永磁同步驱动电机温度场研究进展综述

永磁同步电机(PMSM)具有效率高、转速范围宽、功率密度大、控制性能好等优点,在电动汽车驱动系统中得到了广泛的应用。但是随着电机功率密度的提高,由于损耗发热而引起的温升问题成为永磁同步驱动电机发展的瓶颈之一。电机温升过高会损坏电机零部件,缩短电机的使用寿命,降低驱动系统的可靠性。为保证永磁同步驱动电机稳定可靠地工作,其温度场的研究至关重要。在回顾当前研究的基础之上,梳理了永磁同步驱动电机温度场研究中的关键问题,包括损耗来源与计算方法、热量传递路径及传热形式、温度场分布规律、温度场建模与测试方法,同时总结了各环节面临的问题与挑战。最后指出了车用永磁同步驱动电机温度场研究中亟待解决的关键问题。

风光水火储多能互补示范项目发展现状及实施路径研究

风光水火储多能互补示范项目侧重从电源侧开发,利用风能、太阳能、水能、煤炭等多能源品种发电形成互补运行模式,可以有效解决弃风、弃光、弃水、限电等问题,促进可再生能源就近消纳,实现电力稳定送出,提高能源的综合利用效率。总结了多能互补的内涵及构建原则,梳理了首批多能互补示范项目的发展现状和存在的问题,并对多能互补项目不同模式的发展路径进行了详细分析。重点从风光资源的评估、新能源场址规划、总装机容量及最优电源配比、储能的优化配置、保障安全稳定的协调控制技术及项目的经济性评价指标等方面提炼出适合多能互补项目建设推广的一般流程及开发模式,最后从顶层设计、市场机制、运营管理等方面提出总结建议。

造山带变质作用PTt轨迹研究存在的问题和发展趋势

目前的造山带变质作用ＰＴｔ轨迹热模拟研究仍受变质作用程度由深度控制的传统观念的制约，其主要假定条件没有很好地反映造山带变质作用客观的和本质的特征，因而亦无法反映造山作用的真实过程和造山带变质作用的地质动因。造山带变质作用研究应朝着变质作用与构造变形作用、花岗岩化作用等多种地质作用综合研究、时间演化过程与三维空间变化特点有机结合、造山带变质作用时空演化特点与地幔深部地球动力学过程统一综合研究的方向发展。

双面散热功率模块的热阻建模与测试表征研究

相对于单面散热(single-sided cooling,SSC)封装,双面散热(double-sided cooling,DSC)封装能有效降低功率模块的结–壳热阻,大幅提升变流器的功率密度,是功率集成的发展趋势。DSC功率模块具有双通道传热的特征,然而现有研究仍然沿用SSC功率模块单通道传热的热阻模型和评测方法。因此,DSC功率模块的热阻研究存在物理意义不明、热路模型缺乏、评测方法空白等基础问题,严重制约DSC功率模块的装备研发、可靠运行和规模应用,亟待技术突破。文中基于等温剖面和温度梯度的概念,揭示功率模块热阻的传热学机理,阐释DSC功率模块热阻的物理意义,建立DSC功率模块的热路模型,分析双通道传热和单通道传热的热阻规律,仿真分析和实验测试的结果,验证模型和方法的可行性和有效性。结果表明:相对于SSC功率模块,DSC功率模块的双通道热阻,从物理上、数学上和表征上,都不是两个单通道热阻的直接并联。此外,DSC功率模块在降低73%尺寸的同时,可以降低65%的结–壳热阻。这些研究发现将为DSC功率模块的研发与应用及制定多通道传热半导体器件的热阻标准,提供有益的参考。

变质作用P—T—t轨迹若干问题评述

着重介绍了目前变质作用P－T─t轨迹研究在变质作用温压确定、变质作用不同阶段时间标定、变质作用动态演化过程的组构标志、变质作用演化热模拟以及变质作用P─T─t轨迹与大地构造环境之间关系等方面所存在的若干问题。

基于热电类比理论的油浸式变压器绕组热行为计算模型

基于热电类比理论的油浸式变压器内部绕组与油之间热行为计算模型,在分析饼间热阻对计算结果的影响后,不再采用经验公式估算热阻结果,而是经过分析油浸式变压器绕组线饼间水平油道的油流状态后,通过基于稳态热流法构建实验模型,模拟油浸式变压器绕组饼间环境,进一步得出更具优势的热点温度的组成关系,并且从实验测得热阻数据选取能够清楚显示出热点温度变化的参数,引入到分布式参数热路模型中,得到仿真结果。将仿真结果与实际运行中的变压器监测数据对比,误差达到了1.1℃。

