摘要：基于SiC串联器件的双有源桥变换器因具有开关损耗小、功率密度高、能量控制简单等优势,有望成为中压变换场景中实现高频隔离的优选方案。为保证SiC串联器件的可靠均压,各器件上并联大容值缓冲电容,然而该设计使变换器在传输功率较低时难以实现零电压开通,严重影响变换器的整体效率和串联器件的可靠运行。该文通过构建SiC串联器件型中压双有源桥变换器多模态运行模型并深入分析其运行特性,提出一种基于等效励磁电感的无源软开关技术。所提技术可通过优化外接传输电感位置的方式实现中压侧等效励磁电感参数调节,从而在无额外控制前提下实现SiC串联器件的软开关范围扩展。最后,设计了4 kV/1 kV实验样机,实现了100 kW下运行。实验结果显示,所提出的软开关技术能显著地扩展变换器中SiC串联器件的软开关范围,在保证SiC串联器件均压稳定性的同时能够大幅降低变换器在轻载运行时的功耗。

摘要：平面磁心和印制电路板(PCB)绕组的可定制化设计和可重复性制造,为进一步提高LLC变换器的效率和功率密度提供条件。对于工作频率、谐振腔参数、平面磁元件尺寸等数量多、连续性强、对变换器整体效率影响存在耦合关系的设计参数,采用传统的分步优化设计方法难以实现变换器最高整体效率。为此该文提出一种基于平面磁元件的LLC变换器工作频率、谐振腔参数和平面磁元件尺寸的整体优化设计方法,在满足实际工程要求的前提下,以实现理论最高峰值效率为目标,可进一步得到全局最优的设计参数。基于此方法设计一台3 kW高效率、高密度LLC变换器,并进行了实验验证。实验结果表明:变换器功率密度510 W/in^(3)(1in3=1.63871×10^(-5) m^(3)),峰值效率99.0%,满载效率98.3%,与所提出的设计方法得到的理论结果接近,证明了该设计方法的正确性和有效性。

摘要：随着大容量中压直流配电技术的迅速发展,模块化多电平直流变换器受到工业界和学术界的广泛关注。然而,实现高可靠的辅助供电是实现直流变换器在中压直流配电场景中应用的关键技术瓶颈之一。为此,提出一种面向模块化多电平中压直流变换器的高可靠自供电系统架构。该架构实现主控制器、子模块等辅电系统的中压直联馈电,从而无需额外低压直流电源,并且大幅提升系统启动速度。基于此架构设计,模块化多电平直流变换器的子模块控制器和旁路开关辅助供电均实现3倍冗余,提高系统容错运行的能力。在子模块电容预充电阶段,提出一种基于辅助电源自主控制的子模块电容均压方法,保证模块化多电平直流变换器可靠预充电。最终通过实验验证所提辅助供电系统架构的可行性。

摘要：针对四门关键的机械类实验课程实施了系统性的改革举措,通过融入尖端的科技和新工艺,构建了一套兼具设计性与综合性的实验项目体系,进而丰富了实验教学内容并实现了教学模式与评价机制的创新。本研究新建了配备先进管理模式的实验室,为学生搭建了优质的创新实践环境。改革后的实验课程不仅聚焦于学生对理论知识的深入理解,更强调其实践操作技能的提升以及解决实际工程问题的能力培养。实践结果充分显示,本次实验教学改革中,学生们在实验中积极展现创新思维与实践应用能力,团队合作与问题解决能力得到显著提升。验证了改革的有效性,也为继续深化实验教学改革提供了有力的支持与信心。

摘要：分析振动监测系统的测量噪声水平是结构健康监测设计的重要步骤,有利于优化测试方案和后期模态参数识别。本文从数据采集全过程入手分析测量噪声的主要来源和统计特性,基于最小二乘法原理,提出标定硬件噪声水平的“n信道”方法和估计多信道同步误差的方法。前者允许以任意数量的信道组合进行噪声估计,能够充分利用所有信道的信息,增强结果的稳定性;后者运用时滞测量信号的频域特性,通过互功率谱密度的比值实现信道间亚毫秒级同步误差估计。所提方法的正确性、鲁棒性和实用性通过某桥梁振动监测系统的测量数据得到验证。

