哈尔滨理工大学电气与电子工程学院

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SWISS整流器多目标优化

哈尔滨理工大学学报JOURNAL OF HARB! UNINERSINY OF SCINNCE AND TECHNOLOGY第26卷第、期2255年2月VoV 20 No. 1Feb. 2255SWISS 整流器多目标优化颜景斌，沈云森，刘思，魏金鑫，高崇禧(哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，哈尔滨154082)摘要：针对SWISS 整流器的性能问题，采用基于NSGA-P 算法的多目标优化方法。

以离散的直流电感、IGBT 、Dmde 以及输出电容参数建立的元器件数据库为约束条件，以效率、功率密度以及输出纹波模型为目标函数，通过NSGA-H 算法进行优化，并给出了帕累托最优解集和帕累托最优前沿，根据目标的优先级合理选择方案，从而选择相应器件。

最后，通过仿真实验表明方案的可行性,优化后效率为941 51%，功率密度为12. 96 kW/dm 5,输出纹波为5. 068。

关键词:SWISS 整流器；损耗；多目标优化；nsga -i i 算法DOS : 12.15633/4. jhusl. 2021.51.012中图分类号：TM46 文献标志码：A 文章编号：1057-2683(2521)51-0586-57Multi-objective Optimization of SWISS RectifierYAN Jing-bin , SHEN Yun-sen., LIU Si, WEI Jin-xin , GAO Chong-xi(School cf Elect/cal and Electronic Enyi-eeriny , Harbin Univeu/y cf Science and Technoloyy , Harbin 135085, China)Abstract : Aiminy xl tha peXounanca pndlem of SWISS recti —ci , - multi-oPjechvv optimization method bo —1on Non-Dominated Sotin- in Genetic Alyowthms-H ( NSGA-H - is aXopteb. With discrete DC —lductoi, IGBT, DOPa and output cax-citoi database -s constraints , and —FicOncy , powai dexsitp and output Uppla model -soPjechvv functions , tha optimization is co —deb out by NSGA-H alyorithm , usi — tha pareto optimal solution and pareto optimal front of tha alyorithm. Wa select tha dppnptma devica -ccorbin- to tha p/ottp of tha Um —.FOtly, tha simulation results show thul tha schema is feasible , tha optimized eWiciency is 96.61% , tha powai density O 12. 96 kW/4m 5 , and tha output Upple is 9. 665.Keywords ：SWISS nchfivi; loss; multi-oPjechvv optimization ; NSGA-H alyorithm2引言在整流器电力电子装置的研究中，希望构建一个综合性能最优的系统,即保证高效率的同时，又能使系统的体积、质量和成本等性能指标得到优化，这是一个复杂的问题，往往以经验判断,可能无法保证其准确性，并且，各个性能之间一般相互冲突，如何对各系统进行多参数多目标优化并进行器件选型, 需使用合适的方法［一5］。

在公司做毕业设计

在公司做毕业设计【篇一：学生在企业做毕业设计邀请函】接收湖南工程学院电气信息学院学生在我公司做毕业设计的邀请函湖南工程学院电气信息学院：我公司邀请已与我公司签订就业协议的下列同学2011年2月21日至5月20日来我公我公司承诺：（1）提供免费住宿；（2）给予学生适当的生活补贴；（3）提供必需的毕业设计条件。

（4）按准员工对学生进行管理。

我公司的地址：联系人：xxx公司年月日电话：电子信箱：【篇二：大四学生到企业做毕业设计的暂行规定】关于学生到企业单位做毕业设计有关事项的暂行规定毕业设计是大学教育中非常重要的实践性教学环节，为了加强对学生在这个环节中的教育，特别是为了增强学生的实战能力，同时也便于用人单位更好地了解学生，学院原则上支持学生到企业单位进行毕业设计。

为了使这项工作能够顺利进行，同时也为了便于解决在学生毕业设计期间可能出现的各种问题，特制定本管理规定。

其目的在于规范此项工作的程序，明晰学生、校内指导教师、企业及学院等方面的责任和义务。

一、学生到企业单位进行毕业设计的申请程序1、向毕业设计校内指导教师提交书面申请；2、联系拟去企业单位，征得企业单位同意履行其承担的责任和义务；3、办理所规定的企业单位指导毕业设计协议和公函；4、签署责任状；5、校内指导教师签署意见；6、系主任审批；7、企业和学生的责任状交学院备案。

二、各方的责任和义务学院的责任和义务1. 学院有责任责成系主任为学生安排校内指导教师；2. 对涉及到学生本人必须参与的校内各项活动，学院的学生管理部门有责任及时通知在企业做毕业设计的学生；3. 学院有责任责成系（部）对学生的毕业设计报告（论文）进行评阅，并组织学生参加正常的毕业答辩。

企业的责任和义务1. 企业必须具备指导学生毕业设计的能力（包括指导教师的水平、毕业设计题目和做毕业设计的条件等），方可接受学生进行毕业设计；2. 企业应对学生在企业进行毕业设计期间的生活、人身安全和社会活动后果负责任；3. 负责为学生指定企业的毕业设计指导教师，拟订毕业设计题目，并将指导教师的个人资料（学历、职称和从事技术工作简历）、做毕业设计的题目和条件等情况以书面形式提供给学生的校内指导教师；4. 企业必须与学院签定“学生在企业进行毕业设计的生活和安全保障责任状”。

