检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第2期61卷 97-105页

作者：孙凯兵李欣梅云辉天津大学材料科学与工程学院天津300350 天津工业大学电气工程学院天津300387

随着宽禁带(Wide band gap,WBG)功率半导体器件的不断发展,目前高电压功率器件的电压等级已经可以达到20 kV,这给高电压功率器件封装的电气可靠性带来了新的挑战。高电压功率器件封装内部“三相点”处极易发生电场集中从而引起局部放电... 详细信息

随着宽禁带(Wide band gap,WBG)功率半导体器件的不断发展,目前高电压功率器件的电压等级已经可以达到20 kV,这给高电压功率器件封装的电气可靠性带来了新的挑战。高电压功率器件封装内部“三相点”处极易发生电场集中从而引起局部放电导致器件封装绝缘失效。非线性电导涂层(Field-dependent conductivity,FDC)材料被认为是解决这一问题的关键。虽然非线性电导涂层材料已经成为高电压封装的重要解决方案,但是非线性电导涂层材料的制备方案对其性能的影响尚不明确。为了制备并设计出性能更为优异的非线性电导涂层材料,通过有限元仿真和试验,分析了非线性电导涂层材料制备的三大必备要素基体材料、掺杂颗粒、涂层厚度对非线性电导涂层材料成型性、耐温性、绝缘耐压性、涂层结合强度以及其热-机械应力等性能的影响。通过分析非线性涂层材料制备方案对材料几个重要性能的影响规律,本研究可为优异和高可靠性的非线性电导涂层材料的设计和制备提供指导和方案。

关键词：电力电子高电压功率器件绝缘封装

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大型社区多功率等级的电动汽车充电负荷预测

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电力系统及其自动化学报 2025年

作者：肖朝霞刘翔宇王璇张一帆天津工业大学电气工程学院

随着电动汽车在大型社区的渗透率不断提高，以及充电功率等级、车主出行行为和充电模式的差异，使充电负荷预测愈发复杂的问题，提出一种多功率等级的电动汽车充电负荷预测方法。首先，利用具有短期高预测精度特性的灰色GM(1，1)预测模... 详细信息

随着电动汽车在大型社区的渗透率不断提高，以及充电功率等级、车主出行行为和充电模式的差异，使充电负荷预测愈发复杂的问题，提出一种多功率等级的电动汽车充电负荷预测方法。首先，利用具有短期高预测精度特性的灰色GM(1，1)预测模型预测近两年的城市电动汽车保有量以扩充样本数据，进而建立基于遗传算法和Bass模型的电动汽车保有量中长期预测方法；其次，结合所收集的城市充电桩数据，将典型天划分为工作日、双休日和大型节假日，建立符合中国城市居民出行特征的充电行为概率模型；最后，构建兼顾电动汽车电池容量与停车时长的不同充电功率选择模型，提出基于蒙特卡洛模拟法的典型天不同功率等级的电动汽车充电概率模型。通过天津市某大型社区的算例分析，验证了该方法能够准确预测不同功率等级电动汽车的充电负荷变化趋势，为未来社区充电设施的规划和建设提供数据支持。

关键词：大型社区电动汽车灰色GM(1，1) Bass模型负荷预测充电功率等级

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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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基于比例谐振内模扩张状态观测器的PMLSM推力波动抑制策略

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2449-2458页

作者：张国强赵新茹张恒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

定位力是永磁同步直线电机(PMLSM)产生推力波动的主要原因,导致振动和噪声,恶化驱动系统运行性能。针对这一问题,该文提出一种基于比例谐振内模扩张状态观测器(PR-IMESO)的PMLSM推力波动抑制策略以提高系统控制精度和运行性能。首先,对P... 详细信息

