摘要：科技革命、产业变革和新经济发展,对高等工程教育产生深远影响,新工科建设的社会意义在于其超越传统工程领域,塑造未来工程人才的“新素养”。该文首先分析新工科背景下电气工程专业人才培养的新需求;接着,针对当前课程思政教育存在的不足,以华中科技大学电气与电子工程学院对专业课程思政改革实践为例,提出建立包括家国情怀、责任担当、个人修养、科学精神、工程师精神和创新精神六维课程思政教学目标体系框架,体现“大思政”理念,具有鲜明的时代特色和工程特色;最后,文中给出全面构建课程思政教育体系的整体设计、可具体操作的建设思路、实施路径和效果,引导学生建立正确的价值观和工程观,以期对我国电气工程专业人才培养提供有益借鉴和参考。

摘要：为了满足储能系统和电动汽车市场对于高能量密度和快充的需求,兼具高能量和高功率密度的锂离子电池得到了广泛的关注。厚电极结构设计能够显著提高电池的能量密度并降低成本,且能与各种电极材料相兼容,是发展高能量密度锂离子电池的研究热点之一。厚电极通常面临着力学性能差和反应动力学慢等问题,因此构建力学性能良好和完善的锂离子及电子传输网络的厚电极至关重要。本文首先分析了厚电极的电化学特性和关键科学问题,然后梳理了目前构建厚电极的各种策略及其优势,最后探讨了厚电极的设计原则和发展方向。

摘要：为进一步提高光伏发电系统的输出效率和动态调节性能,设计基于神经网络的改进扰动观察法最大功率点跟踪(MPPT)控制。该方法在扰动观察法基础上引入神经网络算法,使得在环境剧烈变化时,系统动态调节速度加快。通过系统仿真和硬件实测,得出该改进扰动观察法相比于传统扰动观察法和神经网络法,在一定程度上能加快动态调节速度和减小稳态误差的结论。

摘要：五自由度盘式无轴承电机(five degrees of freedom controlled bearingless axial flux motor,5-DOF BLAM)因其可以依靠电磁力实现转子全自由度的主动悬浮,且具有无摩擦、无污染、免维护、寿命长等优点,在医药、半导体、航空航天等领域有潜在的应用前景,受到研究人员的广泛关注。根据转子所带负载的不同,5-DOF BLAM各自由度对主动悬浮力、力矩的要求也不同。因此,优化5-DOF BLAM使其能够在最小的悬浮电流下满足转子负载对各自由度主动悬浮力、力矩的需求是5-DOF BLAM设计中的重要环节。该文对任意转子极对数下5-DOF BLAM各自由度的悬浮机理进行分析,并根据分析结果给出3条5-DOF BLAM通用的控制与设计准则。然后,基于所得通用准则设计一款转子7对极的5-DOF BLAM,并对其进行有限元分析。分析结果证明了前两条通用准则的正确性。同时,仿真分析不同定转子内外径与裂比下,5-DOF BLAM各自由度主动悬浮力、力矩的变化规律,证实了第3条通用准则的正确性。最后,基于样机与实验平台测试了该文设计的5-DOF BLAM的悬浮过程。实验结果表明,该文设计的5-DOF BLAM能够根据通用准则实现各自由度独立解耦控制,5-DOF BLAM转子能够实现五自由度稳定悬浮。

摘要：针对电动汽车低速大转矩以及高速恒功率运行需求,本文提出变档电机概念,以满足复杂运行工况。采用绕组在线切换的方法,获得等效普通电机与变速器集成后的输出特性,低速时电机绕组串联,每相匝数增加,实现低转速下的大转矩输出;高速时电机绕组并联,每相匝数减少,电机反电势下降,从而拓宽电机调速范围。本文以一台150W三相12/8极开关磁阻电机为控制对象进行仿真和实验,用二维查表法构建电机模型,实现对绕组切换前后及切换过程的动态分析,利用开关磁阻电机电流特性,结合电机转子位置,提出了零电流下的安全切换控制策略。设计得到切换电路的拓扑结构,为了验证该策略的可行性和有效性,搭建了实验平台,实验结果证实了所提方案能在电机相电流为零时实现电机绕组的快速、安全切换。

