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期刊信息/Journal information
电工技术学报
中国电工技术学会
电工技术学报

中国电工技术学会

严陆光

月刊

1000-6753

xuebao@vip.163.com

010-88379629/9848

100037

北京百万庄大街22号

电工技术学报/Journal Transactions of China Electrotechnical SocietyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由中国电工技术学会主办，机械工业出版社出版。中文核心期刊，学位及研究生教育中文重要期刊。主要刊登电气领域的理论探讨、科研成果、设计制造、测试控制及系统配套等方面的学术论文。注重理论联系实际。主要供电气科技作者、大专院校师生阅读者参考。《学报》为月刊，每月26日出版，国内统一刊号：CN11-2188/TM，国外发行代号：1409M。邮发代号：6-117，每期定价15元，全年180元。
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    基于永磁体和线圈复合结构的磁性粒子成像零磁场研究

    杨丹刘素羽张昊李天兆...
    335-345页
    查看更多>>摘要：磁性粒子成像(MPI)中的磁场拓扑结构及其产生的零磁场能够直接对成像结果的质量造成影响.针对MPI系统的零磁场设计,该文提出一种永磁体与线圈复合的磁场结构.该结构综合永磁体能够直接产生大梯度静磁场的优势及电磁线圈通过控制激励方式精准调控磁场的优势来构造线型零磁场(FFL).对所设计的磁场拓扑结构首先进行了基于圆形线圈、矩形线圈和矩形永磁体所产生静磁场的比较;然后从磁场空间分布、磁场梯度和磁场均匀性等方面对FFL进行分析;最后通过有限元仿真确定了线型零磁场的平移扫描区域范围,并进行了MPI分辨率及血管成像研究.结果表明,该文所提拓扑结构产生的 FFL 磁场梯度达到 3.075 T/m,磁场梯度均匀性达到 98.7%,在扫描区域为 30 mm×70 mm×70 mm的空间内的成像分辨率能够达到 1 mm.证明了该文所提拓扑结构应用于磁性粒子成像系统的可行性.

    磁性粒子成像永磁体与线圈复合线型零磁场磁场梯度磁场均匀性

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    基于AFSA-eCS混合算法的超磁致伸缩换能器输出特性分析

    高兵吴泽伟赵能桐宁倩...
    346-357页
    查看更多>>摘要：超磁致伸缩换能器工作性能受到电-磁-机多场耦合的影响,常利用多场模型分析其非线性输出特性,而能否准确获取其多场耦合参数决定了模型的准确性,是换能器设计和优化的关键.鉴于换能器多场模型具有参数多、耦合强、参数辨识难等特点.该文提出基于改进人工鱼群和布谷鸟混合的超磁致伸缩换能器多场模型参数辨识方法.首先,考虑切割棒材涡流效应的影响,建立超磁致伸缩换能器电-磁-机多场耦合的综合电路模型,来实现超磁致伸缩换能器输出行为的模拟;其次,针对模型参数维度多、耦合强的问题,提出了改进的人工鱼群和布谷鸟混合算法(AFSA-eCS),该方法引入精英个体反向学习策略、动态步长和动态发现概率以强化局部精细化搜索能力;最后,基于实验平台验证了综合电路模型和AFSA-eCS的有效性.结果表明:AFSA-eCS相较于单一算法与遗传退火混合算法(GA-SA)收敛快、参数辨识精度高,基于所提算法和模型能够快速有效分析换能器不同工况下的输出特性.

    超磁致伸缩换能器参数辨识综合电路模型混合算法

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    非均匀功率分布的微波整流天线阵列功率合成优化方法

    肖冬萍陈建楠陈宇立舒梽卿...
    358-366页
    查看更多>>摘要：对于大型微波无线能量传输系统,其接收天线阵列上微波功率非均匀分布,由于整流电路的特性,采用现有的天线阵列布局和功率合成方式所得的能量转换效率较低.为此,该文提出一种基于遗传算法优化的混合功率合成方法:提出天线单元连接编码规则,采用遗传算法将接收天线单元按目标功率进行分组和射频合成,使得各组射频合成后的微波功率均匀化,再输入整流电路;提出整流电路连接编码规则,基于遗传算法,以负载匹配为目标对整流电路进行动态串并联优化,使直流合成后获得最优转换效率.在进行功率合成前,需基于实验系统分析获得整流电路输入功率与转换效率关系、输出伏安特性曲线,从而确定射频功率合成的优化目标.该文以10×10 接收阵列天线为例进行分析,将 100 个单元分为 4 组进行均匀化射频合成,均匀度评价指标低至 1.804;再对整流输出进行串并联优化,在接近负载匹配的情况下使得整流转换效率达到91.37%.结果表明,采用该文提出的方法可快速有效地对接收天线阵列进行混合功率合成优化.

