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漏磁可控类宽调速永磁电机磁通可变区域设计

中国科学：技术科学 2024年第7期54卷 1399-1413页

作者：朱孝勇周雪项子旋徐磊樊德阳全力江苏大学电气信息工程学院镇江212013

永磁电机在电动汽车领域已经获得了广泛应用,但由于该类电机存在调速范围较窄、高速弱磁区效率低等不足,电动汽车续驶里程提升和整车动力性能改善仍受到一定限制.针对电动汽车多运行工况需求,研究兼具高功率密度、宽调速运行能力、广域... 详细信息

永磁电机在电动汽车领域已经获得了广泛应用,但由于该类电机存在调速范围较窄、高速弱磁区效率低等不足,电动汽车续驶里程提升和整车动力性能改善仍受到一定限制.针对电动汽车多运行工况需求,研究兼具高功率密度、宽调速运行能力、广域高效等优点的高品质驱动电机系统,目前已成为车用永磁电机领域面临的新的难题之一.为破解该科学难题,本文提出一种磁通可变区域设计方法,巧妙通过不同工况下的电枢电流的改变,可以在该区域获得多个可变磁阻通路,从而在改变电机的漏磁通和有效磁通的同时,有效提高永磁类电机磁通调节能力.本文基于该新型区域磁通可变设计方法,提出了一类漏磁可控式宽调速永磁电机,分析了不同工况下的磁障及其相应的可变磁阻通路对有效磁通、磁通调节能力等性能影响的一般规律.研究表明,所提出的漏磁可控式宽调速永磁电机具有更强的磁通调节能力,并拥有更高的输出转矩、更宽的调速范围以及高效率运行区间.

关键词：永磁电机漏磁可控磁通可变区域设计方法磁通调节能力增强多变工况

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V型游标永磁电机功率因数内在机理及其提升方法

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电工技术学报 2023年第14期38卷 3789-3799页

作者：周健荣樊德阳项子旋蒋敏朱孝勇江苏大学电气信息工程学院镇江212013

基于功率因数内在机理的研究,提出一种提升游标永磁电机(VPM)功率因数的设计方法,该方法采用分层优化,对影响电机功率因数的主要因素,即永磁磁链和同步电感,分别进行了理论推导和优化分析。该文首先对永磁磁链进行了优化设计,利用气隙... 详细信息

基于功率因数内在机理的研究,提出一种提升游标永磁电机(VPM)功率因数的设计方法,该方法采用分层优化,对影响电机功率因数的主要因素,即永磁磁链和同步电感,分别进行了理论推导和优化分析。该文首先对永磁磁链进行了优化设计,利用气隙谐波作为电机结构设计与电机电磁性能之间的中间桥梁,一方面,气隙谐波作为电机参数的设计目标,另一方面,也作为电机功率因数和其他相关电磁性能的设计变量。基于永磁磁链的分析,进一步优化相关参数对同步电感的影响,从而最终确定了VPM电机的优化设计方案。此外,为了验证该方法的有效性,对优化前后电机的电磁性能进行了分析评估。最后对优化后的电机进行了加工和实验测试,理论分析和实验结果表明所提出的VPM电机功率因数优化设计方法的有效性和合理性,提升了VPM电机在轮毂电机直接转矩驱动系统中的应用潜力。

关键词：游标永磁电机功率因数永磁磁链同步电感优化设计

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高效轻质变漏磁永磁电机变工况铁耗特性研究

中国电机工程学报 2022年第22期42卷 8363-8371页

作者：万振宇樊德阳朱孝勇周雪项子旋全力江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013

该文研究一种高效轻质变漏磁永磁电机在不同工况下的铁耗特性。通过分析不同工况下磁密的变化,对变漏磁永磁电机的铁耗特性进行详细研究。该文首先分析磁路的变化,推导变漏磁永磁电机磁密和铁耗的数学关系。随后采用响应面法分析相关参... 详细信息

该文研究一种高效轻质变漏磁永磁电机在不同工况下的铁耗特性。通过分析不同工况下磁密的变化,对变漏磁永磁电机的铁耗特性进行详细研究。该文首先分析磁路的变化,推导变漏磁永磁电机磁密和铁耗的数学关系。随后采用响应面法分析相关参数对铁耗的影响,从而确定变漏磁永磁电机的优化设计。此外,利用有限元方法对优化前后电机的铁耗特性进行分析比较。最后对优化后的电机进行加工和实验测试,验证多工况下高效轻质变漏磁永磁电机的铁耗特性研究与低铁耗优化设计的合理性,并为高效轻质电机的研究提供可能的研究路径。