固态电解质LiZr2（PO4）3的掺杂及其在电极中的应用

第28卷㊀第4期2023年8月㊀哈尔滨理工大学学报JOURNAL OF HARBIN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY㊀Vol.28No.4Aug.2023㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀固态电解质LiZr 2(PO 4)3的掺杂及其在电极中的应用刘少鹏,㊀王基任,㊀拓沅辛,㊀周春山,㊀周㊀爽,㊀张永泉(哈尔滨理工大学电气与电子工程学院工程电介质及其应用教育部重点实验室,哈尔滨150080)摘㊀要:NASICON 型固态电解质磷酸锆锂(LZP )具有优异的结构稳定性和性能可靠性,但其在室温下的锂离子电导率较低,限制锂离子的传输㊂针对上述问题,采用溶胶凝胶法对磷酸锆锂电解质材料进行阳离子掺杂,提高材料的电导率,进而提升锂离子在材料中的输运能力㊂同时,将掺杂的磷酸锆锂电解质对电极进行修饰,提升电极本身的锂离子输运性能㊂探究了离子掺杂电解质对电极的锂离子扩散动力学性能的影响机理㊂实验结果表明,LiTi 0.25Zr 1.75(PO 4)3对电极的锂离子扩散动力学性能提高最为显著,锂离子扩散系数达到3.25ˑ10-14cm 2㊃S -1,是未修饰电极的2.95倍,同时在5C 倍率下,LiTi 0.25Zr 1.75(PO 4)3修饰的电极比未修饰电极比容量提高了25.48mAh ㊃g -1㊂关键词:固态电解质;磷酸锆锂;掺杂;离子输运;电化学DOI :10.15938/j.jhust.2023.04.002中图分类号:TM911.3文献标志码:A文章编号:1007-2683(2023)04-0008-06Doping Modification of Solid Electrolyte LiZr 2(PO 4)3and Its Application in ElectrodesLIU Shaopeng,㊀WANG Jiren,㊀TUO Yuanxin,㊀ZHOU Chunshan,㊀ZHOU Shuang,㊀ZHANG Yongquan(Key Laboratory of Engineering Dielectrics and Its Application,Ministry of Education,School of Electric and Engineering,Harbin University of Science and Technology,Harbin 150080,China)Abstract :NASICON type solid electrolyte LiZr 2(PO 4)3has excellent structural stability and performance reliability,but its lowconductivity of lithium ions at room temperature limits the transport of lithium ions.In view of the above problems,cationic doping of LiZr 2(PO 4)3electrolyte material was studied by sol-gel method and thus improve the transport capacity of lithium ions in the material.Meanwhile,modified the electrode with doped LiZr 2(PO 4)3electrolyte to improve the lithium ion transport performance of the electrode itself.The influence mechanism of ion-doped electrolyte on lithium ion diffusion kinetics of electrode was investigated.The experimental results show that LiTi 0.25Zr 1.75(PO 4)3improves the lithium ion diffusion kinetics most significantly,and the lithium iondiffusion coefficient reaches 3.25ˑ10-14cm 2㊃S -1,which is 2.95times of that of the unmodified electrode.At 5C rate,the specific capacity of LiTi 0.25Zr 1.75(PO 4)3modified electrode is 25.48mAh g -1higher than that of the unmodified electrode.Keywords :solid-state electrolyte;LiZr 2(PO 4)3;doping;ionic transport;electrochemistry㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2022-06-03基金项目:黑龙江省自然科学基金(LH2020E093);黑龙江省留学回国人员择优资助;哈尔滨理工大学大学生创新创业训练计划项目(202110214218).作者简介:刘少鹏(2001 ),男,本科生;王基任(2001 ),男,本科生.通信作者:张永泉(1987 ),男,博士,副教授,E-mail:yqzhang@.0㊀引㊀言移动电子设备㊁智能电网市场㊁电动汽车等的快速发展极大地提高了人们对高能量密度锂电池的需求[1-2],然而传统的锂离子电池采用液体有机电解质,其存在一定的局限性以及安全隐患,如腐蚀㊁爆炸㊁漏液等问题[3-5]㊂在锂离子电池中,采用无机固态电解质代替易燃易爆炸的液态电解质,可以很大程度地规避以上问题,而固态电解质与金属锂做负极组成的锂金属电池也被称为下一代高能电池[6-9]㊂在无机固态电解质中,Li x M2(PO4)3化合物的NASICON型结构因其具有较高的离子电导率和较好的稳定性而被广泛关注[10-11]㊂NASICON型结构框架由一个共角的MO6八面体和PO4四面体组成,形成间隙隧道的3D网络,锂离子通过该网络扩散变得容易[12]㊂固体电解质LiTi2(PO4)3和LiGe2(PO4)3具有较高的离子导电性[13],但是,经过研究表明金属锂或石墨作为阳极材料时Ti4+和Ge4+的还原性能降低,含有该离子的固体电解质在强还原的环境当中化学稳定性存在着严重的问题,电池在进行充放电过程中伴随着氧化还原反应的发生,而还原性能的降低势必会导致脱嵌锂离子受到一定程度的影响,同时也会影响充放电过程中氧化还原反应的可逆性,限制了其在可充电电池中的应用[14]㊂Zr4+具有高度稳定性,LiZr2(PO4)3(LZP)对于锂金属和锂化石墨是稳定的[15],然而在室温下,LZP的离子电导率较差,仅为10-8~10-5S㊃cm-1,其主要原因是相对较高的体相阻抗和晶界阻抗[16],为此可以在LZP 晶格中进行阳离子掺杂来调节Li+的传输路径,进而提高LZP材料的离子电导率[17-19]㊂针对于阳离子掺杂LZP的结构和电化学性能前人已经进行了一些研究,2016年,Sunil Kumar 等[20]通过溶胶-凝胶法合成Li1.2Zr1.9Sr0.1(PO4)3,研究Sr2+取代对LZP陶瓷结构㊁微结构和导电性的影响,LZP样品的离子电导率得到显著改善,室温下的最高离子电导率达到0.34ˑ10-4S㊃cm-1㊂2017年,A Cassel等[21]合成Li1.2Zr1.9Ca0.1(PO4)3,其在室温下的离子电导率比LZP高约20倍,达到7.17ˑ10-7 S㊃cm-1㊂2020年,Neelakanta Reddy等[22]通过Al3+的掺杂提高了LZP的结构稳定性,降低了材料的界面电阻,同时加入了更多的Li+,整体提高了材料的离子电导率,Maho Harada等[23]通过Ca2+和Y3+的掺杂对LZP中Li+的迁移起到了俘获作用,促进Li+的传输,在室温下离子电导率提高到2.6ˑ10-5 S㊃cm-1㊂由此表明,元素的掺杂可以提高LZP的离子电导率,进而可提高其电化学性能㊂本文采用溶胶-凝胶法制备Zn2+㊁Fe3+㊁Ti4+掺杂的LZP固体电解质材料,通过离子掺杂调控LZP 电解质材料的晶体结构,降低阻抗;同时采用掺杂的LZP固体电解质修饰电极,探究其提高电极材料的Li+输运性能的机理㊂1㊀样品的制备与测试采用溶胶-凝胶法制备ZnSO4掺杂的LZP固体电解质材料Li1+2x Zn x Zr2-x(PO4)3(LZZP)㊁FeN3O9㊃9H2O掺杂的LZP固体电解质材料Li1+x Fe x Zr2-x(PO4)3(LZFP)和TiO2掺杂的LZP固体电解质材料LiTi x Zr2-x(PO4)3(LZTP),其中x均为0.25,LZP由LiNO3㊁NH4H2PO4㊁ZrOCl2㊃8H2O配制而成,除LiNO3的用量超过化学计量比的10%外,其余原料均按化学计量比进行配制形成溶胶,在80ħ下加热搅拌6h形成凝胶后再烘干箱内保持180ħ干燥12h形成干凝胶,将所得的干凝胶放在坩埚中在高温箱式电炉中保持500ħ高温烧结12h,待降温后取出坩埚,将物料放于研钵中研磨成粉末备用㊂将经过掺杂后的得到的无机固体电解质粉末LZZP㊁LZFP㊁LZTP分别对电极活性材料LiFePO4 (LFP)进行修饰,得到新的电极材料(LFP-LZZP㊁LFP-LZFP㊁LFP-LZTP),按照7ʒ1ʒ1ʒ1的质量比准确称量电极活性材料LFP㊁配制好的无机固体电解质粉末㊁聚偏氟乙烯(PVDF)和导电炭黑(SP),分别将上述4种物料缓慢加入适量的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液里面,使用磁力搅拌器将这5种物料于室温下800r/min的速率进行充分搅拌,搅拌时间6h㊂将搅好的电极浆料涂覆到铝箔上然后将涂覆好的铝箔放入真空干燥箱中在80ħ进行干燥,经过12h取出,得到掺杂固态电解质的复合正极,并在圆柱形冲压机上压制成直径为12mm的电极片㊂按照8ʒ1ʒ1的质量比准确称量LFP㊁PVDF㊁SP,重复进行以上步骤,得到无掺杂的电极片㊂在氩气手套箱中组装CR2032型纽扣电池,首先将弹片放于负极壳上,然后将用作负极的金属锂片置于弹片上,然后在锂片上放置隔膜并且滴加几滴电解液将隔膜润湿,放上上述制作好的正极电极片,最后盖上正极电极壳㊂将装好的电池从手套箱中取出,用压力机对组装好的电池进行压制封装,得到电池㊂采用X光电子能谱分析掺杂材料的结构;采用X 衍射仪对涂覆的极片进行结构表征,步长为0.2ʎ,扫描速度为0.75s/步,扫描范围10ʎ~90ʎ;采用扫描电子显微镜在10kV的工作电压下对电极片的微观形貌进行表征;室温下,对电池进行循环及电化学阻抗测量,循环测试电压范围在3~4V,在阻抗测试中,电压微扰为5mV,频率范围为0.01Hz~0.1MHz㊂9第4期刘少鹏等:固态电解质LiZr2(PO4)3的掺杂及其在电极中的应用2㊀实验结果与讨论为了确定锌㊁铁㊁钛元素成功地掺杂到了磷酸锆锂材料当中,对所制备的样品进行了XPS 测试,对所测得的XPS 数据在Avantage 上进行数据拟合处理㊂图1(a)为3种元素掺杂后磷酸锆锂材料的XPS 测试全谱图㊂3个图谱中分别在结合能为1018.41eV㊁726.72eV 和456.22eV 左右出现了Zn2p㊁Fe2p㊁Ti2p,但是全谱图中的峰强变化不太明显,因此对其精细谱进行了拟合作图处理,图1(b)为3种掺杂元素精细谱,可以看出每个图谱中均出现两个明显的峰,表明元素成功掺杂到了磷酸锆锂材料当中㊂图1㊀3种元素掺杂LZP 的XPS 全谱图和Zn2p ㊁Fe2p ㊁Ti2p 的精细图谱Fig.1㊀XPS full spectrum of LZP doped with threeelements ,fine maps of Zn2p ,Fe2p ,Ti2p为了探究掺杂结果的测试值与理论值的关系,我们在Avantage 上进行碳位校正后又对掺杂元素与Zr 元素进行了半定量分析,拟合结果如表1㊁2㊁3所示㊂表1㊀LZZP 的半定量分析数据Tab.1㊀Data from semiquantitative analysis of LZZP 元素BE FWHM 面积原子Zn 2p 1022.07 2.953667.850.69Zr 2p184.082.4117171.18 4.60表2㊀LZFP 的半定量分析数据Tab.2㊀Data from semiquantitative analysis of LZFP 元素BE FWHM 面积原子Fe 2p 726.71 3.51987.010.59Zr 2p183.942.1611923.91 4.75表3㊀LZTP 的半定量分析数据Tab.3㊀Data from semiquantitative analysis of LZTP.元素BE FWHM 面积原子Ti 2p459.45 2.172377.620.98Zr 2p 183.051.4513901.47 6.48㊀㊀所制得的锌掺杂磷酸锆锂Li 1.5Zn 0.25Zr 1.75(PO 4)3㊁铁掺杂磷酸锆锂Li 1.25Fe 0.25Zr 1.75(PO 4)3㊁钛掺杂磷酸锆锂LiTi 0.25Zr 1.75(PO 4)3,计算得到掺杂元素占锆的理论原子数百分比均为14.29%㊂对半定量分析得到的实验数据进行分析计算,锌占锆的测试原子数百分比为15%,铁占锆的测试原子数百分比为12.42%,钛占锆的测试原子数百分比为15.12%㊂可以看出测试结果与理论结果较为接近,也可以表明元素成功地掺杂到了磷酸锆锂材料中,实验结果是较为可靠的㊂图2分别给出了3种掺杂后的电解质修饰的电极及纯磷酸铁锂电极材料的XRD 图谱㊂由图可见,掺杂Zn 2+,Fe 3+,Ti 4+后的LZP 电解质修饰的LFP 电极材料在20ʎɤ2θɤ35ʎ和50ʎɤ2θɤ70ʎ有多个衍射峰,在经过3种不同元素掺杂后修饰的LFP 电极材料XRD 图谱的峰位基本一致,各样品的衍射峰尖锐,峰位强度高,说明所制备样品的结晶性好,成功制备了3种电极材料㊂在2θ=65.32ʎ时达到峰值,并在2θ=78.46ʎ也产生了衍射峰,与标准卡片的结果不符,这是所涂覆铝箔产生的衍射峰,与掺杂的元素无关㊂同时图像中没有电解质材料的峰,也可以说明电解质材料没有对正极材料的结构产生影响㊂为了观察4种电极片的微观形貌,我们对其进行了扫描电子显微镜(SEM)的测试,图3(a),(d)为Fe01哈㊀尔㊀滨㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第28卷㊀掺杂电解质修饰磷酸铁锂电极,图3(b),(e)为Ti 掺杂电解质修饰磷酸铁锂电极,图3(c),(f)为Zn 掺杂电解质修饰磷酸铁锂电极,图3(g)-(i)为纯磷酸铁锂电极㊂显然,这些图像显示了一系列团聚粒子,并且所有样品都具有近似球形的形态㊂此外,Fe 和Ti 掺杂电解质修饰磷酸铁-电极主要为纳米尺寸,颗粒的直径大都约为300nm,而Zn 掺杂电解质修饰磷酸铁锂电极的最大颗粒直径可以达到1.5μm 左右,如图3(f)所示㊂从整体上看晶粒尺寸都相对均匀,与纯磷酸铁锂的图像没有明显的区别㊂图2㊀4种电极材料的XRD 图谱Fig.2㊀XRD patterns of four electrodematerials图3㊀电极材料的SEM 图像(其中(a )㊁(d )为LZFP 修饰电极材料,(b )㊁(e )为LZTP 修饰的电极材料,(c )㊁(f )为LZZP 修饰的电极材料,(g )㊁(h )㊁(i )为纯LFP 电极材料)Fig.3㊀SEM images of electrode materials.