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面向燃料电池汽车的双源电机驱动系统

哈尔滨工业大学学报 2023年第1期55卷 32-38页

作者：周雅夫马建刚连静李琳辉工业装备结构分析国家重点实验室(大连理工大学) 辽宁大连116024 大连理工大学汽车工程学院辽宁大连116024

为解决DC/DC带给燃料电池汽车驱动系统成本及效率方面的问题,实现双电源之间的能量传输及对应转矩的独立控制,对双源电机驱动系统的工作模式、控制系统及输出性能进行分析。建立双源电机、燃料电池、动力电池模型,讨论双源电机的多种工... 详细信息

为解决DC/DC带给燃料电池汽车驱动系统成本及效率方面的问题,实现双电源之间的能量传输及对应转矩的独立控制,对双源电机驱动系统的工作模式、控制系统及输出性能进行分析。建立双源电机、燃料电池、动力电池模型,讨论双源电机的多种工作模式;针对双源电机两套绕组间的电压耦合效应,采用前馈解耦及零直轴电流策略对双源电机燃料电池绕组、动力电池绕组的电流及对应转矩进行独立控制;在实验室设计工况及基本市区循环试验工况下分别进行台架试验,双源电机驱动系统的输出转矩能够快速响应转矩需求,不同工作模式下燃料电池绕组及动力电池绕组的电流与其对应转矩波形一致。台架试验结果表明:双源电机驱动系统的多工作模式能够实现燃料电池汽车的启动、加速、下坡、制动能量回收等工况,所采用的控制策略可以对燃料电池及动力电池输出转矩进行独立控制,能够顺利实现燃料电池和动力电池之间的能量传输。

关键词：电动汽车驱动系统电机燃料电池动力电池能量管理

基于非凸惩罚融合套索模型的电机轴承复合故障诊断

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农业工程学报 2023年第12期39卷 30-38页

作者：王凡马军熊新李祥昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室昆明650500

针对非凸全变分去噪(non-convex total variation denoising,NCTVD)在提取电机轴承复合微弱故障时存在稀疏性能欠佳和无法准确识别故障的问题,该研究提出一种基于非凸惩罚融合套索模型(non-convex fused lasso model,NCFLM)的复合故障... 详细信息

针对非凸全变分去噪(non-convex total variation denoising,NCTVD)在提取电机轴承复合微弱故障时存在稀疏性能欠佳和无法准确识别故障的问题,该研究提出一种基于非凸惩罚融合套索模型(non-convex fused lasso model,NCFLM)的复合故障诊断方法。基于反正切惩罚因子的NCTVD模型引入广义极小极大凹函数(generalized minimax concave,GMC),将其拓展成融合套索模型的形式并得到NCFLM,利用前向后向算法(forward-backward algorithm,FBA)对该模型进行求解,再引入遍历方法寻找相关峭度最大时正则化参数的最优取值并将求解结果与其他非凸惩罚模型进行对比。最后,利用采集到的电机轴承复合故障信号进行NCFLM处理,提取复合故障特征,试验结果表明,NCFLM的原子压缩数目、收敛速度、重构准确度、稀疏度、L0范数逼近程度分别比原始arctan-NCTVD模型提高了9.2%、6.6%、10%、46.2%和15%,可实现电机轴承复合故障的准确诊断。

关键词：故障诊断电机轴承全变分去噪非凸惩罚融合套索模型

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同向双电机二次隔振系统的同步行为研究

机械工程学报 2022年第17期58卷 170-180页

作者：侯勇俊彭欢方潘侯度宇王德金西南石油大学机电工程学院成都610500 西南石油大学电气信息学院成都610500

为解决振动系统激励传递导致的危害,提出了同向旋转双电机二次隔振系统。首先根据拉格朗日方程建立了系统的运动微分方程,随后采用小参数均值法和劳斯-霍尔维茨判据求解出系统同步判据和稳定性判据的解析表达式,其次通过数值分析定量地... 详细信息

为解决振动系统激励传递导致的危害,提出了同向旋转双电机二次隔振系统。首先根据拉格朗日方程建立了系统的运动微分方程,随后采用小参数均值法和劳斯-霍尔维茨判据求解出系统同步判据和稳定性判据的解析表达式,其次通过数值分析定量地讨论了系统激振频率和结构参数对系统同步行为的影响,然后基于四阶龙格库塔法建立系统机电耦合模型,并仿真分析系统机电耦合特征对同步行为的影响。研究结果表明:系统运行在低频区域时,随着激振频率的增大,系统相对运动幅值和同步相位差存在波动,耦合力矩会逐渐增大;当激振频率进入高频区域后,系统激振频率对相对运动幅值和同步相位差几乎无影响,耦合力矩稳定至最大值;此外,系统同步相位差随着电机安装距离的增大或安装角度的减小而减小。最后设计实验方案,验证了理论和仿真分析的准确性。