定位力是永磁同步直线电机(PMLSM)产生推力波动的主要原因,导致振动和噪声,恶化驱动系统运行性能。针对这一问题,该文提出一种基于比例谐振内模扩张状态观测器(PR-IMESO)的PMLSM推力波动抑制策略以提高系统控制精度和运行性能。首先,对PMLSM推力波动进行建模与分析,针对推力波动中占比较大的定位力分量,根据内模原理研究考虑定位力模型的内模扩张状态观测器(IMESO),并在观测器中引入谐振项以加强对二次脉动定位力的抑制。所提出抑制策略对PMLSM定位力具有良好的观测及补偿能力,还可对其余未建模的复杂动子推力波动进行抑制,具有较好的推力波动整体抑制效果。最后,在一台750 W的PMLSM实验平台上验证所提出抑制策略的有效性。

关键词：永磁同步直线电机定位力比例谐振内模扩张状态观测器推力波动抑制

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基于WP-TRP的滚动轴承故障诊断方法

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东北大学学报(自然科学版) 2025年第3期46卷 20-27页

作者：王娜崔月磊罗亮王子从天津工业大学控制科学与工程学院天津300387 天津工业大学天津市电气装备智能控制重点实验室天津300387

针对故障诊断中传统时频域法提取特征时易受主观因素影响而导致冗余,且深度学习算法受训练数据影响导致计算复杂性较高的缺点,将时域和频域结合,提出一种基于小波包-无阈值递归图(WPTRP)的滚动轴承故障诊断方法.首先,提出递减信息熵准则... 详细信息

针对故障诊断中传统时频域法提取特征时易受主观因素影响而导致冗余,且深度学习算法受训练数据影响导致计算复杂性较高的缺点,将时域和频域结合,提出一种基于小波包-无阈值递归图(WPTRP)的滚动轴承故障诊断方法.首先,提出递减信息熵准则,以克服小波包分解的主观性,获取更准确的时频域特征;在此基础上,引入无阈值递归图思想,充分提取数据初始时域特征,并利用奇异值分解进一步降低冗余特征,提高计算效率.然后,引入海洋捕食者算法来获得支持向量机最优参数,实现故障诊断的准确分类.最后,通过标准滚动轴承数据集仿真验证了所提方法的有效性.

关键词：故障诊断小波包分解信息熵无阈值递归图奇异值分解海洋捕食者算法

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复杂工况下的永磁同步电机典型绕组故障在线诊断

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1764-1776页

作者：刘蔚李万铨王明峤郑萍赵志衡哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

绕组故障作为永磁同步电机常见的故障之一,严重影响电机正常运行。但由于电机运行工况复杂,故障特征波动严重,基于故障特征的诊断精度较低。为提高复杂工况下绕组故障的诊断精度,该文提出一种复杂工况下基于控制器信号的在线诊断方法。... 详细信息

绕组故障作为永磁同步电机常见的故障之一,严重影响电机正常运行。但由于电机运行工况复杂,故障特征波动严重,基于故障特征的诊断精度较低。为提高复杂工况下绕组故障的诊断精度,该文提出一种复杂工况下基于控制器信号的在线诊断方法。首先,对典型绕组故障进行故障机理分析,并通过基于自适应随机窗的快速傅里叶变换(FFT),提取控制器信号的相应故障特征;其次,通过研究单一工况和复杂工况下的各故障特征分布,揭示部分故障特征会在低转速工况下失效;再次,定义了复杂工况下故障特征性能指标,用于筛选故障特征;最后,在人工神经网络的基础上,提出了深度优化人工神经网络,引入批量归一化(BN)算法,并对深度网络结构残差化,提高网络泛化能力和诊断准确性。实验结果表明,通过计算故障特征性能指标,能够在诊断前对故障特征进行有效筛选,且深度优化人工神经网络的诊断准确性高、泛化能力强,在复杂工况下能够实现电机典型绕组故障的精确在线诊断。

关键词：永磁同步电机绕组故障在线故障诊断特征提取深度优化人工神经网络

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双频DC-DC变换器的磁集成技术

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电工技术学报 2024年第13期39卷 4025-4036页

作者：高圣伟李永宵田金锐刘磊天津工业大学电气工程学院天津300387 天津市电气装备智能控制重点实验室天津300387

双频Buck变换器由两个降压单元级联构成,具有动态响应快,开关损耗小等优势。然而不足的是磁件占据了整个系统的大部分体积与重量,降低了系统的功率密度。针对这一问题,提出一种三段式绕制磁集成技术,将磁件以解耦的方式集成在一副磁心... 详细信息

