基于导通压降的大容量IGBT模块结温观测与误差分析研究

压接式绝缘栅双极性晶体管PP-IGBT(press-pack insulated gate bipolar transistor)模块因其优越的电气性能和可靠性,广泛应用于柔性直流换流阀等大功率应用场景。IGBT芯片结温的准确观测对于其运行状态的监测与剩余寿命的评估都非常重要。已有结温观测方法多是针对键合引线式IGBT,未考虑到压接式模块的特性,无法直接应用。首先,针对大容量换流阀中的压接式IGBT,提出了一种实用的模块导通压降与结温标定方法,并对结温在线估计的误差进行了全面分析。然后,基于ABB公司5SNA 3000K452300压接式IGBT模块(4500 V,3000 A)设计了结温标定方案,包括实验电路、温度标定范围选择、结温控制方式、测量电路及标定实验步骤。最后,基于脉冲测试平台,对所提方法进行了验证。实验结果表明,所提结温标定与观测方案有效,结温观测误差在±5℃以内,且能适用压接式IGBT模块存在差异的情况。

基于热电耦合模型和AUKF的锂电池内温状态估算

内温状态(SOIT)可用于锂(Li)电池热失控风险评估以及提高荷电状态/可用性能剩余比例(SOC/SOH)估值精准度。在分析锂电池等效电路模型和热模型的基础上,提出了一种反映锂电池内温升高并对SOC估算形成噪声影响的双重极化热电耦合模型。通过实施恒流放电和混合脉冲功率特性(HP-PC)实验并引入带遗忘因子的递推最小二乘法,分别得到锂电池等效电路模型、等效热模型辨识参数。为应对热噪声,提出将无迹卡尔曼滤波(UKF)与自适应协方差匹配相结合为自适应UKF(AUKF),在SOIT估算中,完成过程噪声协方差、测量噪声协方差的在线修正。实验结果证明,当外界因素引发锂电池内部电流电压波动加剧时,AUKF在抑制SOIT估值误差趋大方面明显优于UKF。

现行电力系统热经济性状态方程

本文用系统工程观点，定义了热力发电厂热经济性系统状态方程。指出，状态方程的结构与系统的结构一一对应，系统的热经济性取决于系统的结构及系统所处热力学状态。该方程的出现为电厂热经济性的计算、分析与综合提供了新的基础和研究方法。

Y_2O_3:Eu纳米晶的硝基取代苯甲酸配合物固相热解制备和性能

以苯甲酸、邻硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸、3,5-二硝基苯甲酸等为配体制备了Y3+、Eu3+二元配合物,配合物中Y3+与Eu3+的摩尔比为9:1.利用这些配合物的爆炸式热分解特性通过固相热解反应制备了一系列Y2O3:Eu纳米晶.透射电镜观察,可以看出所得纳米晶呈球形,粒度介于40～60nm,X射线衍射分析表明实验所得纳米晶属立方晶系,粒径与电镜观察所得结果基本一致;Eu3+的引入并不影响Y2O3的晶相组成;配体类型对纳米晶的结构没有显著影响,不过相对于硝基取代苯甲酸配合物,苯甲酸配合物热解所得Y2O3∶Eu纳米晶团聚严重;退火温度显著影响纳米晶粒度,退火温度高,纳米晶粒度大,反之亦然.荧光光谱测定表明所有Y2O3∶Eu纳米晶具有相似的发光行为,其中以苯甲酸配合物分解所得Y2O3:Eu纳米晶发光性能最为优越.

扩散过程中弱相干光场的退相干

研究了扩散过程中弱相干光场量子特性的演化.利用正规乘积、反正规乘积和Weyl编序算符内的积分技术,采用热纠缠态表象求解密度矩阵主方程,利用Kraus算符给出扩散过程中密度算符解的表达式,导出初态为弱相干态的量子态密度算符演化规律.讨论了扩散对光场压缩效应和反聚束效应的影响.结果表明:随着扩散过程的进行,弱相干场压缩深度和压缩范围均在减小;扩散初期光场呈反聚束效应,扩散时间大于一定值后反聚束效应消失.

温敏性纤维素/聚N-异丙基丙烯酰胺复合水凝胶的固体核磁共振表征及动力学研究

利用半互穿网络方法将具有温度响应的高分子聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)与天然纤维素复合得到温敏性水凝胶.通过固体核磁共振的1H,13C CP/MAS(交叉极化/魔角旋转)和QCP(定量交叉极化)等实验手段对复合凝胶的结构进行了定性及定量研究,并利用固体静态变温核磁共振实验和偶极滤波-自旋扩散实验研究了复合凝胶中PNIPAM分子链段的动力学行为.

