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关键词

IGBT开路故障

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GRU

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李雅普诺夫能量函数

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有效磁耦合区域

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分数阶

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Boost变换器

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构网型

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脉冲变压器

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直流母线电压

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共用模块

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参数设计

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轻量化

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电压均衡

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有功功率支撑

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增减速率

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稳态偏差

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参数辨识

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双向长短期记忆网络

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神经网络

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类正弦调制

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作者

张润涛

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程子玮

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苏灿

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周文

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李练兵

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王南勤

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张天艺

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刘泳

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武鸿

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兰岚

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刘国峰

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岑宝仪

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杨新生

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高义博

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老化时间对电力电子变压器绝缘劣化的影响会员

期刊论文

作者：陈建福 , 程旭 , 陈勇 , 赵晓燕 , 陈武 , 沈湛

页码： 339 - 348

摘要

2026/05/01

电力电子变压器 PET(power electronic transformer)绝缘系统在高频、高压、低上升时间脉冲电应力及高温等恶劣环境中不断劣化，绝缘放电和击穿风险与日俱增。为了研究真实工况下PET绝缘高温热老化对绝缘劣化的影响，将变压器典型绝缘聚酰亚胺PI(polyimide)在250 ℃下分别老化3、6、9、12天，然后采用20 kHz、4 kV、300 ns的脉冲电压模拟PET运行工况，测试绝缘局部放电和击穿电压，并使用时间分辨放电谱图TRPD (time-resolved partial discharge)及放电次数、平均放电幅值、最大放电幅值来表征绝缘的劣化程度。结果表明，老化后PI薄膜的TRPD谱图放电形状从单峰变为多峰，呈现出分簇的现象；同时，随着老化时间的增加，局部放电次数、平均放电幅值、最大放电幅值分别提高了47.3%、61.1%和41.9%，绝缘劣化程度显著加深。PI薄膜的击穿电压分布符合Weibull分布，随老化时间的增加而减小，从初始的4 667 V降到4 457 V，下降了4.5%。因此，得到了老化时间对PET绝缘劣化的影响规律，对PET绝缘可靠性分析和优化设计具有重要指导意义。
一种改进随机森林算法的并网逆变器开路故障诊断方法会员

期刊论文

作者：张明 , 张倩 , 李效 , 叶轩 , 何顺帆

页码： 329 - 338

摘要

2026/05/01

对并网逆变器IGBT开路故障高效诊断有助于快速发现故障，确保并网逆变系统的稳定运行和设备安全。现有IGBT开路故障诊断方法存在特征提取难、诊断正确率差等问题，为此提出了一种改进随机森林算法的并网逆变器IGBT开路故障诊断方法。首先利用极大重叠离散小波MODWT(maximum overlapping discrete wavelet)分解提取出三相电流信号各频带的小波能量，作为IGBT开路故障诊断用特征值；然后利用改进的随机森林算法识别不同类型的故障；最后对各种并网逆变器IGBT开路故障进行诊断实验。结果表明，相对于传统的反向传播BP(back propagation)神经网络、支持向量机SVM(support vector machine)等诊断方法，所提方法诊断正确率高，可适用于并网逆变器IGBT开路故障诊断。
一种用于开绕组电机的新型矿用变频器及其共模电压抑制方法会员

期刊论文

作者：郝俊豪 , 宋倩倩 , 李梓博 , 刘姿如 , 程红 , 王聪

页码： 317 - 328

摘要

2026/05/01

针对传统中高压变频器输入端带有体积庞大且价格昂贵的工频移相变压器问题，提出一种用于开绕组电机的新型单向能流矿用变频器拓扑。整流级采用3个单相二极管整流器+Boost变换器电路结构，输入侧无需工频变压器进行隔离，具有高输入功率因数、低输入电流谐波及低开关管电压应力等特点；逆变级采用开绕组连接方式与交流电机相连，实现了相间隔离。在该拓扑基础上，进一步研究了一种低共模电压的空间矢量脉宽调制SVPWM(space vector pulse width modulation)策略，实现了系统单位功率因数运行、共模电压抑制及开绕组电机零序电压的消除。
Marx与脉冲变压器组合升压型速调管调制器会员

期刊论文

作者：王效顺 , 黄惠军 , 方进勇

页码： 310 - 316

摘要

2026/05/01

为提升高功率微波源的脉冲波形质量，设计了一种可以输出41.2kV/44A高压脉冲的紧凑型速调管高压脉冲调制器。该调制器采用Marx模块和脉冲变压器组合升压获得100倍高升压比，每个升压模块提供10倍升压。变压器二次侧设计2组相同的绕组，方便实现速调管低压灯丝电源与高压端的安全隔离。通过仿真和实验测试实现了调制器拓扑结构设计与性能验证。当Marx的充电电压为260V时，速调管阻抗为936Ω，调制器输出电压为41.2kV，脉冲顶降约4.9%，脉冲宽度约2μs，下降沿时间、上升沿时间、过冲分别为800ns、900ns和3.9%。
基于无人机无线充电系统接收侧的轻量化设计会员

期刊论文

作者：李刚 , 贾龙 , 毕旒宇 , 李英杰 , 陈宇翔 , 彭博

页码： 297 - 309

摘要

2026/05/01

针对无人机UAV(unmanned aerial vehicle)无线充电过程中无线充电装置给无人机增加的总质量和飞行阻力使其飞行效率降低及飞行时间缩短的问题，提出了一种基于无人机无线充电系统接收侧轻量化的设计方法。首先对耦合机构磁心材料与尺寸进行优化设计；接着通过提升系统频率实现接收线圈轻量化的优化方法研究并验证其可行性，并从磁心损耗角度分析提升系统频率对主电路的影响；然后结合无人机实际结构，使用整体建模分析方法分析无人机碳纤维材料机身对磁耦合机构的性能影响；最后，搭建无人机无线充电系统实物模型，进行原系统和升频轻量化系统的性能测试，并通过对比实验验证其可行性。
无线电能传输宽有效磁耦合区域线圈结构设计与优化会员

