“电力电子技术”课程思政教学改革探索

为了将思政元素融入专业课程教学全过程,实现对学生的价值引领和精神塑造,文章从提升课程思政教学能力、重构课程思政教学目标、探寻思政与教学融合点、优化课程思政教学活动、完善课程思政教学评价体系五个层面论述了“电力电子技术”课程思政教学改革。

同轴旋转型MC-WPT系统电能与信号并行传输方法

针对同轴旋转型MC-WPT系统,提出一种基于同轴环形六绕组耦合机构的电能与信号并行传输方法。首先,建立六绕组耦合机构数学模型,给出电能与信号传输通道间的交叉耦合参数表达式。其次,结合有限元仿真,分析各绕组相对位置关系与电能与信号通道交叉耦合之间的关系,并在此基础上给出通道间实现解耦的条件。随后,分析并设计系统电能传输部分的补偿网络参数与特性,给出信号传输部分的信号发射与接收电路结构。最后,搭建MC-WPST系统实验原理样机,实验结果显示,所提出六绕组耦合机构对电能串扰以及开关噪声的基波部分有较好的抑制作用,在系统输出功率为150 W时实现了基于幅移键控的速率为19200 bit/s的信号传输。

基于遗传算法的SS型磁耦合WPT系统负载与互感识别方法

负载与互感参数的识别问题是提升磁耦合无线电能传输(WPT)系统性能的关键问题,基于遗传算法提出一种SS型磁耦合WPT系统的负载与互感识别方法,在考虑系统高次谐波影响的条件下建立系统稳态电路模型,进而得到系统电路参数及状态变量之间关系的数学描述,在此基础上引入遗传算法,将系统的参数识别问题转化为寻优问题,从而给出系统负载以及互感参数的识别方法。该识别方法无需增加额外电路以及相关控制,因此降低了电路复杂度并且减小了系统体积。仿真及实验结果均验证了该方法的可行性及有效性。

互补对称式LCC谐振网络的电场耦合式无线电能传输系统参数优化

针对传统的电场耦合式无线电能传输(EC-WPT)系统所存在的传输距离小、补偿电感大以及传输效率低等问题,围绕双侧LC网络的EC-WPT系统,采用一种互补对称的LCC谐振形式的参数配置方法来增大传输距离、减小补偿电感。以传输效率为目标函数,提出一种结合非线性规划和自适应遗传算法的优化方法,对系统频率f和并联谐振电容与耦合电容比值k进行寻优,结合参数配置方法在一定传输距离下得到一组能满足系统零相位角(ZPA)、低激励电压和小补偿电感的系统参数,并使系统在满足所需输出功率的条件下,传输效率最大。最后通过仿真和实验验证所提出的优化方法的可行性和有效性。

电场耦合电能传输系统层叠式耦合机构漏电场抑制方法

随着电场耦合电能传输(ECPT)系统功率和传输距离的提高,系统耦合机构极板上的电压也会不断增大,给周围环境带来漏电场辐射问题。针对耦合机构漏电场抑制问题,文中提出了一种新型的层叠式耦合机构。在对新型层叠式耦合机构进行建模分析的基础上,以双侧LC补偿网络的ECPT系统为例,推导了极板电压的计算表达式。对耦合机构外侧极板电压的主要影响因素进行分析,提出了一种以抑制系统漏电场为目标并兼顾系统传输性能的系统参数设计方法。通过仿真,验证了所提出的耦合机构及参数设计方法对漏电场抑制的可行性和有效性。

基于电场耦合式电能传输系统的电能与信号回路分离式并行传输技术

在电能与信号并行传输过程中,为了降低电能传输与信号传输间的相互串扰及信号通道的复杂度,提出一种基于电场耦合式电能传输系统(ECPT)的电能与信号回路分离式并行传输方法,并给出系统的拓扑;基于交流阻抗法建立所述系统的数学模型,并给出电能传输增益、信号传输衰减以及电能串扰的数学表达式,在此基础上给出系统参数设计方法。该方法通过建立相对独立的电能与信号传输回路并依靠其自身阻抗特性,在不改变电能传输能力的前提下可减小电能传输对信号传输的串扰,并降低电路复杂度。通过仿真和实验验证了该方法的有效性,搭建的系统实验装置可实现在1.2~115.2 kbit/s范围内的电能与信号并行传输。

基于理论驱动应用的控制系统计算机仿真课程教学改革探索

“控制系统计算机仿真”是自动化专业一门重要的专业必修课程,也是培养工科学生实际动手能力的一门重要课程。面对我国先进智能控制技术发展的重大需求,为培养学生控制理论和技术的基本素养,适应社会需求,必须面向实际应用,重视控制系统计算机仿真课程改革与建设。针对目前教学计划和课程考核中存在的问题,结合手机无线充电控制系统的实际应用,提出将传统灌输知识型授课转变为应用能力型授课的教学方法,提高学生的学习自觉性、自主性和创造性。

电场耦合无线电能传输技术综述

近年来,电场耦合无线电能传输(EC-WPT)技术迅速发展,在传输功率和传输距离上有了数量级的提升。该文总结了国内外相关文献中关于EC-WPT技术的概念,简要介绍了ECWPT系统的基本工作原理,论述了EC-WPT技术在系统建模、电场耦合机构、高频功率变换器、谐振网络、控制方法、电能与信号并行传输方面有指导价值的理论研究成果,分析了EC-WPT技术在消费电子、植入式医疗设备、工业制造、电动汽车、水下设备领域的应用,重点围绕单电容无线电能传输、跨越金属传能、电场耦合机构损耗模型、磁场耦合与电场耦合混合型WPT系统、安全问题五个方面阐述和讨论了EC-WPT技术未来值得关注的研究方向。

基于T型CLC谐振网络的恒压型电场耦合电能传输系统负载自适应技术

针对电场耦合无线电能传输(ECPT)系统的负载自适应问题以及如何保证系统负载在一定范围变化下具有恒压输出特性问题,基于T型CLC谐振网络提出了一种具有负载自适应特性的恒压型ECPT系统。分析T型CLC谐振网络的特性,推导出系统输出电压与负载电阻无关的表达式,建立系统满载和空载时的稳态模型,给出了系统参数设计方法。最后,利用仿真和实验验证了该文提出的ECPT系统及其参数设计方法的可行性和有效性。