面向变频器IGBT模块的散热系统设计及优化
这是一篇关于能源管理,变频器,IGBT,等效热阻模型,风扇选型的论文, 主要内容为随着人们越来越重视能源与环境的可持续发展,特别是对于双碳目标下的能源管理,变频器在新能源系统上的应用愈加广泛。绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为一种具有诸多优点和发展潜力的高压大电流等级电力电子器件,在变频器中的应用十分广泛。然而,在IGBT集成化和微型化发展的同时,其功率等级的快速提高带来了明显的高热流密度,需要进行复杂的热分析和热设计,以保证变频器中的IGBT及其它器件的工作性能。本文先介绍了变频器IGBT模块散热的基本理论,并在此基础上对变频器中的主要发热元件IGBT模块进行热分析、热设计以及实验验证。对于热分析部分,本文探讨了IGBT在变频器中的运用,并分析了IGBT模块的工作特性,据此计算验证IGBT模块在正常工作下的热功率;然后在此基础上,通过研究分析电力电子设备常用的两种等效热路模型,建立了适用于本文的等效热路模型,推导出了IGBT模块各节点温度的计算方法。对于热设计部分,结合热分析中得到的IGBT模块功率损耗和具体工程问题,通过对散热风扇的尺寸、风量的确定,设计出基本的散热器结构,并通过仿真得到的系统阻抗曲线与散热风扇本身的PQ曲线进行对比,得到散热风扇的具体型号,然后基于上述设计出的散热系统结构,综合考虑仿真得到的系统中各处温度,对基本散热系统中散热器的特征尺寸和IGBT模块的安装位置进行设计优化,并反馈到之前的散热风扇选型设计上,优化迭代散热系统,并对设备的自主反馈控制系统提供相应的数据参考,优化后的设备与之前相比,IGBT模块上的最高温度降低了7.11%(4.7℃),散热器体积减少了55.9%(2.7698×10-5m3)。对于实验验证部分,本文为变频器IGBT模块及其散热系统搭建了专门的实验平台,通过测量IGBT模块和散热器上的温度,对所设计的散热系统进行散热性能研究。通过与仿真中的结果对比,验证了本论文从变频器IGBT模块的热分析开始,通过对其散热系统的热设计,到最后实验验证的正确性,进一步验证了本文对变频器IGBT模块散热系统进行设计优化迭代思路的可行性,契合了双碳目标下低耗材、小体积和能源精准控制的需求。
香菇菌棒工厂化生产能源管理系统研发
这是一篇关于能源管理,香菇,菌棒,工厂化生产,能耗预测的论文, 主要内容为本文针对香菇菌棒工厂化生产能源管理信息化程度低、数据分散、统计分析困难、缺少能耗预测方法等问题,结合香菇菌棒工厂化生产能源管理的实际需求,构建了香菇菌棒工厂化生产冷藏工序电能耗预测模型,设计并实现了B/S模式的香菇菌棒工厂化生产能源管理系统,主要研究内容与结果如下:(1)完成了菌棒生产过程中各用能设备的分类、设备能耗数据的采集、管理,设计并实现了能耗数据检索服务。通过对工厂实际设备和能耗相关数据特征的分析,结合公司行政架构信息,基于企业的能源环境数据统一平台、大数据资源平台,完成了菌棒生产过程中各种用能设备和其数据项的编码,设计、开发并部署了能耗数据检索服务,统一了能耗数据结构,完成了3个数据采集API,实现了工厂用能设备的高效管理和能耗数据的低成本采集。(2)构建了香菇菌棒工厂化生产电能耗预测模型。通过数据检索服务获取菌棒生产工厂中冷藏工序强冷间的用电数据,在对数据进行异常值处理、重采样、归一化等预处理后,输入基于双向长短期记忆网络和双阶段注意力机制的DABI-LSTM多变量多步能耗预测神经网络模型,模型基于Encoder-Decoder LSTM,采用编码器解码器结构,编码器使用Bi-LSTM,解码器使用LSTM,在编码器和解码器前同时引入注意力机制为不同序列分配权重,优化输入数据。