    微波无线能量传输混合功率合成编码规则动态串并联优化整流电路特性

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    基于线圈参数优化的预埋传感器动态无线供电最大功率传输技术

    王淇马恩典彭云尔李晶...
    367-375页
    查看更多>>摘要：在轨道交通领域,将发射线圈安装于检测车底部,在检测车通过时采用无线供电技术,向地下的接收线圈辐射能量,从而对预埋传感器进行非接触供电,满足预埋传感器周期性供电,保障传感器长期不间断工作.但由于能量传输距离不同以及发射线圈的电流方向和线圈间距不同,会导致接收端获取能量变化.为此,该文提出一种基于等效功率分析的动态无线供电系统发射线圈电流及间距参数优化方法.首先,对发射端与接收端之间的互感进行计算.然后,定义等效功率,针对预埋传感器所埋深度的不同,对发射线圈的电流方向和线圈间距进行优化,得到能使传感器获取最大能量的线圈参数.最后,搭建实验原理样机验证所提方法的可行性和有效性,发射线圈尺寸为 150 mm×150 mm,副边线圈紧密绕在直径 12 mm 的钢筋上,在发射端和接收端相距为 150 mm时,以 7 m/s的速度为例,采用参数优化后电流方向相反的线圈相较于优化前电流同向的线圈可提升 50%的输出能量,达到 0.14 W·s,满足传感器长期供电需求.

    预埋传感器动态无线供电参数优化最大等效功率

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    高压输电杆塔接地极腐蚀缺陷混频SH导波检测方法

    彭丽莎孙洪宇李世松王珅...
    376-386页
    查看更多>>摘要：高压输电杆塔接地极作为雷电流、工频故障电流和感应电流等异常电流的关键传导通道,对于保障电力线路的安全稳定运行具有重要作用.然而,接地极腐蚀缺陷的存在将严重影响其正常的散流功能,威胁电力系统安全稳定运行,甚至人身安全.针对高压输电杆塔接地极腐蚀缺陷的远距离、小缺陷高灵敏度检测难题,该文提出一种高压输电杆塔接地极腐蚀缺陷混频 SH导波检测方法.设计了一种基于变间距永磁阵列的新型混频 SH 导波换能器结构,并通过仿真和实验验证了混频 SH 导波检测的可行性.进一步将所提方法与传统的单频 SH 导波检测方法进行比对,结果表明所提出的 SH 导波检测方法相比于传统方法对远距离、小缺陷具有更高的灵敏度检测和更好的检测效果.

    高压输电杆塔接地极电磁超声导波混频SH导波缺陷检测

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    基于模和阻抗角的自感式位移传感器阻抗建模

    陈信维李红伟任宗强于文涛...
    387-397页
    查看更多>>摘要：目前主动磁悬浮轴承广泛用于工业各领域,而位移传感器是影响磁悬浮轴承控制性能的重要部件.为了研究位移传感器的性能,首先必须建立准确的传感器模型,因此,该文根据自感式位移传感器的工作原理,通过引入铁心复磁导率和气隙磁阻杂散系数,提出一种基于阻抗的模和阻抗角的自感式位移传感器阻抗建模方法.然后根据实验数据得到了模型参数,运用阻抗改进模型预测不同激励频率下传感器的输出电压和灵敏度.最后与传感器静态性能实验结果相比,输出电压的预测误差小于 0.05 V,灵敏度的预测相对误差小于 1%,验证了阻抗改进模型的准确性.所建阻抗改进模型为进一步研究自感式位移传感器的动态输出性能提供了理论基础.

