基于自抗扰的永磁同步电机附加谐波损耗抑制方法

针对永磁同步电机在变频器供电时,由时间电流谐波所引起的附加谐波损耗过大及难以在电机初始设计时被考虑到的问题,采用场路耦合联合仿真模型来计算电机的附加谐波损耗,并以4台现有的表贴式永磁同步电机为例,通过实验验证了场路耦合联合仿真模型的有效性,为电机设计之初附加谐波损耗的选取,以及后续温升的计算提供了前期计算的方法。同时提出一种基于自抗扰技术的附加谐波损耗抑制方法,设计一种适用于永磁同步电机矢量控制的自抗扰控制器,并从理论上验证了自抗扰控制器对于时间电流谐波的抑制作用,以及针对自抗扰控制器参数众多调参困难的问题,给出一种参数整定方案。最后通过引入所设计的自抗扰控制器,对电机的时间电流谐波进行计算和分析,使电机的附加谐波损耗降低了68.1%,为同类型电机的附加谐波损耗抑制提供了一种有效的方法。

考虑PWM波形特征的纳米晶磁心损耗模型的研究及验证

磁心损耗精确预测对于电力电子变压器的优化设计至关重要。然而,传统的磁心损耗模型在复杂激励下适用性较差,尤其对于占空比可调、高次谐波含量丰富的PWM波磁心损耗预测,计算精度显著下降。基于Jordan损耗分离模型,建立了一种考虑PWM波形特征的磁心损耗计算方法。首先,该方法根据激励波形特征,推导出相应的波形系数及等效频率来计算PWM波激励下的动态涡流损耗,将Jordan模型的适用范围从正弦拓展到PWM波激励下的磁心损耗计算;然后,分析了不同占空比激励下激励波形有效频率及高次谐波含量变化对损耗系数的影响,并对其进行数学表征,实现了整个占空比范围内磁心损耗的精确预测;最后,搭建了高频非正弦激励下软磁材料磁特性测量平台,针对1K107B纳米晶材料,测量了两种典型PWM波激励下的损耗数据。实验结果表明,所建立的磁心损耗模型具有较高的计算精度,相比于传统的Steinmetz改进公式,整体精度提高了25%。

基于等效复数磁导率的利兹线绕组损耗计算模型

绕组损耗是高频变压器总体损耗的重要组成部分,是影响磁性元件体积、效率和温升的关键性参数。由于利兹线的高频损耗小而广泛应用于高频变压器绕组,但其复杂的三维扭转结构导致准确、快速地计算绕组损耗十分困难。解析方法需要进行简化和近似处理,难以准确地表征绕组的高频涡流特性,有限元数值方法需要对每匝绕组精细化建模,导致计算资源耗费严重。采用具有等效复值材料特性的区域替代绕组区域的均匀化技术,能够实现二维磁场对涡流效应的表征,降低了精细化建模的计算成本。但等效区域的材料特性需要利用数值方法获得,增加了计算的复杂性。因此该文通过分析利兹线损耗机理,考虑利兹线截面形状对等效区域材料特性的影响,实现了圆形利兹线绕组等效复数磁导率的明确解析描述。建立了圆形利兹线绕组损耗计算模型,验证了等效复数磁导率计算邻近效应的准确性,实现了较宽频率范围内绕组损耗的准确预测。

极低频电流场透地通信路径损耗建模与分析

针对水平方向地电极电流场无线强穿透信息传输需求,研究了基于极低频水平双电极电流场信道传输特性。考虑到电极半径、电极入土深度、电极间距、发射信号频率和信号传输距离等参数对透地(Through-The-Earth,TTE)通信传输性能的影响,建立了地电极电流场TTE通信路径损耗模型,分析了各参数对路径损耗的影响,确定了信号传输最佳工作参数。根据选定参数搭建了极低频电流场TTE通信系统,在200 m和400 m通信距离下测试了3~10 Hz信号的路径损耗,通过试验数据与仿真结果对比分析验证了模型的准确性。

深度调峰对汽轮机转子寿命损耗的影响及运行优化研究

电力市场对汽轮机组深度调峰和灵活性运行的要求不断提高。本文对某660 MW汽轮机高压转子在深度调峰工况下的瞬态温度场、应力和寿命损耗进行了计算,对比分析了改变负荷变化率、温度变化率、最低调峰负荷、主蒸汽温度降低幅度等措施对转子峰值应力的影响。基于上述分析结果,在保证转子安全性的前提下,提出了适应深度调峰和灵活性机组的优化运行方案。

利用非线性损耗提升全固态单频激光器输出功率研究进展(特邀)

