《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊，报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任，兼《学报》主编。

考虑磁-力耦合效应的混合磁滞模型研究

作者：李永建；李宗明；利雅婷；岳帅超；窦宇

摘要：应力作用会影响磁性材料的磁性能，准确快速地模拟磁性材料在不同应力下的磁化特性对设计承受机械应力的装备铁心具有重要意义。

该文研究拉应力作用下取向电工钢磁畴结构沿轧制方向的变化规律，将拉应力与畴壁平移运动之间的关系量化处理，由此采用基于畴壁平移运动的J-A模型对材料的磁化特性进行描述，通过提出适用于低磁通密度范围的新型无磁滞磁化公式替代传统J-A理论中的郎之万公式以考虑拉应力对取向电工钢磁化特性的影响；通过将磁畴简化为独立个体，将磁致伸缩效应在高磁通密度范围对取向电工钢磁化特性的影响转换为磁畴之间的摩擦作用，提出适用于高磁通密度范围的改进磁滞模型；应用BP神经网络寻找出最佳比例参数，将两种不同适用范围的磁滞模型构建为完整的磁-力耦合模型。

通过对比实验结果与模型计算结果，验证了所提混合磁滞模型的准确性。

磁耦合无线电能传输系统宽范围零电压开关实现方法

作者：贾亚辉；王智慧；肖静；左志平；赵雷

摘要：在磁耦合无线电能传输（MC-WPT）系统中，由于磁性材料和金属材料的存在，气隙变化会导致线圈自感和互感发生变化，这在小气隙应用中尤为明显。该文提出一种考虑线圈参数和负载变化的宽耦合范围零电压软开关（ZVS）实现方法。

该方法使用移相调制（PSM）实现了系统的恒流/恒压（CC/CV）输出。通过优化线圈结构和补偿参数，自感变化转变为有利的可变输入阻抗，从而显著地拓宽了ZVS运行范围。同时，系统无功电流降到最小。为了验证所提方法的有效性，搭建一套250 W的实验装置，实验结果表明，在气隙变化范围10～60 mm，最大自感变化范围32.88～23.84 H，最大互感变化范围19.13～6.05 H内，系统实现了最小无功电流下的宽耦合范围ZVS运行，且具备CC/CV输出特性，峰值效率达到92.5%。

基于准双向三态协同调度的无人车和无人机逐级式无线充电应用

作者：蒋金橙；王佩月；冯天旭；史可；吕昌荣

摘要：在工业车间和物流仓库等应用场景中，越来越多的智能机器人用来执行一些服务、监测及运输工作。该文结合各巡检机器人的智能特性并针对应用场景的充电服务需求，提出一种基于准双向三态协同调度的无人车（AGV）和无人机（UAV）逐级式无线充电设计方法，旨在拓展整个系统的充电域并提高传能的灵活性及便利性。

相较于传统固定式静态充电设备和导轨式动态充电设备，该文引入中继带源系统和双向传能的开发设计理念，在移动AGV和UAV蓄电池的输入输出两端都设计安装了能量拾取模块和能量发射模块，实现导轨—AGV—UAV的三级逐级式供电模式，并结合AGV移动热点的组网功能，构建移动供电电源。根据供电需求，使得系统设备可以选择自身的供电角色或是取电角色，实现系统准双向的三种供能模态。同时，基于系统电气参数的稳定性和发射线圈在有限数量下的合理利用，设计系统综合的拓扑结构和功率调节控制器。最后，依据构建三态模型的数据分析完善应用开发，并通过实验验证该方法的有效性。

基于无线充电系统的多模块扩展均压技术研究与设计

作者：刘祺；薛明；章鹏程；刘力舟；杨新生

摘要：该文提出一种基于无线充电系统的多模块可扩展充电均压系统，该系统利用无线充电系统自身高频特性取代传统均压电路所需高频电源。同时，基于其物理隔离特性提高无线充电系统应对复杂场景的可行性，解决传统均压系统体积大，难以用于对体积要求高的无线充电场景这一问题。

