优秀博士生事迹(成长故事赏析优秀博士成长故事——乙加伟:变频电机损耗建模与精细化分析技术)
我是乙加伟,2019年在广西大学取得学士学位,并于2019年继续在广西大学电气工程学院攻读硕士学位,于2021年转为硕博连读生,师从广西大学张冬冬副教授和武新章教授。在硕博连读期间,作为团队核心成员致力于变频电机损耗建模与高速电机设计的相关研究。作为项目负责人申请广西壮族自治区创新项目一项,以主要参与人员参与国家自然科学基金项目1项、广西科技重大专项等项目2项,横向项目1项。发表IEEE Transactions 中科院一区学术论文2篇,EI会议论文1篇;授权受理专利10余项,其中两项专利实现成果转化,到校经费超过200万元。
电机为各种设备提供动力,广泛应用于工业、商业、交通、公共服务和家用电器,是主要的电力消耗源。据统计,电动机约占全球耗电量的40-50%,占工业耗电量的60-70%。近年来,在碳达峰、碳中和的背景下,学术界和产业界不断强调开发高效电机的重要性。随着PWM调制技术广泛应用于电机驱动领域,变频电机的市场份额将逐年增大。相比于传统正弦供电的电机,变频电机内部的各种时空谐波相互耦合,加剧了其损耗建模与分析的难度。不同的损耗计算模型适用于高效电机系统研发的不同阶段,基于精密有限元的损耗模型在电机设计阶段能够有效提高电机效率评估的精度;而在电机系统节能控制策略的研发中,高效的解析计算模型更适用于电机损耗的实时预测。然而,现有商业有限元软件难以模拟感应电机斜槽转子导条之间的漏电流现象,导致电机杂散损耗评估不准;其次,现有解析铁耗模型精度不够,同时没有考虑负载变动下,附加谐波铁耗的计算。
针对上述问题,在张冬冬老师的悉心指导下,通过建立多截面二维有限元模型,将感应电机转子导条间的横向漏电流、变频电机内的时空谐波等因素纳入损耗计算模型中,大大提高了模型的精度。而针对基于有限元软件的损耗模型计算量大的问题,创新性的提出了一种考虑负载变化的变频感应电机解析铁耗计算模型,并基于该模型建立了一种新型变频电机等效电路图。与现有基于有限元的模型相比,所提模型能减少90%以上的计算量,且具有更高的精度。所提新型感应电机等效电路模型能够为感应电机的精密控制提供理论基础。
攻读硕博学位期间,我曾获研究生一等奖学金、优秀学生等荣誉。为拓宽视野,积极参加电工技术前沿问题学术论坛等学术活动,并曾到苏州保邦电气、上海商飞科技等优秀电机电控公司访问实习,努力将科研与实际生产相结合。对于做研究,我认为最重要的是沉下心来,避免浮躁,脚踏实地,一步一个脚印地去攻克难关;其次,做研究要有长期的计划,不能“打一枪换一个地方”,一项研究要做就要做透彻、做全面,没有足够的积累就不会有丰硕的收获;最后,要多关注国内外的研究动态,多和国内外的学者、企业研发人员多交流合作,将研究成果落地。
在未来的科研生涯中,本人将继续牢记广西大学校训,勤恳朴诚,厚学致新,努力将研究成果应用到实际生产中去,为祖国的高效电机产业发展贡献自己的一份力量!
原标题:《优秀博士成长故事——乙加伟:变频电机损耗建模与精细化分析技术》