期刊论文

作者：高义博 , 薛明 , 侯虎 , 朱高嘉 , 杨新生

页码： 286 - 296

摘要

2026/05/01

针对磁耦合谐振式无线电能传输系统内收发线圈相对位置发生偏移导致传输功率及效率迅速下降的问题，从线圈物理参数优化的角度，构造宽有效磁耦合区域的电能传输机构，旨在提升能效波动允许范围内的系统抗偏移能力。首先，推导了系统参数与能效的映射关系，并分析影响系统高功效传输的线圈参数；然后，以系统高功效传输为目标界定电能传输的有效磁耦合区域，并以此为标准分析和优化耦合线圈参数，形成具有一般性的收发线圈参数选取的最优策略；最后，搭建无线电能传输样机验证有效磁耦合区域定量分析的正确性及线圈参数优化的有效性。结果表明，在耦合距离为5cm、系统工作在效率高于85%、功率波动范围小于25%的情形下，当耦合线圈为正四边形结构，且收发线圈面积比为1：2.89时，电能传输机构具有最大的有效磁耦合区域。
基于PSO算法的无人平台无线电能传输系统参数优化会员

期刊论文

作者：魏曙光 , 许非凡 , 李嘉麒 , 袁东

页码： 275 - 285

摘要

2026/05/01

无人平台具有体积小、成本低、无需载员操作等优势，广泛应用于各类军事任务中。目前，无人平台主要以电能作为能源，其对可靠电能传输方式的需求不断增大，在人员无法参与、充电接口不适配、充电流程效率低等场合，有线充电或更换电池存在弊端，无法满足无人平台对电能传输的需求。针对无人平台无线电能传输需求设计系统结构，并基于该结构提出了一种基于粒子群优化 PSO(particle swarm optimization)算法的参数优化方法。通过对无人平台无线电能传输系统补偿电路、耦合线圈、储能器件结构及特性进行分析，提出系统参数优化数学模型的优化目标及功率、效率、电流3个方面的约束条件，设计基于PSO算法的无人平台无线电能传输系统参数优化方法的算法流程。通过算法仿真与样机实验相结合的方法进行验证，结果表明，提出的基于PSO算法的无人平台无线电能传输系统参数优化方法能够降低系统输出电压和功率、效率随负载电阻和耦合系数变化的波动幅度，提高无人平台无线电能传输系统的鲁棒性和环境适应性。
无线电能传输系统参数辨识技术研究综述会员

期刊论文

作者：张玉旺 , 都义彬 , 张岩 , 郭彦杰 , 薛明

页码： 265 - 274

摘要

2026/05/01

随着无线电能传输WPT(wireless power transfer)技术的发展，针对WPT系统的参数辨识技术受到广泛关注。高效、精确的参数辨识方法能简化系统设计与控制策略，实现关键参数在线监测。首先对WPT系统参数辨识与控制方式进行了总体阐述；然后将目前的WPT系统参数辨识方法分为互感辨识、互感和负载同时辨识及多参数联合辨识3种类别，并分别对每类辨识方法的实现方式和关键问题进行了分析；最后，讨论了参数辨识技术所面临的重要问题和技术挑战，并对其未来应用前景进行了展望。
基于WPT与SSA优化的数据驱动电池健康状态估计会员

期刊论文

作者：黄杰明 , 黄小荣 , 张庆波 , 林炜 , 吴树平 , 罗俊杰

页码： 256 - 264

摘要

2026/05/01

锂电池的健康状态 SOH(state of health)会随着充放电次数增多而逐渐降低，其衰退特征隐藏在电池电流、电压等物理信息中。针对锂电池 SOH 在线估计提出了一种基于小波包变换 WPT(wavelet packet transform)和麻雀搜索算法 SSA(sparrow search algorithm)的数据驱动方法，并提取了放电电压平台时间 DVPT(discharge voltage plateau time)和恒流充电时间 CCCT(constant current charging time)的特征指标，在马里兰大学电池公开数据集进行算法验证。研究结果表明：所提出的DVPT特征指标与SOH具有强相关性，在4个电池中的平均皮尔逊相关系数为98.38%；模型预测最优结果的RMSE为0.0191、MAE为0.0125、R为97.78%。
基于集成模型的锂离子电池SOH估计会员

期刊论文

作者：雷二涛 , 张浚坤 , 王瑾瑜 , 金莉 , 马凯 , 李盈

页码： 248 - 255

摘要

2026/05/01

准确估计电池健康状态SOH (state of health)可以有效提升电池系统运行安全性。针对不同工况下SOH估计精度不稳定的问题，提出一种基于集成模型的锂离子电池SOH估计算法。首先对电池充电阶段开展容量增量 IC(incremental capacity)分析，并提取健康因子作为电池 SOH 的有效特征，接着采用支持向量回归 SVR(support vector regression)模型与反向传播 BP(back propagation)神经网络模型组合构建集成模型，实现对电池 SOH 的在线评估。实验结果表明，所提出的集成模型相较于2个子模型最大误差RMSE(root mean square error)分别下降了38.1%和23.7%，均方根误差分别下降了47.8%和20.0%，所提方法能更准确估计不同工况下的电池SOH，削弱了单个模型估计的不稳定性因素。

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电源学报 2026年05月 第24卷 第5期

电源学报 2026年05月第24卷第5期