该文分析非理想状态下各电池串充电电压不均导致的电池寿命削减和充电灵活性较差问题，并提出一种在非理想状态下系统可靠充电的方法，通过设定期望的阈值电压可靠关断充电系统，实现灵活充电。该无线充电均压系统可实现电池充电过程中的电压均衡、延长电池寿命，同时减小系统的体积占用，无线充电均压系统对于偏移状态也具有一定适应性，可广泛应用于机器人、无人机等多种无线充电场景，为无线充电均压系统的设计和应用提供了有效的解决方案。

胸腔生物阻抗检测对人体植入电子设备安全性研究

作者：贾静；柯丽；杜强；任自艳

摘要：全球范围内佩戴心脏植入电子设备的患者日益增加，采用生物电阻抗技术进行病理检测，可能会对心脏植入电子设备患者产生干扰。该文建立生物电阻抗交流激励系统及心脏起搏电极仿真模型，完成胸腔生物阻抗检测技术对心脏起搏器电磁干扰的安全性研究。仿真研究表明，胸腔生物阻抗测量引起的电压干扰超过了ISO 14117标准中定义的最大阈值，且干扰水平随着生物阻抗激励信号的频率和电极位置的不同而变化，并且组织电特性也会对干扰水平产生影响。生物电阻抗技术可能会对心脏植入电子设备存在潜在干扰，不建议在该人群中使用胸腔阻抗法进行检测。

潜液式液化天然气泵用低温永磁同步电机研究现状综述

作者：张书宽；王发琛；曲荣海；朱景伟；刘光伟

摘要：低温永磁同步电机具有高效率、高功率密度和运行稳定的优点，正在逐步替代低温感应电机，成为液化天然气泵用低温电机未来的发展趋势，但仍有一些关键技术问题有待解决。该文首先详细阐述了低温环境下永磁同步电机关键材料的电磁特性和机械特性的变化规律，明确了不同材料的选取原则。

在此基础上，重点总结了低温永磁同步电机的设计方法、拓扑结构、多物理场耦合分析及控制策略等关键技术。然后，介绍了现有低温电机的制造工艺与测试方法，指出当前低温电机测试所面临的挑战和不足。最后，探讨了低温永磁同步电机领域亟待解决的关键技术问题，并对低温永磁同步电机的研究方向和发展趋势进行了展望。

交流电机轴电流高频模型精确建模

作者：刘瑞芳；李知浩；李照林；张亮亮；李伟力

摘要：在变频电机驱动系统中，变频器输出的高频共模电压会在电机内部感应出轴电压和轴电流，继而引发轴承电腐蚀，危害系统运行的安全性和可靠性。建立精确的轴电流高频模型对于预测轴承电腐蚀风险、制定维护计划和设计抑制方案具有重要意义。

该文对现有的轴电流高频模型的误差来源和范围进行了分析，指出了现有方法在阻抗特性中频部分与实测曲线存在不匹配的问题。为了克服这一缺陷，提出了一种改进的轴电流高频模型，以及相应的参数提取方法。该方法考虑了电机在不同频率下的谐振机理和等效电路，利用特征频率点阻抗值求解参数，以确保模型充分还原各频段的阻抗特性。针对一台190 kW异步电机，分别采用改进模型和现有模型进行对比。结果表明，改进模型更接近电机实际端口阻抗特性，验证了所提方法的准确性。

航空油冷三级式无刷发电机流固耦合传热研究及散热优化

作者：李进才；李涵琪；张卓然；李立强；王一未 等

摘要：航空三级式无刷发电机具有高电负荷、高磁负荷、体积小、质量轻的特点，导致损耗大和散热困难，因此精确的温度场分析和高效的散热是实现航空三级式无刷发电机高功率密度设计和安全可靠运行的重要基础。

