检索结果-内蒙古大学图书馆

力学学报 2025年第1期57卷 224-236页

作者：白争锋牛余新崔乐文赵继俊哈尔滨工业大学航天工程系哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(威海)机械工程系山东威海264209

由于加工制造精度以及空间环境等的影响,空间机械臂的几何参数、材料参数等特征参数的不确定性会降低机械臂系统的运动精度及可靠性.为了研究不确定参数和关节间隙对机械臂动态响应的影响,解决由于空间机械臂实验样本数据不足难以获得... 详细信息

由于加工制造精度以及空间环境等的影响,空间机械臂的几何参数、材料参数等特征参数的不确定性会降低机械臂系统的运动精度及可靠性.为了研究不确定参数和关节间隙对机械臂动态响应的影响,解决由于空间机械臂实验样本数据不足难以获得精准的概率可靠性的问题.本文建立了含关节间隙和不确定参数的柔性机械臂的动力学模型和非概率可靠性计算方法,首先通过碰撞力模型和状态函数建立关节间隙数学模型,采用假设模态法描述柔性机械臂的变形,并利用Lagrange法建立含关节间隙柔性机械臂确定性动力学模型.在此基础上,考虑系统参数不确定性,将系统的不确定参数描述为区间变量,建立机械臂的不确定性动力学方程,并利用基于Chebyshev多项式的区间算法求解含区间变量的机械臂的动力学方程.针对空间机械臂的运动可靠性问题,构建了极限状态函数,并分别建立了4种非概率可靠性指标.最后,基于提出的不确定性动力学模型和4种非概率可靠性计算方法进行仿真分析,数值仿真结果验证了所提出的动力学模型和非概率可靠性计算方法的有效性,且可能性法相比Monte Carlo方法的计算效率更高,实现了柔性机械臂的动力学响应预示与非概率可靠性分析.

关键词：机械臂关节间隙不确定性 Chebyshev 多项式非概率可靠性

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SiC/Si混合开关时间延迟及其信号调制方法

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电工技术学报 2025年第4期40卷 1129-1144页

作者：丁四宝王盼宝王卫徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

SiC MOSFET和Si IGBT并联构成的混合开关(SiC/Si HyS)结构是一种优化效率和成本的综合解决方案。依靠SiC MOSFET的低导通时间构建Si IGBT的零电压开通和关断,并继承Si IGBT在高负载电流下的低导通损耗特性,从而提升系统整体效率。为了... 详细信息

SiC MOSFET和Si IGBT并联构成的混合开关(SiC/Si HyS)结构是一种优化效率和成本的综合解决方案。依靠SiC MOSFET的低导通时间构建Si IGBT的零电压开通和关断,并继承Si IGBT在高负载电流下的低导通损耗特性,从而提升系统整体效率。为了更简单高效地生成SiC/Si HyS的SiC MOSFET和Si IGBT驱动信号,该文提出一种针对最小SiC导通模式的信号调制电路,通过配置对应的RC缓冲电路中的电阻、电容值即可调节控制模式中的四个时间尺度,该方法具有灵活简单等优点。首先,理论分析最小SiC导通模式下的SiC/Si HyS结构损耗分布特性;其次,给出信号调制电路原理并介绍信号调制电路的工作原理,建立RC缓冲电路参数和时间尺度之间的函数方程;最后,基于搭建的SiC/Si HyS硬件平台,在双脉冲测试电路中验证最小SiC导通模式下的SiC/Si HyS损耗特性和所提信号调制电路的有效性,并在1.5 kW两电平逆变器中检验所提信号调制电路的动态运行特性。

关键词： SiC MOSFET Si IGBT 混合开关开关损耗信号调制

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基于转子位置误差解耦阻抗建模的永磁同步电机电感在线辨识方法

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电工技术学报 2025年第2期40卷 439-451页

作者：王奇维李斌兴潘冠丞王高林徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

传统永磁同步电机电感在线辨识算法大多基于电机交直轴模型实现,其依赖准确的电机转子位置信息。当无位置传感器控制或位置传感器存在偏置误差时,传统电感辨识方法精度难以保证。为降低转子位置误差影响,该文提出一种基于转子位置误差... 详细信息

