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车载牵引变流器关键部件寿命评估综述

电源学报 2021年第4期19卷 140-152页

作者：葛兴来张艺驰杨宁西南交通大学电气工程学院成都611756 北京纵横机电科技有限公司北京100094

牵引变流器被视为轨道交通列车的"心脏",为列车的运行提供强劲动力。但作为变流器实现电能变换的关键执行部件,绝缘栅双极晶体管IGBT (insulate-gate bipolar transistor)模块与电容性能受多变工况影响较大且较为脆弱,对列车安全运行带... 详细信息

牵引变流器被视为轨道交通列车的"心脏",为列车的运行提供强劲动力。但作为变流器实现电能变换的关键执行部件,绝缘栅双极晶体管IGBT (insulate-gate bipolar transistor)模块与电容性能受多变工况影响较大且较为脆弱,对列车安全运行带来极大挑战。现行的维护方案存在维修成本高、维修不及时的缺点,而以寿命评估为核心的更加经济安全的状态修被认为是未来修程修制的改革方向。为此,针对牵引变流器的关键部件—IGBT模块和电容的寿命评估方法进行调研和总结,根据现有寿命评估研究从数理统计出发,趋向于融合失效机理和统计建模,并朝着物理失效建模不断发展的思路,分别从基于故障数据、基于任务剖面、基于性能退化参数3个方面对寿命评估进行分类阐述,给出每种评估方法的流程,并对涉及的环节进行分析。最后,讨论了现有研究工作存在的问题,并展望了未来牵引变流器关键部件寿命评估的发展方向。

关键词：牵引变流器 IGBT模块电容寿命评估

一种基于开通栅极电压的新型IGBT键合线老化监测方法

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 244-254,I0020页

作者：柴育恒葛兴来张林林王惠民张艺驰邓清丽磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室(西南交通大学) 四川省成都市610031 奥尔堡大学能源技术系丹麦奥尔堡9220

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistors,IGBT)的可靠运行是牵引变流器安全和性能的重要保障。键合线老化作为IGBT的一种常见失效模式,对其进行监测具有重要意义。文中提出一种基于开通栅极电压ugem的键合线老化监测方... 详细信息

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistors,IGBT)的可靠运行是牵引变流器安全和性能的重要保障。键合线老化作为IGBT的一种常见失效模式,对其进行监测具有重要意义。文中提出一种基于开通栅极电压ugem的键合线老化监测方法,该方法可有效避免温度和负载电流带来的影响。首先,基于IGBT等效电路模型,系统分析ugem受键合线断裂影响的原因;其次,利用双脉冲测试进行验证,同时对温度和负载电流带来的影响进行分析;在此基础上,考虑到使用ugem局部特征将受到温度和电流的干扰,提出将开通栅极电压整体波形用于键合线老化的监测,并进一步利用有监督的线性判别分析进行数据降维以及采用支持向量机实现键合线断裂根数的检测。最后,通过实验对所提监测方法的有效性进行验证。

关键词：绝缘栅双极型晶体管模块键合线老化开通栅极电压状态监测

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液压驱动下肢助力外骨骼机器人膝关节结构设计及试验

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农业工程学报 2017年第5期33卷 26-31页

作者：靳兴来朱世强张学群朱笑丛潘忠强浙江大学机械工程学院杭州310027

液压驱动下肢助力外骨骼是一种典型的人机交互类机器人,在跟随人体行进的同时,可提高人的负重能力。为实现最优化的结构设计以降低对系统压强、液压缸尺寸的要求,通过仿生学分析人类正常步行时的步态数据,依据准拟人化设计准则,采用CAD... 详细信息

液压驱动下肢助力外骨骼是一种典型的人机交互类机器人,在跟随人体行进的同时,可提高人的负重能力。为实现最优化的结构设计以降低对系统压强、液压缸尺寸的要求,通过仿生学分析人类正常步行时的步态数据,依据准拟人化设计准则,采用CAD设计软件、数值计算等方法,给出了液压驱动膝关节的设计过程,并通过MATLAB等仿真软件进行了验证。基于确定的模型参数,进行了结构设计及平台搭建,并进行了穿戴试验。仿真及试验结果表明,该方法设计的外骨骼膝关节可以满足步行及负重需求。在负重由10增加为20 kg时,即负重增加一倍时,膝关节的轨迹平均跟踪误差减小了0.05%,跟踪误差最大值增加了20.7%,但是相对于整个膝关节的活动范围,该误差仅占总活动范围的1.2%。该研究为优化液压驱动下肢助力外骨骼提供了参考方法,并可为直线执行器驱动外骨骼其他关节的优化设计提供参考。