该文首先以喷油冷却三级式无刷发电机作为研究对象，分析各级电机损耗的组成与分布特性。构建了考虑到气液两相流的三维全域流固耦合模型，深入探究油气两相混合分布状态。建立三级式无刷发电机温度场模型，研究了各级电机在不同工况下的局部热点分布特性。然后提出一种转子集成甩油盘的散热优化方法，对比研究了优化方法对冷却油分布规律和散热能力的影响，结果显示电机最高温升从71.9℃降到了62.6℃。最后通过样机实验验证了流固耦合传热研究的精确性和散热优化方法的有效性。

五相混合励磁双凸极电机多目标分层分期优化设计

作者：赵耀；徐笠；李东东；张旭飞；林顺富

摘要：五相定子槽口永磁型混合励磁双凸极电机定子槽内绕组与永磁体的耦合对优化设计提出了更高的要求，为进一步提升此类电机的功率密度和过载能力，该文提出一种五相20/18极的拓扑结构，对电机的空载特性和功率特性进行分析，确定初始优化参数和目标后进行六参数四目标的分层分期优化。

首先，在电机直流饱和前提下，通过槽满率和绕组电流密度的限制提出基本的约束条件并合理分配好定子槽面积；其次，结合正交试验设计法和综合灵敏度分析对电机的本体结构参数进行分层优化，通过有限元分析建立高敏感层参数的数据库并建立数学模型，在此基础上运用改进的非支配排序遗传算法对模型实现分期优化设计，引入佳点集并在算法迭代前期基于线性排名加快收敛速度，在迭代后期施加均值约束避免畸形解，与其他智能算法对比验证了改进算法的优越性；最后，根据优化结构制造实验样机进行实验，验证了所提优化算法的可行性与有效性。

基于参数辨识的永磁同步直线电机循环神经网络多维观测器

作者：宋琳；聂子玲；孙军；周杨威；李华玉

摘要：该文研究了一种基于智能在线扩展卡尔曼滤波的永磁同步直线电机高精度循环神经网络多维观测器。首先，为了提高观测器精度，建立了两相旋转坐标系下带有互感和时延扰动的直线电机数学模型；其次，基于此模型设计了循环神经网络多维观测器，并实现了磁链和速度的高精度在线观测；然后，针对系统参数时变的问题，提出了一种智能在线扩展卡尔曼滤波多参数辨识算法，提高了参数辨识的精准度；最后，搭建基于MT1050的半实物永磁同步直线电机控制平台，实验结果验证了所提观测器的准确性和高效性。

基于虚拟方波注入的五相永磁同步电机开路故障下直接转矩控制

作者：周华伟；周振伍；朱流川

摘要：在传统直接转矩控制（DTC）中，参考磁链往往是一个固定值，这将导致五相永磁同步电机（PMSM）在正常及容错情况下运行时效率不高。为解决该问题，该文提出一种基于虚拟方波注入的DTC（VSWI-DTC）策略。

首先，建立五相PMSM在正常和开路故障情况下的数学模型，在同步旋转坐标系中推导出恒定转矩下电流幅值与定子磁链幅值的关系。其次，设计最优定子磁链探测器。通过向定子磁链幅值中注入虚拟方波信号，根据电流幅值的变化情况补偿定子磁链幅值，在线探寻最优定子磁链幅值。最后，与无差拍DTC相结合，实现电机高效率DTC运行。实验结果表明，所提策略不但能保持DTC良好的动态性能，抑制开路故障引起的转矩脉动，而且提高了电机在正常和开路故障情况下的效率。

基于多参数辨识的永磁同步电机磁链预测控制

作者：王祥松；杨淑英；谢震；张兴

摘要：在永磁同步电机（PMSM）有限集模型预测磁链控制策略（FCS-MPFC）中，磁链给定值计算、实际值获取以及未来值预测都要用到电机参数。受工况和温度的影响，电机参数具有变化性，参数偏差将影响实际预测控制性能。为提高控制系统鲁棒性，需要对电机d、q轴电感和永磁磁链进行在线辨识。鉴于此，该文提出了永磁同步电机多参数辨识方案，并基于此设计了FCS-MPFC策略。

