裂纹检测中的涡流场计算

裂纹是涡流检测中最常遇到的缺陷类型。由于它的开口宽度很小 ,用有限元法计算其涡流场困难很大。利用理想裂纹的模型 ,忽略缺陷宽度 ,用二维的面缺陷近似三维的体缺陷 ,使用积分方程法计算裂纹缺陷涡流场问题 ,可大大减少计算量。问题可以分解为求导体内不含缺陷的完好场和求缺陷等效源产生的扰动场两部分 ,本文就半无限导体系统分别研究这两部分的求解。线圈阻抗的计算值与实验结果进行了比较 。

电极结构与空间布置对压接型IGBT器件内部多芯片并联均流的影响(一):计算研究

该文从理论分析与建模计算2个方面研究电极结构与空间布置对压接型IGBT器件内部多芯片并联均流的影响。首先,从理论上分析电极结构对IGBT芯片和FRD芯片的并联均流特性的影响机理,并比较主动和被动均流模式下影响机理的差异。进而详细对比分析了时域等效电路方法与频域有限元方法的特点与优势。最后,在被动注入模式下计算4种典型结构下器件内部的动态均流特性。计算结果表明:发射极电极圆周化布置,在对称的外部电磁条件下可以明显优化器件内部的并联均流特性。但是当器件连接外部不对称汇流母排后,该布置方案收效甚微,甚至有加剧不均流的风险;发射极电极刻槽,在对称或者不对称的外部电磁条件下,都能对器件内部的动态均流特性加以改善。

外部汇流母排对压接型IGBT器件内部多芯片并联均流特性的影响

压接型IGBT器件内部芯片之间的动态均流特性直接影响着IGBT器件的坚固性与可靠性。考虑到并联均流实验的困难,现有的压接型IGBT芯片级并联均流研究通常都是通过提取器件内部封装结构的寄生参数,并结合IGBT芯片的等效电路模型,在电路仿真环境中开展的,不考虑器件外部电磁条件对器件内部电流分布的影响。然而,该文通过9枚压接型IGBT芯片的并联均流实验发现,各个通流支路之间存在显著的动态电流不均衡,而且电流的分布特性不仅与内部并联芯片的相对位置有关,还与连接器件的外部汇流母排存在明显的关联。为了揭示器件内部电流分布特性与外部汇流母排之间的耦合关系,该文对被测器件与外部汇流母排进行三维有限元建模,从频域和时域2个方面,计算IGBT器件内部的电磁场分布特性。频域计算表明,由于外部汇流母排与内部并联芯片存在磁场耦合(即电感耦合),当频率超过一定数值后,外部汇流母排会对各个通流支路的电流产生显著影响。时域计算进一步再现了并联均流实验中外部汇流母排对各个通流支路上动态电流分布的影响规律。结果表明,在压接型IGBT器件的设计和应用中,不仅需要关注器件内部芯片间的相对位置对动态均流特性的影响,同时也要关注外部汇流母排引入的电磁不对称性。最后提出一种对称化的母排设计方案,并通过三维有限元计算,证实对称化母排设计可明显改善器件内部的动态均流特性。

Characteristics analysis and parameters optimization for the grating eddy current displacement sensor

The grating eddy current displacement sensor (GECDS) for distance or position measurement used in watertight electronic calipers was described. The sensor relies on repetitive variation of inductance against displacement caused by the change of coupling areas between moving coils and static reflectors. The investigations focused on setting up and utilizing a computer model of the 3D eddy current fields and geometry to analyze causes of the production of measurement blind areas, and to investigate effects of the sensor parameters, such as axial gap between coils and reflectors, reflector length and reflector width on characteristics of the sensor. Simulation results indicated that the sensor has the smallest nonlinearity error of 0.15%, which agrees well with the experimental results.