关键词：机器人设计优化计算机仿真液压驱动膝关节外骨骼准拟人化

一种基于变流器工况特定开通时刻下米勒平台的IGBT结温监测方法

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电机与控制学报 2023年第8期27卷 46-53页

作者：杨宁刘伟志张林林廖永康葛兴来中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 北京纵横机电科技有限公司北京100094 西南交通大学电气工程学院四川成都610031

绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为功率变流器的核心部件,监测其结温对于确保变流器的安全可靠运行具有重要的意义。依据电气参数的温敏特性,提出一种基于变流器特定开通时刻下米勒平台的IGBT结温监测方法,该方法可有效避免变流器运行工况对... 详细信息

绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为功率变流器的核心部件,监测其结温对于确保变流器的安全可靠运行具有重要的意义。依据电气参数的温敏特性,提出一种基于变流器特定开通时刻下米勒平台的IGBT结温监测方法,该方法可有效避免变流器运行工况对结温监测的影响。首先,分析了栅射极电压的充电过程,从理论上对特定开通时刻下米勒平台与结温的内在关系进行了阐述。其次,搭建小功率整流器实验平台,对不同温度下的米勒平台进行拟合,从而建立米勒平台与温度的映射关系,同时改变工况条件后对所提方法进行了验证;最后,对所提温敏参数影响因素进行了分析,理论与实验表明,该特征参数线性度较好,且不受工况的影响,可在变流器实际工况下实现IGBT结温的精准监测。

关键词：绝缘栅双极晶体管变流器温敏参数栅射极电压米勒平台结温监测

基于单相LCL脉冲整流器的高速铁路牵引网谐波谐振抑制方法

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铁道学报 2016年第3期38卷 27-35页

作者：王隽龙宋文胜葛兴来张文明冯晓云西南交通大学电气工程学院四川成都610031

以电气化高速铁路牵引网谐波谐振问题为研究背景,提供谐波谐振抑制方案为研究目标,从列车车载设备角度出发,提出一种基于单相LCL脉冲整流器的牵引网谐波谐振抑制方法。主要研究工作为:首先,分析了牵引供电网与交-直-交列车耦合系统谐波... 详细信息

以电气化高速铁路牵引网谐波谐振问题为研究背景,提供谐波谐振抑制方案为研究目标,从列车车载设备角度出发,提出一种基于单相LCL脉冲整流器的牵引网谐波谐振抑制方法。主要研究工作为:首先,分析了牵引供电网与交-直-交列车耦合系统谐波谐振的产生机理,提出了在列车牵引传动系统网侧变流器前端采用LCL型替代L型滤波器的谐振抑制方法;其次,建立了单相LCL脉冲整流器的数学模型,分析其电压电流双闭环控制算法;最后,基于Matlab/Simulink搭建了牵引网-列车牵引传动系统电气耦合的联合仿真模型,并对单相LCL型脉冲整流器与传统单相L型整流器进行了仿真对比研究。仿真结果表明,基于LCL滤波器的网侧整流器可有效减少列车网侧电流中的高次谐波,能够有效地抑制牵引网谐波谐振现象发生,为治理车网耦合谐波谐振提供了新的思路。

关键词：牵引供电网谐振抑制单相脉冲整流器 LCL滤波器仿真

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期待可能性理论初探

中共郑州市委党校学报 2008年第3期 121-124页

作者：梁兴来张杰盐城工学院人事处江苏盐城224051 郑州大学法学院河南郑州450001

期待可能性理论自其产生以来,在大陆法系国家或地区的刑法理论和实践中占有相当重要的地位。我国也需要考虑这一理论的引进问题,当然,我们是在对期待可能性理论有比较充分研究的基础之上的引进。

关键词：期待可能性渊源地位标准

不同快菜品系萌发期耐热指标筛选及耐热性评价

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2021年第4期49卷 81-92页

作者：庞强强孙晓东蔡兴来张文周曼海南省农业科学院蔬菜研究所/海南省蔬菜生物学重点实验室/海南省瓜菜育种工程技术研究中心海南海口571100

[目的]确定快菜萌发期耐热评价指标,筛选萌发期耐热种质,为快菜大规模鉴定和耐热机理研究提供方法及优质资源。[方法]以耐热性不同的6份快菜品系(编号分别为B18、B33、B11、B15、B2、B36)为材料,在25(对照),35,37和42℃下进行萌发试验,... 详细信息

