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混合封装电力电子集成模块内功率电路对驱动保护电路的热影响

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电子器件 2004年第1期27卷 19-23页

作者：曾翔君余小玲王晓宝杨旭王兆安西安交通大学电气工程学院西安电力电子研究所西安710049

混合封装电力电子集成模块(IPEM)是目前中功率范围内电力电子集成的主要方式。IGBT器件与控制和驱动电路高密度地封装在一起,IGBT的发热对驱动保护电路会产生非常不利的影响,我们针对这个问题进行了研究。利用三维有限元法建立了模块内... 详细信息

混合封装电力电子集成模块(IPEM)是目前中功率范围内电力电子集成的主要方式。IGBT器件与控制和驱动电路高密度地封装在一起,IGBT的发热对驱动保护电路会产生非常不利的影响,我们针对这个问题进行了研究。利用三维有限元法建立了模块内的传热模型,对不同发热功率下IGBT的结温以及驱动保护电路PCB的最高温度进行了计算和分析。另外,对功率电路与驱动保护电路PCB之间存在空气隙以及模块完全被密封后模块内的传热问题也进行了实验研究。

关键词：电力电子集成模块传热 3d有限元模型

通电加热过程中具有不均-电气特性的固体复合食品温度分布模型的建立

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通电加热过程中具有不均-电气特性的固体复合食品温度分布模型的...

作者：郭雯上海海洋大学

学位级别：硕士

【研究背景及目的】作为一种新型节能方法,最近通电加热引起了食品行业的兴趣。因为在热加工中最主要的关键因素是加热履历和温度分布。在通电加热过程中还要需要特别考虑电流的分布,多相或多组分的复合食品加热后温度分布不均匀的情况... 详细信息

【研究背景及目的】作为一种新型节能方法,最近通电加热引起了食品行业的兴趣。因为在热加工中最主要的关键因素是加热履历和温度分布。在通电加热过程中还要需要特别考虑电流的分布,多相或多组分的复合食品加热后温度分布不均匀的情况表明了调查复杂食品体系热行为的重要性。然而,对于多组分食品特别是固体复合食品并没有足够有效的研究数据。因此,模拟具有不同电气特性的固体食品在通电加热过程中的热行为是一个很大的挑战。本研究研究了设计了四个典型的固体复合食品体系:并联、串联和两种四周包围的体系,分别是外层电导率高和外层电导率低,同时研究了这四种体系通电加热过程中的温度分布和加热特性。并且用求解麦克斯韦方程组代替传统用焦耳定律来解析通电加热,用一种基于电磁场分析的全新的方法预测了通电加热过程中食品的发热量。【材料与方法】1、电导率的测定电导率,σ(S m)是数学模拟中的一个重要参数,可以由电感电容电阻测量计(Hi TESTER3532-50,HIOKI ***.,Japan)测量出的阻抗计算得到。本研究分别考察了土豆泥和含1 wt%Na Cl的土豆泥(含水量均为80 wt%)的电导率。这两种成分用来组成四种食品体系,在20-80℃的水浴条件下每隔5℃测量一次电导率。2、通电加热后温度分布的考察研究了通电加热后四种填充方式食品体系的温度分布。在通电加热过程中,通电加热装置(FJB-55,Frontier Engineering ***.,Japan)提供电压为50 V,频率为20 k Hz的交流电源。通电加热一定时间后,用红外成像仪(TH7102WV,NEC San-ei Instruments,Ltd.,Japan)拍摄样品中心横切面的热图,并与温度分布的模拟结果进行比对。3、建立温度分析的3d有限元模型用基于有限元法的两款商业软件包,FEMAP(V10.2,Siemens PLM Software Inc.,USA)和PHOTO-Series(V7.2,PHOTON ***.,Japan)建立了几何模型并进行了温度预测。通过求解麦克斯韦方程组分析了电磁场从而预测了单位体积的内部发热量(Q,J s m)。【结果与讨论】在通电加热过程中,电导率(σ)是影响电流分布的关键因素。温度升高对于离子移动的阻力变小,因此实验结果显示电导率与温度具有线性上升关系并且得出了经验公式。同时发现,导电率也具有频率依存性,两者具有对数函数的关系。另外,在一定范围内,电导率随着盐含量的增加而增加。从温度分布的研究中可以看出,在通电加热过程中,不同的组分以及它们在加热器中的排列方式对温度分布具有显著影响。如在并联和串联模型中,温度分布具有完全相反的影响。在并联电路中,中间填充土豆泥的部分比周围填充含盐土豆泥的部分低,这是因为电流比较容易通过导电率高的组分。相反地,在串联连接时,填充土豆泥的部分比周围填充含盐土豆泥的部分温度高,这是因为在串联电路中,流经每个组分的电流是相同,而土豆泥具有相对较大的阻抗,所以发热量大温度较高。另外,本研究建立了基于麦克斯韦方程组的3d有限元模型成功模拟了通电加热过程中固体复合食品的温度分布,实验现象和模拟结果具有良好的一致性。这一结果暗示了通电加热通过电极配置提高固体复合视频温度分布均匀性的潜在应用。