首先，依据电机稳态方程，设计了广义比例积分观测器（GPIO）对PMSM的q轴电感和永磁磁链进行辨识。其次，利用FCS-MPFC中电机定子电流变化较大的特征，提出了基于电流变化量的d轴电感辨识方法，克服了多参数辨识的欠秩问题。再次，依据FCS-MPFC策略下逆变器电压输出特性，优化设计了电流采样，有效避免了逆变器死区对辨识效果的影响。最后，针对磁链预测过程，设计了基于GPIO的磁链预测模型，进一步提高磁链预测的参数鲁棒性。该文的分析、设计以及性能提升均得到实验验证。

基于在线参数辨识及自适应谐波提取滤波器的改进型直线振荡电机无位置传感器控制

作者：葛健；宫逸凡；徐伟；廖凯举；苏诗湖

摘要：传统直线振荡电机（LOM）无位置传感器控制方法存在参数敏感性差、行程观测精度低等问题，进而会降低电机运行的可靠性。为减小预设参数不准确及参数非线性变化对行程观测精度的影响，该文提出一种基于在线参数辨识及自适应谐波提取滤波器的改进型直线振荡电机无位置传感器控制策略。

首先，采用频域法分析了直线振荡电机行程观测方法的参数敏感性，明确了影响行程观测精度的主要电机参数。然后，根据直线振荡电机数学模型提出了基于高频电压注入法的在线参数辨识方案，并设计了一种基于自适应谐波提取滤波器的高频谐波提取方法。最后，通过大量仿真和实验，验证所提方法的有效性和先进性。

基于Pearson相关性分析的双V型永磁同步电机失磁故障动态识别方法

作者：黄康杰；熊斌；崔刚；李振国；鲍炳炎

摘要：针对电驱动系统用高功率密度永磁驱动电机存在的不可逆退磁问题，以一款8极48槽的双V型永磁同步电机为例对退磁故障的动态识别方法进行了研究。在考虑电机闭合磁路对永磁体退磁故障影响的基础上，通过分析高退磁率电机模型退磁前后的空载和负载参数变化，采用Pearson相关性分析的方法提取了表征退磁故障的特征参量，给出了一种退磁故障的动态识别方法，并分析了转速和电流对特征参量的影响，完成了对退磁故障动态识别方法的修正。通过仿真和实验测试的方法对退磁故障动态识别方法的准确性进行了验证，结果表明，仿真结果的误差为0.68%，实验测试的预测结果最大误差为1.765%，误差均在可接受范围内。

采用环形变压器的小功率隔离型DC-DC变换器共模电磁干扰噪声建模与抑制

作者：惠琦；任小永；陈乾宏

摘要：环形变压器具有隔离电容小、易于实现印制电路板（PCB）和集成电路（IC）等优点，在小功率隔离DC-DC变换器设计中的应用日益广泛。实际产品设计中，针对共模EMI噪声的准确预测和有效抑制是至关重要的，而变压器是隔离变换器共模EMI噪声的主要传播通路。然而，目前鲜有针对环形变压器共模电磁干扰（EMI）特性的相关研究，也缺乏针对性的噪声抑制方法。

该文针对多种常见于小功率隔离型DC-DC变换器应用的环形变压器对称绕组结构，推导证明其具有统一的对称共模等效集总电容模型。该模型的参数易于获取，且可直接用于预测共模EMI噪声。分析了常用隔离变换器拓扑采用环形变压器时的共模噪声特性，同时给出噪声预测方法，并经实验验证了模型的正确性和有效性。此外，还提出多种环形变压器的共模EMI噪声抑制方法并加以分析，所提方法已在两台样机上得到验证，共模噪声的抑制效果显著。