(where (a )and (d )are LZFP -modified electrode materials ,(b )and (e )are LZTP -modified electrode materials ,(c )and (f )are LZZP -modified electrode materials ,and (g ),(h )and (i )are pure LFP electrode materials )图4为3种电极材料的交流阻抗图,所有3个电极的交流阻抗谱均在高频范围内呈现一个半圆形,而在低频范围内呈现出一条倾斜的直线㊂其中,截距对应电池欧姆电阻,高频区的半圆弧的直径表示的是活性材料嵌脱锂离子对应电荷转移电阻(Rct),低频区的直线部分为锂离子在电极材料中的扩散电阻,表示有锂离子在电极材料中扩散㊂此外可以看出LFP-LZTP 具有较小的半圆直径,表明该材料具有较低的电荷转移电阻㊂图4㊀3种电极材料的交流阻抗图(a 为循环前㊁b 为循环后)Fig.4㊀AC impedance diagrams of three electrode materials(a is before cycling ,and b is after cycling )电荷转移电阻被认为是决定充放电过程中速率性能的关键因素㊂如图4中插图所示,通过ZView 软件创建了本文所述电池体系的等效电路模型以计算各部分电阻值,拟合结果如表4所示㊂从表中可以看出,经过电解质材料修饰后电极的电荷转移电阻都要比纯LFP 电极小,有利于锂离子的扩散,从而提高电解质材料的电化学倍率性能㊂而经过钛掺杂电解质修饰磷酸铁锂电极的电荷转移电阻要比铁掺杂和锌掺杂的电解质小,锂离子扩散更容易,具有更好的电化学倍率性能㊂表4㊀4种电极材料的阻抗拟合参数Tab.4㊀Impedance fitting parameters for fourelectrode materials电极材料Rs /ΩRct /ΩLFP-LZTP 2.44351.74LFP-LZFP 2.99553.02LFP-LZZP 3.00470.17纯LFP2.347111.9㊀㊀为了进一步分析锂离子在电极材料中的扩散性能,通过如下两个公式计算锂离子的扩散系数:Zᶄ=R s +R ct +A w ω-1/2D Li =0.5(RTn 2F 2AC Li A w)2式中:R 为气体常数;T 为绝对温度;F 为法拉第常数;n 为转移的电子数;A 为电极材料与电解液的有11第4期刘少鹏等:固态电解质LiZr 2(PO 4)3的掺杂及其在电极中的应用效接触面积;C Li 为锂离子的浓度;A w 为Zᶄ相对于ω-1/2的曲线的斜率㊂Zᶄ可以用上面公式计算得到㊂通过计算得到3种掺杂的电极材料中锂离子的扩散系数分别为LFP-LZFP:2.47ˑ10-14cm 2㊃s -1,LFP-LZTP:3.25ˑ10-14cm 2㊃s -1,LFP-LZZP:7.52ˑ10-15cm 2㊃s -1,而纯的LFP 锂离子的扩散系数为1.10ˑ10-14cm 2㊃s -1㊂由此可以看出,掺杂Fe 和Ti 元素的LZP 修饰后的电极材料要比纯的LFP 材料具有更大的锂离子扩散系数,其中掺杂Ti 元素的锂离子扩散系数最大㊂而掺杂Zn 元素的锂离子扩散系数比纯的LFP 锂离子扩散系数小㊂因此,可以得出LZZP 的掺杂效果不够理想,而经过LZFP 和LZTP 修饰的电极材料则具有较好的电化学倍率性能㊂图5为4种电极材料倍率性能对比测试结果㊂从图中可以看出,在不同的电流密度下,它们的放电比容量均呈现出逐渐减小的趋势,但掺杂之后的电极材料要比纯磷酸铁锂材料放电比容量要高㊂而放电比容量呈现减小趋势的原因是由于倍率的升高影响了锂离子在电极材料表面的扩散系数㊂在所得到的4种电极材料中锂离子在经过LZTP 修饰的电极材料的扩散系数最大,在5C 倍率下,比容量达到了29.44mAh ㊃g -1,而纯的LFP 电极材料在5C 倍率下只有3.96mAh ㊃g -1㊂因此可以看出,经过LZTP 修饰的电极材料中锂离子扩散更容易,在高电流密度下它具有更优异的电化学性能㊂但同时发现LZZP 修饰的电极材料的放电比容量要比LFP 低,这样的结果与锂离子的扩散系数结果一致,进一步说明锌的掺杂效果不够理想㊂另外,可以发现掺杂后电极材料的放电库仑效率接近100%,比纯磷酸铁锂电极材料具有更好的库仑效率,这主要归功于掺杂之后其具有较大的离子扩散系数㊂图5㊀3种电极材料与LFP 倍率性能Fig.5㊀Rate performance of three electrodematerials with LFP㊀㊀图6为4种电极材料在1000mA ㊃g -1电流密度下恒流充放电循环性能对比测试结果㊂从图中可以看出,经过钛掺杂磷酸锆锂修饰的磷酸铁锂材料放电比容量最高,并且在经过200次充放电循环后其放电比容量仍为116.67mAh ㊃g -1,表现出较好的循环稳定性㊂经过铁和锌掺杂磷酸锆锂修饰的磷酸铁锂材料在200次循环充放电后其放电比容量分别为96.56mAh ㊃g -1和91.67mAh ㊃g -1,而纯磷酸铁锂材料经过200次循环充放电后比容量为72.65mAh ㊃g -1,3种修饰后的电极材料相较于纯磷酸铁锂材料都表现出更好的循环性能㊂此外,从图中可以看出LZTP 修饰的磷酸铁锂材料的放电库伦效率非常平稳,具有较好的库伦效率㊂必须指出的是,LZTP 修饰的磷酸铁锂材料中锂离子扩散系数最大,电极材料的比表面积最大,为其良好的电化学性能提供了非常有利的条件㊂图6㊀3种电极材料与LFP 循环性能图Fig.6㊀Cycling performance of three electrodematerials with LFP3㊀结㊀论本文通过溶胶-凝胶法制备了钛㊁铁㊁锌掺杂的LZP 固态电解质材料,并且采用电解质材料修饰电极材料形成复合电极,表征了电解质材料及复合电极结构㊁形貌,通过掺杂增大了晶格体积,使得晶粒之间接触更为紧密,主体结构上掺杂离子的取代,很大程度的降低了晶界阻抗,使得Li +扩散更为容易,可以有效提高离子电导率㊂对复合电极进行了电化学性能测试,LZFP 修饰电极的Li +扩散系数为2.47ˑ10-14cm 2㊃s -1,LZTP 修饰电极的Li +扩散系数为3.25ˑ10-14cm 2㊃s -1,LZZP 修饰电极的Li +扩散系数为7.52ˑ10-15cm 2㊃s -1,可以看出LZTP 修饰的电极材料具有更高的锂离子扩散系数,并且LZTP 修饰的电极材料具有更好的循环稳定性,因此钛掺杂的LZP 固体电解质具有较好的电化学性能㊂21哈㊀尔㊀滨㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第28卷㊀参考文献:[1]㊀Van Noorden R.The Rechargeable Revolution:A BetterBattery[J].Nature,2014,507(7490):26. [2]㊀NUERNBERG R B,RODRINGUES A C M.A New NA-SCION Lithium Ion-conducting Glass-ceramic of the Li1+xCr x(Ge y Ti1-y)2-x(PO4)3System[J].Solid State Ion-ics,2017,301:1.[3]㊀KNAUTH P.Inorganic Solid Li Ion Conductors:An O-verview[J].Solid State Ionics,2009,180(3):911.[4]㊀YUAN C F.All-solid-state Lithium Ion Battery:Researchand Industrial Progress[J].Aeta Chimica Sinica,2013,71(1):869.[5]㊀岳昕阳,马萃,包戬,等.金属锂负极失效机制及其先进表征技术[J].物理化学学报,2021,37(2):2005012.YUE Xinyang,MA Cui,BAO Jian,et al.Failure Mech-anisms of Liyhium Metal Anode and Their AdvancedCharacterization Technologies[J].Acta Physi-co-ChimicaSinica,2021,37(2):2005012.[6]㊀KAMAYA N,HOMMA K,YAMAKAWA Y,et al.ALithium Superionic Conductor[J].Nature Materials,2011,10(9):682.[7]㊀BACHMAN J C,MUY S,GRIMAUD A,et al.Inorgan-icsolid-state Electrolytes for Lithium Batteries:Mecha-nisms and Properties Governing Ion Conduction[J].Chemical Reviews,2016,116(1):140.[8]㊀李文俊,徐航宇,杨琪,等.高能量密度锂电池开发策略[J].储能科学与技术,2020,9(2):448.LI Wenjun,XU Hangyu,YANG Qi,et al.Developmentof Strategies for High-energy-density Lithium Batteries[J].Energy Storage Science and Technology,2020,9(2):448.[9]㊀杨建锋,李林艳,吴振岳,等.无机固态锂离子电池电解质的研究进展[J].储能科学与技术,2019,8(5):829.YANG Jianfeng,LI Linyan,WU Zhenyue,et al.Pro-gress of Inorganic Solid Electrolyte for Lithium Ion Batter-ies[J].Energy Storage Science and Technology,2019,8(5):829.[10]ARBI K,HOELZEL M,KUHN A,et al.Structural Fac-tors that Enhance Lithium Mobility in Fast-ion Li1+x Ti2-xAl x(PO4)3(0ɤxɤ0.4)Conductors Investigated byNeutron Diffraction in the Temperature Range100-500K[J].Inorganic Chemistry,2013,52(16):9290. [11]ANANTHARAMULU N,RAO K K,RAMBABU G,etal.A Wide-ran-ging Review on NASICON Type Materials[J].Journal of Materials Science,2001,46(9):2821.[12]LANG B,ZIEBARTH B,ELSÄSSER C.Lithium IonConduction in LiTi2(PO4)3and Related CompoundsBased on the Environment[J].Journal Library Adminis-tration,2021,104(3):711.[13]ZHANG P,WANG H,SI Q,et al.High Lithium IonConductivity Solid Electrolyte of Chromium and Alumi-num Co-doped NASICON-type LiTi2(PO4)3[J].SolidState Ionics,2015,272(4):101.[14]HASEGAWA S,IMANISHI N,ZHANG T,et al.Studyon Lithium/Air Secondary Batteries-stability of NASI-CON-type Lithium Ion Conducting Glass-ceramics withWater[J].Journal of Power Sources,2009,189(1):371.[15]BRUMMELL A,DRURY D E,KITAHARA A R,et al.Temperature and Processing Effects on Lithium Ion Con-ductivity of Solution-deposited Lithium Zirconium Phos-phate(LiZr2P3O12)Thin Films[J].Journal of the Amer-ican Ceramic Society,2021,104(3):711. [16]吕晓娟,杨东昱.NASICON型无机固态锂离子电解质的研究进展[J].化工新型材料,2019,47(1):47.LÜXiaojuan,YANG Dongyu.Review on NASICON typeInorganic Solid Lithium Ion Electrolyte[J].New Chemi-cal Materials,2019,47(1):47.[17]XIE H,LI Y,GOODENOUGH J B.NASICON-typeLi1+2x Zr2-x Ca x(PO4)3with High Ionic Conductivity atRoom Temperature[J].RSC Advances,2011,1(9):1728.[18]ZHOU Q Y,XU B Y,CHIEN P,et al.NASICON Li1.2Mg0.1Zr1.9(PO4)3Solid Electrolyte for an All-Solid-StateLi-Metal Battery[J].Small Methods,2020,4(12):2000764.[19]YAZDANI S,SADABAD R K,M.D.MORALES-ACOS-TA,R D,et al.Thermal Transport in Phase-stabilizedLithium Zirconate Phosphates[J].Applied Physics Let-ters,2020,117(1):011903.[20]KUMAR S,BALAYA P.Improved Ionic Conductivity inNASICON-type Sr2+Doped LiZr2(PO4)3[J].Solid StateIonics,2016,296(11):1.[21]CASSEL A,FLEUTOT B,COURTY M.Sol-gel Synthesisand Electrochemical Properties Extracted by Phase Inflec-tion Detection Method of NASICON-type Solid ElectrolytesLiZr2(PO4)3and Li1.2Zr1.9Ca0.1(PO4)3[J].SoliedState Ionics,2017,309(10):63.[22]REDDY N,AKKINEPALLY B,REDDY C V,et al.ASystematic study of Annealing Environment and Al DopantEffect on NASICON-type LiZr2(PO4)3Solid Electrolyte[J].lonics,2020,26(6):4287.[23]HARADA M,TAKEDA H,SUZUKI S,et al.Bayesian-o-ptimization-guided Experimental Search of NASICON-type Solid Electrolytes for All-solid-state Li-ion Batteries[J].Journal of Materials Chemistry A,2020,8(27):15103.(编辑:温泽宇)31第4期刘少鹏等:固态电解质LiZr2(PO4)3的掺杂及其在电极中的应用。