关键词：变漏磁永磁电机磁密铁耗高效轻质

Optimization Design and Analysis of a Hybrid Permanent Magnet Flux-Switching Motor with Compound Rotor Configuration

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CES Transactions on Electrical Machines and Systems 2018年第2期2卷 200-206页

作者： Zixuan Xiang Xiaoyong Zhu Li Quan deyang fan School of Electrical and Information Engineering Jiangsu UniversityZhenjiang 212013China Jiangsu Key Laboratory of Drive and Intelligent Control for Electric Vehicle Jiangsu UniversityZhenjiang 212013China

This paper proposes a type of flux-switching permanent magnet(FSPM)motor,where the design concept of the hybrid permanent magnets(HPM)and the compound rotor are incorporated into the motor *** such design,the proposed motor can not only realize the significant reduction of NdFeB volume,but also artfully convert external magnetic flux leakage into the air-gap field to achieve competitive torque density and desirable PM usage *** extensive investigation,two topologies of the HPM are designed and analyzed for the proposed motor,which consist of the parallel-magnetic-hybrid(PMH)mode and serial-magnetic-hybrid(SMH)*** fully exploit the potential advantages of the proposed motor,a multi-objective optimization design is conducted,where the response surface method(RSM)and sequential non-linear programming(SNP)method are purposely *** optimization,the electromagnetic performances of the motor with PMH mode and SMH mode are evaluated and compared by using finite element method(FEM),which include the back-EMF,cogging torque,output torque,and so ***,the partial demagnetization of the ferrite PM is also investigated in the ***,the theoretical analysis and simulation study verify the effectiveness of the proposed motor and corresponding optimization design.

关键词： Electromagnetic performances flux-switching permanent magnet(FSPM)motor hybrid permanent magnets(HPM) multi-objective optimization.

Optimization of the co-closing law of guide vanes and blades for bulb turbines based on CFD

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Journal of Hydrodynamics 2024年第2期36卷 363-377页

作者： Hui Liu Yun-fa Lin Yong-guang Cheng Song Xue Mao-jia Tang Jian Zhang Jia-yi fan State Key Laboratory of Water Resources Engineering and Management Wuhan UniversityWuhan430072China Dongfang Electric Machinery Co. Ltd.Deyang618000China

The load rejection transient process of bulb turbine units is critical to safety of hydropower stations,and determining appropriate closing laws of guide vanes(GVs)and runner blades(RBs)for this process is of *** this study,we proposed a procedure to optimize the co-closing law of GVs and RBs by using computational fluid dynamics(CFD),combined with the design of experiment(DOE)method,approximation model,and genetic optimization *** sensitivity of closing law parameters on the histories of head,speed,and thrust was analyzed,and a two-stage GVs’closing law associating with a linear RBs’closing law was *** results show that GVs dominate the transient characteristics by controlling the change of *** GVs’first-stage closing speed while shortening first-stage closing time can not only significantly reduce the maximum rotational speed but also suppress the water hammer pressure;slowing GVs’second-stage closing speed is conducive to controlling the maximum reverse axial *** directly affect the runner *** RBs’closing speed can further reduce the rotational speed and the maximum reverse axial *** safety margin of each control parameter,flow patterns,and pressure pulsations of a practical hydropower station were all improved after optimization,demonstrating the effectiveness of this method.

关键词： Bulb turbine load rejection transient process double regulation closing law optimization computational fluid dynamics(CFD)

基于改进FCM聚类的光伏电站出力场景特性研究

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广东电力 2024年第3期37卷 1-11页

作者：苗璐樊玮肖红燕刘宇陈德扬张勇军广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东广州510220 智慧能源工程技术研究中心华南理工大学电力学院广东广州510640

为提高新型电力系统的运行安全可靠性,需要对光伏电站的出力特性进行量化评估,并从高不确定性的众多发电场景中掌握光伏电站的运行规律。为此,基于场景聚类和缩减原理对光伏出力进行分析。首先提出光伏出力特性的评价指标,包括波动性和... 详细信息

为提高新型电力系统的运行安全可靠性,需要对光伏电站的出力特性进行量化评估,并从高不确定性的众多发电场景中掌握光伏电站的运行规律。为此,基于场景聚类和缩减原理对光伏出力进行分析。首先提出光伏出力特性的评价指标,包括波动性和出力效率2个一级指标和相应的二级指标;然后采用模糊C均值(fuzzy C-means,FCM)聚类算法,基于密度思想和距离最大、最小原则确定初始聚类中心,通过不断迭代得到不同场景下光伏出力的聚类结果。考虑到传统聚类算法存在局部收敛性,难以确定最优聚类数目,提出结合聚类有效性指标来确定聚类最优数目,进而采用基于概率距离的前推回代法对得到的聚类结果进行场景削减,最终得到光伏电站季节典型出力场景。最后基于广东省某光伏电站实际出力数据进行分析,验证所提指标和算法的有效性。

