检索结果-内蒙古大学图书馆

高电压技术 2025年第1期51卷 459-466页

作者：王坤冯嘉祺李志远张云香河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401

为解决纳秒级金属丝电爆炸中快前沿脉冲电压的精确测量难题,研制了一种带有电容补偿的电阻分压器。对地杂散电容以及高、低压臂两端的寄生电容是影响电阻分压器高频特性的主要因素,通过对金属丝电爆炸腔体进行三维建模来设计补偿电容的... 详细信息

为解决纳秒级金属丝电爆炸中快前沿脉冲电压的精确测量难题,研制了一种带有电容补偿的电阻分压器。对地杂散电容以及高、低压臂两端的寄生电容是影响电阻分压器高频特性的主要因素,通过对金属丝电爆炸腔体进行三维建模来设计补偿电容的结构,提出了补偿杂散电容的方法。电阻分压器使用较高介电强度与介电常数的凝胶作为补偿电容介质来提升最高工作电压。模型的仿真结果表明,分压器能够在直流到100 MHz的宽频带范围内保持稳定的分压比和输出电压相位。采用直线型变压器驱动源产生的纳秒级前沿高压方波对分压器进行标定,并测量了金属丝电爆炸实验中的电压波形。该研究设计的电容补偿型电阻分压器能够精确地测量纳秒级前沿金属丝电爆炸的电压波形。

关键词：金属丝电爆炸电阻分压器电容补偿仿真设计高频

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锂离子电池电化学-热-应力三维耦合建模及应力分布研究

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电工技术学报 2025年第4期40卷 1307-1322页

作者：刘素贞陈永博张闯徐志成金亮省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300130 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学) 天津300130

锂离子电池工作过程中产生的扩散诱导应力和热应力,会导致电池内部发生多种形式的力学损伤,进而导致电池容量减少和寿命缩短,准确获取锂离子电池应力分布和演变情况对研究电池老化机制至关重要。因此亟须研究一种能够获取锂离子电池工... 详细信息

锂离子电池工作过程中产生的扩散诱导应力和热应力,会导致电池内部发生多种形式的力学损伤,进而导致电池容量减少和寿命缩短,准确获取锂离子电池应力分布和演变情况对研究电池老化机制至关重要。因此亟须研究一种能够获取锂离子电池工作过程中内部应力分布及演化的方法,以揭示应力对其寿命的影响,进一步提高设计和优化的效率。该文首先研究锂离子电池电化学、热、力的多物理场耦合机制,建立锂离子电池电化学-热-应力三维耦合模型;其次搭建锂离子电池充放电实验平台并测试不同倍率下电池的表面温度和表面压力,验证了所建模型的有效性;最后通过验证后的模型分析了电池在不同倍率恒流充电过程中内部应力分布及演化规律。该模型可以有效获取锂离子电池在运行过程中的应力分布情况,有助于电池失效机理研究,为电池的优化设计和应用提供参考。

关键词：锂离子电池三维耦合模型扩散诱导应力热应力应力分布

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趋肤深度对增强型电磁推进器电感梯度的影响

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华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 21-27页

作者：闫荣格安康杨庆新赵文月河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室天津300130

为了准确描述电感梯度随增强型电磁推进器尺寸、实际工况下动态电流趋肤深度和温度变化的情况,建立基于动态电流趋肤深度的轨道几何模型,得到了综合考虑装备尺寸和电流的速度趋肤效应的电感梯度解析计算方法.通过多次推进实验对电枢速... 详细信息

为了准确描述电感梯度随增强型电磁推进器尺寸、实际工况下动态电流趋肤深度和温度变化的情况,建立基于动态电流趋肤深度的轨道几何模型,得到了综合考虑装备尺寸和电流的速度趋肤效应的电感梯度解析计算方法.通过多次推进实验对电枢速度进行测试,结果表明:解析计算的电枢速度与实际测试情况相比误差较小,从而验证了该方法的正确性,这不仅可以揭示电感梯度随电流趋肤深度的变化规律,而且能够为预测增强型电磁推进器的电枢速度提供理论指导.

关键词：增强型电磁推进器动态电流趋肤深度电感梯度解析法温度变化

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一种±5 kV双极性直线型变压器驱动源设计及其在电穿孔中的应用

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强激光与粒子束 2025年第1期37卷 91-97页

作者：李响周伟康王坤河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401

提出了一种双极性直线型变压器驱动源布局结构,实现了双极性直线型变压器驱动源模块的灵活叠加。通过调节驱动电路的驱动电压来调控金属氧化物半导体场效应晶体管的导通时间,精确控制脉冲电压的上升时间。在直线型变压器驱动源结构中引... 详细信息