新能源汽车高速电机定子换位绕组优化设计

作者简介:杨永喜() ,男,博士,讲师,研究方向为车用高速永磁同步电机与轮毂电机优化设计;
蔡蔚(1959—) ,男,博士,教授,博士生导师,研究方向为驱动电机、功率电子控制器及汽车电动化等;
赵慧超(1975—) ,男,硕士,高级工程师,研究方向为新能源动力系统及总成、电动化底盘开发;
王斯博(1986—) ,男,博士研究生,高级工程师,研究方向为新能源汽车与电驱动系统优化;
郭守仑2 , 厉锐3
(1. 哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,黑龙江哈尔滨 150080; 2. 中国第一汽车股份有限公司
研发总院,吉林长春 130013; 3. 哈尔滨电气集团佳木斯电机股份有限公司,黑龙江佳木斯 154002)
摘要:针对新能源汽车发卡绕组永磁电机在高速运行时绕组交流损耗过高的问题,以 6 极 54 槽
the high-speed electrical machine of electric vehicles.
Keywords:new energy vehicle; permanent magnet synchronous machine; high-speed drive motor; AC
winding loss reduction; transported winding; design and optimization
收稿日期: 2023 - 05 - 16
posed approach reduced the AC loss without significantly increasing the direct-current resistance. Then,
有关。涡流损耗是发卡绕组电机交流损耗的主要部
0 引言
分,是降低电机绕组交流损耗的关键。

哈尔滨理工大学电气与电子工程学院

设计系列
（一）机械制图CAD技术基础（四）机械设计基础（课程设计）（五）电力电子、电子电路CAD （protel）、电子技术（课程设计）（六）单片机（课程设计）
实践系列
（二）计算机实践（三）认识实习（四）金工实习、课程设计（五）电工实习、课程设计（六）生产实习、课程设计
（七）变频调速设计（科研训练）、直流开关电源（学年设计）、PLC（课程设计）（八）毕业设计
目录
一、电力电子专业特色及专业地位二、我校电力电子专业简介三、我校电力电子专业课程设置四、大学生科技创新活动五、电力电子实验中心简介六、汽车电子工程中心与研究室简介七、毕业学生就业去向
汽车电子工程中心简介
国家教育部于 2006 年批准组建“汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程研究中心”。工程中心以哈尔滨理工大学为依托，并被黑龙江省科技厅认定为省级企业开发中心。工程中心拥有一批高层次、高学历、实践经验丰富的汽车电子产品设计开发人员。其中有从事混合动力汽车电动机研发的国际知名专家，有从事汽车电子驱动控制的国内知名专家、教授，有从事该方向研发的高校教师、工程技术人员、博士和硕士研究生，总人数100余人。工程中心的主要研究方向有：汽车电子驱动控制装置及相关技术，汽车传感器技术和汽车用特种电机技术。近年来，承担国家自然科学基金、863计划项目、省部重点项目10余项，获得省部科技进步奖多项，科研经费总额近 1000万元。在汽车用特种电机及驱动控制技术和汽车位置传感器等研究方向取得了较为突出的成绩。
风力发电
光伏发电
电动汽车
航空航海电源
电力电子专业地位
电力电子技术未来科学技术
Science and Technology

哈理工电气工程及其自动化专业就业方向

哈理工电气工程及其自动化专业就业方向电气工程及其自动化是一门涵盖电力、电子、通信等领域的学科，该专业具有广阔的就业前景和发展空间。

本文将从就业方向的角度，探讨哈理工电气工程及其自动化专业的就业前景和就业方向。

电气工程及其自动化专业毕业生可以选择在国内外知名企业就业。

随着信息技术的飞速发展，电气工程及其自动化专业的人才需求量不断增加。

在国内，像华为、中兴等大型通信设备企业，以及国网、南方电网等电力企业，都需要大量电气工程及其自动化专业的人才。

在国际市场，德国的西门子、美国的通用电气等跨国公司也对电气工程及其自动化专业毕业生有着较高的需求。

电气工程及其自动化专业的毕业生也可以选择从事科研工作。

电气工程及其自动化是一个高度理论与实践相结合的学科，具有很强的创新性和实验性。

毕业生可以选择深入科研机构从事科学研究，探索新的电气工程及其自动化技术和方法，为社会发展做出贡献。

此外，毕业生还可以选择攻读硕士、博士学位，进一步深造和从事学术研究。

电气工程及其自动化专业的毕业生还可以选择从事工程设计与施工工作。

电气工程及其自动化专业的毕业生具备扎实的理论基础和实践能力，能够进行电气设备的设计、安装、调试和维护等工作。

他们可以在建筑、交通、能源等领域从事工程设计与施工工作，为社会基础设施建设和现代化进程贡献力量。

电气工程及其自动化专业的毕业生还可以选择从事电气销售与市场拓展工作。

随着电气设备市场的不断扩大，电气工程及其自动化专业的毕业生可以在各大电气设备销售公司从事技术支持、市场拓展等工作。

他们可以根据客户需求，提供电气工程解决方案，并推动电气设备的销售和应用。

总的来说，哈理工电气工程及其自动化专业具有广阔的就业前景和发展空间。

毕业生可以选择在国内外知名企业就业，从事科研工作，从事工程设计与施工工作，或者从事电气销售与市场拓展工作。

无论选择哪个就业方向，毕业生都需要不断学习和提升自己的专业知识和技能，适应社会的发展需求。

发电机用磁性槽楔对电磁参数与性能的影响_孟大伟

大的倍数，由式（ 4 ）计算得出 K δ = K δ1 K δ2
（ 4）
K δ1 —转子有槽，式中，定子虚拟为光滑时的气隙系数； K δ2 —定子有槽，转子虚拟为光滑时的气隙 K δ1 与 K δ2 由式（ 5 ）计算得出。系数， Kδ = B δm Bδ （ 5）
B δm —气隙磁密最大值； B δ —无槽时气隙磁式中，密最大值。通过二维场建立转子给定额定励磁时，定子无槽铁心如图 5 （ a）；定子给定额定相电压且槽楔为非磁性槽楔时转子无槽铁心如图 5 （ c ）。图 5 （ b）为定子无槽铁心时的气隙磁密曲线，图 5 （ d）为转子无槽铁心时的气隙磁密曲线。
Abstract Taking a 1MW nonsalient synchronous generator as an example，a mathematical model is established and the influences of magnetic slot wedge with different relative permeability on electromagnetic parameters and performance of generator are described based on theoretical calculation and finiteelement software analysis． The results show that the generator provided with magnetic slot wedge has smaller airgap coefficient ，smoother waveform of airgap flux density，better output voltage waveform and smaller excitation current than that provided with nonmagnetic slot wedge，but short circuit ratio of the generator is decreased and the electromagnetic force suffered on magnetic slot wedge is greater because of the greater permeability． It is comprehensively identified that the value 5 of relatively permeability of magnetic slot wedge will be the reasonable choice． Key words Synchronous generator； magnetic slot wedge； finiteelement analysis； electromagnetic parameter； motor performance

有机化学基础

CH4 ： CH3 CH3： CH3 CH2 CH3：
CH3
甲基；
CH3 CH2 乙基； CH3 CH2 CH2 正丙基 CH3 CH CH3 异丙基；只有两个
CH3 CH2 CH2 CH3： CH3 CH2 CH2 CH2 正丁基
正丁烷
CH3 CH3CHCH3
CH3 CH2 CH CH3 仲丁基；仲碳
CH4 + Cl2 CH3Cl + Cl2
CH3Cl + HCl CH2Cl2 + HCl
一氯甲烷二氯甲烷三氯甲烷四氯甲烷混合物
取代反应：像甲烷分子中的一个H原子（或几个H原子）被其它原子（或基）所替代的反应。
2) 氧化反应
2 C2H6 + 7 O2 2 CO2 + 6 H2O + 热
CH3 CH3CHCH2
CH3 CH3CCH3
异丁基
异丁烷
叔丁基
叔碳
3）烷烃的命名（系统命名法）（1）取最长碳链为主链，称为某烷。顺序为甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸，十一、十二、十三……。（2）主链上碳原子编号从靠近支链的一端开始，以1， 2，……表示。（3）侧链为取代基，命名时将基的名称写在母体名称前面，其位次以1，2，3……表示，取代基数目以二、三、四等表示。（4）中文与阿拉伯数字间用短横线格开，基的排列由小到大，由简到繁，位次号应尽可能小。如： CH3
高分子绝缘材料化学基础
哈尔滨理工大学电气与电子工程学院李长明韩宝忠
第1 章
有机化学基础
1.1 有机化合物概论 1.1.1 有机化合物和有机化学由单一元素构成的物质。单质：如H2、O2、C、Cu、Al等。由两种及两种以上元素构成的物质。化合物：如H2O、CH3CH2OH。化合物可分为：有机化合物和无机化合物有机化合物：主要是含碳的化合物，但是有些简单的含碳化合物，如CO、CO2和碳酸盐等具有典型的无机物性质也不列入有机化合物中。有机化学：碳化合物的化学，它主要研究有机物的组成、结构、性质、合成方法、用途以及有关的化学理论。

