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基于全尺寸试验的百米级叶片极限失效分析
Ultimate Failure Analysis of 100-meter-scale Wind Turbine Blades Based on Full-scale Testing
赵建刚王博文张文伟冯学斌邓航刘鹏辉 · 太阳能学报 · 2025年1月 · Vol.46
为研究百米级风电叶片在组合极限载荷下的损伤响应，对时代新材TMT90 m+叶片开展全尺寸极限承载力试验。结合试验监测、应变数据解析与非线性有限元仿真，系统分析叶片失效机理。结果表明，在高载工况下，结构与材料非线性引发局部应力集中，诱发局部屈曲；部分区域提前损伤加速了刚度退化与稳定性丧失，最终导致整体断裂失效。
解读: 该研究对阳光电源风电变流器产品线具有重要参考价值。通过全尺寸试验和非线性有限元分析方法，可优化我司风电变流器的结构设计和应力分布。特别是对大功率风电变流器的散热系统和功率模块布局设计，可借鉴其应力集中和局部屈曲分析方法，提升产品可靠性。研究成果可应用于：1)风电变流器功率模块的结构优化；2)大功率储...
计及热/气网等效电储能特性的综合能源系统储能容量配置
Energy Storage Capacity Allocation of Integrated Energy Systems Considering Equivalent Electrical Energy Storage Characteristics of Heat/Gas Networks
闫文涛王维庆李笑竹丁英 · 太阳能学报 · 2025年1月 · Vol.46
为充分挖掘综合能源系统中多能协同潜力，提升系统能效与经济性，提出一种考虑热网与气网等效电储能特性的储能容量配置方法。通过有限元差分法结合热惯性与热电联产特性，量化热网、建筑及CHP的储热能力，并建立其向等效电储能的转化模型；基于能量与动量守恒方程刻画天然气管道动态特性，仿真获取管存能力并折算为等效电储能容量。构建以降低储能投资成本为目标的优化配置模型，算例结果表明该方法可有效减少储能投资4.18%。
解读: 该研究对阳光电源PowerTitan储能系统和综合能源解决方案具有重要价值。热/气网等效电储能建模方法可直接应用于ST系列储能变流器的容量优化配置，通过量化CHP热惯性和管道储能特性，减少物理储能投资4.18%。该技术可集成到iSolarCloud平台的能量管理系统中，实现多能协同优化调度。特别适用...
垂直堆叠级联GaN HEMT功率模块中的热行为研究
Thermal Behavior in Vertically Stacked Cascode GaN HEMT Power Modules including Mutual Heating, Dissipation Disturbance, and Solder Voids
Sungtaek Hwang · Eun Pyo Hong · Min-Ki Kim · Dong Keun Jang 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年9月
与传统的横向配置相比，垂直堆叠式共源共栅氮化镓（GaN）功率器件具有显著的电气优势，包括降低寄生电感、设计紧凑以及功率密度高等。然而，将硅MOSFET直接堆叠在GaN HEMT上方会带来重大的热挑战。本研究确定了三个主要的热问题：芯片之间的相互加热、散热路径受限以及焊料空洞导致的热退化。有限元分析（FEA）模拟表明，由于这些影响，堆叠式设计的峰值温度比横向设计大约高30%。模拟还显示，焊料空洞，尤其是硅MOSFET下方的焊料空洞，会干扰垂直热流并加剧热点的形成。通过使用定制制造的模块在重复开关操...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文揭示的垂直堆叠共源共栅GaN功率模块技术对我们在光伏逆变器和储能系统领域的产品升级具有重要参考价值。垂直堆叠架构能够显著降低寄生电感、提升功率密度，这与我们追求高效率、小型化逆变器的产品路线高度契合，特别是在户用储能和工商业储能系统中，紧凑设计可直接转化为系统成本优势...
面向错位鲁棒性的动态无线充电时域设计
Time-domain design for misalignment-tolerant dynamic wireless charging
Juan Carlos Quirós · Álvaro Llamas Calvo · Alicia Triviño · Eliseo Villagrasa Guerrrero · IET Power Electronics · 2024年12月 · Vol.18
本文针对动态无线电力传输中的功率传输线圈，基于有限元分析进行了磁设计。同时采用时域分析方法，建立了更为精确的模型，用于优化补偿网络参数的选择。最后，通过在实验室搭建实验平台，开展了一系列实验验证，结果表明所提设计方案在存在线圈错位的情况下仍具有良好的功率传输性能，有效提升了系统的鲁棒性与实用性。
解读: 该动态无线充电时域设计技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。研究中的错位鲁棒性设计可直接应用于电动汽车无线充电桩开发，提升充电便利性；基于有限元分析的磁设计方法可优化充电线圈结构，降低磁损耗；时域分析建立的精确补偿网络模型，可借鉴用于车载OBC充电机的谐振参数优化，提高功率传输效率和抗干扰...
