,分析了变频电机轴承故障诊断的机理以及轴承电流的产生机理和流通路径,并用仿真验证了PWM开关dv/dt轴承电流对轴承故障状态敏感;然后,利用PWM开关dv/dt轴承电流是地线电流的一个分量,将地线电流中的高频振荡信号作为故障诊断特征变量和数据源;最后,设计了一种用于电机轴承故障诊断的轻量级一维卷积神经网络模型,用于特征提取和故障分类。实验结果表明,该方法的准确率达到了96.63%,能够准确诊断变频电机轴承故障。

摘要：为减小全Si C功率组件开关振荡,满足高功率密度对功率器件的应用要求。定量分析三相两电平拓扑叠层母排元器件布局关系,建立考虑自感和互感的叠层母排数学模型,基于数学模型计算单个电容和2个电容对应的母排回路杂散电感等效值,仿真分析3个电容以上对应的叠层母排回路杂散电感等效值。计算与仿真结果均表明,随着支撑电容数量的增加,回路杂散电感逐渐减小,并且一致性更好。通过分析各支路杂散电感,优化了直流母线端口布局;通过双脉冲实验验证了叠层母排优化后抑制开关振荡的效果。实验结果表明,虽然优化后的功率组件开关时间及开关损耗有所增加,但开关振荡得到有效抑制,能更好地满足高功率密度应用场合对安全性能的需求。

摘要：碳化硅(SiC)功率器件突破了硅基器件在开关速度等性能上的极限,能够显著减少电力电子装置的重量、体积,提高电力电子系统的功率密度与性能。而SiC器件极快的开关速度对因封装、布线及应用电路引起的寄生参数和器件自身的结电容等非常敏感,极易发生开关振荡、串扰以及驱动失效等问题,给高密度、大功率场合下的应用带来挑战。首先分析了SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)应用电路中开关振荡和串扰的产生机理,提出SiC MOSFET的驱动电路设计要点并设计制作一种SiC MOSFET驱动电路,利用有限元软件对主回路和驱动回路的印刷电路板(PCB)布线进行了仿真分析,随后搭建了DC/DC升压变换器进行实验,验证了此处理论分析与碳化硅MOSFET驱动电路的设计。

摘要：电磁法探测技术通过向地面发送可控的方波信号并接收地下矿层反射回的信号以获取地质信息,电磁发射机的输出频率、电压和电流均可调节。随着对大功率和高频开关的需求不断增长,SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)已成为新一代半导体技术的标志。然而,较高的开关频率引发了开关振荡问题。这里分析了SiC MOSFET的开关过程,通过仿真研究确定了杂散电感和驱动电阻对开关动态过程的显著影响,并设计了一种C型缓冲电路设计来有效抑制过电压开关振荡现象。实验结果显示,在开通和关断电阻设定为1Ω时,该C型缓冲电路显著降低了开关过程中的电压尖峰和振荡问题,验证了其在实际应用中的效果与可行性。