表贴式高速永磁同步电机失磁故障及磁体选区渗重稀土研究

表贴式高速永磁同步电机失磁故障及磁体选区渗重稀土研究谢颖;姜佳宁;蔡蔚;任少卿;孙存峻
【期刊名称】《电机与控制学报》
【年(卷),期】2024(28)2
【摘要】针对表贴式高速永磁同步电机永磁体在受到高温、强退磁磁场等因素影响易产生局部不可逆失磁故障问题,本文基于有限元分析方法,分别建立了一台24 kW表贴式高速永磁同步电机的二维和三维仿真计算模型,在计及该电机在各类不同的退磁因素作用下,确定了电机磁体发生局部不可逆失磁故障的位置,并预测了磁体的进一步失磁扩散趋势。

对比了电机在有无失磁故障情况下的空载气隙磁密和反电动势,并研究磁体不可逆失磁故障对电机运行的影响。

由于永磁体易在部分区域发生不可逆失磁,故本文将磁体材料更换为较低牌号,并运用选区渗重稀土技术改善易失磁区域材料特性来提升磁体整体抗失磁能力。

在此基础上,探究了更为合理的重稀土渗入区域及渗入梯度,从而保证在不失电机性能的前提下,实现了重稀土元素的极限应用,为表贴式永磁电机磁体选区渗重稀土技术提供了参考。

【总页数】10页(P44-53)
【作者】谢颖;姜佳宁;蔡蔚;任少卿;孙存峻
【作者单位】哈尔滨理工大学电气与电子工程学院;包头稀土研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TM351
【相关文献】
1.表贴式永磁同步电机的抗饱和弱磁控制研究
2.表贴式永磁同步电机弱磁控制方法研究
3.表贴式永磁同步电机永磁体护套动力特性研究
4.表贴式永磁同步电机中高速无位置传感器控制技术比较研究
5.永磁同步电机永磁体局部失磁故障仿真研究
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哈理工电气工程及其自动化专业等级

哈理工电气工程及其自动化专业等级摘要：1.哈尔滨理工大学电气工程及其自动化专业简介2.专业课程设置3.实践教学与实验条件4.学术研究与产学研合作5.毕业生就业前景与方向6.专业优势与特色7.对学生的建议和期待正文：哈尔滨理工大学电气工程及其自动化专业是一门以电气工程和自动化技术为主的多学科交叉专业。

本专业培养具备电气工程、自动化控制、电子信息技术、计算机技术等方面知识和能力的高级工程技术人才。

1.专业课程设置本专业课程设置涵盖了电气工程、自动化技术、电子信息技术、计算机技术等方面的基础课程和专业课程。

基础课程包括高等数学、大学物理、线性代数、概率论与数理统计等。

专业课程包括电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、自动控制原理、电机与拖动、电力电子技术、电力系统分析、计算机控制技术等。

2.实践教学与实验条件本专业注重实践教学，设有多个实验室，包括电路实验室、电子技术实验室、自动控制实验室、电力系统实验室、电力电子实验室等。

实验室配备了先进的实验设备，为学生提供了良好的实验条件。

此外，还与企业合作建立了产学研基地，为学生提供实习和就业机会。

3.学术研究与产学研合作本专业教师在电气工程及其自动化领域具有较高的学术水平，承担了多项国家级和省级科研项目。

学院积极推动产学研合作，与多家企业进行项目合作和技术研发，为学生提供了丰富的学术研究和实践机会。

4.毕业生就业前景与方向本专业毕业生在电气工程、自动化技术、电子信息技术、计算机技术等领域具有广泛的就业前景。

毕业生可在电力公司、电力设备制造企业、自动化系统集成商、电子信息技术企业、计算机软件公司等企事业单位从事技术研发、工程设计、生产管理、产品销售等工作。

5.专业优势与特色哈尔滨理工大学电气工程及其自动化专业具有较高的教学质量和学术声誉。

本专业注重培养学生的实践能力和创新能力，紧密结合行业发展趋势和企业需求，为学生提供丰富的学术资源和实践机会。

6.对学生的建议和期待本专业希望学生能够扎实掌握电气工程及其自动化领域的专业知识，具备较强的实践能力和创新意识。

纳米蒙脱土对聚乙烯击穿和电导特性的影响

纳米蒙脱土对聚乙烯击穿和电导特性的影响张晓虹,高俊国,郭宁,张金梅,刘亚丽,胡海涛(哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,哈尔滨150040)摘要:为了探讨纳米蒙脱土对聚乙烯击穿性能和电导特性的影响,采用威布尔(W eibull)统计的方法分析了电介质的击穿场强,利用电导温度谱图分析了不同试样电导的温度特性,用扫描电镜(SEM )和原子力显微镜(A F M )对复合材料的微结构进行了表征。

研究了插层温度和电老化对聚乙烯复合材料击穿性能的影响及其电导的温度特性,以及电介质电击穿后结构的变化。

结果表明,用蒙脱土对聚乙烯进行改性能明显提高其击穿性能和改善电导特性:与纯聚乙烯相比,聚乙烯/蒙脱土复合材料试样具有明显的极性电介质的损耗特征,而且复合材料试样的绝缘电阻率在50~60 C 的温度范围内明显高于低密度聚乙烯(L DP E)的值;而耐电老化性能也有所提高:在电老化66h 后,其击穿场强是纯聚乙烯的1.10倍;并且蒙脱土与聚乙烯形成的强的相互作用区像交联点!等,能明显减少复合材料的电场破坏。

可见,纳米蒙脱土的加入有望提高聚乙烯的长期介电强度和耐温等级。

关键词:聚乙烯;纳米复合材料;击穿场强;威布尔分布;电气强度;电导中图分类号:T M 215 92;T M 855文献标志码:A 文章编号:1003 6520(2009)01 0129 06基金资助项目:国家自然科学基金(50377009;50677010)。

Project Su pported by National Natural Science Foundation of C hina(50377009;50677010).Influences of Nano montmorillonite on Breakdownand Electrical Conductivity of PolyethyleneZH ANG Xiao hong,GA O Jun guo,GUO Ning,ZH ANG Jin mei,LIU Ya li,H U H ai tao(Colleg e of Electrical and Electronic Eng ineer ing,H arbin University of Scienceand T echnolog y,H ar bin 150040,China)Abstract:T o inv est igat e t he dielectr ic pr operties of po ly mer lay ered silicate (PL S)nanocomposites,w hich ex hibit ex cellent t her mal and mechanical pro per ties,w e pr epar ed the polyethy lene/montmor illo nite nano co mpo sites by the melting intercalat ion process,analy zed the electr ical breakdo wn strength by the W eibull statist ical analysis,and de ter mined the mo rpholog y of the nano co mpo sites by means of scanning electr onic microscope (SEM )and atom ic fo rce micro sco pe (AF M ).M or eover ,w e focused on the character istics of electr ical breakdo wn and electr ical conductiv ity of the nano com posites.T he test r esults indicat e that electr ical br eakdow n st rength and insulation r esistance o f LDP E/O M M T is o bv iously higher than that o f L DPE,after 66ho urs electr ical ag ing,electr ical breakdo wn str eng th of L DPE/O M M T /C is 1.10times that of L DP E."int er action zo nes "may fo rm in L DP E and M M T such as cr osslinking po ints and it can r educe t he electr ic field damag e o f nanocom posites.It can be confirmed that polyethy lene impr oved by nano montmo rillo nite is pro vided w ith much hig her dielect ric strength and bett er heat r esistance pr operty than those of pure P E.Key words:po ly ethylene;nano composites;breakdo wn st rength;W eibull distributio n;elect ric strength;elect rical co nduct ivit y0 引言聚合物以其优越的电气和机械性能而被广泛用于电气绝缘领域,但是在使用过程中,电老化现象困扰着电气工程人员。