波纹护套电力电缆热阻的解析与有限元建模
Analytical and FEM-Based Modeling of Thermal Resistances for Power Cables With Corrugated Sheaths
W. Poradowski · G. J. Anders · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月
本文提出了一种用于计算电力电缆波纹护套层热阻的解析表达式，该层由金属护套和空气间隙共同构成。模型基于大量有限元（FEM）仿真研究，综合考虑了导热、对流和辐射三种传热机制。所提出的解析模型适用于实际中常见的多种几何结构，可用于电缆载流量计算。以CIGRE TB 880中的400 kV低压充油电缆为例，结合护套热损耗进行载流量分析。FEM结果表明，相较于IEC 60287标准方法在CIGRE TB 880中建立的热网络模型，其额定电流值被高估。
解读: 该波纹护套电缆热阻建模技术对阳光电源大型储能系统PowerTitan和光伏电站的电缆载流量设计具有重要应用价值。研究揭示IEC 60287标准可能高估额定电流，这直接影响储能系统和光伏电站的电缆选型安全裕度。阳光电源可将该解析模型集成到ST系列储能变流器和SG系列逆变器的系统设计工具中，优化MW级以...
轴向磁通永磁电机的参数估计与控制及其在电推进飞机中的应用：评估磁场定向控制方法中轴向力的影响
Parameter Estimation and Control of Axial Flux Permanent Magnet Motors for Electric Aircraft: Evaluating Axial Force Implications in Field-Oriented Control Methods
S. Mehdi Seyedi · Dorsa Talebi · Ankit Vivek Deshpande · Sina Khalesidoost 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
轴向磁通永磁（AFPM）电机因其高功率密度、高转矩和高效率，成为电动航空推进系统的理想候选。本文建立了AFPM电机模型，揭示其电感矩阵因采用分数槽集中绕组（FSCW）而显著区别于传统电机。基于有限元分析（FEA）在宽工况范围内完成ASCEND电机的参数辨识，并据此构建场定向控制（FOC）算法，采用两台基于半桥碳化硅（SiC）模块的三电平有源中点钳位（ANPC）逆变器实现驱动。提出结合最大转矩每安培（MTPA）与最大转矩每损耗（MTPL）策略的优化电流轨迹，以提升转矩输出并评估电流变化对转子轴向力...
解读: 该AFPM电机的场定向控制技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要参考价值。研究中采用的SiC三电平ANPC逆变器拓扑与阳光电源功率器件技术路线高度契合，可直接应用于电机驱动系统优化。MTPA/MTPL联合优化策略可提升电机控制效率，降低轴向力24%的成果对延长电机寿命具有实际意义。分数槽集中绕组的电...
空心导体增材制造线圈及250 kW表面贴装永磁电机热管理系统综合表征
A Comprehensive Characterization of Hollow Conductor Additively Manufactured Coils and Thermal Management System for a 250 kW SPM Machine
Sina Vahid · Salar Koushan · Towhid Chowdhury · Ayman M. EL-Refaie · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
本文针对一台功率为250千瓦、转速为5000转/分钟的表贴式永磁电机，通过基于热管的液冷热管理系统，对增材制造线圈的热管理系统及其性能进行了全面研究。文中描述并讨论了热管和液冷测试装置。通过实验结果对热性能进行了分析，结果表明本文提出的热管理系统是有效的。在80 Arms至140 Arms的电流水平以及高达800 Hz的频率下，对单冷凝器和双冷凝器液冷配置进行了测试。对这些冷却系统的比较表明，两种配置对AlSi10Mg增材制造线圈均有效。对于所提出的系统，热负荷未超出任何一种冷却方法的能力范围，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于增材制造线圈及热管理系统的研究具有重要的战略参考价值。该研究聚焦于250 kW表贴式永磁电机的热管理优化，这与我们在储能变流器、大功率光伏逆变器以及新能源汽车驱动系统中面临的核心技术挑战高度契合。 增材制造空心导体线圈技术为我们的产品设计提供了新的可能性。相比传统...
用于左心室辅助装置的耦合双轴向磁通永磁电机设计与性能分析
Design and Performance Analysis of Coupled Dual Axial Flux PM Machines for Left Ventricular Assist Devices
Yiğit Karabulut · Erkan Meşe · Murat Ayaz · Serkan Aktaş · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
本研究旨在为左心室辅助装置（LVAD）泵设计一款小型嵌入式轴向磁通永磁同步电机（AFPMSM）。AFPMSM 结构的单位体积功率密度远高于传统径向磁通永磁电机，因此它更适合泵结构的几何形状。为进一步提高转矩密度和可靠性，双电机已成功集成到泵结构中。首先对 AFPMSM 进行解析分析以缩小设计空间，然后采用有限元分析（FEA）方法确定电机的最终形状。通过测量原型 AFPMSM 的反电动势、转矩、效率和损耗值进行了实验验证。测得的转矩常数为 9.58 mNm/Arms，这确保了当两台电机同时运行时，...
解读: 该LVAD用轴向磁通永磁电机的高功率密度设计理念对阳光电源新能源汽车驱动系统具有借鉴价值。其优化的磁路结构和有限元仿真方法可应用于电机驱动产品的小型化设计，提升功率密度与效率。轴向磁通拓扑的高转矩密度特性可启发SG系列光伏逆变器中冷却风扇电机的优化，降低系统体积与能耗。此外，该研究对热稳定性与连续运...