量子化介观RLC电路的热真空态与期望值

鉴于介观RLC电路中的电流要产生焦耳热,应考虑有限温度下的电路量子效应。对于处在热环境中的平衡态,任何力学量的期望值可由系综平均表示。在此基础上,利用有序算符内积分技术,首次求出介观RLC电路所对应的热真空态,最后,借助于理论计算,储存在LC元件与消耗在R元件上的系综平均能量可由热真空态的纯态期望值来代替。

光子增加混沌场的退相干和非经典效应

将产生算符作用在混沌场上,构造了光子增加混沌场.利用有序算符内的积分技术和热纠缠态表象求解密度矩阵主方程的方法,研究了振幅衰减模型中光子增加混沌场的退相干和非经典效应.通过解振幅衰减模型中的密度算符的主方程,得到了初态为光子增加混沌场的密度算符的演化公式.计算了终态密度算符的P表示和Wigner函数,并数值计算了耗散对其P表示和Wigner函数的影响.结果表明:随耗散时间的增长,光子增加混沌场的非经典效应减弱.另一方面,随光子增加数的增加,其非经典效应也减弱.

不同轴向富集度布置下的超临界水堆物理热工耦合稳态特性

借助Dragon编制超临界水堆(supercritical water-cooled reactor,SCWR)中子截面数据库,并结合双群中子扩散方程建立物理计算模块,同时引入热工计算模块,建立超临界水堆物理热工耦合计算模型。选用2种不同的轴向富集度布置,进行物理热工耦合条件下的超临界水堆稳态特性分析。利用堆芯内部冷却剂温度、慢化剂温度和包壳温度的变化,对比分析了2种不同轴向富集度布置方式下的稳态特性差异,并且通过改变主冷却剂流量进行超临界水堆设计优化。结果表明,不论是轴向富集度单一布置为5%,还是分区布置为4%+5%,耦合条件下轴向功率分布因子均明显偏离余弦分布曲线,且堆芯出口冷却剂温度和最高包壳温度均低于日本东京大学Oka教授得到的计算结果。选用轴向富集度分区布置时,可以改善单一布置时的功率峰值严重偏移和部分轴向节点包壳温度升高现象,但是在功率峰值不变且平均富集度较小的条件下,堆芯出口冷却剂温度仍然低于额定值。降低主冷却剂设计流量,可以提高堆芯冷却剂出口温度,从而满足汽轮机入口蒸汽品质的要求。设计优化结果为,当采用轴向富集度单一布置5%时,主冷却剂设计流量值由1 418 kg/s降为1 219 kg/s;当采用轴向富集度分区布置为4%+5%时,主冷却剂设计流量值降至更低为1 035 kg/s。

抽汽压损对循环热经济性影响的计算与分析

抽汽压损是一种不明显的热力损失,对热经济性的影响与其大小、抽汽压力、热力系统的结构等因素有关。应用等效焓降方法和热力系统状态方程,采用严格的数学推导,构建了抽汽压损对热经济性影响的数学模型,该模型具有通用性强,适于程序化的特点。通过实例,方便快捷的计算出各级抽汽压损对循环热经济性的影响,并分析其影响规律。

热电厂热经济指标的简化算法

热电联产是提高能源有效利用率的重要途径,但其热经济指标的计算并不容易。其中,热化发电率和分项热经济指标是评价热电联产技术完善程度的指标,在所有热经济指标中占有重要地位。拟将热电联产机组的热力循环分为凝汽循环和供热循环,对两种循环利用热力系统状态方程原理,得出其各自的热状态参数,在此基础上计算供热机组的热化发电率及分项热经济性指标,使这两类的指标计算得以简化,并能方便地应用于工程实际之中。

机械化学与同步热激活法结合制备SrCoO_(2.5+δ)透氧膜及其分离性能

采用机械化学激活与同步热激活相结合的固相反应法制备SrCoO2.5+δ(SC)透氧膜材料。借助热失重分析方法优化出反应物同步活化反应的温度条件:当以10℃/min升温到950℃进行固相反应时,参加反应的成份会同时被激化到活性状态,使合成SC产物的转化率提高,且所获得SC陶瓷膜样品的稳定性增加。氧渗透实验结果表明:氧空位无序的SC具有较高的透氧性能,随温度降低出现氧空位有序时,SC基本失去透氧性能;并且在升降温过程中,上述转变过程具有明显的回滞现象。

对应负二项式光场的热真空态及其应用

有限温度下的光场理论的核心是引入热真空态,它也是利用量子统计手段全面研究电磁场的基础.本文在Takahashi和Umezawa的热场动力学理论基础上,首次采用有序算符内的积分方法对负二项式光场ρs=∞∑n=0(n+s n)γs+1(1-γ)n|n><n|,寻找相应的热真空态.发现该热真空态是基于在混沌光场所对应的热真空态上的虚模激发,或取负二项式纯态的形式∞∑n=0(n+s n)γs+1(1-γ)n|n,s+>,其中"s"代表虚模自由度.对此热真空态求纯态平均可方便地得到负二项式光场的Wigner函数和光子数涨落.

