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高功率锂离子电池放电倍率对容量影响的研究

机械制造 2023年第8期61卷 1-4,17页

作者：杨斌樊立萍高迎慧陈洪涛程士阔严萍沈阳化工大学信息工程学院沈阳110142 中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室北京100190 齐鲁中科电工先进电磁驱动技术研究院济南250013

锂离子电池比能量高,循环寿命长,具有高稳定性,已应用于各个领域。研究高功率锂离子电池放电倍率对容量的影响,对不同放电倍率的高功率锂离子电池进行容量测试,明确高功率锂离子电池的容量衰减问题,得到不同倍率下循环使用后高功率锂离... 详细信息

锂离子电池比能量高,循环寿命长,具有高稳定性,已应用于各个领域。研究高功率锂离子电池放电倍率对容量的影响,对不同放电倍率的高功率锂离子电池进行容量测试,明确高功率锂离子电池的容量衰减问题,得到不同倍率下循环使用后高功率锂离子电池的容量和电压曲线。采用混合功率脉冲特性方法对高功率锂离子电池内阻进行测试和计算,分析结果表明,高功率锂离子电池在高荷电状态下内阻伴随放电率的提高而减小,在较低荷电状态下内阻则呈现出一定的复杂趋势。通过研究,可以促进高功率锂离子电池的应用。

关键词：锂离子电池放电倍率容量影响研究

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高功率钛酸锂电池性能分析与散热研究

机械制造 2022年第11期60卷 20-25,39页

作者：杨斌高迎慧刘浩樊立萍陈洪涛严萍沈阳化工大学信息工程学院沈阳110000 中国科学院电工研究所北京100190 齐鲁中科电工先进电磁驱动技术研究院济南250013 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室北京100190

为了更好地满足航空、军事工业发展对高功率化学电源的需求,对高功率钛酸锂电池的性能进行了分析。通过对单体电池和电池模组不同倍率进行放电测试,明确电池电压的回升问题。同时对高功率钛酸锂电池进行散热研究,对电池模组散热方式进... 详细信息

为了更好地满足航空、军事工业发展对高功率化学电源的需求,对高功率钛酸锂电池的性能进行了分析。通过对单体电池和电池模组不同倍率进行放电测试,明确电池电压的回升问题。同时对高功率钛酸锂电池进行散热研究,对电池模组散热方式进行设计,解决电池模组高倍率下放电引起的温升问题。针对自然散热状态下散热时间较慢及散热效果不明显的问题,通过试验与仿真相结合,确认自然散热状态下电池中心最高温度为69.87℃,加入液冷后最高温度下降为63.25℃,所需散热时间从自然散热状态45 min温度降低为48.87℃缩短到液冷散热方式25 min温度降低为35.06℃,由此验证液冷散热在高倍率放电状态下的效果。

关键词：钛酸锂电池性能散热分析研究

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直线振荡电机拓扑结构及应用综述

电工技术学报 2022年第21期37卷 5377-5401页

作者：徐伟李想廖凯举柏丽丽宫逸凡强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 武汉430074 广西大学电气工程学院南宁530004

直线振荡电机可直接产生直线往复驱动力,具有无运动转换机构、传动效率高、振动噪声小等优势,在直线压缩机、斯特林制冷机、热电联产设备、振动能量回收等众多领域具有广泛的应用前景。该文首先详细阐述了直线振荡电机的工作原理,并在... 详细信息

直线振荡电机可直接产生直线往复驱动力,具有无运动转换机构、传动效率高、振动噪声小等优势,在直线压缩机、斯特林制冷机、热电联产设备、振动能量回收等众多领域具有广泛的应用前景。该文首先详细阐述了直线振荡电机的工作原理,并在此基础上依据理想受迫谐振系统的要求,归纳了该类电机电磁特性的设计目标;其次,以时间为序,分类介绍了直线振荡电机的发展沿革和研究现状,包括各类电机的优缺点、拓扑结构以及应用变迁等;然后,以文献调研为基础,总结了目前该类电机普遍存在的四个方面的问题;最后,从工业应用需求出发,详细讨论了直线振荡电机在工艺、电磁特性和控制策略等方面存在的难点及关键问题,并对未来发展趋势进行了展望。