提出了一种双极性直线型变压器驱动源布局结构,实现了双极性直线型变压器驱动源模块的灵活叠加。通过调节驱动电路的驱动电压来调控金属氧化物半导体场效应晶体管的导通时间,精确控制脉冲电压的上升时间。在直线型变压器驱动源结构中引入了磁芯-铜柱一体结构和反向过冲泄放回路,优化了电磁兼容性,减小了脉冲波尾的反向过冲。研制的双极性直线型变压器驱动源在1 kHz的频率下能够稳定输出脉冲宽度为1μs、幅值为±5 kV的脉冲电压,上升时间从30 ns到100 ns内连续可调。利用研制的双极性直线型变压器驱动源开展了细胞不可逆电穿孔实验。

关键词：直线型变压器驱动源双极性纳秒脉冲不可逆电穿孔

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基于罗氏线圈的高频双有源桥变换器电流模式控制及实现

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电工技术学报 2025年第6期40卷 1888-1899页

作者：朱博阳韩伟健陈建良辛振省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300401

电流模式控制是实现双有源桥变换器(DAB)高动态功率调控的有效手段。但在高频高功率密度应用场合,现有的电流模式控制方案仍存在电流传感器带宽不足、“模拟+数字”混合控制器实现复杂的问题。基于“比较触发”机制,该文提出一种适用于... 详细信息

电流模式控制是实现双有源桥变换器(DAB)高动态功率调控的有效手段。但在高频高功率密度应用场合,现有的电流模式控制方案仍存在电流传感器带宽不足、“模拟+数字”混合控制器实现复杂的问题。基于“比较触发”机制,该文提出一种适用于高频DAB变换器(百kHz开关频率)的电流模式控制及实现方法,通过罗氏线圈实现高频电感电流的精确感知,并设计基于单一微控制器的模数混合电流模式控制器,简化了控制系统结构、降低了系统成本。采用该文提出的控制方案,可实现高频DAB变换器电感电流的高动态控制,进而实现变换器的快速功率调控和逐周期限流保护。实验结果表明:所提方法实现了200 kHz DAB变换器的电流模式控制,电感电流的动态响应时间仅为2.5μs,开关频率水平和动态响应远高于并优于已有研究成果。

关键词：双有源桥变换器电流模式控制罗氏线圈动态响应

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基于能量模型与电磁场数值法的高频激励下纳米晶材料磁滞特性预测模型

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中国电机工程学报 2025年第5期45卷 2027-2038,I0035页

作者：姬俊安赵志刚张时陈天缘贾慧杰省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津市北辰区300401 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学) 天津市红桥区300131

准确预测纳米晶材料的磁滞特性,对高频变压器磁芯的电-磁-热特性分析具有重要意义。然而,受制于高成本、不准确的静态磁滞特性表征方法,现有基于静态磁滞模型与电磁场数值法的软磁材料磁滞特性预测模型难以兼顾实用性与有效性。该文首... 详细信息

准确预测纳米晶材料的磁滞特性,对高频变压器磁芯的电-磁-热特性分析具有重要意义。然而,受制于高成本、不准确的静态磁滞特性表征方法,现有基于静态磁滞模型与电磁场数值法的软磁材料磁滞特性预测模型难以兼顾实用性与有效性。该文首先基于能量模型建模理论与软磁材料磁化机理,推导并建立能量模型参数与磁通密度之间的函数解析关系,实现不同磁化强度下软磁材料静态磁滞特性高效、准确地模拟;其次,将能量模型与Maxwell方程进行耦合,考虑高频方波电压激励下材料静态磁滞特性对带材内部涡流分布的影响,进而求解带材内部的磁通密度分布;最后,依据损耗统计理论,建立高频方波电压激励下纳米晶材料磁滞特性预测模型,并通过实验验证该文所建预测模型的有效性。

关键词：纳米晶涡流能量模型数值方法

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考虑磁通密度边缘及趋肤效应的高频正弦激励下软磁铁氧体动态磁滞特性建模

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电力系统及其自动化学报 2025年

作者：赵志刚巩业超姬俊安李德海河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室

准确预测软磁铁氧体动态磁滞特性对电力电子变压器磁芯结构优化设计具有重要意义。本文首先从电磁场理论出发，提出改进的磁场分离理论，建立考虑磁通密度边缘及趋肤效应影响的动态磁滞特性、材料静态磁滞特性以及涡流效应之间的数学关... 详细信息

准确预测软磁铁氧体动态磁滞特性对电力电子变压器磁芯结构优化设计具有重要意义。本文首先从电磁场理论出发，提出改进的磁场分离理论，建立考虑磁通密度边缘及趋肤效应影响的动态磁滞特性、材料静态磁滞特性以及涡流效应之间的数学关系，以克服经典磁场分离理论仅适用于软磁带材动态磁滞特性建模的问题；其次基于R-L分数阶导数理论，提出一种改进静态磁滞特性预测方法；最后基于磁场分离理论，建立考虑磁通密度边缘效应和趋肤效应的软磁铁氧体动态磁滞特性预测模型。通过对比高频激励下软磁铁氧体实测动态磁滞回线验证所建模型的有效性和准确性。