全固态单频连续波激光器因其噪声低、线宽窄、光束质量好、功率稳定性高等优点已经被广泛应用于产生非经典光场、冷原子物理研究、引力波探测等诸多领域。随着科学技术的不断发展,传统的全固态激光器的输出功率已经不能满足前沿领域的需求,因此亟需在保持全固态激光器整体性能的同时进一步提升激光器的输出功率。为此首先需要更高的泵浦功率,而这将使激光器内部增益提高,在腔内损耗不变的情况下,原非振荡模式也将满足起振条件,从而使激光器在跳模或多模状态下运转。此外,激光晶体的热效应和损伤阈值也限制了输出功率的提高。本文介绍了一种利用非线性损耗大幅度提升全固态单频连续波激光器的输出功率的技术和方法。通过在谐振腔中引入非线性损耗,使主模经受的非线性损耗是次模的一半。在模式竞争的作用下,谐振腔内的模式被更进一步的选择,从而允许全固态单频激光器在更高的增益下保持单纵模运转。通过在谐振腔内插入多块增益晶体可以有效缓解由于激光增益晶体热效应的限制,从而实现更高功率的单频激光输出。目前高功率全固态连续波激光器的输出功率已经达到了一百瓦的量级,且还在进一步提高。通过在谐振腔内引入非线性损耗,全固态单频连续波激光器的整体性能在得以保障和提高的同时,其应用范围也得到了进一步的推广。

核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路时转子涡流损耗研究

为研究核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路时转子涡流损耗特性,推导了核电半速汽轮发电机空载运行时励磁绕组匝间短路故障下,定子分数次谐波环流产生的合成磁动势表达式,分析合成磁动势相对于转子的转速,揭示了转子表面产生涡流的原因以及涡流的频率特性。结合涡流损耗计算方法,以一台核电半速汽轮发电机为例进行了仿真验证。在此基础上,对核电半速汽轮发电机励磁绕组不同位置发生相同程度匝间短路,以及励磁绕组发生不同程度匝间短路过程进行了仿真,计算了转子各阻尼条及槽楔中的涡流及涡流损耗,揭示了励磁绕组匝间短路时影响转子阻尼条及槽楔中涡流和涡流损耗的因素。为核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路故障时,分析转子发热的影响因素提供了理论基础。

照明系统中配光元件反射-吸收损耗的计算

在照明光学设计中,光通量利用率是配光元件的一个重要评价指标。基于菲涅尔公式,建立了配光元件反射-吸收损耗的理论模型,并探讨了其适用范围。利用该模型分别计算了自由曲面平凸透镜和全内反射透镜的反射-吸收损耗,并与软件仿真和实验实测的光通量损耗数值进行了对比。研究发现,该理论模型的计算数值与光学软件的仿真结果高度相符,点光源60°平凸准直配光透镜和全内反射透镜的透射率绝对误差分别为0.7%和0.14%,考虑装配误差影响之后,此数值与实验测量结果也基本匹配。利用本研究所建的反射-吸收损耗模型,在照明光学设计中,无需进行软件仿真和实验测试,即能快速而精确地预测出各类配光元件在各个光学表面上的反射损耗和材料吸收损耗,为配光元件的性能评价、结构选择和优化定型提供参考依据。

基于近端策略优化算法的燃料电池混合动力系统综合价值损耗最小能量管理方法

为了降低市域动车组燃料电池混合动力系统运行燃料经济成本,提升燃料电池耐久性,该文提出一种基于近端策略优化算法的能量管理方法。该方法将混合动力系统能量管理问题建模为马尔可夫决策过程,以综合考虑燃料经济性和燃料电池耐久性的综合价值损耗最小为优化目标设置奖励函数,采用一种收敛速度较快的深度强化学习算法—近端策略优化算法求解,实现负载功率在燃料电池和锂电池间的合理有效分配,最后,采用市域动车组实际运行工况进行实验验证。实验结果表明,在训练工况下,所提方法相较基于等效氢耗最小能量管理方法和基于Q-learning能量管理方法,综合价值损耗分别降低19.71%和5.87%;在未知工况下,综合价值损耗分别降低18.05%和13.52%。结果表明,所提方法能够有效降低综合价值损耗,并具有较好的工况适应性。

高低频复合励磁磁心损耗量化的研究

针对高低频复合励磁磁元件磁心损耗难以精确测量和建模的问题,在详细分析现有磁心损耗测量方法和磁心损耗模型局限性的基础上,根据直流功率法测量原理搭建高低频复合励磁磁心损耗测量系统,利用损耗能精确测量的空心电感验证其测量精度。最后,基于直流偏置下脉宽调制(pulse width modulation,PWM)波励磁的磁心损耗模型,提出高低频复合励磁磁性元件的磁心损耗预测模型,并实验验证预测模型最大相对误差为-8.83%,具有较高的精度。