内置式永磁同步电机不同转子拓扑结

第27卷㊀第1期2023年1月㊀电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报Electri c ㊀Machines ㊀and ㊀Control㊀Vol.27No.1Jan.2023㊀㊀㊀㊀㊀㊀内置式永磁同步电机不同转子拓扑结构的电磁性能及电磁振动噪声分析谢颖,㊀辛尉,㊀蔡蔚,㊀范伊杰(哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,黑龙江哈尔滨150080)摘㊀要:为了研究转子拓扑结构对内置式永磁同步电机(IPMSM )电磁性能以及电磁振动噪声的影响,以8极48槽永磁同步电机为例,根据设计指标,分别建立单层和双层永磁体两种内置式转子的永磁同步电机有限元模型,两个模型在定子㊁绕组㊁永磁体用量及轴向长度上完全一致㊂首先,从磁路结构的角度分析交直轴电感的区别,并分别对电机的交直轴电感参数㊁转矩波动㊁空载反电势及其谐波含量和输出外特性进行有限元分析比较㊂其次,根据麦克斯韦张量法推导出径向电磁力密度的解析表达式,并分别将两台电机的气隙磁密和径向电磁力密度及经过傅里叶分解后的谐波含量进行分析比较㊂最后,建立电机的三维有限元模型,计算定子铁心和定子组件径向模态的振型及固有频率,并对两台电机的电磁振动噪声特性进行仿真分析比较㊂结果表明,对于内置式永磁同步电机,在永磁体用量相同的情况下,双层永磁体比单层永磁体的转子结构具有更加良好的电磁特性及电磁振动噪声表现㊂关键词:内置式永磁同步电机;电磁性能;径向电磁力密度;模态分析;电磁振动噪声;有限元法DOI :10.15938/j.emc.2023.01.011中图分类号:TM351文献标志码:A文章编号:1007-449X(2023)01-0110-10㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2022-04-11基金项目:国家自然科学基金(U21A20145);国家自然科学基金(51977052);黑龙江省自然科学基金重点项目(ZD2022E006)作者简介:谢㊀颖(1974 ),女,博士,教授,博士生导师,研究方向为电机内综合物理场计算㊁新能源汽车用电机设计及多目标优化;辛㊀尉(1997 ),男,硕士研究生,研究方向为永磁同步电机的设计与优化;蔡㊀蔚(1959 ),男,博士,教授,博士生导师,研究方向为驱动电机㊁功率电子控制器及汽车电动化电驱动系统㊁低振动噪声电机等;范伊杰(1996 ),男,硕士研究生,研究方向为永磁同步电机的设计与优化㊂通信作者:谢㊀颖Electromagnetic performance and electromagnetic vibration noise analysis of different rotor topologies of interior permanent magnetsynchronous motorXIE Ying,㊀XIN Wei,㊀CAI Wei,㊀FAN Yi-jie(School of Electrical and Electronic Engineering,Harbin University of Science and Technology,Harbin 150080,China)Abstract :To study the effect of rotor topology on the electromagnetic performance and electromagnetic vi-bration and noise of the interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM),an IPMSM with 48slots and 8poles was modelled.Based on the design requirements,the finite-element models of the two IPMSMs with single-layer and double-layer permanent magnets were established.The two models were analyzed with the same stator,winding,amount of permanent magnet and axial length.Firstly,the differ-ence of the d-axis and q-axis inductance was analyzed from the angle of the magnetic circuit structure,and the parameters of the d-axis and q-axis inductance,the torque ripple,the no-load back electromotiveforce,its harmonic content and the output characteristics of the motor were compared by the finite ele-ment analysis.Secondly,the analytical expression of radial electromagnetic force density was deduced based on maxwell tensor method,and the air-gap flux density,radial electromagnetic force density and the harmonic content after Fourier decomposition of the two motors were analyzed and compared.Finally, the3D finite-element model of the motor was established,and the radial mode of vibration and natural frequency about stator core and stator assembly were calculated.Then the electromagnetic vibration noise characteristics of the two motors were simulated and compared.The results show that for the IPMSM, when the amount of permanent magnet is the same,the rotor structure of double-layer permanent magnet has better electromagnetic characteristics and electromagnetic vibration noise performance than that of sin-gle-layer permanent magnet.Keywords:interior permanent magnet motor;electromagnetic performance;radial electromagnetic force density;modal analysis;electromagnetic vibration noise;finite-element method0㊀引㊀言内置式永磁同步电机由于其宽广的调速范围㊁宽高效区及高功率密度等特点被广泛地应用于电动汽车㊁航空航天等领域[1]㊂由于电动汽车用驱动电机需要有较强的过载能力和较宽的调速范围,所以对电机的电磁性能具有较高的要求,同时随着用户对乘坐的体验要求越来越高,对电动汽车用驱动电机的噪声㊁振动和声振粗糙度(noise,vibration and harshness,NVH)性能的要求也更加严格[2-3]㊂因此,针对电动汽车用内置式永磁同步电机的电磁性能及电磁振动噪声的研究具有重要意义和应用价值㊂根据永磁体在转子上的位置不同,永磁同步电机可以分为表贴式㊁内置式和爪极式3种结构,其中,内置式永磁同步电机应用最为广泛㊂内置式永磁同步电机可以利用由交直轴电感之间的差值产生的磁阻转矩提高电机的负载性能和转矩密度,由于这一良好特性,内置式永磁同步电机已成为汽车驱动电机的主要选择㊂转子永磁体不同的形状和位置可以组合成多种磁路结构,转子磁路结构的不同也会对电机的性能产生差异[4]㊂文献[5]采用遗传算法针对一台30kW电动汽车用内置式永磁同步电机的5种不同转子拓扑结构进行优化设计,分别对比分析了5种不同结构的转矩特性㊁弱磁性能及效率分布等性能,总结了各自结构的特点及适用场所㊂文献[6]针对传统三层结构转子结构复杂难加工的问题,提出一种∇+U型的三层转子结构,该结构相比于传统的单层和双层结构可以有效地降低气隙磁密谐波含量㊁转矩脉动及高速弱磁时的铁心损耗,提高电机的弱磁性能及运行效率㊂电机的振动噪声是一个涉及电磁㊁结构㊁力学和声场等多个领域的复杂多物理场问题㊂目前,永磁同步电机电磁振动噪声的抑制是国内外学者研究的热点问题之一㊂文献[7]以44极48槽永磁同步电机为例,分析了作用在定子齿上的电磁激振力的分布特点及作用机理,推导了气隙磁通密度在定子齿削角条件下的表达式,提出基于定子齿削角的振动噪声削弱方法㊂文献[8]通过对内置式永磁同步电机转子隔磁桥进行优化进而改变定子齿部的径向电磁力,降低电机的振动噪声,借助有限元软件分析比较优化前后电机的电磁振动噪声特性,并通过实验进行验证㊂文献[9]提出一种能够在考虑槽型尺寸对气隙磁导影响的条件下快速准确计算电磁激振力波的方法,并总结出能够快速预测定子周向模态对应固有频率的定子铁心等效方法㊂文献[10-11]推导了永磁同步电机在转子分段斜极后的径向电磁力波解析式,并分析了转子分段斜极对永磁同步电机电磁振动噪声的抑制机理㊂上述对电磁振动噪声的削弱方法主要基于对电机的几何结构进行优化,其他方法则主要关注电流激励对电磁振动噪声的影响㊂文献[12]分析了逆变器运行过程中产生的电流谐波对电磁噪声的影响㊂文献[13]提出在适当的直轴电流下可以降低30%的径向力脉动㊂文献[14]研究了在不同供电电流下的振动和噪声,并通过由电流谐波引起的最低空间阶力波的振幅变化解释了噪声和振动峰值的变化特点㊂为分析比较转子拓扑结构对内置式永磁同步电机性能的影响,本文以8极48槽67.5kW的电动汽车用内置式永磁同步电机为研究对象,在保证永磁体用量完全相同的情况下分别建立单层和双层永磁体两种内置式转子的永磁同步电机有限元模型㊂利111第1期谢㊀颖等:内置式永磁同步电机不同转子拓扑结构的电磁性能及电磁振动噪声分析用有限元软件对比分析两台电机的交直轴电感参数㊁转矩输出稳定性㊁空载反电势谐波畸变率㊁输出外特性㊁气隙磁密及径向电磁力密度,并对电机定子进行模态分析,最后计算出电机的电磁振动噪声特性,比较单层内置式转子和双层内置式转子的电磁振动噪声性能㊂1㊀模型建立与性能分析1.1㊀设计指标电机的设计指标及设计后的几何尺寸如表1所示,本文根据电机性能参数要求建立的两台内置式永磁同步电机模型横截面图如图1所示,硅钢片材料采用B30AHV1500,永磁体材料采用N48UH,两台电机的永磁体用量㊁转子斜极方案㊁铁心轴向长度相同且共用一套定子和绕组,并针对转子辅助槽㊁隔磁桥及极弧系数完成了电机性能改进设计,图1(a)为单层内置式V型永磁同步电机模型图,图1(b)为双层内置式V+1型永磁同步电机模型图㊂表1㊀永磁同步电机设计指标及几何尺寸Table1㊀Design index and geometric dimension of perma-nent magnet synchronous motor图1㊀电机模型横截面图Fig.1㊀Cross section of motor model1.2㊀交直轴电感参数分析图2为V+1型结构电机的交直轴定义图,V型结构的定义与之相同,其中,d轴为直轴,q轴为交轴㊂可以看出,直轴磁路相比于交轴磁路需要穿过更多的永磁体,因此,直轴磁路上的磁阻较大,交轴磁路的磁阻较小,交轴电感大于直轴电感㊂图2㊀交直轴定义图Fig.2㊀Definition diagram of d-axis and q-axis永磁同步电机在d-q轴旋转坐标系下,交㊁直轴的磁链方程和转矩方程[15]分别为:ψd=L d i d+ψf;ψq=L q i q㊂}(1)㊀T e=32p(ψd i q-ψq i d)=32p[ψf i q-(L q-L d)i d i q]=T m+T r㊂(2)式中:ψd㊁ψq分别为定子磁链d㊁q轴分量;i d㊁i q分别为定子电流d㊁q轴分量;L d㊁L q分别为电感的d㊁q轴分量;ψf为转子永磁体磁链;T e㊁T m㊁T r分别为电机的电磁转矩㊁永磁转矩以及磁阻转矩㊂由式(1)可以得到永磁磁链和交㊁直轴电感表达式为:ψf=ψd-L d i d;(3)L d=ψd-ψfi d;L q=ψq iq㊂üþýïïïï(4)内置式永磁同步电机电磁转矩由永磁转矩和磁阻转矩两部分组成,交直轴电感之间的差值越大,磁阻转矩在电磁转矩中的占比就越大,电机的弱磁扩速性能也会越好[16-17]㊂为研究磁路结构对电感参数的影响,对两台电机分别施加相同的激励源,在考虑饱和及交直轴之间的交叉耦合影响的情况下,两台电机的交直轴电感参数随交直轴电流的变化情况如图3所示㊂根据仿真结果分析得出,由于磁路结构的不同,两台电机在空载及负载工况下交直轴磁路的磁阻不同,会使得两台电机的交直轴电感随之不同㊂随着交直轴电流的逐渐增大,电机内交直轴磁路的饱和211电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第27卷㊀程度逐渐增大,交直轴电感逐渐减小㊂图3㊀交直轴电感参数Fig.3㊀Parameters