关键词：直线振荡电机谐振系统电磁特性拓扑结构关键问题

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电磁轨道炮电流分布特性研究综述

电工技术学报 2020年第21期35卷 4423-4431页

作者：阮景煇陈立学夏胜国王增基李立东脉冲功率技术教育部重点实验室(华中科技大学) 武汉430074 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074

电磁轨道炮电流分布特性与其发射性能密切相关,局部区域电流密度过大会导致电枢和轨道熔蚀磨损、界面熔化沉积、转捩电弧等现象,严重影响电枢和弹丸的发射稳定性,造成轨道和内膛绝缘的损伤。该文首先阐述了影响电流分布的三种物理效应... 详细信息

电磁轨道炮电流分布特性与其发射性能密切相关,局部区域电流密度过大会导致电枢和轨道熔蚀磨损、界面熔化沉积、转捩电弧等现象,严重影响电枢和弹丸的发射稳定性,造成轨道和内膛绝缘的损伤。该文首先阐述了影响电流分布的三种物理效应——趋肤效应、临近效应和速度趋肤效应,基于此,总结了国内外针对电磁轨道炮电流分布特性的相关研究。分析了枢轨界面状态、枢轨材料、枢轨结构、驱动电流对电流分布特性的影响规律,提出马鞍C形电枢在改善电流分布上的优势。最后总结了优化电流分布的若干措施,可为电磁轨道发射的工程应用提供技术支撑。

关键词：电磁发射电流分布枢轨界面固体电枢

基于在线参数辨识补偿的直线感应电机低开关频率模型预测控制策略

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电工技术学报 2022年第16期37卷 4116-4133页

作者：徐伟董定昊葛健李伟业林国斌刘智成袁文烨强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 武汉430074 襄阳中车电机技术有限公司襄阳441047 磁浮交通工程技术研究中心(同济大学) 上海201804 广州地铁集团有限公司广州510330 株洲中车时代电气股份有限公司株洲412001

为降低变换器硬件成本及开关损耗,强电流大功率的轨道交通用直线感应电机及驱动系统通常需运行在低开关频率模式下。但是,传统的低开关频率控制方法经常会在引入较为严重的谐波电流和推力波动的同时放大微处理器离散化带来的影响,从而... 详细信息

为降低变换器硬件成本及开关损耗,强电流大功率的轨道交通用直线感应电机及驱动系统通常需运行在低开关频率模式下。但是,传统的低开关频率控制方法经常会在引入较为严重的谐波电流和推力波动的同时放大微处理器离散化带来的影响,从而恶化观测器性能。针对该问题,该文提出一种带在线参数辨识的多步长有限集模型预测控制策略,可有效降低低开关频率下的电流谐波,同时利用高精度参数增强系统的可靠性。首先,采用目标函数带开关项的模型预测控制算法,实现了高采样频率下的低开关频率控制,并借助多步长模式成功抑制了因开关频率降低所引起的谐波含量上升等问题。其次,详细对比分析了两种方法控制下的低开关频率模式对观测器性能的影响。基于分析结果,同时考虑到轨道交通用直线感应电机中励磁电感受边端效应影响程度较深,进一步综合分析了该模型预测方法的参数敏感性并引入参数在线辨识算法,实现了低开关频率下的励磁电感的精确估计,提高了模型预测控制算法的预测精度和参数鲁棒性,降低了驱动系统的谐波含量。大量仿真和实验充分表明,所提出的方法可很好地实现低开关频率下直线感应电机励磁电感的准确跟踪,配合多步长模型预测控制算法,可对驱动系统电流谐波进行有效抑制。

关键词：直线感应电机边端效应模型预测控制参数辨识低开关频率谐波抑制

同轴线圈电磁推进出口速度控制方案的仿真研究

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兵器装备工程学报 2023年第8期44卷 103-108页

作者：李睿杰程军胜熊玲陈功轩邓兆哲何湘宁浙江大学电气工程学院杭州310027 中国科学院电工研究所北京100190

为应对电枢出口速度需要进行灵活以及精确调节的场景,提出了一种使用异步式线圈推进器作为主加速装置,同步式线圈推进器在尾部作为调速器进行速度控制的联合调速方案.在ANSYS中建立了将调速器放置于单段异步式线圈推进器出口的二维仿真... 详细信息

为应对电枢出口速度需要进行灵活以及精确调节的场景,提出了一种使用异步式线圈推进器作为主加速装置,同步式线圈推进器在尾部作为调速器进行速度控制的联合调速方案.在ANSYS中建立了将调速器放置于单段异步式线圈推进器出口的二维仿真模型,针对调速器的实体设计,分别对异步式推进器最后一匝线圈与同步调速器线圈间距离和调速器线圈长度进行了仿真分析;使用该模型验证了改变脉冲电源初始电压能够控制调速器调速范围,以及改变开关触发时间能够控制调速器实现需求的电枢速度补偿,进一步给出控制回路的设计方案,为电磁线圈推进尾部电枢速度控制应用奠定了理论基础.