电力电缆周期性负荷载流量计算方法综述

介绍了电力电缆周期性载流量计算解析法的发展历程,并根据电缆的敷设方式、运行条件、周围环境的不同,对周期性负荷因数计算进行了分类概述。由于阶跃函数电流持续时间长短不同,因此分别建立长时及短时电缆绝缘暂态热路模型,对高压电缆本体暂态温升进行了研究;并对电缆表面至外界环境温升与敷设条件的关系进行了分析;最后对不同运行状态下电力电缆周期性负荷因数的影响因素进行了分类与定性分析;同时还指出了周期性载流量计算的不足之处,并针对实际问题提出了建议。

未来电网实验室高压电缆热稳定实验和仿真平台构建

为促进各电类课程知识点间的交叉融合,培养面向未来电网的专门人才,构建了高压电缆热稳定自主实验和仿真分析平台,平台由电缆载流量及导体温度监测实验系统、后台仿真与数据分析处理系统组成。通过该平台,学生能够自主完成水中、土壤、空气三种敷设方式下高压单芯电缆各层温度和载流量监测实验,所搭建的电缆稳暂态热路模型和有限元模型都能够较准确地由实测电缆表层温度和导体电流值推算出导体温度值,有限元法计算精度更高,敷设环境对电缆载流量影响大,与空气敷设相比,土壤和水中敷设时电缆载流量可分别提高25%、50%。平台对学生实践创新能力的培养提供了有力的支持。

500 kV电力电缆稳态热路模型分析及载流量计算

通过对交流500 kV XLPE电力电缆各层材料进行导热系数测量实验,测得电缆各层材料导热系数随温度的变化曲线及电缆稳态工作温度下各层材料的热阻系数,并对电缆各层材料的热阻进行归并处理,然后按IEC 60287-1-1:2006对敷设于隧道中的交流500 kV电力电缆建立稳态热路模型并进行分析。结果表明:利用稳态热路模型可计算分析电缆各层热阻、外界环境热阻、电缆损耗及电缆温升等,同时得到大截面、五分裂的交流500 kV电力电缆在最高允许工作温度(90℃)下的载流量I为2 543 A。通过温升实验表明,电缆载流量的理论计算值与实验值的误差可控制在5%以内,验证了该模型对电缆载流量预测的准确性。

高喜马拉雅P－T－t轨迹的热模拟

本文对青藏高原南缘主中央断层（ＭＣＴ）以北出露地表的高喜马拉雅变质系列进行了Ｐ－Ｔ－ｔ轨迹的热模拟，考虑了其变质作用经历了二次构造变质事件：一次是印度板块和欧亚板块碰撞形成的叠瓦状逆冲作用之一而产生的地壳增厚，其后发生剥蚀抬升；第二次是发生在地壳浅部的高温变质作用，同时考虑到在剥蚀过程中其剥蚀速率是随时间而变化的，藉此进行了Ｐ－Ｔ－ｔ轨迹的模拟，并对可能产生地壳浅部高温变质作用的两种机制（花岗岩浆浅层侵入机制和地壳上部富含放射性同位素机制）分别进行了数值计算。模拟结果与实测的Ｐ－Ｔ轨迹相比较，表明了地壳浅部加热的合理机制应当是花岗岩浆的浅层侵入，同时数值结果还表明在本文研究的高喜马拉雅地区无持续显著的摩擦生热作用，这与本区没有观测到沿断层的反转变质现象相符合。

关于晶格热导率的讨论

基于德拜模型研究了金属晶体与绝缘体晶休的热导率,分别讨论了在不同温区金属与绝缘体热导率对温度的依赖关系。

低速电动汽车用分数槽内置式永磁同步主驱电动机设计

针对低速电动汽车的主要设计指标,设计了一台低速电动汽车用的主驱电动机,采用分数槽的槽极配合方式,分析了影响永磁同步电动机调速区效率的因素,对电动机的转子结构进行了优化,对设计方案建立有限元模型,验证电动机的电磁方案满足设计要求,并且对电动机方案建立热路模型,进一步验证了样机模型设计的合理性。

内通道流场与光场能量耦合的数值模拟

对内通道中的热晕效应问题,完整求解流场与光场的能量耦合方程是一个非常有意义而又亟待解决的研究课题。借助流体力学模拟软件Fluent,通过解耦求解光传输方程和流体力学方程的方法,建立了较为完整的流场与光场耦合相互作用仿真平台。编写用户自定义函数,完成初始流场参数的读取,并进行光传输计算;将计算得到的光能以能量源项的形式添加到流场能量方程中去;借助现有的流场分析软件Fluent,对流场方程进行求解,并转入下一时间步的计算。对横截面为圆形的直管道结构,理论近似计算得到的结果与数值仿真平台计算得到的结果基本一致。