哈尔滨工业大学电气工程及其自动化三学期培养方案建设

为了和国内外名校接轨,哈尔滨工业大学计划从2013级开始实行三学期制,制订相应的培养方案是当务之急。分别选取了国内和国外三所名校的培养方案为参照,详细分析了其特点,在此基础上完成了哈工大新版培养方案的修订,并使课程门数和总学分分别下降了13.3%和10.5%。最后给出了对后续工作的思考。对教学研究和管理人员具有一定的参考价值。

智能装备视角下工业设计一流专业建设策略——以哈尔滨工业大学为例

为解决工业设计在满足智能装备等国家重大需求面临的新挑战。文章通过分析智能装备与工业设计融合趋势,详细论述了交叉融合专业建设的主要内容、建设规划,提出了面向智能装备的工业设计专业的建设策略。以哈尔滨工业大学为例,阐明了大类招生背景下,面向智能装备集群招生模式,工业设计专业建设的详细实施途径及具体保障措施。文章提出的建设策略对工科优势高校开展工业设计一流专业建设提供了可供实际操作的范例。

中外大学电气工程专业课程体系的对比与分析

本文对电气工程专业本科生的课程体系进行了梳理。分别选取了国内和国外三所名校的方案作为参照,详细进行了课程类别、课程内容、总学分、总学时的对比,分析了国内外高校的各自特点,给出了关于课程体系修订的一些建议。本文对教学研究和管理人员具有很好的参考价值。

面向工程创新人才培养的电气工程专业建设与实践

哈尔滨工业大学电气工程及其自动化专业在建设过程中,构建了宽、专、交结合的新课程体系,并通过与知名企业建立国际联合实验室、利用科研成果研制综合实验系统等方式建立了高水平实验教学平台,导师制、创新研修课、大学生创新实验计划和学科竞赛等政策和措施有力推进了研究性教学和工程创新人才培养。

电气工程及其自动化专业建设与创新人才培养

总结了哈尔滨工业大学电气工程及其自动化专业建设的情况,重点阐述了培养方案制定的指导思想和特点以及在课程建设与改革中所取得的成果。在创新人才培养方面采取重大举措,将科研成果引入教学,由教授和博导开出创新研修课,培养本科生的科学精神和科研能力。建立学生科技创新中心,利用第二课堂,为学生进行自主学习提供条件,并取得丰硕成果。文中还对进一步的专业建设进行了总体规划。

改进YOLOv7的地下工程衬砌表观病害检测算法

针对地下工程衬砌表观病害检测精度低的问题,给出了一种改进YOLOv7的衬砌表观病害检测算法。该算法首先在主干网络输出位置各自加入CBAM注意力机制,用于加强主干网络对关键区域的特征提取能力;其次将无参数注意力机制SimAM引入到SPPCSPC模块中,并裁剪掉冗余的一层CBS模块,在增强主干网络对密集小目标的特征提取能力的同时,缩减计算量和参数规模;最后使用自制数据集训练算法模型,与原算法相比本算法的P、R以及mAP0.5分别提升了12.7、5.4和8.6个百分点。实验结果表明本文改进方法有效地提升了算法对衬砌表观病害的检测性能。

人防工程电气系统组成与功能分析

分析了人防工程电气系统的总体组成,提出了系统组成的狭义和广义界定方式。详细研究了包括供配电系统、三防系统、空调系统、进排风系统、给排水系统、照明系统、火灾自动报警系统和安防系统在内的人防工程各电气子系统的组成与功能,并针对其中大多数子系统的实际情况和特点,给出了系统独有设备(主要是主设备)、与其他系统共用设备、控制系统的划分方式,从而对其内部组成、控制功能以及相互关系有了更加细致、准确的理解。本文的工作对于推动和促进人防工程电气系统在我国的研究和应用具有一定的意义。

哈尔滨市近期轨道交通建设条件及规模探索

针对较难把握近期轨道交通建设规模的问题,选用国内14个典型代表城市,通过比较其GDP、固定资产投资、一般预算地方财政收入等经济指标,分析哈尔滨市近期轨道交通的建设条件。分别给出动态和静态的计算方法,根据历年经济指标的增长率,计算轨道交通建设年均投资对市政府的压力,采用对比的方法,分析哈尔滨市轨道交通建设的合理规模。

人防工程电气系统实现模式

分析了人防工程电气系统的组成,提出了系统组成的狭义和广义界定方式,对人防工程电气系统及其内部子系统的组成和相互关系有了更加细致、准确的理解。讨论了人防工程电气系统在不同阶段的三种典型实现模式:传统实现模式、混合实现模式和全现场总线实现模式,认为全现场总线实现模式将成为人防工程电气系统的主要发展方向。此项工作对全面理解人防工程电气系统的组成,恰当地选择系统构建模式具有一定的参考价值。