变模态倍压型LLC谐振变换器多目标参数优化

作者：赵永秀；刘泽伟；王崇杰；雷鸣；晏铭

摘要：传统LLC变换器采用基波分析法，忽略高次谐波的影响，在远离谐振频率点误差较大，宽输出电压场合下变换器精度低。对此，该文深入分析变模态倍压型LLC谐振变换器工作模式，确立PO模式是其最佳工作模式，建立PO模式下状态时域方程，求解状态方程相关系数，得到负载约束、系数约束和角度约束条件，推导谐振电容Cr、电感比系数K和P阶段导通角q 等参数。基于模式边界、谐振电容最值和ZVS多目标约束条件，提出一种多目标参数优化方法，对变换器主电路参数进行优化设计，制作504 W变模态倍压型LLC谐振变换器样机。实验结果表明，基于时域分析的多目标参数优化设计的变换器能够实现全范围内软开关，以满足增益和高效率要求。

面向柔直换流站高频谐振问题的换流变压器建模与参数辨识

作者：胡应宏；李雨；李阳；陈继开；张扬

摘要：围绕张北柔直康保站空母线高频谐振问题，重点研究换流变压器在高频段呈现的阻抗特性与建模方法，并应用于模块化多电平换流器（MMC）空母线高频谐振问题的分析。

首先介绍换流变压器的高频特性，建立考虑电容效应的换流变压器高频等效模型；其次基于康保站换流变压器实测的频率响应数据，利用改进鲍威尔算法反演计算得到换流变压器的高频等效模型参数，并与实测数据进行对比，校验换流变压器关键参数并确定模型适用范围；再次分析换流变压器等效电容参数对其高频阻抗的影响规律；最后基于换流变压器高频等效模型，仿真复现康保站MMC空母线高频谐振现象，验证了所建换流变压器高频等效模型的准确性以及对研究MMC空母线高频谐振的重要性。

悬浮电容H桥级联七电平逆变器的混合载波频率调制策略

作者：刘议泽；吴学智；刘京斗；续文政；程皓

摘要：多电平逆变器具有输出电压谐波含量少、开关器件电压应力低、等效开关频率高等优点，广泛应用于新能源发电场合。悬浮电容H桥级联七电平逆变器，因开关频率低、器件数量少、输出电平数量多得到广泛的关注。为了降低损耗，使H桥逆变单元开关管以低开关频率动作，悬浮电容逆变单元开关管以高开关频率动作，但是会引起过调制和悬浮电容电压失控的问题。

为解决过调制问题，该文提出基于调制波分解的混合载波频率调制策略，增加过调制区间的调制过程，分解悬浮电容逆变单元超出载波部分的调制波，使H桥逆变单元开关管以低开关频率运行；同时提出基于工作模式切换的有功功率分解控制，详细分析两种工作模式下的稳压控制原理，根据电容电压的状态改变悬浮电容逆变单元有功功率大小，实现不同工况下悬浮电容电压均衡。最后通过仿真和实验验证了所提调制策略的正确性。

多时间尺度控制下跟网型变换器的同步稳定性分析与改进控制

作者：梁军杨；李红；宋国杰；夏候凯顺；陈延明

摘要：直流电压时间尺度与交流电流时间尺度控制耦合可能会导致跟网型变换器阻尼下降，引发相应的同步失稳问题。为此，该文计及多环控制的多时间尺度特性，建立跟网型变换器的小信号同步模型，揭示各时间尺度控制的耦合路径与阻尼分布规律；采用灵敏度分析法，量化控制参数对阻尼特性的影响，筛选出引发系统同步失稳的主导因子；同时，考虑多场景电网工况对控制耦合的影响，从阻尼的角度直观地分析不同工况下系统失稳的机理。

针对直流电压时间尺度内部dq耦合及多时间尺度控制耦合对系统阻尼的影响，提出一种基于端电压前馈的阻尼重塑改进控制策略，削弱控制耦合带来的负阻尼效应，增强变换器的同步稳定性。仿真与实验验证了理论分析的正确性和改进控制方案的有效性。