of d-axis and q-axis inductance永磁同步电机的凸极率可以用q 轴电感和d 轴电感表示为ε=L qL d㊂(5)两台电机的交直轴电感及凸极率的最大值和最小值如表2所示,分析得出,电机在不同工况下的凸极率也是不同的㊂由式(5)可知,由于两台电机在交直轴电感数值上存在不同,所以凸极率上也存在差异,V +1电机的凸极率相对较高,可以产生更大的磁阻转矩㊂表2㊀电感及凸极率的最大值和最小值Table 2㊀Maximum and minimum values of inductanceand convexity参数最值V 型V +1型q 轴电感/μH 最大值209222最小值7468d 轴电感/μH 最大值8697最小值5550凸极率最大值 2.49 3.26最小值1.341.361.3㊀输出性能分析在电动汽车运行过程中,如果驱动电机产生较大的转矩波动会带来噪声和振动,影响乘客使用中的舒适度,所以在设计电动汽车用内置式永磁同步电机的过程中通常追求较小的转矩波动,转矩波动[6]可表示为T ripple =T max -T minT avgˑ100%㊂(6)图4为两台电机在额定工况下的转矩波形图,V 型电机平均转矩为137.89N ㊃m,转矩波动4.86%,V +1型电机平均转矩为137.90N㊃m,转矩波动2.8%㊂两者在平均转矩接近的情况下,V +1型电机转矩波动低于V 型电机42%,电机转矩输出性能更加稳定㊂图4㊀额定工况下转矩波形对比Fig.4㊀Comparison of torque waveform under ratedworking condition311第1期谢㊀颖等:内置式永磁同步电机不同转子拓扑结构的电磁性能及电磁振动噪声分析图5为两台电机在一个周期内的A 相空载反电势波形图及其快速傅里叶变化(fast Fourier trans-form,FFT)分解结果图,V +1型电机的17㊁21及23次谐波幅值略高于V 型电机,但由于其阶次较高且幅值很小,故可忽略,其余各阶次谐波幅值均低于V 型电机㊂谐波畸变率可表示为THD =(U nrms /U 1rms )ˑ100%㊂(7)式中:THD 为谐波畸变率;U nrms 为谐波含量的均方根值;U 1rms 为基波的均方根值㊂根据式(7)计算得到,V 型电机的谐波畸变率为5.59%,V +1型电机的谐波畸变率为3.2%㊂由此可知,V +1型电机空载反电势波形正弦度更高,有利于电机稳定运行[18]㊂图5㊀A 相空载反电势及谐波含量分析Fig.5㊀Analysis of no-load back electromotive force andharmonic content of phase A内置式永磁同步电机在转折速度以下常采用最大转矩电流比控制方法,该方法可以使电机输出相同转矩时所需的定子电流最小,减小电机的铜耗㊂随着转速的提升,电机的端电压达到极限,此时需要增加定子电流的直轴去磁分量来保持高速运行时电压方程的平衡,因此,转折速度以上常采用弱磁控制方式提高内置式永磁同步电机的带载能力[19]㊂两台电机的外特性输出曲线如图6所示,可以看出,在转速0~10000r /min 运行区间,V +1型电机产生的转矩和功率略高于V 型电机㊂在恒转矩运行阶段,V 型电机转折速度为4720r /min,V +1型电机转折速度为4900r /min㊂与V 型电机相比,V +1型电机转折速度相对提高3.67%,且在高于转折速度进入恒功率运行阶段后,电机的功率外特性较为平缓,弱磁扩速能力较强㊂图6㊀输出外特性Fig.6㊀Output external characteristics2㊀径向电磁力分析电磁振动噪声是电机运行过程中产生的振动噪声的主要组成部分,气隙磁场产生的径向电磁力作用在电机定子铁心上引起振动,从而将振动传递给电机结构,并将噪声辐射到空气中[20-21]㊂因此,对电机径向电磁力的研究是分析电机电磁振动噪声的关键㊂由于空气的磁导率远小于铁磁材料的磁导率,故在计算径向电磁力密度时可忽略切向气隙磁通密度㊂根据麦克斯韦张量法,作用在电机定子铁心上的径向电磁力密度[22]可表示为f r =12μ0(B 2r -B 2t )ʈB 2r 2μ0㊂(8)式中:f r 为径向电磁力密度;B r 为径向气隙磁通密度;B t 为切向气隙磁通密度;μ0为真空磁导率㊂电机气隙处的磁场主要由永磁体谐波磁场和定子电枢反应谐波磁场两者共同作用产生,因此,式(8)可表示为f r =12μ0(B R σ+B S σ)2=12μ0(B 2R σ+B 2S σ)+1μ0B R σB S σ=12μ0(F 2R Λ2σ+F 2S Λ2σ)+1μ0F R F S Λ2σ㊂(9)411电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第27卷㊀式中:B R σ为永磁体谐波磁场在气隙处产生的磁通密度;B S σ为定子电枢反应谐波磁场在气隙处产生的磁通密度;F R 为永磁磁场气隙磁动势;F S 为定子电枢反应磁动势;Λσ为考虑定子开槽影响时的等效气隙磁导㊂Λσ的表达式[23]为Λσ=Λ0+ðk =1,2,3,Λk cos(kZθ)㊂(10)式中:Λσ为平均气隙磁导;Λk 为开槽产生的k 次谐波磁导的幅值;Z 为定子槽数;θ为转子机械角度㊂根据式(9)可知,气隙磁通密度B R σ与B S σ的大小决定了径向电磁力密度的大小㊂通过有限元仿真得到两台电机的气隙磁密波形及其傅里叶分解频谱图如图7所示,分析得出,两台电机基波幅值相差不大,与V 型电机相比,V +1型电机除21和23次谐波略有增长外,其余阶次谐波含量均有不同程度的下降,气隙磁密波形正弦度更佳㊂图7㊀气隙磁密及谐波含量分析Fig.7㊀Analysis of air gap magnetic density andharmonic content两台电机的径向电磁力密度三维波形及其二维傅里叶分解频谱图如图8所示,其中(A ,Bf )指径向电磁力密度的谐波分量,其空间谐波阶次为A ,时间谐波阶次为B ,f 为通入定子三相电流的基波频率㊂图8㊀径向电磁力密度及谐波含量分析Fig.8㊀Analysis of radial electromagnetic force densityand harmonic content511第1期谢㊀颖等:内置式永磁同步电机不同转子拓扑结构的电磁性能及电磁振动噪声分析径向电磁力密度的幅值与作用在定子上的径向电磁力引起的电磁振动大小成正比,且其空间阶数的四次方与定子铁心的变形程度成反比,所以,空间阶数越高对电磁振动的贡献越小[3],对于本文中的电机可以仅考虑空间阶数rɤ8的径向电磁力密度分量㊂分析得出,径向电磁力密度谐波的空间分量均为极数的整数倍,时间分量均为电频率的整数倍,其中(0,0f)的谐波幅值最大,但因为其关于时间和空间均不变的静态力,所以对电机的电磁振动噪声不会产生影响,可以忽略㊂两台电机的径向电磁力密度经过傅里叶分解后的谐波含量如表3所示,与V型电机相比,V+1型电机(16,4f)的谐波幅值略有增加,其余径向电磁力的各阶次谐波幅值均有所降低㊂表3㊀径向电磁力密度谐波含量对比Table3㊀Comparison of radial electromagnetic force densi-ty and harmonic content阶次径向电磁力密度/(N㊃m-2)ˑ105 V型V+1型(0,0f) 3.08696 3.03805(8,2f) 2.66628 2.20976(16,4f) 1.66524 1.76536(24,6f)0.864510.80144(32,8f)0.576380.36873(48,0f) 1.31498 1.30509(48,12f)0.475770.38607(-48,0f) 1.31498 1.305093㊀模态分析当径向电磁力密度谐波的频率与电机定子的固有频率接近或者相同时会使定子发生共振,此时会引起较为严重的振动响应[24]㊂因此,模态分析是研究电机电磁振动噪声的关键步骤,通过模态分析可以清楚地了解电机定子结构各阶模态振型及其固有频率,分析电机发生共振的可能性㊂本文利用有限元采用自由模态计算方法对电机定子铁心的模态进行求解,忽略模型轴向形变的模态振型,通过计算得到的电机定子铁心和包含机壳的定子组件的各阶模态振型及固有频率如表4所示㊂根据表4分析得知,增添机壳的定子铁心即定子组件,相较于单定子铁心结构,同阶振型的固有频率得到提升,且随着模态阶次的升高,提升幅值随之增加,可以据此特性减少发生共振的可能性㊂表4㊀定子模态振型及固有频率Table4㊀Modal shape and natural frequency of stator 阶次模态振型及固有频率定子铁心定子组件阶2阶3阶4阶5阶4㊀电磁振动噪声分析为分析内置式永磁同步电机转子拓扑结构对电机电磁振动噪声的影响,以本文所提出的两台电机为例,分别建立多物理场耦合仿真模型,将上文通过电磁有限元仿真计算获得的电机定子齿部的径向电磁力作为激励源映射到结构场三维模型中,忽略阻尼对电机振动的影响,对其进行谐响应分析㊂611电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第27卷㊀对于8极48槽永磁同步电机,主极磁场44次和52次谐波与-44次和52次一阶齿谐波相互作用是电机产生振动噪声的主要根源[25]㊂通过有限元仿真求解得出两台电机分别在额定运行工况下(n =4700r /min,P =67.5kW,f =313.33Hz)和峰值工况(n =4100r /min,P =90kW,f =273.33Hz)下机壳表面振动加速度如图9所示㊂分析得出,额定工况和峰值工况下振动加速度具有相同的频谱特性,8倍频接近定子三阶振型的固有频率以及电机一阶齿谐波频率分别对应10倍频和12倍频,因此产生了相对较大的电磁振动;两台电机相比,V +1型电机在4倍频下的振动加速度高于V 型电机,其余频率下的振动加速度均低于V 型电机,与前文所分析的径向电磁力结果相对应㊂图9㊀机壳表面振动加速度频谱对比图Fig.9㊀Comparison of vibration acceleration spectrumon the surface of the housing以电机为中心,1m 为半径,在电机附近建立空气域,将结构场中得到的结果映射到声场中,对电机的声波传播特性进行有限元仿真计算㊂由于电动汽车电机常运行在宽转速范围内,利用远场声功率级瀑布图对两台电机在全转速范围内的噪声频谱特性进行分析,如图10所示㊂当频率接近12倍频时产生的电磁噪声最大,其中,V 型电机电磁噪声最大93.778dB,V +1型电机电磁噪声最大79.709dB,两台电机相比,V +1型电机电磁噪声的声压级约为V 型电机的85%,且对于由16倍频引起的电磁噪声明显降低㊂图10㊀全转速下噪声瀑布图Fig.10㊀Noise waterfall graph at full speed condition5㊀结㊀论本文根据设计参数控制设计变量,在保证永磁体用量完全一致的情况下分别建立单层和双层永磁体两种内置式永磁同步电机有限元模型,利用有限元仿真软件对改进设计后的电机交直轴电感参数㊁输出性能㊁径向电磁力密度㊁定子模态以及电磁振动噪声性能进行分析比较,得出以下结论:1)由于磁路结构的不同,造成了两台电机在磁路磁阻以及交直轴电感上有所差异,双层内置式永磁同步电机具有更大的凸极率,更易于产生磁阻转711第1期谢㊀颖等:内置式永磁同步电机不同转子拓扑结构的电磁性能及电磁振动噪声分析矩,同时在输出性能上具有更加良好的稳定性㊂2)在忽略模型轴向形变模态振型的条件下,增添机壳后的定子铁心相比于单定子铁心结构可以提高模态同阶振型的固有频率,从而可以据此特性减少发生共振的可能性㊂3)气隙中永磁体磁场和电枢反应磁场相互作用产生径向电磁力,径向电磁力是电机产生电磁振动噪声的主要原因㊂转子结构的不同会对电机的磁场分布产生影响,进而影响电机的径向电磁力以及电磁振动噪声表现㊂4)双层内置式永磁同步电机的气隙磁场和径向电磁力密度谐波幅值总体上低于单层内置式永磁同步电机,V+1型电机最大电磁噪声为79.709dB, V型电机最大电磁噪声为93.778dB,且对于V+1型电机由16倍频引起的电磁噪声声压级大幅度低于V型电机㊂参考文献:[1]㊀GAO Lingyu,ZHENG Hangbing,ZENG Lubin,et al.Evaluationmethod of noise and vibration used in permanent magnet synchro-nous motor in electric vehicle[C]//2019IEEE Transportation E-lectrification Conference and Expo(ITEC),June19-21,2019, Detroit,MI,USA.2019:1-4.[2]㊀郑江,代颖,石坚.车用永磁同步电机的电磁噪声特性[J].电工技术学报,2016,31(S1):53.ZHENG Jiang,DAI Ying,SHI Jian.Electromagnetic noise char-acteristics of permanent magnet synchronous motor applied 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基于前推回代法的配电网潮流计算设计