    主动磁悬浮轴承自感式位移传感器铁心线圈阻抗建模相对复磁导率气隙磁阻杂散系数

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    零序电流励磁型电机驱动拓扑及控制技术研究现状与展望

    阳辉伊禹名付方圆Zhu Ziqiang...
    398-414页
    查看更多>>摘要：传统的定子变磁通同步电机需要设置额外的励磁绕组,并附加H桥电路以提供直流励磁,这会导致系统结构复杂、转矩密度较低.为此,一种新型的零序电流励磁型电机(ZSCEM)被提出,其将电枢和励磁绕组进行集成,并使用零序电流调节电机的气隙磁场,从而实现调速范围的提升.相比于励磁/电枢电流分别控制的定子变磁通同步电机,其电枢和励磁绕组合二为一,定子槽面积得到充分利用,相电阻接近减半,可有效提升效率和转矩密度.该文分别从驱动拓扑、励磁/电枢电流集成控制技术、驱动拓扑及其控制性能三个方面分析并总结了现有ZSCEM控制领域的研究现状.在现有研究工作基础上,提出了一种使用零序电流作为调磁脉冲以改变电机磁化状态的零序电流调磁型记忆电机(ZSCM-MM).最后对ZSCEM的驱动拓扑及其控制技术的关键共性问题以及未来发展趋势进行了展望.

    驱动拓扑混合励磁电机控制记忆电机可变磁通零序电流调磁

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    新型双电容三相感应电机单相运行稳态性能

    赵国新崔效源白浩男陈德志...
    415-424页
    查看更多>>摘要：针对三相感应电机进行单相运行的工况,该文提出一种三相感应电机单相运行的新型双电容接线方式,通过选择合适的电容,使三相感应电机在单相交流电源供电时,三相绕组电流仍接近对称,电机性能与三相电机接近,优于普通单相电机.首先基于对称分量法,分析新型单相运行接法电机的对称运行条件,研究该接法电机稳态运行时性能的计算方法;然后将双电容连接方法应用在一台 550 W三相感应电机(Y2-801-4)上,计算出该电机单相运行时的性能,研究不同电容值对电机性能的影响,并且利用有限元法对电机进行仿真分析;最后对电机进行了性能测试,实验结果验证了理论分析的正确性,采用新型接法的单相运行感应电机的效率和额定功率等性能参数与三相对称运行时接近,功率因数则优于同功率的三相感应电机.

    三相感应电机单相运行对称分量法稳态性能单相感应电机

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    基于领域对抗网络的永磁同步电机初始位置估计

    王恒泓王激尧徐炜金振...
    425-438页
    查看更多>>摘要：永磁同步电机(PMSM)的低速无位置传感器控制主要依赖于电机的凸极性,表贴式永磁同步电机(SPMSM)的电感凸极率低,位置信号的信噪比(SNR)较低,使传统高频注入法获得高精度初始位置面临挑战.深度机器学习能够挖掘比较微弱的信号特征,即使在SNR较低的情况下,也能够获取准确的位置信息,但是传统单流结构机器学习的估算性能比较依赖于训练集的数据概率分布,存在数据泛化能力差的问题.针对这一问题,该文提出一种数据分布自适应的领域对抗神经网络(DANN),在传统卷积神经网络(CNN)的基础上,增加领域判别器和梯度反转层(GRL)将单流结构变为双流结构,使两个网络能够通过抗迁移学习,以学习到领域的不变特征,实现数据分布的自适应,从而解决因数据概率分布不一致带来的位置估算性能下降的问题.实验结果证明,该方法能够有效实现对低凸极率电机的初始位置估算,对新数据能够实现比单流CNN结构更好的位置估算效果,有效解决单流结构CNN位置估算模型数据泛化能力差的问题.

    图像识别迁移学习网络对抗数据自适应数据泛化

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    基于转子位置误差解耦阻抗建模的永磁同步电机电感在线辨识方法

    王奇维李斌兴潘冠丞王高林...
    439-451页
    查看更多>>摘要：传统永磁同步电机电感在线辨识算法大多基于电机交直轴模型实现,其依赖准确的电机转子位置信息.当无位置传感器控制或位置传感器存在偏置误差时,传统电感辨识方法精度难以保证.为降低转子位置误差影响,该文提出一种基于转子位置误差解耦阻抗建模的永磁同步电机电感参数在线辨识方法.根据电机电感在不同转子位置下的数值变化关系特性,构建转子位置误差解耦的虚拟轴系阻抗模型.进而,通过基于高频正弦信号注入的电感辨识方法,实现不受电机转子位置误差影响的电感辨识.为确保所提出方法在不同运行工况的鲁棒性和准确性,对虚拟轴系的构建方法及注入信号参数选取进行分析.所提出的方法在 2.2 kW永磁同步电机平台进行验证,证明了电感参数在线辨识的有效性.

    永磁同步电机电感在线辨识高频信号注入等效阻抗模型转子位置误差解耦

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