单相统一电能质量调节器二次纹波补偿及抑制策略

作者：马兰；曹晓琦；张影；向诗彪；舒泽亮

摘要：在单相半桥非隔离统一电能质量调节器（UPQC）中，交、直流间瞬时功率不平衡导致直流侧出现二次电压纹波，影响电能质量的补偿效果。该文分别在UPQC并网、离网两种模式下提出二次纹波的补偿及抑制策略。

首先，分析UPQC在并网运行条件下直流二次纹波的产生机理及其对电能质量补偿的影响，并提出分别在并、串联侧变换器加入陷波器及特征次谐波控制，以降低网侧电流及串联侧电压谐波。其次，在UPQC离网运行时，为有效抑制直流电压二次纹波，提出一种利用UPQC闲置的串联侧变换器与复用的直流分裂电容构建半桥有源功率解耦电路的方法，控制难度低且无需额外增加解耦电路元件。

最后，通过仿真和实验验证了所提方法的可行性。在并网模式中，所提策略减少了74%的电流谐波及42%的电压谐波；在离网模式中，所提策略减少了66.7%直流电压二次纹波。同时，该文所提出的二次纹波的补偿及抑制策略，可优化直流电容参数设计，并进一步减小UPQC体积。

基于常通型SiC JFET器件的中低压直流固态断路器研究综述

作者：何东；蒋磊；兰征；王伟；沈征

摘要：直流固态断路器（SSCB）作为直流配电网中关键的故障保护装置，是快速无弧隔离短路、过电流故障的重要手段。随着宽禁带半导体材料技术的飞速发展，常通型碳化硅（SiC）结型场效应晶体管（JFET）因其具有通态损耗低、零电压开通等优点，已成为SSCB主开关应用的理想器件之一。

该文主要论述了直流SSCB的发展现状，针对国内外提出的基于常通型SiC JFET器件的SSCB拓扑结构进行归纳总结。在此基础上，详细论述基于常通型SiC JFET器件的单向、双向低压SSCB在过载、短路保护方面的研究现状及串联、并联型中压SSCB的拓扑结构、工作原理及应用特点，讨论了可应用于SSCB的缓冲电路及其性能特点。最后，展望了基于常通型SiC JFET器件的中低压直流SSCB发展前景。

MOSFET输出电容对CLLLC谐振变换器模型的优化

作者：张新闻；刘文泽；杨树德；刘百林

摘要：在CLLLC谐振变换器基波等效建模方法中，未虑及变压器二次电流为零及死区时间内MOSFET输出电容对输出侧H桥桥臂中点电压的影响，当开关频率低于谐振频率（欠谐振）时，变换器输出侧H桥桥臂中点电压模型的准确性有待进一步提高。

该文通过解析变换器欠谐振区域模型准确度较低的成因，得到变压器二次电流为零及死区时间内MOSFET输出电容电压方程，对基波等效建模方法进行了更为深入的研究，提出了状态变量（输出侧H桥桥臂中点电压、变压器二次电流）与变换器增益的优化计算方法。

该方法计算式中包含开关频率、谐振频率、输出电压和MOSFET输出电容的信息，减小了状态变量稳态值求解误差，使等效输出负载与谐振腔参数更加准确，解决了欠谐振时变换器输出侧H桥桥臂中点电压模型精度相对较低的问题。最后，搭建CLLLC谐振变换器电路仿真模型与实验系统对所提方法进行验证，结果验证了该文理论分析的正确性。

基于金属化薄膜电容器状态在线监测的剩余寿命评估方法

作者：吴云杰；张金保；赖伟；李辉；王浩

摘要：模块化多电平变流器（MMC）是柔性直流输电系统的核心装备，其中子模块（SM）金属化薄膜电容器是MMC中的薄弱环节之一，故研究金属化薄膜电容器的状态监测和寿命评估对于提高MMC运行可靠性和制定系统维护计划具有重要意义。目前，现有金属化薄膜电容器的寿命评估方法未考虑电容器老化进程对电容值和等效串联电阻（ESR）的影响，难以准确实现不同服役状态下的电容器剩余寿命评估问题。因此，该文提出考虑当前电容值状态在线监测的金属化薄膜电容器的剩余寿命评估方法。