摘要：我国大型基础设施的建设规模已多年位居世界之首,分布式光纤传感技术(DOFS)作为大型基础设施健康状态实时监测最有潜力的技术,近年来得到了迅速发展。针对DOFS在技术和应用的突破上面临的挑战,在介绍DOFS各技术基本工作原理、发展历史、现状以及典型应用原理和方案等的基础上,对其工作新机理、系统设计方案、研究发展方向等进行了阐述和讨论。

摘要：为了消除共交直流母线结构的模块化并联逆变器高频零序环流,同时避免模块投入时的冲击电流,文中提出一种基于单同步总线的基波和载波相位同步方法。首先,分析晶振频率偏差对模块化并联逆变器高频零序环流的影响;然后,构建一个基于或非逻辑的同步信号发生器电路。同步信号发生器通过综合各模块的输入信号,产生一个公共的工频同步信号,并在同步信号的上升沿实现对基波和载波相位的逐周期调节。文中详细地进行基波和载波相位同步控制器参数设计,分析延时时间对载波相位同步控制的影响,并提出一种开环载波相位补偿方法。最后,通过实验验证所提方法的有效性。

摘要：结构力学表明,磁体失效包含材料强度失效和结构整体失效两个方面。现有磁体失效模型是基于材料强度模型,忽略结构失稳问题,难以解释超高场脉冲磁体经常在低于其设计值就发生破坏的现象。且已有研究显示,屈曲是导致超高场脉冲磁体失效的主要原因之一,但脉冲磁体屈曲的形成机理和演变规律尚不明确。该文从结构稳定性的角度出发,分析指出脉冲磁体自由分离层可等效为薄壁圆柱壳,具有高屈曲风险,并提出基于圆柱壳体结构屈曲的超高场脉冲磁体力学失效分析方法,建立脉冲磁体静态电磁屈曲Ansys有限元模型,进行了屈曲行为研究分析,仿真结果与实际结果吻合。屈曲分析结果表明:在电磁载荷方面,轴向电磁力是产生屈曲的决定性因素,径向电磁力对于外层绕组轴向屈曲的影响不明显,可在一定程度上抑制内层绕组的轴向屈曲;在绕组结构方面,外层绕组对螺旋绕组缝隙较为敏感,需重点关注。

摘要：针对国内脉冲恒流源幅值较小、重复频率较低等问题,设计了基于电流闭环反馈控制的恒流电路,建立了相应的数学模型,并采用Pspice仿真验证了电路的功能,最终研制了1台600 A重复频率工作的脉冲恒流电源。电源采取储能放电配合高速开关的工作模式,使用功率场效应三极管作为线性调整开关,可大范围自动恒流,适用于激光二极管负载。输出的脉冲电流幅值最高600 A,上升时间小于40μs,电压幅值最高320 V,脉宽100~600μs可调,工作重复频率最高200 Hz。电源体积较小,结构紧凑,效率可达90%以上。

摘要：尽管直流微电网内新能源的分布式电流均衡控制已经得到了广泛的研究,但实际直流微电网中的通信线路往往是不可靠或者不存在的.基于此,提出一种在无传统通信网络环境下的多母线直流微电网的电流边缘控制策略,以实现电流均衡.首先,设计面向直流微电网的信息-能量复合调制(information-energy dual modulation,IEDM)策略,消除传统的通信设备和通信网络线路,实现新能源电源之间的信息交互.其次,构建多母线直流微电网的状态方程模型,进而将其转化为标准的异构多智能体模型.基于此模型,提出直流微电网内二级控制器的多智能体H∞边缘协同控制策略,同时基于IEDM策略,设计周期性动态事件触发通信协议.最后,通过半实物仿真测试系统验证所提出的基于信息-能量复合调制的多母线直流微电网的电流边缘控制策略的有效性.