关键词：光伏出力场景聚类算法场景缩减 FCM算法聚类指标

海上风电与多源并网运行有功功率协调控制策略研究

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电力系统装备 2024年第1期 5-7页

作者：陈德扬刘宇樊玮秦颖婕孙涛广东电网有限责任公司电力调度控制中心系统分析部广东广州510000 华南理工大学广东省绿色能源技术重点实验室广东广州510641

为降低海上风电功率损耗,提高海上风电效率,提出海上风电与多源并网运行有功功率的协调控制策略。分析模型约束方程,以成本最优为目标建立有功功率协调控制全局函数。依据模型约束方程和全局函数,协调源网储荷运行模态,优化功率分布,快... 详细信息

为降低海上风电功率损耗,提高海上风电效率,提出海上风电与多源并网运行有功功率的协调控制策略。分析模型约束方程,以成本最优为目标建立有功功率协调控制全局函数。依据模型约束方程和全局函数,协调源网储荷运行模态,优化功率分布,快速平衡源荷功率,降低了电压波动,提升了海上风电效率,确保了海上风电的稳定运行。

关键词：海上风电功率协调电压波动储能

Creation and erasure of polar bubble domains in PbTiO_(3)films by mechanical stress and light illuminations

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Journal of Materiomics 2023年第4期9卷 626-633页

作者： Xingchen Zhang Hongying Chen Guo Tian Wenda Yang Zhen fan Zhipeng Hou deyang Chen Min Zeng Minghui Qin Jinwei Gao Xingsen Gao Jun-Ming Liu Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials and Institute for Advanced Materials South China Academy of Advanced OptoelectronicsSouth China Normal UniversityGuangzhou510006China Laboratory of Solid-State Microstructures and Innovation Center of Advanced Microstructures Nanjing UniversityNanjing210093China National Laboratory of Solid State Microstructures Department of Materials Science and EngineeringJiangsu Key Laboratory of Artificial Functional MaterialsNanjing UniversityNanjing210093China

The controllable manipulation of polar topological structures(*** bubble)in ferroelectric materials have been considered as a cornerstone for future programmable ***,we present the effective creation and erasure of polar bubble states PbTiO_(3)(PTO)multilayers trigged by mechanical stress and light illumination,*** was found that applying atomic force microscope(AFM)tip force can induced formation of nanoscale bubble domains from the initial monodomain ***,the created bubble domain can be eliminated by exposure to ultraviolet or infrared light *** above results can be understood by modulation of depolarization screening charges and bias fields,as reflected by scanning Kelvin potential microscopic(SKPM)observations,whereby the flexoelectric effect from the tip force tends to remove the screening charges on top surface and modulate the bias field that favors the formation of bubble state while light illumination tends to recover the screen charges and favor the monodomain *** results provide a good example for multi-field manipulation of polar topologies,which might create a new avenue towards the immerging new concept electronic devices.

关键词： Ferroelectric films Polar topologies Piezoresponse force microscopy

基于级数解法进行射角迭代的弹道数值积分方法研究

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火炮发射与控制学报 2024年第3期45卷 52-57页

作者：范童柏刘丽冰范明虎中国民用航空飞行学院四川德阳618307 西南计算机有限责任公司重庆400060

采用基于弹道解算模型积分方式求解弹道诸元时,需要依据射表数据推导出大量的模型和参数,计算出实际射击条件影响的射角初值,使得计算量大且步骤繁杂。弹道级数解法可通过对任意初始射角进行不断迭代,使得积分的弹道快速满足收敛条件,... 详细信息

采用基于弹道解算模型积分方式求解弹道诸元时,需要依据射表数据推导出大量的模型和参数,计算出实际射击条件影响的射角初值,使得计算量大且步骤繁杂。弹道级数解法可通过对任意初始射角进行不断迭代,使得积分的弹道快速满足收敛条件,计算出满足精度的射击诸元。该方法基于泰勒公式推导出射角和高角变化1 mrad的距离改变量的计算公式,在弹道积分过程中对射角进行修订,使射程的误差达到精度要求。通过对不同初始射角所对应的弹道、精度等统计分析,以及与目前常用方法计算射击诸元的比较分析,得出该方法不仅可以省略精确初始射角值的推导和计算,在程序体大小、解算速度和解算精度上均有提升,具有较强的实用意义和工程推广价值。

关键词：级数法射击诸元弹道积分初始射角