关键词：动态磁滞特性软磁铁氧体边缘效应趋肤效应

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不同电流下Ce掺杂AgCuO触头材料转移行为研究

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电工技术学报 2025年第2期40卷 574-586页

作者：王海涛王彦岭李书舸王景芹李文华赵伟省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300130 电工产品可靠性技术省部共建协同创新中心天津300130 曼彻斯特大学英国曼彻斯特M139PL

材料转移是电弧侵蚀中的一个必然过程,研究材料转移机制对于优化电极的材料选择和设计,开发更耐用、更稳定的电极材料有重要意义,该文以Ce掺杂的AgCuO触头为研究对象,分析材料转移方向在不同电流下变化的机理。通过溶胶-凝胶法和粉末冶... 详细信息

材料转移是电弧侵蚀中的一个必然过程,研究材料转移机制对于优化电极的材料选择和设计,开发更耐用、更稳定的电极材料有重要意义,该文以Ce掺杂的AgCuO触头为研究对象,分析材料转移方向在不同电流下变化的机理。通过溶胶-凝胶法和粉末冶金法制备触头试样,借助JF04D电接触测试系统,在18 V电压下设置10、15、20和25 A四个电流等级,对触头进行20000次电弧侵蚀实验。首先对比了15 A电流条件下添加Ce后材料的性能提升情况,然后重点关注AgCuOCeO_(2)触头在不同电流下的燃弧能量与燃弧时间,测定侵蚀实验后阴阳极的质量变化,采用三维表面轮廓仪和扫描电镜表征阳极和阴极的表面侵蚀形貌,并对不同电流下的材料转移机制进行深入讨论分析。结果表明,Ce元素提升了触头性能,电流大小影响电极间金属离子和气体离子的浓度,引发金属相或气体相电弧的产生,导致材料转移方向在电流增大时发生改变。为选用和开发性能优良的AgCuO触头材料,进而提升AgCuO触头可靠性提供了理论依据。

关键词： AgCuO触头材料电弧侵蚀材料转移表面形貌燃弧能量燃弧时间

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基于模糊GO-FLOW法的并网型微电网可靠性评估

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太阳能学报 2025年第1期46卷 429-437页

作者：岳大为姜毅杨明哲李练兵商悦阳张帅龙河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学) 天津300130 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300130 河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130

由于传统GO-FLOW法存在定常故障率和维修率的局限性,将一种新的可靠性评估算法—模糊GO-FLOW法引入并网型微电网可靠性评估中。首先,基于梯形模糊数,对GO-FLOW法进行改进;随后,根据并网型微电网系统结构,设计新型操作符并建立微电网系... 详细信息

由于传统GO-FLOW法存在定常故障率和维修率的局限性,将一种新的可靠性评估算法—模糊GO-FLOW法引入并网型微电网可靠性评估中。首先,基于梯形模糊数,对GO-FLOW法进行改进;随后,根据并网型微电网系统结构,设计新型操作符并建立微电网系统的模糊GO-FLOW图,同时对操作符的模糊成功概率进行计算;最后,基于改进的IEEE RBTS BUS6 F4馈线系统,对比分析模糊GO-FLOW法、模糊化前GO-FLOW法和序贯蒙特卡洛模拟法。结果表明,在并网型微电网可靠性评估中,模糊GO-FLOW法具有较高的运算效率和计算精度。

关键词：可靠性分析微电网光伏发电 GO-FLOW法梯形模糊数

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电动汽车无线充电系统PBC-NDO复合控制器设计与参数优化

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电测与仪表 2025年第1期62卷 199-207页

作者：闫荣格闫春娇杨庆新张献河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室天津300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130

针对电动汽车无线充电系统在变电压间歇快速充电过程中由原副边线圈偏移和负载波动引起充电电压不稳定的问题,以及控制器参数大多依靠经验值和试凑法选取的问题,提出一种基于粒子群优化算法的无源控制器(passivity based controller,PBC... 详细信息

针对电动汽车无线充电系统在变电压间歇快速充电过程中由原副边线圈偏移和负载波动引起充电电压不稳定的问题,以及控制器参数大多依靠经验值和试凑法选取的问题,提出一种基于粒子群优化算法的无源控制器(passivity based controller,PBC)与非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)相结合的复合控制策略。针对无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统副边DC-DC变换器设计考虑干扰补偿的无源控制器,通过引入非线性干扰观测器对干扰量进行估计,将干扰估计值与无源控制器结合,设计适合电动汽车变电压间歇无线充电系统的PBC-NDO复合控制器,采用粒子群多目标优化算法对复合控制器进行参数寻优,进一步提高控制器的抗干扰性能以及动态响应性能,通过仿真和实验验证该策略的有效性。实验结果表明:复合控制器具有强抗干扰性和动态响应性,充电阶段最大稳态误差偏移率为2%,动态响应时间控制在0.6 ms内。

关键词：变电压间歇充电无线电能传输无源控制器非线性干扰观测器参数优化

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