传统永磁同步电机电感在线辨识算法大多基于电机交直轴模型实现,其依赖准确的电机转子位置信息。当无位置传感器控制或位置传感器存在偏置误差时,传统电感辨识方法精度难以保证。为降低转子位置误差影响,该文提出一种基于转子位置误差解耦阻抗建模的永磁同步电机电感参数在线辨识方法。根据电机电感在不同转子位置下的数值变化关系特性,构建转子位置误差解耦的虚拟轴系阻抗模型。进而,通过基于高频正弦信号注入的电感辨识方法,实现不受电机转子位置误差影响的电感辨识。为确保所提出方法在不同运行工况的鲁棒性和准确性,对虚拟轴系的构建方法及注入信号参数选取进行分析。所提出的方法在2.2 kW永磁同步电机平台进行验证,证明了电感参数在线辨识的有效性。

关键词：永磁同步电机电感在线辨识高频信号注入等效阻抗模型转子位置误差解耦

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切割和过盈配合对双绕组双聚磁式磁场调制无刷复合结构电机性能影响的研究

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电机与控制学报 2025年第2期29卷 1-13页

作者：刘国鹏白金刚郎杰文王于涛隋义郑萍哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

针对切割和过盈配合导致硅钢片电磁性能下降和电机实测性能与仿真结果不一致的问题,以一台双绕组双聚磁式磁场调制无刷复合结构电机为研究对象,分析了切割和过盈配合对硅钢片和电机性能的影响。首先,根据硅钢片切割后切割边缘附近区域... 详细信息

针对切割和过盈配合导致硅钢片电磁性能下降和电机实测性能与仿真结果不一致的问题,以一台双绕组双聚磁式磁场调制无刷复合结构电机为研究对象,分析了切割和过盈配合对硅钢片和电机性能的影响。首先,根据硅钢片切割后切割边缘附近区域电磁性能受损更严重的特性,研究基于受损区域与未受损区域划分的电机模型,分析切割单独作用时对硅钢片和电机性能的影响。其次,通过基于亥姆霍兹自由能密度的磁应力耦合模型,实现考虑过盈配合应力影响的电机性能计算,分析过盈配合单独作用时对硅钢片和电机性能的影响。再次,通过不同因素作用区域划分和拟合硅钢片磁化曲线,分析两种因素共同作用时的影响。最后,样机实验结果表明,在考虑切割和过盈配合的影响能够降低实测性能与仿真结果间的误差。

关键词：切割过盈配合复合结构电机磁-应力耦合模型拟合磁化曲线电磁性能

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基于谐振型DCX的部分功率调节技术研究综述

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中国电机工程学报 2025年第1期45卷 251-265,I0021页

作者：王懿杰桑汐坤高珊珊徐殿国哈尔滨工业大学电气工程学院黑龙江省哈尔滨市150001

以LLC为代表的谐振变换器具有良好的软开关性能以及高效功率传输优势,但是开关频率的改变会使得谐振点发生偏移,效率显著降低,直流变压器(DC transformer, DCX)工作状态虽有利于实现效率优化,但却限制了系统的电压调节范围。此外,传统... 详细信息

以LLC为代表的谐振变换器具有良好的软开关性能以及高效功率传输优势,但是开关频率的改变会使得谐振点发生偏移,效率显著降低,直流变压器(DC transformer, DCX)工作状态虽有利于实现效率优化,但却限制了系统的电压调节范围。此外,传统全功率传输会导致器件应力高,存在效率优化局限。近年来,部分功率传输由于低应力、高效率以及控制简单等优势得到广泛的应用,将谐振变换器与部分功率技术结合,强化优势互补,提高应用价值,已成为目前的研究热点。文中从部分功率传输概念和基本连接形式入手,对基于谐振型DCX的部分功率调节系统结构进行归纳分析,概括为单级式、两级式以及准两级式3种结构类型,讨论分析适用于不同种类结构的变换器拓扑以及控制方式;其次,对目前所实现的部分功率调节系统所能达到的性能指标进行归纳,并对传统两级级联式结构和另外3种部分功率调节结构的器件数量、电压增益以及工作效率进行综合分析对比;最后,对不同结构的优缺点和应用局限性进行总结,并对未来发展趋势展望,为后续研究提供一定的参考。