含整体煤气化燃料电池-碳捕集电厂的风火储系统分布鲁棒调度方法

整体煤气化燃料电池(integrated gasification fuel cell,IGFC)是与碳捕集技术高度适配的清洁、高效、稳定的绿色煤电技术,有望克服传统碳捕集技术在低浓度CO_(2)环境下产生的高成本、高能耗问题。该文构建含IGFC碳捕集电厂的风火储发电系统。研究IGFC碳捕集电厂的运行机理,对IGFC内部各环节建立数学模型,提出工况匹配时燃烧利用率和阴极空气利用率需要满足的运行条件,并针对该型碳捕集电厂的电碳特性进行分析。为计及风电出力的不确定性,构建风火储系统的两阶段分布鲁棒经济调度模型,引入k阶适应性理论,提出基于正交支撑子集策略的求解方法来获得鲁棒对等式。最后,在改进IEEE-30节点系统中进行算例分析,结果表明,该型碳捕集电厂可利用阳极碳富集的优势,实现系统低碳经济调度的目标,并验证所提优化方法能为可行解提供可解释性。

基于比例谐振内模扩张状态观测器的PMLSM推力波动抑制策略

定位力是永磁同步直线电机(PMLSM)产生推力波动的主要原因,导致振动和噪声,恶化驱动系统运行性能。针对这一问题,该文提出一种基于比例谐振内模扩张状态观测器(PR-IMESO)的PMLSM推力波动抑制策略以提高系统控制精度和运行性能。首先,对PMLSM推力波动进行建模与分析,针对推力波动中占比较大的定位力分量,根据内模原理研究考虑定位力模型的内模扩张状态观测器(IMESO),并在观测器中引入谐振项以加强对二次脉动定位力的抑制。所提出抑制策略对PMLSM定位力具有良好的观测及补偿能力,还可对其余未建模的复杂动子推力波动进行抑制,具有较好的推力波动整体抑制效果。最后,在一台750 W的PMLSM实验平台上验证所提出抑制策略的有效性。

横向磁通永磁直线电机电磁振动特性分析

横向磁通永磁直线电机的电负荷与磁负荷相互解耦,且各相之间相互解耦,易于实现模块化和多相化,因此在石油开采领域有着良好的应用前景。首先,该文基于磁场调制原理,对横向磁通永磁直线电机的径向电磁力波进行了推导计算,得出对径向电磁力波影响最大的因素为轴向气隙磁通密度分量与径向气隙磁通密度分量,在此基础上对径向电磁力波的时空特性与频谱特性进行仿真计算,得出电枢磁通密度对电机径向电磁力波的频谱特性的影响;然后,考虑到电机实际运行中可能出现的次级偏心问题,揭示偏心度的大小对径向电磁力波幅值的影响,并对比不同偏心度下的电机径向磁拉力与轴向磁拉力,定量分析偏心度对不平衡磁拉力的影响;最后,为避免共振,利用有限元软件对电机的初级进行了模态分析与谐响应分析,结果表明低速状态下横向磁通永磁直线电机的额定运行频率较低,不会引起初级的共振,适合用作往复式潜油电泵的驱动电机。

一种基于改进双二极管脉波倍增电路的串联型24脉波整流器

为了在不增加串联型12脉波整流器中移相变压器复杂度的前提下,有效地抑制整流器的输入电流谐波,该文提出一种基于改进双二极管脉波倍增电路(improved dual-diode pulse-doubling circuit,IDPC)的串联型24脉波整流器。提出的IDPC被安装在整流器的直流侧并由单相自耦变压器、平衡电抗器、2个电容器和2个辅助二极管组成。IDPC中的辅助二极管根据整流器中2个三相整流桥的输出电压和单相自耦变压器绕组电压之间的关系交替导通,使IDPC周期性工作在3种模态下,然后根据交直流侧电压和电流关系将整流器的脉波数从12增加到24,使得输入电流的THD减小为原来的二分之一,有效地抑制输入电流谐波。因IDPC中磁性器件的总容量仅为输出功率的2.35%,辅助二极管的电流应力仅为输出电流的6.8%,提出的方案具有电路结构简单、容量小,成本低和导通损耗小的优点。与类似结构相比,提出的整流器在中高压工业场合具有更好的应用前景。搭建了一台输出功率为1 kW的实验样机,实验结果验证了理论分析的有效性和正确性。