基于前推回代法的配电网潮流计算设计哈尔滨理工大学毕业设计（论文）任务书基于前推回带法的配电网潮流计算的研究摘要电力系统的潮流计算在电力系统稳态分析和电力系统设计中有很重要的作用，潮流计算也是电力系统暂态分析的基础。

潮流计算是根据给定的系统运行条件来计算系统各个部分的运行状况，主要包括电压和功率的计算。

配电网潮流计算是配电管理系统高级应用软件功能组成之一。

本课题在分析配电网元件模型的基础上，建立了配电网潮流计算的数学模型。

由于配电网的结构和参数与输电网有很大的区别，因此配电网的潮流计算必须采用相适应的算法。

配电网的结构特点呈辐射状，在正常运行时是开环的；配电网的另一个特点是配电线路的总长度较输电线路要长且分支比较多，配电线路的线径比输电网细导致配电网的R/X较大，且线路的充电电容可以忽略。

配电网的潮流计算采用的方法是前推回代法，文中对前推回代法的基本原理、收敛性及计算速度等进行了理论分析比较。

经过C语言编程，运行算例表明，前推回代法具有编程简单、计算速度快、收敛性好的特点，此方法是配电网潮流计算的有效算法，具有很强的实用性。

关键词：电力系统；配电网；潮流计算；前推回代法- IV -Study on distribution network power flowcalculationAbstractPower flow calculation has a very important role in power system steady-state analysis and power system design, and it is also the basis of transient analysis in power system. Flow calculation is based on given conditions of the power system and calculates the operational status of every part of the system, including voltage and power.With the development and application of the power electronics installations, the pollution of the harmonics becomes more and more serious in the network. The reactive source is used widely in many fields. Many kinds of methods based on the active filter to restrain the harmonics and to compensate the reactive power are taken into this field. And the detection of harmonics and reactive current is very crucial to harmonic restraint and reactive compensation. This thesis starts with the definition of the Fryze time-domain theory and the instantaneous reactive power theory, and the methods for harmonics detecting and reactive current based on these theories is also discussed respectively in this thesis. Thereafter , taking the three-phase three-wire symmetrical circuits as research object, using the software which named PSCAD/EMTDC, simulation model through which we can make computer simulation is built based on Fryze theory and instantaneous reactive power theory. From the interrelated wave we got from simulation, the fundamental reactive current we got from calculation and generalized instantaneous reactive current we got from detection. Those theories have the advantage of their own in detecting the harmonic- IV -result of the research indicates that Fryze theory has specific physical meanings, easily to be realized and calculated, but it need a longer delay time. Instantaneous reactive power theory has the advantage of a shorter delay time, much more exactly in detecting the harmonic and reactive current.Keywords:Power systems；fryze theory；instantaneous reactive power theory；harmonic；reactive current- IV -目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................. I I 第1章绪论.. (1)1.1 配电网潮流计算研究目的及意义 (1)1.2 潮流计算问题的发展及配电网潮流计算的现状 (2)1.3 本文主要内容 (4)第2章配电网潮流计算方法 (5)2.1 配电网特点及对算法的要求 (5)2.1.1配电网的分类 (5)2.1.2配电网的特点 (5)2.1.3配电网潮流算法的要求 (6)2.2 电力网数学模型 (6)2.2.1 输电线路的数学模型 (7)2.2.2 变压器的等值电路 (8)2.3配电网潮流计算概述 (9)2.3.1 潮流计算的概述 (10)2.3.2配电网潮流计算的概念 (10)2.3.3 配电网潮流计算的特点 (10)2.4 配电网潮流常用求解算法 (11)2.4.1 主干馈线节点功率计算 (11)2.4.2 主干馈线节点电压计算 (13)第3章配电网潮流计算前推回代法编程 (16)3.1程序流程图 (16)3.2程序编译 (17)第4章配电网潮流计算程序仿真 (19)4.1算例分析 (19)4.2程序运行 (20)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录A英文文献 (28)附录B中文译文 (36)- IV -第1章绪论电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件以及系统的界限情况确定整个电力系统各个部分的运行状态：各母线的电压。

基于SSA-ELM神经网络控制器的光伏MPPT方法

基于SSA-ELM神经网络控制器的光伏MPPT方法
李文娟;徐伟健;肖瀚;梁树威
【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2024(41)1
【摘要】光伏电池板所处环境的非线性变化使得光伏电池的功率保持在最大功率点(maximum power point,MPP)非常困难。

传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)方法普遍存在技术缺陷,无法满足当前需求。

针对光伏发电MPPT问题,该文提出了一种基于麻雀搜索算法优化的极限学习机(sparrow search algorithm-extreme learning machine,SSA-ELM)神经网络控制器的MPPT方法。

与传统技术相比,该MPPT方法在稳定性、速度、超调和MPP的振荡等方面的效果均较好。

使用MATLAB/Simulink平台进行仿真实验,验证了所提控制策略及理论分析的正确性。

【总页数】7页(P158-164)
【作者】李文娟;徐伟健;肖瀚;梁树威
【作者单位】哈尔滨理工大学电气与电子工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM615
【相关文献】
1.基于模糊神经网络的光伏系统MPPT控制方法
2.神经网络模糊PID技术在光伏系统MPPT控制器中的应用
3.基于改进神经网络的一种新型光伏发电MPPT预测
方法4.基于优化MPPT算法的快速高效光伏充电控制器设计5.基于模型辨识与BP 神经网络的光伏MPPT方法
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国外导师制对高校“双班主任制”的启示与思考

（一）时代发展的需要
科教兴国、人才强国战略的推进、高等教育的大众化以及全球化、信息化的时代境遇对大学生思想政治教育既带来难得的机遇，也带来了新的挑战。因此，新形势下，实施 “ 双班主任制 ” 的工作模式成为了高校构建“ 大德育 ” 格局的有效途径。而且，２００４年，中共中央国务院“ 按照政治强、业务精、纪律严、作风正的要求，坚持专兼结合的原则，吸引更多的优秀教师从事学生思想政治教育工作。 ” 以及２００５年提出的“ 班主任
收稿日期：２０１５ — ０５ — １５
学术自由和学生科研意识的培养；五是注重问题意识，鼓励学生独立思考。国外 “ 导师制” 在人才培养中的模式对我国高校的学生管理和培养具有重要的借鉴意义，目前，我国高校的本科生实行的辅导员管理制，但随着高等教育的大众化和人才培养的需要，单一的辅导员制不足以适应新形势下学生工作的需要，建议形成辅导员、班主任和班主任助理（简称双班主任）三管齐下的育人格局，提升育人实效和育人质量。二、 “ 双班主任制” 的重要性、可能性和可行性
基金项目：本文系黑龙江省教育厅人．文社会科学项目 “ 高
尔滨理工大学学生思想政治教育专果 ‘ 发挥双班主任在学风建设中的怍用作者简介：张路杨（１９８２一），男，黑龙江哈尔滨人，哈尔滨理工大学电气与电子工程学院团总支书记，讲师，研究方向：马克思主古希腊苏格拉底以学生为中心的问答法教学模式可以看做是导师制的最初形式。学术界普遍认为，导师制的教学管理模式起源于１５世纪，最早由牛津大学的新学院院长威廉・威克姆创立。起初仅在研究生教育中实施，后来将其推广于本科生的培养。其主要模式便是学生从入学开始学院为他们每个人指定的一位导师（Ｔｕｔｏｒ）。每周学生至少接受导师一次辅导

浅谈基于STM32单片机的智能风扇控制系统设计

出社 ,2010. [7] 张友德 . 单片微型机原理及应用 [M], 上海 : 复旦大学出版
社 ,2000.
96
中国设备工程 2021.07 ( 上 )
健康必读，2020 年 1 期，292 页 . [2] 雒书朋，张海，郭志强 . 瓦里安 21EX 医用直线加速器故障检
修二例，医疗装备，2019 年 32 卷 17 期，125 页 .
中国设备工程 2021.07 （上） 95
Research and Exploration 研究与探索·工ห้องสมุดไป่ตู้流程与应用
DS18B20 是一款高精度的数字温度传感器，它具有体积小、适用电压宽、硬件开销低、抗干扰能力强、接口简单等优点。DHT11 是一款湿温度一体化的低功耗数字传感器，该传感器包括一个电阻式测湿元件和一个 NTC 测温元件，与单片机进行简单连接后，就能够实时地采集本地湿度和温度。 DS18B20 和 DHT11 均具有“单总线”接口，仅需要一个 I/O 口便可以实现和 STM32 的通信，双方之间的通信协议采用单总线协议。由于 DHT11 的温度测量精度较低，故使用时只取其测量的湿度值，温度值通过 DS18B20 获得。 2.3 人体感应模块
加速器是精密仪器，里面包含很多零件和多个安全联锁，所有的安全联锁都是为了保护患者安全和机器的运作，但是，很多的安全联锁都可以靠平时的保养和操作的规范避免，定期的保养和维护是让机器更加安全运行的保障，同时，为了保证仪器的治疗效果，应定期对仪器进行故障分析并进行维修，以延长设备的使用寿命。
参考文献： [1] 龚帮金 . 瓦里安 Clinac iX 直线加速器 MLC 叶片的维修与保养，
出现 FLOW 报错信息：出现 FLOW 报错信息原因很多，有偏转磁体温度过高，脉冲变压器油量低于限定值和偏差电源中的电流过低等，其中可能引起的故障时水流不足打开固定架或者旋转臂单元中的水流开关引起的温度过高。