关键词：同步稳定性隔振电机相位差

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电机散热系统的研究现状与发展趋势

中国机械工程 2021年第10期32卷 1135-1150页

作者：汤勇孙亚隆郭志军张仕伟袁伟唐恒梁富业华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 中山大洋电机股份有限公司中山528400 深圳大学机电与控制学院深圳518000

高效率的散热系统是抑制电机温升、提高电机运行稳定性和延长电机寿命的重要基础。详细介绍了风冷、液冷和蒸发冷却三种电机常用散热系统的发展现状;分析讨论了各类电机散热系统的优缺点和适用范围,重点综述了目前国内外在提高电机散热... 详细信息

高效率的散热系统是抑制电机温升、提高电机运行稳定性和延长电机寿命的重要基础。详细介绍了风冷、液冷和蒸发冷却三种电机常用散热系统的发展现状;分析讨论了各类电机散热系统的优缺点和适用范围,重点综述了目前国内外在提高电机散热系统冷却效率方面的研究进展。结合额外热路增强型电机散热方案和相变散热技术提出了以相变传热器件来提高电机散热效率的新方案,最后对电机散热系统的发展趋势进行了科学预测与展望。

关键词：电机散热系统相变散热技术热路

电机及控制器冷却流道散热性能分析及结构优化

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重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第2期37卷 104-112页

作者：唐琳赖晨光谭礼斌重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054 陕西科技大学机电工程学院西安710021

为降低电机绕组及控制器IGBT温升,提升电机及控制器冷却流道散热性能的同时确保电机及控制器的冷却流道具有较低流动阻力,以某微型电动车驱动系统的冷却流道结构、电机及控制器为研究对象,采用CFD方法搭建了电机及控制器的流固耦合分析... 详细信息

为降低电机绕组及控制器IGBT温升,提升电机及控制器冷却流道散热性能的同时确保电机及控制器的冷却流道具有较低流动阻力,以某微型电动车驱动系统的冷却流道结构、电机及控制器为研究对象,采用CFD方法搭建了电机及控制器的流固耦合分析模型,分析了该冷却流道原始结构下内部速度场及流阻特性、电机绕组温度场、IGBT温度场。采用协同优化方法对电机及控制器冷却流道结构参数进行智能寻优,寻求低流阻、高效散热的冷却流道结构。结果表明:冷却流道原结构存在局部涡旋和流动死区,冷却流道流阻为31.87 kPa,电机绕组最高温度为120.04℃。在满足工艺和流阻改善的条件下,选取绕组温升改善最明显的结构作为最终优化结果。优化后冷却流道内部流动存在的局部涡旋、流动死区都得以减少,流动更顺畅,流速更均匀,流动阻力显著下降,流阻较原始模型降低约12.5 kPa,降幅39.4%。优化后电机绕组端部最高温度较原始模型降低3.28℃,降幅2.7%。研究结果可为电机及控制器冷却结构的设计及改良提供理论参考。

关键词：电机控制器流阻温度优化分析冷却结构

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电机全生命周期质量大数据管控系统研究

计算机应用与软件 2022年第11期39卷 57-65页

作者：张兵苗琪琪张株瑞刘晓冰湘电集团技术中心信息化室湖南湘潭411100 大连理工大学经济管理学院辽宁大连116024 大连华信计算机技术股份有限公司辽宁大连116085

为了将电机在需求、设计、加工、装配、检测、使用和维护环节的质量大数据集成,利用大数据分析技术充分挖掘质量知识,以提升电机制造质量和服务质量。以电机生命周期为主线,给出电机全生命周期质量大数据含义及特点,利用数据挖掘、机器... 详细信息

为了将电机在需求、设计、加工、装配、检测、使用和维护环节的质量大数据集成,利用大数据分析技术充分挖掘质量知识,以提升电机制造质量和服务质量。以电机生命周期为主线,给出电机全生命周期质量大数据含义及特点,利用数据挖掘、机器学习等大数据技术方法,构建电机全生命周期质量大数据管控系统,详细设计电机质量需求与设计管控子系统、电机制造质量管控子系统、电机服役质量管控子系统和电机质量大数据应用中心。湘潭电机股份有限公司开发并运行该系统,实践表明,所构建的系统实现了电机质量控制的实时化、透明化、全面化和智能化。