离体猪胸主动脉的热传导率测试及分析

为进一步丰富血管组织热物性参数数据,以降低双极电外科血管闭合手术中高频电流产生的热量对手术装置加热点临近组织的热损伤,本研究基于准稳态平板法实验原理,采用电热膜和微型NTC热敏电阻分别作为加热元件和测温元件搭建实验装置;然后以家猪离体主动脉为研究对象,利用给电热膜通电加热组织、热敏电阻采集其温度数据,通过实验得到其热传导率数据;最后对比了血管组织热传导率和生物组织阻抗随温度变化特性。研究结果显示离体家猪胸主动脉在26.5℃时,热传导率为0.4150 W/m-K。在温度升高至63℃时之前,热传导率增加随温度升高变化不明显;当温度高于63℃之后,热传导率呈下降趋势;当温度高于79℃后,随温度的上升,因组织内含水量持续减少,血管组织热传导率随温度升高而快速下降,温度接近90℃时,热传导率下降到0.201 W/m-K。研究发现家猪主动脉热传导率的变化特性与生物组织阻抗随温度变化特性在温度区间非常吻合,表明组织热传导率和阻抗特性存在一定相关性,为深入揭示电外科手术过程中生物传热机理提供重要参考。

钢的低温多元共渗——节能化学热处理工艺

在600℃以下钢的铁素体状态施行氮碳、硫氮碳、硫氮碳氧共渗可以显著提高钢件表面硬度,提高耐磨性、疲劳强度和抗腐蚀减摩能力,从而延长其服役寿命。由于温度低、时间短,与高温奥氏体状态下进行的渗碳、碳氮共渗相比较,具有明显的节约能源、显著减少零件畸变的效果。因此,对于中轻负荷条件下工作的机器零件,低温化学热处理工艺具有推广价值。在此,值得提出的是,在盐浴中施行的低温化学热处理工艺多少还存在含氰废水和盐渣的无害化处理后排放的问题,生产中应特别留意。

碰撞造山过程中热-构造状态演化与陆壳岩石熔融的关系

碰撞造山作用过程中陆壳岩石馆融形成花岗岩浆主要出现在加热期和伸展抬升期，是碰任后岩石田热状态调整引起陆壳物质化学分界的结果。陆壳碰撞前的构造历史、大陆岩石国的热参数和地幔过程、造山带的几何学特征和运动学性质等制约了造山带花岗岩类的发育，尤其是与各种造成地慢高热流叠加于下部地壳的岩石圈调整过程关系密切。大别造山带中生代花岗岩类的形成可能就是华北、扬子陆块碰撞后，底侵和垂向分离过程作用于造山带伸展抬升期，引起下部地壳岩石相继发生两次馆融的结果。

抽汽压损影响火电机组热经济性的计算分析

抽汽压损是一种不明显的热力损失,对热经济性的影响与其大小、抽汽压力、热力系统的结构等因素有关。应用等效焓降方法和热力系统状态方程,经过严格的数学推导,构建了抽汽压损对热经济性影响的数学模型,该模型具有通用性强、适于程序化的特点。以600MW机组为例进行了算例分析,方便快捷地计算出各级抽汽压损对机组热经济性的影响,并分析其影响规律。

隧道窑预热段热工状态研究

制品在隧道窑内的所有变化和反应都和窑内的热工状态有关,预热段热工状态对隧道窑制品的产量和质量有很大的影响。以实测数据研究了现有隧道窑预热段不甚理想热工状态的原因和实现符合工艺要求热工状态的措施。

ITER脉冲功率变电站一次系统研究与实现

介绍了国际热核聚变堆(ITER)装置的脉冲功率变电站(PPEN)一次系统的设计,包括主变压器、400kV/66kV/22kV这3个电压等级的断路器、隔离开关、互感器、避雷器、母线等的技术要求和选型设计。然后对PPEN系统进行了仿真分析,结果证明PPEN一次系统满足ITER运行的要求。最后对PPEN中方采购包的进展和后续工作进行了简要介绍。

压缩强化杨木薄板动态热力学性能分析

对锯切木材薄板只用常温水浸泡至饱水状态后进行横纹压缩强化,利用动态热分析仪分析压缩前后的木材动态力学性能,讨论薄板在横纹压缩强化处理后的木材与素材表现出的力学特性差异;从动态变化的微观层面探讨常温水浸泡至饱水状态后,不经热软化预处理,直接进行薄板横纹压缩强化方法的可行性和有待改进、完善之处。试验结果表明:大青杨(P.ussuriensis)薄板压缩强化材的储存模量均出现明显次级松弛和主转变,次级松弛阶段压缩材储存模量值均高于素材,且随热处理时间增加储存模量缓慢下降,主转变阶段随热处理时间增加,储存模量下降速率加大;热处理时间为10、13、16 h的3种薄板压缩材均出现玻璃化转变温度大幅降低,损耗角正切值大幅下降;热处理时间10、13 h试件,主转变损耗模量峰值大幅度增加;玻璃化区域内热处理10、13 h的2种薄板压缩材试件储存模量值最高,动态力学性能最好。