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关键词： 感应电机   无速度传感器控制   扩张滑模观测器   锁相环  

摘要： 在高性能感应电机无速度传感器矢量控制系统中，需要对转子磁链与转速进行准确的估计，而电动势项包含直流偏置，影响了转子磁链的准确估计。而且传统的正交锁相环方法在加减速工况下，转速估计难以收敛至实际值。该文针对这两个问题，首先，设计一种以定子电流与电动势为状态变量的Super-Twisting滑模观测器，结合可编程滤波器来估计转子磁链，以提升转子磁链估计精度；其次，提出一种基于扩张滑模锁相环的速度估计方法，提高加减速工况下的转速估计性能；最后，通过1.5 kW感应电机测试平台验证所提方法的有效性。

关键词： IGBT   寿命分散性   串联   功率循环   老化   表征方法  

摘要： IGBT器件采用串联拓扑增加耐压等级以满足实际应用需求，但多器件串联增加了老化参数的监测数量和难度。为了研究寿命分散性对器件串联寿命的影响，揭示不同失效模式下串联IGBT与单一IGBT的寿命差异，首先，分析了功率循环中现有的老化参数监测方法，提出了寿命的特征分析模型；然后，结合失效分离的试验方法，分析了功率循环中键合线失效和焊料老化两种典型失效形式下的寿命分散性对串联寿命评估的影响；最后，分析了寿命高分散性和串联数量对器件串联寿命的影响，建立了寿命分散性差异与器件串联的老化表征方法有效性的关系，提出了考虑寿命分散性的器件串联老化监测的监测单元最大数量，为减少器件串联数量提供了实验和理论依据。

关键词： T型三电平逆变器   六相永磁同步电机   直接转矩控制   中点电压平衡   零序电流抑制  

摘要： 在三电平六相电机驱动系统中，存在中点电压不平衡及零序电流导致定子电流畸变等问题。为此，该文针对T型三电平逆变器供电的六相永磁同步电机，提出一种具有中点电压平衡与零序电流抑制功能的直接转矩控制（DTC）策略。为实现DTC的快速构建，该策略基于两电平三相电机DTC结构，利用精简后的开关状态，在六相绕组轴线上分别合成满足控制要求的4个电压矢量，然后通过两个滞环比较器结合简单的扇区划分，确定最优电压矢量所在轴线，同时构建中点电压与零序电流控制平面，并对系统在控制平面所处扇区进行判断。在此基础上，根据最优电压矢量所在绕组的相电流iy的极性，实现最优电压矢量的选择，并进一步构建DTC最优开关矢量表。最后，通过实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

关键词： T型三电平逆变器   永磁伺服电机   直接转矩控制   零序电压   中点电位平衡  

摘要： 为了解决T型三电平逆变器供电的三相永磁伺服电动机驱动系统的电容电压不平衡问题，本文提出一种基于零序电压注入的载波调制直接转矩控制策略。首先，通过电机模型计算完成了直接转矩控制策略的构建。其次，由预期电压值进行坐标变换得到参与PWM控制的调制电压，实现了载波调制与直接转矩控制结合。最后，为了实现中点电位的平衡控制，根据上下电容电压的采样差值计算和校正注入的零序电压值。实验结果表明，所提控制策略能够有效实现转矩脉动的减小和中点电压的平衡控制。

关键词： IGBT   键合线   焊料层   热参数   结温自适应  

摘要： 绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）是电动汽车和电力机车等中大功率机电系统动力来源的核心器件，其可靠状态直接关乎系统安全，准确的状态信息获取是提高系统可靠性的重要前提。为解决当前状态信息获取方法相对单一，且手段繁琐，需要反复迭代修正的问题。提出一种准在线自适应获取IGBT模块键合线和焊料层老化状态的方法。利用米勒电压的老化不变性，修正结温估算误差，以实现高精度的导通电压和热阻测量。该方法只需进行一次简单的器件的初始状态测量，在实际应用时即可自适应计算出器件的两种老化状态参数，无需人为校正。使用时仅需将测量电路嵌入驱动器，并在散热基板上预埋热电偶即可，其他数据均可来自现有传感器。提出的一种准在线监测策略，使得以上状态信息以开机自检程序的形式，应用于通用的逆变器回路中，无需拆卸或改装驱动系统。测量实验结果表明：该方法测量的指示参数具有极高的精度和较好的可重复性，不同的负载电流下多次测量结果误差不超过1%，表明该方法可灵活应用于多种条件下。加速老化试验结果表明：该方法所测量的状态指示参数随着器件老化而单调变化，状态指示参数与器件老化程度存在明确的映射关系。研究结果为进一步优化电力机车和动车组列车动力系统的可靠性和修程制定提供参考。

关键词： 双面散热IGBT模块   功率循环寿命   影响机理   有限元模型   环氧树脂塑封  

摘要： 双面散热IGBT模块以其热阻小、功率密度高、寄生电感小等优势逐渐成为电动汽车功率器件的首要选择，其封装可靠性也受到广泛关注。虽然不少厂商和学者针对模块内部各材料进行功率循环研究，但作为与芯片、三层焊料直接接触的环氧树脂是否对双面散热IGBT模块的功率循环寿命有影响尚且未知。本文对环氧树脂塑封的双面散热IGBT模块和无环氧树脂的双面散热IGBT模块开展相同条件下的功率循环试验，试验结果表明环氧树脂能提高双面散热IGBT模块的焊料寿命，从而提高其功率循环寿命，但会引起芯片失效。通过试验前后超声波扫描以及功率循环仿真解释了环氧树脂对双面散热IGBT模块的影响机理。该研究成果可为半导体器件厂商设计和制造双面散热IGBT模块提供参考。