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基于转移阻抗模型的功率回路和信号回路间串扰建模与试验验证会员

期刊论文

作者：杨春宇 , 裴雪军 , 向洋霄

页码： 202 - 208

摘要

2023/01/01

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由于列车和船舶上的空间有限，互连非屏蔽线缆的空间非常小，导致非屏蔽线缆之间存在严重的串扰问题，其中功率回路对信号回路的串扰会严重影响信号的质量和系统的正常运行，因此有必要估计功率回路中共模和差模电磁干扰对信号回路的影响。为此提出了一种可扩展的级联多端口网络模型，可对线缆间共模和差模串扰进行精准建模，准确估计出功率回路对信号回路的影响。最后，搭建了试验台架进行验证，实验结果验证了该方法的有效性。
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逆变器共模电压干扰及抑制措施研究会员

期刊论文

作者：王建渊 , 栗俊明 , 陈晓煊 , 姬军鹏

页码： 195 - 201

摘要

2023/01/01

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在紧凑型逆变器设计中，随着功率密度的提升，功率器件快速开关过程所引起的电磁兼容EMC（electromagnetic compatibility）问题越来越突出，而要使逆变器在各种环境条件下稳定运行，EMC设计显得尤为关键。针对逆变器的共模干扰问题，从共模干扰传导的3条路径展开分析，基于ANSYS电磁仿真平台建立了逆变器共模干扰等效模型，分析干扰信号的传播通道及作用原理，得出共模干扰电压与寄生电容的关系，通过实验进行验证，提出了2种通过减小寄生电容进行共模抑制的有效方法。从原理分析到仿真得出结论，然后用案例加以验证，对于逆变器EMC设计及逆变器共模干扰问题的解决具有实际指导意义。
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基于PWM占空比优化的PMSM预测直接转矩控制会员

期刊论文

作者：姚存治 , 张曼 , 钱晓捷 , 俱鑫 , 苟瑞欣

页码： 186 - 194

摘要

2023/01/01

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针对永磁同步电机PMSM（permanent magnet synchronous motors）传统直接转矩控制DTC（direct torque control）存在开关频率不规则、开关噪声的频率范围太宽和死区补偿算法复杂等问题，提出了一种基于优化脉宽调制PWM（pulse width modulation）和死区补偿的PMSM预测DTC方法。该方法首先在已知零电压矢量的基础上，根据预测转矩和磁通误差来选择2个其他有效电压矢量，与此同时，也考虑反电动势和磁通-转矩耦合器；接着，利用1个零电压矢量和2个其他有效电压矢量预测每个采样周期的转矩和磁通变化量，其中，3个电压矢量的开关周期由转矩和磁通误差以及上一步计算出的预测转矩和磁通变化量共同决定；然后，采用死区补偿算法和改进的PWM来减小死区效应，以提高预测效果；最后，通过仿真和实验验证了所提方法的有效性和优越性。研究结果表明，所提方法在转矩控制和磁通控制效果要明显优于其他方法，且极大地降低了开关损耗。
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电动汽车无线电能传输系统建模与电磁安全评估会员

期刊论文

作者：李马炎 , 张希

页码： 177 - 185

摘要

2023/01/01

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从线圈结构和双边LCC补偿拓扑两方面开展无线电能传输系统的优化设计，以实现指定的输出功率和最高的传输效率。为研究无线充电环境中电磁场对人体的影响，通过三维电磁场仿真软件构建了一个完整的电磁环境仿真系统，包含无线充电系统、电动汽车和具有重要器官的人体模型。模拟了7个场景：成人站立于车后方；成人坐于车内左前、右前、左后和右后方；成人躺卧于车后方；儿童躺卧于车后方（最坏情况）。仿真结果表明，对于22 kW的高功率无线充电环境，躺姿势儿童的心肺和躺姿势成人的心脏超出国际非电离辐射防护委员会规定的感应电场基本限值。由于车辆外壳的屏蔽和人体与利兹线的距离，坐在车内和站立于车后的场景对人们是安全的。
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超导磁储能系统自抗扰控制策略研究会员

期刊论文

作者：蒋意珏 , 林晓冬 , 董海疆 , 唐毓 , 雷勇

页码： 167 - 176

摘要

2023/01/01

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针对电压源型换流器VSC（voltage source converter）的超导磁储能SMES（superconducting magnetic energy storage）系统，提出了一种自抗扰控制ADRC（active disturbance rejection control）策略。首先，分别建立了SMES的交流侧VSC、直流侧斩波器数学模型；其次，基于非线性扩张状态观测器和线性误差反馈律设计了SMES的交、直流侧ADRC；然后，通过描述函数法分析了ADRC的稳定性；最后，在Matlab/Simulink平台中搭建了仿真模型。仿真结果表明，与传统PI控制相比，ADRC具有更好的动态响应性能和抗扰动特性，并针对不确定的系统参数具有更好的鲁棒性，有效地提高了SMES的运行可靠性。
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基于边缘计算的电动汽车换电电池冗余度建模分析会员