关键词：固体复合食品通电加热温度分布 3d有限元模型麦克斯韦方程组

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空载合闸励磁涌流对变压器绕组受力的影响

山东电力技术 2021年第9期48卷 33-39页

作者：王继豪曹志伟孙福春辜超商攀峰山东电力研究院山东济南250003 国网山东省电力公司电力科学研究院山东济南250003

变压器设计时往往考虑短路电流的冲击,很少考虑空载合闸励磁涌流(简称励磁涌流)的冲击。据统计,已有多台变压器在空载合闸过程中发生匝间短路故障,故障前均出现较大的励磁涌流,这说明变压器故障与励磁涌流有一定关联。为此,建立自耦变压... 详细信息

变压器设计时往往考虑短路电流的冲击,很少考虑空载合闸励磁涌流(简称励磁涌流)的冲击。据统计,已有多台变压器在空载合闸过程中发生匝间短路故障,故障前均出现较大的励磁涌流,这说明变压器故障与励磁涌流有一定关联。为此,建立自耦变压器3d有限元模型,对比研究励磁涌流和短路电流作用下高压绕组受力情况。研究发现:短路时,高压绕组I端部轴向力最大,而励磁涌流作用下该绕组所受轴向力方向改变且中间部位轴向力最大;高压绕组II均是中间部位轴向力最大,但励磁涌流只需要达到短路电流的45%即可产生相同的轴向力。励磁涌流出现频次和持续时间远高于短路电流,过大的励磁涌流会造成绕组变形或匝间绝缘受损并有积累效应,可能诱发变压器故障。

关键词：空载合闸励磁涌流自耦变压器 3d有限元模型轴向力

星型轮系人字齿轮传动系统三维有限元建模和模态特性分析

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机械传动 2022年第9期46卷 109-117,170页

作者：钱露露娄鹏冯金罗健黄钟韬中国航发商用航空发动机有限责任公司机械系统部上海201108

以一种星型轮系人字齿轮传动系统为研究对象,为了查找系统共振原因,建立模态分析3d有限元模型,分析了星型轮系人字齿轮传动系统的模态特性。根据星型轮系试验测试结果,发现转频激励和啮频激励引起的共振是系统振动幅值的主要组成部分;... 详细信息

以一种星型轮系人字齿轮传动系统为研究对象,为了查找系统共振原因,建立模态分析3d有限元模型,分析了星型轮系人字齿轮传动系统的模态特性。根据星型轮系试验测试结果,发现转频激励和啮频激励引起的共振是系统振动幅值的主要组成部分;根据这一现象,基于齿轮啮合刚度矩阵,建立3d有限元模型,分析了系统的模态特性。结果表明,仿真所得转频共振模态和啮频共振模态与试验均具有唯一对应性,啮频共振模态主要表现为内齿圈的5节径振型耦合齿轮副扭转振型。该有限元模型的建立为星型轮系人字齿轮传动系统的共振预测和共振原因分析提供了有价值的参考方法。

关键词：星型轮系人字齿轮 3d有限元模型模态特性