首先，在考虑电容器老化速率与温度耦合关系的基础上建立了电容器ESR和电容值的老化模型。其次，在进行寿命计算时考虑到电容器的老化效应，根据提出的容值在线监测方法得到当前的电容值，推断出电容器已使用年限及电容器目前的ESR值，并代入建立的场路协同仿真电热耦合模型中计算得到电容器温度。最后，根据提出的剩余寿命模型对电容器当前剩余寿命进行预测。该文研究成果将为设备选型、系统设计和MMC系统子模块电容器的可靠性评估提供参考。

表面微放电等离子体特性参数计算及介质片性质的影响

作者：陈星宇；陆晨；熊紫兰

摘要：表面微放电（SMD）在不同的领域有着越来越广泛的应用。为了深入理解其放电特性及介质片性质的影响，基于放电物理过程及SMD特有的放电结构，建立了等效电路模型，并联立Boltzmann方程求解器求解电子连续性方程，得到气隙电压、等离子体电阻及电子密度等特性参数。结果表明，对于同一种类不同厚度的介质片，功率相同时的放电面积及各特性参数一致，对于不同种类的介质片，介电常数较大的介质片下SMD的放电功率、气隙电压、等离子体电阻及电子密度随外加电压的变化率较大。在电压相似的情况下，相同厚度下介电常数较大的介质片放电功率及气隙电压更大，等离子体电阻更小。最后通过比较计算功率和测量功率，验证了模型及仿真计算的正确性。

低压直流断路器双金属片性能退化特性及机理分析

作者：邢云琪；王子涵；杨广正；王妍；赵成晨

摘要：针对低压断路器热脱扣器用双金属片长期服役过程中的性能退化问题，该文首先建立热脱扣器电热结构耦合有限元模型，分析不同电流条件下双金属片表面温度和挠度的分布特性，结合正交试验确定比弯曲为双金属片性能退化关键特征；然后在考虑失效机理不变的前提下设计110、130、150℃三种温度应力下的加速寿命试验，以比弯曲作为特征量，分析双金属片性能与比弯曲的关联关系，对老化前后双金属片主被动层界面处元素分布进行定性分析，揭示了界面间金属原子运动行为，对双金属片比弯曲下降做出微观解释。

建立双金属片分子动力学模型，分析主被动层界面原子扩散行为，得到被动层Ni原子与Fe原子向主动层扩散导致双金属片热膨胀系数改变从而影响其宏观动作特性的结论，从微观到宏观阐明双金属片性能退化机理。该文研究有助于揭示低压断路器过载保护系统性能退化规律，为双金属片性能优化提升提供理论基础。

基于改进结构的自激式直流空气断路器小电流开断能力提升方法

作者：李静；郭沛鑫；彭世东；段薇；曹云东

摘要：大容量自激式直流空气断路器（SE-DCCB）广泛应用于轨道交通电力系统中，其可以快速切断大等级短路电流。但是SE-DCCB分断几百安小电流时自激磁场较小，导致电弧燃弧时间较长甚至开断失败。该文通过耦合自激线圈磁场的改进磁流体动力学（MHD）模型，仿真得出双气流涡旋和弧根黏滞是SE-DCCB开断小电流失败的主要原因。

为了提高SE-DCCB开断小电流的能力，对其结构进行改进，改进结构SE-DCCB采用安装导磁条的导磁板，并减小跑弧道转弯角半径，可以加快弧根运动速度、削弱小电流开断时的双气流涡旋和弧根黏滞现象，从而缩短燃弧时间。同时，改进结构SE-DCCB降低了电弧熄灭时刻灭弧室入口处的温度，能够减小电弧熄灭后重燃的概率，提升其开断小电流的性能。该研究揭示了SE-DCCB小电流难以开断的物理本质，可为轨道交通用空气断路器提供研发指导。