期刊论文

作者：谢虎 , 陈志伟 , 郭文鑫 , 赵瑞锋 , 刘洋

页码： 159 - 166

摘要

2023/01/01

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针对电动汽车换电站电池冗余度和充电成本过高的问题，基于边缘计算建立了电动汽车换电电池冗余度分析模型。结合边缘计算与云计算技术，建立电动汽车换电电池冗余度分析的边缘计算平台，利用边缘节点A采集电动汽车用电信息，并将采集数据上传至云平台。云平台利用电动汽车换电电池充电优化控制模型，分析边缘节点B关联电动汽车换电电池冗余度；利用自适应遗传算法求解模型，实现电动汽车换电电池的充电优化。实验结果表明，该模型可有效分析电动汽车换电电池冗余度，将该模型应用于电动汽车换电站，换电站月充电费用降低幅度大于13%。
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PEMFC新型压差流道传质与电化学性能研究会员

期刊论文

作者：赵富强 , 祁慧青 , 范晓宇 , 贾彦奎 , 张晓东

页码： 148 - 158

摘要

2023/01/01

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双极板是质子交换膜燃料电池PEMFC（proton exchange membrane fuel cell）核心组件，极板的流道形状和尺寸直接影响反应气体的利用率以及电池的排水、散热性能。基于极板工作原理提出一种新型PEMFC压差流道构型，研究流道内阴极氧气浓度、水浓度分布、进出口压降、流速的变化，分析电流密度和极化曲线对燃料电池电化学性能的影响；在50%开孔率时，通过对比8组低压直流道和高压直流道的宽度同时增大的仿真结果发现，低压直流道和高压直流道宽度均由2.25 mm减小到0.5 mm时，功率密度峰值提高了31.9%。进一步探究压差流道中增大或保持一种流道宽度不变而改变另一种流道宽度对燃料电池电化学性能的影响，结果表明低压直流道和高压直流道宽度均为1 mm时，功率密度峰值最高可达0.39 W/cm2。
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基于分层电化学热耦合模型的锂电池放电过程研究会员

期刊论文

作者：时玮 , 韩甜 , 赵杨梅 , 张雪楠

页码： 138 - 147

摘要

2023/01/01

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软包锂离子电池由许多电池单元叠压形成，其中电池单元的电和热行为对电池的整体安全性有很大的影响。为了研究电池单元与单体之间的关系，采用多孔电极理论建立了大容量软包锂电池的分层多维模型，并考虑了瞬态温度变化与电化学反应间的相互作用关系。利用该分层模型研究不同温度下电池放电过程中的电化学和热特性，得到更为真实的电池温度场分布。此外，介绍了表征电池单体内不同电池单元荷电状态分布的均匀指数。仿真表明，电池单体内的温度梯度差异加剧了不同电池单元间的过电位不一致和电流密度不一致程度，有利于进一步研究单体电池的衰退演化轨迹。
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阴极循环对氢燃料电池系统电压钳位及自增湿效应的研究会员

期刊论文

作者：王贵荣

页码： 130 - 137

摘要

2023/01/01

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通过阳极和阴极两侧的废气再循环可以实现低电流密度下的电压钳位以及无需外部加湿器的自加湿。基于氮气渗漏和水扩散动态系统仿真模型，提出了一种控制阴阳两极气体压力平衡和限电压的控制算法，并对控制算法进行了仿真分析和有效性验证。试验结果表明阴极循环系统动态性能良好，并能够把氢燃料电池在低电流密度下的单片电压控制在0.85 V以下。通过正交试验发现，进气阀开度和循环泵的转速是实现电压快速控制最重要的影响因素；在阴极再循环系统主动运行下，混合气体最高湿度可达60%。
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永磁直驱风电全功率变流器并联控制方法研究会员

期刊论文

作者：毛荀 , 郭力 , 彭红英 , 占勇

页码： 122 - 129

摘要

2023/01/01

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为提高永磁直驱风电全功率变流器并联控制精度，研究了永磁直驱风电全功率变流器并联控制方法。首先分析永磁直驱风电全功率变流器并联拓扑结构，建立永磁直驱风电全功率变流器模型，再计算无功功率受有功功率波动造成电压幅值产生波动，结合虚拟阻抗控制方法，实现对永磁直驱风电全功率变流器的并联控制。实验结果表明，采用该方法控制永磁直驱风电全功率变流器并联运行的机侧环流与网侧环流波动较为稳定，且环流控制精度较高，最高可达到99%，验证了该方法的控制性能。
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2023年第4期