摘要：在变换器中应用以碳化硅(SiC)为代表的宽禁带半导体器件能够显著提升变换器的效率和功率密度,但同时带来半导体成本的大幅提升。基于SiC和硅(Si)分立器件的混合多电平技术在不显著提升半导体成本的情况下能够实现与全SiC设计相近的性能,是一种兼顾成本与性能的优化设计。然而,目前针对混合多电平变换器的研究大多基于三电平结构。此处提出了一种高频单元采用T型拓扑的SiC和Si器件混合型四电平变换器拓扑,低频单元使用低成本的Si器件,能够保持相对较低的成本。同时,提出了一种所有的高频开关动作都由SiC器件承担的混频调制策略,并且能够兼容对母线电容电压的主动控制。最后,通过实验验证了所提电路拓扑与调制策略的有效性。

摘要：楼面活荷载的合理取值是立式多层工业建筑推广过程中需要解决的重要基础理论问题之一。在简要总结我国结构工程设计所遵循的以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计方法的基础上,分析立式工业建筑的荷载环境,并对立式工业建筑楼面活荷载的取值方法进行研究。梳理国内外现行荷载规范相关取值方法,调研我国部分具有代表性的多层工业厂房在设计时的荷载取值,并针对实际运用中所发现的具体问题提出了改进建议。通过与国外相关规范进行对比研究,建议进一步简化我国工业建筑楼面活荷载特征值的分类和分区,对于标准化工业园区的重工业厂房,楼面活荷载标准值建议取值约为12 kN/m^(2),轻工业厂房为4~6 kN/m^(2)。对于造纸、化工及钢铁冶炼等大型工业厂房,则按其工艺流程进行荷载取值。针对新型立式工业建筑所涉及的物流与冲击荷载亟待深入研究,对利用基于网络平台的建筑信息学模型(BIM)需深入开展荷载信息收集与管理。

摘要：基于可持续发展的需要,建筑等领域中的竹木材料应用逐渐增加。为探究不同含水率的竹木材料在低温环境下应用潜力,主要研究了两种含水率(绝干状态、气干状态)的厚篾glubam工程竹和SPF规格材(云杉-松-冷杉)在低温环境下(-196~20℃)与经历冻融循环后的抗弯性能。通过静曲试验分别测量了两种材料在低温状态下与经过单次冻融循环后的弹性模量和抗弯强度,旨在为竹木材料在寒冷地区的结构设计提供依据。结果表明:厚篾glubam和SPF在低温环境下的力学强度变化规律较为复杂,但均表现出良好的抗弯性能,其中各组厚篾glubam在-50℃均出现峰值强度,较常温有明显强度提升。相比于含有一定水分的气干材,绝干材的性能变化幅度较小。

摘要：研究了工程竹结构中螺栓及空芯铆钉连接件的力学性能,为其在工程竹结构中的应用提供理论与技术支撑。采用三点弯曲试验测试了不同直径的4.8级、8.8级螺栓和空芯铆钉的名义屈服强度和塑性弯矩。采用半孔法测试了不同类型竹材在主纤维方向和次纤维方向的销槽承压强度。采用单调拉伸和滞回试验测试了钢填板螺栓和空芯铆钉连接件的承载力、刚度和延性指标,并将试验测得的承载力值与基于延性和脆性破坏模型下的钢-竹节点的承载力估算值进行比较,确定了合适的承载力估算公式。研究结果表明:竹材是一种各向异性表征明显的脆性工程材料;钢材的屈服破坏和竹材的剪切破坏是钢-竹连接的主要破坏模式。通过合理的连接件设计和双向布篾,可使竹连接件形成以钢材屈服为主的延性破坏模式,并且可通过相应的屈服模型,估算竹-钢填板连接件承载能力。

摘要：针对电动汽车充电应用的感应式无线电能传输技术凭借其安全可靠、灵活方便的特点受到广泛研究。该技术所使用的松散耦合变压器通常存在较大的漏感,从而大幅降低变压器的耦合系数和系统的功率传输能力,当变压器的原副边在电动汽车泊车后发生偏移时,该特性尤为突出。提出了一种具有高偏移容限特性的感应式无线电能传输系统设计,其松散耦合变压器结合了螺线管型和双解耦绕组型线圈结构的耦合特性,可以实现更大的偏移范围;另外,给出了与所提变压器结构相匹配的电路拓扑适用条件,并分析总结了原副边采用不同的补偿拓扑以及电路输出端采用不同的连接方式时系统的输出特性。通过三维有限元仿真工具,在正对以及偏移条件下对变压器的耦合特性进行仿真分析,并在具有200 mm气隙间距的3 kW实验平台上进行实验验证。