求是创新,探索未知——俄亥俄州立大学毕业设计交流项目

发布日期:2019-02-08作者:sudyAdmin访问量:55

在浙江大学教育基金会“淳真国际交流奖学金”资助下,浙江大学电气工程学院2015级两名本科生有幸参加了美国俄亥俄州立大学毕业设计交流项目。

本次俄亥俄州立大学交流项目的主要目的为:前往世界一流大学进行参观学习,开拓视野,提高见识,学习行业先进知识;能够在拥有先进设施的电力电子实验室完成毕业设计项目,在优秀导师的指导下完成具有创新性的工作,取得一定的学术成果;提早熟悉海外的社会和学术环境,提高英语水平,为之后在海外高校继续深造打好基础。

研究方面,在美国期间,同学们主要参与到俄亥俄州立大学高性能电力电子实验室中进行相关的研究,研究的主要内容包括对于新型T型固态直流断路器以及新型3D打印电感设计的研究以及相关应用。

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俄亥俄州立大学高压实验室

其中在开发新型T型固态直流断路器中,主要通过将机械型开关替换为MMC模块,从而实现更高速、安全的电路阻断。通过研究断路器的工作特性以及MMC模块性能,完成了系统整个工作的仿真验证。MMC模块相对机械元件来说没有活动部件,拥有更高的可靠性。同时开关的反应速度要远大于传统机械部件。且新型断路器在断路过程中无高压电弧产生,省去了体积庞大的灭弧设备,拥有更高的系统紧凑性。随着电压、电流等级的上升,模块化的设计还能进行灵活的扩容,改变了传统直流断路器的诸多弊端。除此之外,MMC模块还可以对电压进行小范围的调整,抹去纹波,保护其后的负载。但是为了解决开关过程中的大电压与电流变化,需要对断路器系统进行仔细的仿真,利用辅助元件以及相应的控制手段控制回路中的大电流,防止开关元件被损坏。并且通过仿真验证了断路器稳定电压的辅助功能,进一步拓宽了其应用场景。大型直流断路器被广泛运用在各种工业领域,是保护重要工业设备的重要系统,其可靠性和响应性能的提高有重大的意义。

而3D打印电感设计的研究主要在于合理设计铜箔电感,通过使电感上的初始脉冲响应电压均匀分布,达到减轻铜箔电感、铜箔变压器的绝缘负担,提高脉冲测试的安全性等的目的。了解铜箔电感,掌握铜箔电感的性质、用途、相比传统电感的优势,以及如何设计铜箔电感的相关技术理论。研究如何对铜箔电感以及寄生电容进行正确建模。目前对高压铜箔电感的暂态分析多数采用已有的模型,但是由于侧重点不一样,也会有一些微小的差别。比如,一些建模中会忽略铜箔与磁芯间的寄生电容,而另一些建模中会忽略每一层铜箔的阻抗。因此需要研究目前的建模方式是否合理,是否适合本次研究,如果不适合则寻找新的替代模型。研究如何合理控制电感器中的寄生电容。本研究的重点就在于要研究如何合理控制寄生电容,从而达到使电感上每层电压均匀分布,减轻绝缘负担的目的。目前看来,控制寄生电容的方式可以从控制电感层间间距,控制电感铜箔层间与磁芯的间距,控制铜箔支架的材料,设计铜箔支架的尺寸,选择绝缘材料等方式来达到控制寄生电容的目的。

此次交流项目令同学们受益匪浅,在完成毕业设计的同时对国外领先的科研有了进一步的认识和了解,感受到了文化多样性的魅力,也对学生之后在海外的继续深造提供了极大的帮助,也更坚定了同学们继续深造学习之后回报母校,回报祖国的信念。

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俄亥俄州立大学校歌