电机散热中毛细芯热管等效导热系数演变规律实验研究

为推动毛细芯热管在电机中的应用并提供理论参考和数据支撑,本文通过实验研究了加热功率、运行角度以及风速对毛细芯热管等效导热系数的影响。结果表明,热管正常运行过程中,加热功率对热管等效导热系数影响不大。不同运行角度下的热管等效导热系数也存在一定的差异,在10 W加热功率下,等效导热系数的差异最高可达25%。当风速增大时,热管的等效导热系数呈现出减小的趋势,这种现象对高加热功率下的热管运行尤为明显。

双三相同步磁阻电机单相开路故障下的容错控制策略

双三相同步磁阻电机(dual three-phase synchronous reluctance motor,DTP-SynRM)转子不含永磁体,没有高温退磁风险,成本较低,且由于其系统自由度高、冗余性强,因此具有较好的容错性能。开路故障是双三相同步磁阻电机系统中最常见的故障类型之一,该文针对一种两套三相绕组中性点相互独立的双三相同步磁阻电机单相开路故障,建立DTP-SynRM矢量空间解耦模型,实现对电压、电流和磁链方程的完全解耦。在开路故障状态下仍将其视为一个正常的双三相电机,分析故障状态对电机的电流约束和信号传递的影响,并指出在开路故障下z2轴电流与β轴电流不再独立,电机由正常运行时的四阶系统降阶为三阶系统,而由于开路故障导致的电压信号传递不准确则会在dq坐标系中引入二次谐波电流,并产生二次和四次转矩波动。该文提出一种同时考虑电流约束和信号传递误差的故障容错方法,电机处于三闭环运行状态,补偿电压信号传递误差,抑制开路故障时电机的转矩波动并降低电流谐波。搭建实验平台进行实验,验证所提容错方法的有效性和可行性。

电动汽车用多相电驱重构型车载充电系统关键技术综述

电驱重构型车载充电系统为电动汽车电气部分提供了一种全新轻量化设计思路,旨在利用电驱单元分时执行电驱与充电2种变流功能。相较于三相电驱系统,多相电驱系统具有输出转矩平滑、容错性能强等诸多优势特性。鉴于此,该文首先归纳现有并网式多相电驱重构型车载充电系统的拓扑结构与控制策略,并介绍其容错运行方案;然后,着重分析太阳能电动汽车用多能量端口电驱重构型车载充电系统的工作原理与控制策略;最后,总结全文并对多相电驱重构型车载充电系统的发展方向进行展望。

基于二极管整流器的双极型复合式海上换流站及其控制策略

为提高海上换流站的紧凑型性并降低换流站一次性投入成本,西门子公司提出了基于二极管整流器(diode rectifier,DR)的高压直流输电技术,在此基础上,国内外学者对其控制策略及各种串并联拓扑进行了研究,但仍存在结构复杂、可行性差、运行灵活性低等问题。为此,提出了基于二极管整流器的双极型复合式海上换流站拓扑,正负极分别采用模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)和DR,以充分利用MMC灵活可控和DR体积小、成本低、可靠性高的优点。为降低直流电缆输电损耗,提出了复合式换流站正负极功率平衡控制,将接地极电流控制在零附近,提高了输电效率,可将高压直流电缆所产生的损耗降低67.7%。设计了限功率控制,在发生直流非对称故障期间通过低速通信,可主动对风电场发出功率进行限制,防止了换流站过电流风险,提高了系统可靠性。最后通过PSCAD/EMTDC仿真分析对所提拓扑及其控制策略进行了可行性验证。

磁路实验深度科教融合教学设计与实践

针对传统的磁路实验,创新设计了以螺线管式直动式电磁系统为核心的磁路实验,课堂中设计了仿真分析环节、网络App反馈与思考环节,搭建了源于实际科研项目的直流磁路系统,测试并验证了磁路系统理论与仿真分析结果;教师引导学生思考反电动势原理,在此基础上学生自主设计启发性实验并思考实践。教学设计加深了学生对磁路的理解,实践中深度融合了航天工程项目,激发了学生科研报国的热情。

“双一流”背景下的“电路”课程建设探索

为建设和落实一批世界一流大学和一流学科的目标,以“电路”课程为例,针对课程中存在的痛点问题,课程团队遵循“以学生为中心,学生发展成效驱动”的创新教学理念,以电路内容为主线筑牢学生工程基础,融入课程思政,采用课前、课中、课后全程智慧教学和多元互动的方式,全方位评价学生能力,形成了“素质教育、知识引领”的双主线和“虚实结合、多元互动、强基立本、成效为先”的教学特色。

全驱系统理论在LCL并网逆变器中的控制及应用

利用系统固有的全驱特性可将系统数学模型化为全驱模型,大大简化控制器的设计。文中建立了LCL滤波器全驱系统的数学模型,并推导出其控制率,通过仿真验证了控制的稳定性。