关键词：同轴线圈推进器异步模式同步模式联合调速二维仿真模型速度补偿控制

基于脉冲定量纹影系统的正先导放电起始阶段通道瞬态温度测量

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电工技术学报 2023年第23期38卷 6483-6493页

作者：程晨陈维江贺恒鑫朱太云傅中黄煜彬吴雨桐华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院合肥230601 国家电网有限公司北京100031

正极性先导放电特性是超特高压输变电系统操作过电压外绝缘配合和地面高目标物雷电屏蔽性能优化的基础。先导放电起始过程是流注茎向连续先导通道转化的关键阶段,通道处于非局部热力学平衡态,通道气体温度与电子密度、电场强度及径向尺... 详细信息

正极性先导放电特性是超特高压输变电系统操作过电压外绝缘配合和地面高目标物雷电屏蔽性能优化的基础。先导放电起始过程是流注茎向连续先导通道转化的关键阶段,通道处于非局部热力学平衡态,通道气体温度与电子密度、电场强度及径向尺寸等参数相互耦合,获取先导起始阶段通道温度演化规律对于揭示先导放电物理机制和实现全过程仿真建模至关重要。该文设计构建了一种脉冲LED光源驱动的定量纹影系统,时间和空间分辨率分别达到了0.37μs和31μm/像素,解决了长空气间隙放电通道瞬态温度时域连续测量的难题。开展了1.0 m棒-板间隙正极性先导放电观测实验,获得了放电电流、定量纹影图像及通道光学图像等数据。通过反演定量纹影图像获得了流注茎温度分布特性,发现了流注茎前端生长出一种热细通道的现象,其温度介于400~800 K,通道直径约为0.2 mm,轴向发展速度约为0.1 mm/μs。实验获得了二次流注电流注入阶段通道快速温升,以及不稳定先导弛豫阶段通道温度分布演化特性。

关键词：先导放电气体温度定量纹影系统流注茎热细通道不稳定先导

10kJ高能脉冲激光器直驱式电源系统的分析和设计

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电工技术学报 2013年第11期28卷 223-230页

作者：袁培于克训叶才勇华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

脉冲激光器直驱式电源系统使用主动补偿脉冲发电机代替传统的电容器组来直接驱动脉冲氙灯泵浦进行放电。本文从主动补偿脉冲发电机驱动脉冲氙灯负载的数学模型出发,研究了电机与氙灯参数相互匹配和选择的关系,进行了氙灯的负载特性分析... 详细信息

脉冲激光器直驱式电源系统使用主动补偿脉冲发电机代替传统的电容器组来直接驱动脉冲氙灯泵浦进行放电。本文从主动补偿脉冲发电机驱动脉冲氙灯负载的数学模型出发,研究了电机与氙灯参数相互匹配和选择的关系,进行了氙灯的负载特性分析,在此基础上提出了样机的设计方案,并运用Ansoft进行磁场有限元分析对样机的电磁性能进行核算,最终把核算的结果代入Matlab/Simulink搭建的系统模型中进行氙灯电气输出性能的仿真运算,仿真的结果表明了本论文中阐述的方法可以正确、方便地应用于主动补偿发电机驱动脉冲氙灯负载构成的电源系统的分析与设计中,并可以推广到由其他类型的电机驱动其特定的负载构成的电源系统的分析与设计中。

关键词：直驱式电源系统主动补偿脉冲发电机脉冲氙灯负载参数匹配分析与设计

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一种利用电磁力驱动磁舌作往复运动的线路

电工技术 1997年第12期 49-51页

作者：程健任兆杏吴从中合肥中科院等离子体物理研究所

简要介绍了利用电磁力驱动磁舌作往复运动的研究系统,作为电磁驱动主回路的要求及实现方法,最后给出了相应的控制线路。该线路对于类似的工作状态有一定的参考价值。

关键词：电磁力电磁驱动往复运动