模型训练完毕后,在验证集中时间窗口为40时,十步内预测结果的评价指标平均绝对误差(MAE)为0.142,说明模型有较好的拟合性能,实现了冷藏工序中强冷间电能耗数据的精确预测。(3)设计并实现了香菇菌棒工厂化生产能源管理系统。通过对香菇菌棒工厂化生产过程的实地调研,对数据特征、目标用户、功能需求、非功能需求进行分析,完成了系统的整体架构、功能模块、数据库等方面的设计。系统共8个模块39个用户页面,分别为用户及权限管理模块、基础数据管理模块、能源管理模块、实时监测模块、统计分析模块、能耗预测模块、报警模块、报表管理模块。基于Spring Boot和vue框架,使用前后端分离的开发方式,使用面向对象的软件设计方法,遵循模块化、组件化、低耦合、高内聚的开发原则,研发了香菇菌棒工厂化生产能源管理系统,实现了菌棒生产能源数据智能化采集、电能耗预测、能源使用规范化管理、用能数据统计分析等。
MGT能源管理系统设计与实现
这是一篇关于能源管理,数据采集,Spring技术,UML建模的论文, 主要内容为近年来,我国政府提出中国制造2025规划和企业节能环保生产要求,非常注重企业能源利用率的提升。MGT工厂是微波炉核心部件磁控管生产工厂,生产规模大、设备多,对生产环境温湿度控制要求特别高,生产过程使用大量高能耗设备,能耗在生产成本控制占据非常大的比例。目前MGT工厂未使用动力中控系统,所有动力设备的数据记录都是靠人工现场抄录,整个工厂动力设备信息不畅、不及时、不准确,对能源消耗情况无法汇总并进行报表分析。为了提高加快产业结构优化升级,提高能源利用率与产能效益,需要构建MGT工厂能源管理系统,实现实时在线监控、数据趋势分析、控制生产成本,从而加快全球战略市场布局。本文首先分析了M公司MGT能源管理系统建设的主要背景,探讨了企业在能源消耗方面存在的各种问题,指出了系统建设具有非常重要的应用价值,对课题组织结构进行安排。然后对系统开发使用的Java EE、Spring mvc、MySQL、Hibernate等技术,介绍了技术特点与工作原理。然后文章概述了MGT能源管理系统能源数据采集需求,分析了系统业务流程,采用功能用例图描述了系统业务功能,并指出了系统性能需求。文章指出了系统设计原则,整体设计了总体架构、技术架构等架构,指出了MGT能源管理系统开发使用到的核心技术。然后设计了系统功能结构和网络部署情况,明确了系统功能构成和硬件构成,并从E-R概念模型和数据库表结构物理模型两个方面进行了数据库设计。文章重点详细设计和实现了系统综合管理、数据自动采集与存储、数据手动录入和配置、报警管理、工艺图总揽、监控平面图及数据查询、能耗分类计算、能耗图表分析、能耗报表统计、MES接口等功能模块,通过程序流程图、时序图等UML建模图形方式描述了系统功能,并编码实现了核心功能。文章最后介绍了系统的数据完整性、功能、性能等方面的测试过程,确认系统可以发布上线。通过构建MGT能源管理系统,实现了工厂整个生产过程中涉及到的电、水、气、空调等主要能耗的远程数据采集、远程控制及异常报警,并结合MES系统数据进行有效的能耗分析,优化了能源使用管理,达到了节能降耗的目的,及时发现及处理了设备异常,提高了企业综合效益。通过能源管理和能源监控两大功能的结合,快速实现远程监控现场的异常,对成本消耗的趋势数据做实时监控和预警,对经营决策有非常大的借鉴意义。
能源信息管理系统的开发和应用