双频Buck变换器由两个降压单元级联构成,具有动态响应快,开关损耗小等优势。然而不足的是磁件占据了整个系统的大部分体积与重量,降低了系统的功率密度。针对这一问题,提出一种三段式绕制磁集成技术,将磁件以解耦的方式集成在一副磁心中。该文首先建立集成磁件的磁路等效模型,通过抵消各绕组之间的耦合作用推导出解耦条件,并详细阐述了磁心的选取、匝数以及气隙的设计原则。其次,利用有限元仿真平台对所提集成磁件进行建模分析,与现有的集成方法相比,磁通密度分布更为均匀,磁心的利用率得到了有效提升。最后,搭建一台48 V/12 V、108 W的实验样机,体积和重量同分离磁件相比降低了31.2%和25.3%,提高了系统的功率密度,验证了该集成方法理论分析的正确性和可行性。

关键词：双频Buck变换器解耦集成有限元仿真磁通密度功率密度

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有源前端组网的直流船舶电网高能效运行控制

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电力系统及其自动化学报 2024年第1期36卷 61-70页

作者：肖朝霞朱洪驰曹家宁徐瑞张世荣天津工业大学电气工程学院天津300384 天津工业大学控制科学与工程学院天津300384

直流船舶电网为航运业绿色转型提供了有效可行的解决方案。考虑到实际船舶的运行工况,本文提出一种分层协调控制策略,主要用于有源前端组网的直流船舶电网中功率单元协调运行的设备层控制系统和功率层控制系统。其中,设备层控制系统负... 详细信息

直流船舶电网为航运业绿色转型提供了有效可行的解决方案。考虑到实际船舶的运行工况,本文提出一种分层协调控制策略,主要用于有源前端组网的直流船舶电网中功率单元协调运行的设备层控制系统和功率层控制系统。其中,设备层控制系统负责实现发电机组转速的无静差跟随与不同容量柴油发电机组间的动态/稳态功率共享;功率层控制系统负责提升母线电压质量,提高系统能效。最后,利用仿真与半实物仿真系统对控制策略进行验证,结果表明该控制策略可有效提高系统运行能效,最高节省约10%的燃油。

关键词：直流船舶电网有源前端动态/稳态负载功率共享能效分层协调控制

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基于新型多电平功率变换器的SRM转矩分配函数控制方法

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天津工业大学学报 2025年第2期44卷 51-62页

作者：蔡燕万耀华刘云虎吴宇航天津工业大学电气工程学院天津300387

针对开关磁阻电机(SRM)的传统转矩分配函数(TSF)控制方法在重叠导通区转矩脉动较大的问题,提出一种基于新型多电平功率变换器(MLC)的SRM在线TSF控制方法。利用新型MLC具有的高压快速励磁和高压快速退磁功能来提高各相绕组的转矩跟随能力... 详细信息

针对开关磁阻电机(SRM)的传统转矩分配函数(TSF)控制方法在重叠导通区转矩脉动较大的问题,提出一种基于新型多电平功率变换器(MLC)的SRM在线TSF控制方法。利用新型MLC具有的高压快速励磁和高压快速退磁功能来提高各相绕组的转矩跟随能力;并将重叠导通区划分为2个区域,在不同区域依据各相转矩输出能力在线分配参考转矩以进一步减小转矩跟随误差;在减小转矩脉动的同时,运用粒子群优化(PSO)算法对不同工况下的角度控制参数进行离线寻优,以进一步降低电机铜耗。通过仿真和实验对该方法的有效性进行验证,结果表明:本文所提方法有效地减小了电机转矩脉动,尤其在高转速时相较传统方法转矩脉动最高降低了46.6%,同时电机效率也得到了提高。

关键词：开关磁阻电机(SRM) 转矩脉动多电平功率变换器(MLC) 转矩分配函数(TSF) 粒子群优化算法(PSO)

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