[目的]确定快菜萌发期耐热评价指标,筛选萌发期耐热种质,为快菜大规模鉴定和耐热机理研究提供方法及优质资源。[方法]以耐热性不同的6份快菜品系(编号分别为B18、B33、B11、B15、B2、B36)为材料,在25(对照),35,37和42℃下进行萌发试验,分析不同快菜品系对高温胁迫的响应,确定模拟萌发期高温胁迫的最适温度。在模拟高温胁迫下,以38份快菜品系(编号为B1-B38)为材料,测定12个与萌发期耐热性相关的指标,以各指标的耐热系数(γ)作为基础,利用相关性分析、主成分分析、隶属函数分析、逐步回归分析和聚类分析方法,对不同快菜品系萌发期耐热指标进行筛选,对耐热性进行评价。并对38份快菜品系苗期和成株期的田间热害指数及耐热性进行综合评价。[结果]随着胁迫温度升高,6份快菜品系的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数与对照相比均下降,37℃是模拟萌发期高温胁迫的最适温度。在37℃模拟高温胁迫下,12个快菜萌发指标均受到不同程度的影响,相关性分析发现,各指标间存在一定的相关性,主成分分析中5个综合指标可代表不同快菜品系萌发期耐热性原始信息量的92.64%。根据隶属函数中不同品系萌发期耐热性综合评价值(D值)可知,B3品系耐热性最强,B17品系耐热性最差。与快菜耐热性密切相关的指标是活力指数、芽长和根长。38份快菜材料按萌发期耐高温能力可分为3大类,其中20个品系对高温不敏感,8个品系对高温敏感,10个品系对高温有较强的耐受性。苗期和成株期耐热性田间鉴定结果与萌发期室内鉴定结果基本一致。[结论]快菜萌发期模拟高温胁迫最适温度为37℃,活力指数、芽长和根长可作为快菜萌发期耐热性鉴定的首选指标,获取了38份快菜材料萌发期耐热性数据。

关键词：快菜萌发期高温胁迫耐热指标耐热性评价

计及电热参数更新的高速列车牵引整流器IGBT模块寿命评估

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铁道机车车辆 2024年第2期44卷 74-81页

作者：李文鹏张林林王为介葛兴来中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 北京纵横机电科技有限公司北京100094 西南交通大学电气工程学院成都611756

绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为列车变流器的关键部件,其寿命受老化过程中参数变化的影响,为此提出了一种计及电热参数更新的IGBT模块寿命预测方法。首先,利用实车采集到的外部电压、电流数据结合变流器调制策略推导IGBT的驱动信号,进而获... 详细信息

绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为列车变流器的关键部件,其寿命受老化过程中参数变化的影响,为此提出了一种计及电热参数更新的IGBT模块寿命预测方法。首先,利用实车采集到的外部电压、电流数据结合变流器调制策略推导IGBT的驱动信号,进而获得单个IGBT的电压电流;其次,基于数据手册建立Foster热网络模型获取IGBT的结温;之后考虑到实际中IGBT的老化过程,提出一种IGBT结温计算过程中热阻和导通压降的更新策略;最后通过寿命模型对IGBT进行损伤度估算,并通过蒙特卡洛(Monte-Carlo)模拟评估器件寿命计算过程中的不确定性,取得可靠性变化曲线。

关键词：绝缘栅型双极晶体管(IGBT) 寿命评估电热参数蒙特卡洛

不同速生白菜苗期耐热性室内鉴定及耐热指标筛选

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基因组学与应用生物学 2021年第7期40卷 2775-2784页

作者：庞强强蔡兴来孙晓东张文周曼海南省农业科学院蔬菜研究所海南省蔬菜生物学重点实验室海南省瓜菜育种工程技术研究中心海口571100

为构建不同速生白菜苗期耐热性室内鉴定评价体系,以20个速生白菜品种为试验材料,通过设置正常和人工模拟37℃高温2个处理,对苗期的15个指标进行测定,以各单项指标的耐热系数(γ)作为衡量耐热性依据,利用多元分析方法对不同速生白菜品种... 详细信息

为构建不同速生白菜苗期耐热性室内鉴定评价体系,以20个速生白菜品种为试验材料,通过设置正常和人工模拟37℃高温2个处理,对苗期的15个指标进行测定,以各单项指标的耐热系数(γ)作为衡量耐热性依据,利用多元分析方法对不同速生白菜品种耐热能力进行综合评价。结果表明,高温胁迫对各指标的影响存在差异,各候选指标间的相关性还存在信息重叠与交叉现象,主成分分析将高温胁迫下速生白菜苗期的15个单项指标转化为5个彼此独立的综合指标,隶属函数分析得到不同品种苗期耐热性综合评价值(D值),聚类分析将20个速生白菜品种划分为耐热型、中等耐热型和不耐热型3种类型。在此基础上,采用逐步回归方法建立了速生白菜耐热性评价方程。苗期耐热性强的速生白菜品种为B16、B18、B10、B13、B3和B20,可为速生白菜耐热品种选育、耐热机理及调控机制研究提供材料。丙二醛含量(MDA)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、可溶性糖含量(SS)、单株干重(DW)、脯氨酸含量(Pro)、根系活力(RA)、过氧化氢含量(HP)和过氧化氢酶活性(CAT)等8个指标可作为速生白菜苗期耐热性评价指标。

关键词：速生白菜苗期室内耐热性分析耐热指标