这是一篇关于信息化,能源管理,数据仓库,决策支持,原型化的论文, 主要内容为信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择,企业信息化不仅关 系到企业本身竞争力的提高,还关系到国民经济的持续健康发展?关系到我国综 合国力的提升?从能源利用的角度来说,信息化将显著提高能源的实物资源的配 置效率?将有力推动行业的整体技术进步?在更高层次上促进传统产业改造升级 和产业结构优化?提升经济运行和管理水平?尤其是对于设备种类多?投资大? 能耗大的石油化工行业来说,采用现代化的科学管理方法和手段来进行能源的科 学管理,将有效提高企业的生产效率?减少能源消耗?极大地促进能源资源的高 效利用?显著提高能源利用的经济效益,具有十分重要的意义? 本课题是扬子石化公司技术处"能源综合优化平衡模型和信息管理系统的 研究开发"的子课题,也是扬子石化公司 ERP 项目的子系统?本课题分析了我国 石化行业信息化建设的现状和发展趋势,在收集?整理和分析了大量资料的基础 上,针对扬子石化公司的能源管理现状,开发了"扬子能源信息管理系统",来 帮助扬子公司更好地节能降耗?协调企业内部关系?减少管理成本?提高经济效 益?增强企业竞争力? 系统的开发采用了原型化方法, "扬弃"了结构化系统开发方法中的繁文 缛节,继承了其合理内核;在开发阶段又辅以面向对象的程序设计方法,大大加 强了开发的效率?在对扬子石化公司能源管理情况进行了现场考察和分析并与用 户进行反复探讨的情况下,针对各部门能源消耗和处理的实际情况,系统开发选 用了支持面向对象的可视化软件工具 VFP6.0 和动态网页设计语言 JSP?系统平 台选择了最容易让用户接受的 Windows 操作系统,做到安全?稳定?便捷? 系统的主要内容是从扬子石化各能源消耗单位的生产管理系统中采集相关 的能源数据,并对其进行一系列必要的计算处理和平衡优化,并加以反馈控制, 为总公司及时准确的掌握全公司能源信息和进行能源管理提供决策支持? 数据库的设计上吸收了数据仓库的概念,很好的解决了在各分厂异构平台上 进行数据采集的难题,也为系统进行复杂的能源处理提供了帮助?本系统还设计 了利用网络进行远程数据的传输与交互的功能,信息传递及时?准确,解决了扬 子公司各厂物理地点分散?信息交互困难的问题?此外,本系统中还预留了接口, Ⅰ
云平台下钢铁企业能源管理系统设计与实现
这是一篇关于云平台,氧气预测,能源管理,扩展的RBAC,Docker的论文, 主要内容为钢铁生产过程中能源种类多、结构复杂,传统的能源管理模式访问控制关系复杂,缺乏层次管理及全局管理,造成能源管理过程中多头化、粗放化现象,管理效率低,并且传统的能源管理系统还存在系统资源利用率低,开发及维护成本高等问题。本文设计开发了云平台下钢铁企业能源管理系统。在考虑云平台多租户特性的基础上,提出了一种扩展的RBAC模型,简化并扩展了系统的权限管理,并以此模型为原型详细设计并实现了租户管理、用户管理、角色管理、权限管理、业务管理及云数据库管理等六个功能模块。其中业务模块实现了系统某钢铁企业租户的氧气预测,开发了后台预测计算服务和基于Web的前端交互界面,云数据库管理模块实现了基于Docker数据库镜像的自动化部署与卸载,多租户数据库创建、删除、启停等数据库管理的基本操作,并进行了系统架构和数据库方面的优化,实现了基于Docker容器的负载均衡和数据库的主从同步。在解决了系统访问高并发、数据读写压力大与数据安全等问题的同时提高了系统的资源利用率。本文设计的云平台系统打破了传统钢铁企业管理应用系统只能对单一租户服务的局限性,实现了系统的多租户管理,并实现了一种基于Docker的快速化、轻量化的系统部署及数据库管理,为钢铁企业信息化构建新的管理模式具有重要的意义。
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