大型双板导波天线对核电磁脉冲传输损耗和畸变特性

大型导波核电磁脉冲模拟器可为系统级装备试验提供自由空间辐照环境。针对此类模拟器常用的双板导波天线可能存在的传输损耗和波形畸变问题,以电磁仿真软件和算例对比分析研究了3种主要的影响因素,包括土壤的介电损耗及其抑制、前锥板向平行板转折的结构不连续、线栅阵列代替金属板的缝隙泄漏。研究结果表明:对上下极板等宽的情形,土壤损耗可使电压传输效率降低25%以上;适当展开下极板宽度可屏蔽土壤损耗;上极板转折处的结构不连续可导致平行段试验空间内电场呈现双峰交叠、幅度降低、波形畸变等特征;最大线间距0.3 m不会导致前沿显著变化。作为工程应用案例,设计了前锥长度60 m、顶高15 m、下极板拓宽3 m、由100根线栅阵列构成上极板的导波天线,试验空间超过20 m×20 m×10 m,实现了前沿2.5~3.0 ns双指数脉冲的无损耗、无畸变传输。

计及总损耗功率的电动汽车母线电容主动快速放电方法

针对电动汽车遇到碰撞等紧急情况时,高压驱动系统母线电容电压需迅速降到安全电压(60 V),而传统基于PI控制的母线电容主动放电方法存在鲁棒性差、放电时间长和安全性低的问题,提出一种计及总损耗功率的电动汽车母线电容快速放电方法。首先,建立以永磁同步电机绕组作为泄放电阻的母线电容能量流动模型,将逆变器损耗、电机绕组铜耗、电机电感储能等损耗作为总损耗,利用扩展滑模观测器(ESMO)对总损耗功率进行估算,并通过Lyapunov稳定性理论对ESMO的稳定性进行了证明。然后,将观测的总损耗功进行前馈补偿,从而使母线电压快速降低并稳定在安全电压。仿真和实验结果表明,与现有主动放电方法相比,所提放电方法不仅显著减小了放电时间,而且提高了快速放电的鲁棒性和安全性。

二语词汇及语言技能损耗研究

本研究探讨中国非英语专业大学生二语词汇及语言技能损耗的表现特征与影响因素,发现如下:(1)研究支持二语词汇损耗中存在“起始平台”的观点,且时间的节点大概为外语减少或停止使用的6到12个月。(2)语言技能判定方法下被试对其损耗程度过度认知,且在产出性技能方面尤为明显,词汇判断的结果更加接近于被试的真实损耗状态。(3)影响词汇和语言技能保持因素中学习者动机最为显著,二语使用次之,二语接触对其影响较弱。

大学生错失焦虑、自我损耗与手机成瘾的关系:基于变量中心和个体中心的分析

目的:探讨大学生错失焦虑、自我损耗与手机成瘾的关系。方法:采用错失焦虑量表、自我损耗量表和手机成瘾量表,对1586名大学生进行团体施测,采用变量中心和个体中心的方法进行分析。结果:1相关性分析结果显示,错失焦虑与手机成瘾、自我损耗显著正相关(r=0.59,0.44;P<0.01);自我损耗与手机成瘾显著正相关(r=0.62,P<0.01);2中介效应检验表明,错失焦虑不仅直接预测大学生手机成瘾(β=0.59,P<0.01),还通过自我损耗的中介作用间接预测手机成瘾(β=0.39,P<0.01),中介效应占比33.90%;3对错失焦虑—自我损耗得分进行潜在剖面分析,可分为3种类别:低焦虑低损耗型(35.56%)、中等焦虑中等损耗型(51.14%)、高焦虑高损耗型(13.30%);3种潜在类别在手机成瘾上的得分具有显著差异(F=461.20,P<0.001)。结论:自我损耗在大学生错失焦虑与手机成瘾之间起部分中介作用;错失焦虑—自我损耗存在显著的群体异质性,具有明显的分类特征且与手机成瘾关系密切。

自我损耗对大学生网络欺凌的影响:一个有调节的中介模型

为了探讨自我损耗对大学生网络欺凌的影响及其内在作用机制,以485名大学生作为研究对象,采用自我损耗量表、道德认同量表和网络欺凌量表进行问卷调查,结果发现:(1)自我损耗在有否留守经历、贫困类型上存在显著性差异,网络欺凌在性别、贫困类型上存在显著性差异,道德认同在有否留守经历上存在显著性差异;(2)自我损耗与道德认同呈显著负相关,与网络欺凌呈显著正相关;道德认同与网络欺凌呈显著负相关;(3)自我损耗可以直接影响大学生网络欺凌,也可以通过道德认同的中介作用间接影响大学生网络欺凌;(4)年级对自我损耗影响大学生网络欺凌的直接效应和道德认同的中介效应的前半段起调节作用,相较于低年级大学生,高年级大学生的直接效应更强,但道德认同的中介效应更弱。