关键词：谐振变换器直流变压器部分功率调节单级式两级式准两级式

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构网型与跟网型变流器混联并网系统配比关键影响因素分析

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电力系统自动化 2025年第1期49卷 47-58页

作者：张斌张学广徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001

跟网型变流器在弱电网下存在次同步振荡失稳风险,构网型变流器可以改善混联系统在弱电网下次同步频段的稳定性。在新能源场站中可以适当配置构网型单元提高系统稳定性,故构网型/跟网型变流器的配比是影响系统稳定性的关键因素。文中针... 详细信息

跟网型变流器在弱电网下存在次同步振荡失稳风险,构网型变流器可以改善混联系统在弱电网下次同步频段的稳定性。在新能源场站中可以适当配置构网型单元提高系统稳定性,故构网型/跟网型变流器的配比是影响系统稳定性的关键因素。文中针对构网型与跟网型变流器混联并网系统小干扰稳定性问题,研究了变流器控制系统特性对构网型变流器配比边界条件的影响。首先,建立了构网型与跟网型变流器混联并网系统的状态空间模型,在此基础上分析了构网型/跟网型变流器控制系统各关键参数以及构网型变流器中电压环控制结构对系统稳定性的影响。从保证系统次同步频段小干扰稳定的角度出发,分析了混联系统中构网型变流器配比下限的关键影响因素,得到了各影响因素约束下配比的稳定边界,并利用频域阻抗法对各影响因素的影响机理进行了解释。最后,基于RT-LAB半实物平台验证了理论分析的准确性。

关键词：构网型变流器跟网型变流器混联系统次同步振荡配比小信号稳定性稳定边界

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横向错位磁场调制型无刷双转子电机的电磁问题研究

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中国电机工程学报 2025年第4期45卷 1271-1283,I0005页

作者：王于涛隋义郑萍刘国鹏梁晓宇哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001

在电驱动对转推进领域,横向错位磁场调制型无刷双转子电机(transverse-dislocated magnetic-field-modulation brushless dual-rotor machine,TDMFM-BDRM)具有无旋转绕组且能够输出实时等大反向转矩的特点,解决了传统对转电机中旋转绕... 详细信息

在电驱动对转推进领域,横向错位磁场调制型无刷双转子电机(transverse-dislocated magnetic-field-modulation brushless dual-rotor machine,TDMFM-BDRM)具有无旋转绕组且能够输出实时等大反向转矩的特点,解决了传统对转电机中旋转绕组可靠性差或双转子转矩协同控制难等问题。该文针对横向错位磁场调制型无刷双转子电机展开研究,基于三维磁场调制原理和绕组函数分析电磁转矩的影响因素及变化规律。揭示调制转子横向错位结构的导磁块斜极效应,分析永磁转子极对数、多单元结构和端部导磁块尺寸对定位力矩的影响,给出输出转矩不变下降低定位力矩和转矩波动的方法。进一步研究电机功率因数及其影响因素,给出结构参数和输入电流对功率因数的影响规律。最后,研制横向错位磁场调制型无刷双转子电机样机,通过实验对理论分析进行验证。

关键词：磁场调制无刷双转子电机电磁转矩定位力矩功率因数

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海洋环境对水下无线电能传输系统的影响机理研究进展

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电工技术学报 2025年第3期40卷 653-675页

作者：王得安张剑韬朱春波别致崔淑梅哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001 哈工大郑州研究院郑州450000

水下无线电能传输技术因其能够以非电气接触的形式在海域中实现能源供给,为解决水下无人设备的传统拔插式充电方式所存在的安全性差、寿命低、维护困难等问题提供了一种可行途径。然而,水下无线电能传输系统因复杂的海洋环境使其相比于... 详细信息