关键词：质量大数据产品生命周期管控系统电机

基于磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法

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机械工程学报 2024年

作者：徐晨期祝长生浙江大学电气工程学院

电机的电磁振动是由电机的电磁场与结构场之间的相互作用产生的，研究电机的电磁振动就必须考虑这种磁-固双向耦合的影响。结合电机驱动与控制系统，提出了一种磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法。首先建立了电机转子及定子在磁-... 详细信息

电机的电磁振动是由电机的电磁场与结构场之间的相互作用产生的，研究电机的电磁振动就必须考虑这种磁-固双向耦合的影响。结合电机驱动与控制系统，提出了一种磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法。首先建立了电机转子及定子在磁-固双向耦合条件下的动力学模型，基于场路耦合方程建立了电机驱动与控制系统和电磁场之间的联系。然后提出了电机电磁振动的磁-固-路双向耦合循环迭代方法，分析了多场路双向耦合分析中需要解决的关键问题。接着提出了一种多场耦合分析的节点标记方法，实现了电机电磁场与结构场间数据的快速、准确传递和交换。最后以一台1 MW-4极72槽永磁同步电机为例，进行了电机振动的分析及试验测试，对电机电磁振动磁-固-路双向耦合循环迭代分析方法的可行性和准确性进行了验证。结果表明，提出的节点标记及磁-固-路双向耦合循环迭代分析方法能够实现不同场网格节点间信息的准确传递，能考虑转子偏心、结构、轴承、驱动及控制系统等对电机电磁振动特性的影响，为精确预测电机的电磁振动和噪声提供了一种可行的方法。

关键词：电机电磁振动磁-固双向耦合场路耦合

飞轮储能装置电机温度场仿真技术研究及试验验证

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同方期刊数据库

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储能科学与技术 2024年

作者：周茜茜黄勇崔可孙大南中车株洲电机有限公司

电机是飞轮储能系统实现电能-动能转换的关键部件，其体积小、功率大的设计特点以及中真空运行环境导致温升问题突出。水道的结构设计是增强散热的重要途经。本文从流动特性和冷却效率两个方面入手，对比螺旋水道、周向水道和轴向水道... 详细信息

电机是飞轮储能系统实现电能-动能转换的关键部件，其体积小、功率大的设计特点以及中真空运行环境导致温升问题突出。水道的结构设计是增强散热的重要途经。本文从流动特性和冷却效率两个方面入手，对比螺旋水道、周向水道和轴向水道的进出口压力差、换热面积、换热系数等因素对散热的影响，综合考虑各因素最终确定本电机的水道形式为周向水道。电机及其零部件的散热问题关系到飞轮储能系统能否安全运行，是飞轮储能技术发展中亟待解决的关键科学技术问题。准确计算温升是解决该难题的关键所在，对飞轮储能系统热管理的研究具有重要意义。本文对40kW的飞轮储能系统进行了有限元热仿真，重点研究了模型简化、关键零部件等效、损耗分布等方面的内容，考虑传热过程中的热传导、热对流和热辐射，流体场、温度场多物理场耦合，初始水流量25L/min，温度为18℃，对电机进行温度场仿真计算。最后将计算结果与试验结果进行对比分析，误差在3%范围内，验证了仿真计算的准确性和可靠性。该计算方法为以后飞轮储能用电机设计作可靠参考。

关键词：飞轮储能温度场电机辐射传热

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一种电机直驱操动机构行程曲线规划方法

电机与控制学报 2024年第5期28卷 9-16页

作者：王潇吴旭升肖曦海军工程大学电气工程学院湖北武汉430034 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

电机直驱操动机构过控制电机按照行程曲线运行,直接驱动高压开关实现分合闸动作。针对电机直驱操动机构行程曲线缺乏系统性规划方法,无法与机构运行特性相匹配,规划、验证及优化周期长,可移植性差等问题,结合多项式模型与负载特性模型... 详细信息

电机直驱操动机构过控制电机按照行程曲线运行,直接驱动高压开关实现分合闸动作。针对电机直驱操动机构行程曲线缺乏系统性规划方法,无法与机构运行特性相匹配,规划、验证及优化周期长,可移植性差等问题,结合多项式模型与负载特性模型提出一种电机直驱操动机构行程曲线规划方法。根据运动学和动力学分析,建立电机直驱操动机构负载特性数学模型。利用多项式模型生成行程曲线簇,并结合电机直驱操动机构及高压开关特性建立多目标优化算法,筛选出最佳行程曲线。仿真和实验结果表明,所提方案可以实现电机直驱操动机构及高压开关的稳定、可靠运行,与传统的行程曲线规划方法相比,可以实现10.3%的能耗优化,能够进一步提升控制系统整体功率密度。

关键词：高压开关操动机构电机行程曲线曲线规划多项式模型