从健康迁移到健康损耗——高龄农民工健康状况研究

本文利用2017年全国流动人口动态监测数据,采用卡方检验和二项Logistic回归模型,对“高龄”农民工^((1))的自评健康状况变化趋势及影响因素进行分析。研究发现:流动时间小于1年的高龄农民工的自评健康状况明显优于城镇同龄劳动人口;随着流动时间延长,健康优势有所损耗,但存在波动情况;直至流动时间为10年及以上时,高龄农民工的自评健康状况差于城镇同龄劳动人口。高龄农民工的自评健康状况受年龄、流动时间、输出地、输入地困难情况、医保参与状况、社会歧视状况等因素的影响。为此,应提高医疗卫生服务可及性和便利性,满足其医疗卫生服务需求;促进有落户意愿的高龄农民工有序落户,并畅通流动机制;开展社会活动,促进社会融合,保障他们的健康。

自我损耗对注册会计师职业判断的影响及其缓解机制——基于内控缺陷严重程度评估视角的分析

在识别内部控制缺陷的基础上对其严重程度进行评估和判断,是内部控制审计的关键。本文运用心理学中的自我损耗理论和实验研究方法,分析和检验了内部控制审计中审计师自我损耗对内部控制缺陷严重程度评估的影响。研究发现,自我损耗会降低审计师对内部控制重大缺陷严重程度的评估;进一步地,相比于拥有高自控能力的审计师,当审计师自控能力较低时,自我损耗对审计师内部控制重大缺陷严重程度评估判断的不利影响更加显著。研究还发现,审计师的职业怀疑中介调节了审计师自我损耗与其内部控制缺陷严重程度评估这一职业判断质量之间的关系,而内疚情绪的启动可以在一定程度上缓解自我损耗对审计师重大缺陷严重程度评估判断的不利影响。该研究有助于打开审计师内部控制缺陷严重程度评估这一职业判断过程的黑箱,对于提升内部控制审计质量具有重要的意义。

电动汽车用永磁同步电机的损耗分析

永磁同步电机(PMSM)作为电动汽车驱动电机的首选结构,被绝大多数的电动汽车使用。文章对永磁同步电机的功率损耗因素进行分析,并分析了功率损耗的数学计算模型。通过一款油冷式高速永磁同步电机展开了计算和实验,验证了数学计算模型的正确性。为研究油冷式永磁同步电机的功率损耗提供了一种方法。

混合动力汽车动力电池充放电能量损耗研究

混合动力汽车动力电池能量管理系统直接影响着车辆的能效和性能,文章通过动力电池内部电阻模型和电池荷电状态估计模型的建立,研究了不同荷电状态下混合动力汽车不同充放电倍率对电池损耗、负载能量和动力电池总体效率。仿真结果表明,动力电池在低放电倍率下具有更高的效率,随着充电倍率增加动力电池充电电流增加,充电损耗增大、效率降低;动力电池荷电状态的增长,动力电池充电功率和充电功率均增加;动力电池满充对电池健康和能量损耗不利,但动力电池的满充具有最高的能量转换效率。仿真结果为实现不同荷电状态下动力电池高效健康运行提供理论基础。

低损耗太赫兹波导腔体传输结构与互联接口设计技术

文章介绍了降低太赫兹波导传输和互联损耗的方法及实验结果。当前,矩形波导多采用金属分块技术制作,且H面剖分波导损耗明显高于E面剖分波导损耗。为了抑制H面波导的电磁泄漏和辐射损耗,降低整体的传输损耗,在波导剖分表面添加了电磁带隙结构或扼流槽结构。采用传统的数控铣削和金属分块技术制备了一些波导样品,包括常规的矩形波导、带隙波导和扼流波导,并在170GHz~260GHz频段进行了测量和损耗对比。实验结果表明,在太赫兹频率下,波导分裂带来的不连续间隙使常规的H面波导损耗高达0.074dB/mm;带隙波导的损耗为0.017dB/mm,但加工耗时且价格昂贵;扼流波导的损耗为0.025dB/mm,成本和性能适中。此外,还设计制备了基于零形扼流槽的波导法兰,用于无接触低损耗太赫兹波导互联应用。相比常规波导法兰,基于文章设计的法兰互联性能稳定,改善效果显著。