水下无线电能传输技术因其能够以非电气接触的形式在海域中实现能源供给,为解决水下无人设备的传统拔插式充电方式所存在的安全性差、寿命低、维护困难等问题提供了一种可行途径。然而,水下无线电能传输系统因复杂的海洋环境使其相比于以电动汽车为代表的陆基无线电能传输面临更多的挑战。该文首先围绕海水介质对无线电能传输系统的影响机理研究进行了详细的综述;其次,针对海洋环境和海水介质存在的附加涡流损耗、极间分布电容、深海压磁效应、海底洋流扰动等典型影响因素的研究进展进行了分析,对目前无线电能传输技术在水下无人装备应用存在的潜在问题和挑战进行说明;最后,对水下无线电能传输系统未来值得关注的研究方向进行展望。

关键词：水下无线电能传输海洋环境涡流损耗无人潜航器磁耦合机构

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基于元件复用的单相无桥倍压式功率因数校正变换器

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电工技术学报 2025年第6期40卷 1840-1852页

作者：丁明远李浩昱赵雷贲洪奇王志亮哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001 北京机电工程研究所北京100074

该文提出一类元件复用型单相无桥倍压式功率因数校正(PFC)电路拓扑,在Sepic、Cuk、Zeta型双变换单元无桥PFC拓扑的基础上,通过重构电流路径以实现双变换单元的合并,使元件利用率得以提高,同时交流侧的高功率因数特性以及相同输出电压下... 详细信息

该文提出一类元件复用型单相无桥倍压式功率因数校正(PFC)电路拓扑,在Sepic、Cuk、Zeta型双变换单元无桥PFC拓扑的基础上,通过重构电流路径以实现双变换单元的合并,使元件利用率得以提高,同时交流侧的高功率因数特性以及相同输出电压下开关管的低电压应力优势被完全保留。该文详尽分析中间储能单元的换流过程以及电路结构的推衍过程,并进行拓扑的性能比较。考虑到电路工作原理分析过程的类似性,以Sepic型单相无桥倍压式PFC变换器为例,对其进行开关周期的模态分析,推导变换器的输入电流特性、稳态电压增益以及器件应力,并对相关电路参数进行设计。最后,搭建实验样机,实验结果验证了该拓扑推衍方案的可行性以及理论分析与参数设计的正确性。

关键词：无桥功率因数校正(PFC)变换器拓扑推衍元件复用倍压式结构

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一种带方波电流注入电路的串联型24脉波整流器

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电力自动化设备 2025年第3期45卷 147-154页

作者：王景芳赵晨姚绪梁李磊刘瑜超陈启明哈尔滨工程大学智能科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

为了解决常规串联型12脉波整流器输入电流谐波含量高的问题,提出了一种带方波电流注入电路(SWCI)的串联型24脉波整流器。SWCI中的单相整流桥被串联在负载通路中,它根据输入电压的极性交替导通来增加整流桥的输出电流的电平数,然后根据... 详细信息

为了解决常规串联型12脉波整流器输入电流谐波含量高的问题,提出了一种带方波电流注入电路(SWCI)的串联型24脉波整流器。SWCI中的单相整流桥被串联在负载通路中,它根据输入电压的极性交替导通来增加整流桥的输出电流的电平数,然后根据交直流两侧电流的对应关系,将整流器的输入电流的台阶数增加到24,进而实现对输入电流谐波的有效抑制。分析结果表明,当SWCI按最优匝比设计时,输入电流被改进为标准的24台阶波,消除了输入电流的11、13次谐波。所提SWCI方案无须采用任何有源器件,且SWCI中辅助变压器的容量仅为整流器输出功率的1.95%,故所提方案具有电路结构简单、易于实现、成本低廉等优点。为了验证理论分析的正确性,搭建了一台输出功率为2 kW的实验样机,实验结果表明采用SWCI方案后,输入电流的总谐波畸变率由12.1%降低为3.6%,谐波被有效降低。

关键词：串联型多脉波整流器谐波抑制电流注入脉波倍增电能质量

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