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哈尔滨工业大学程远团队:破解电机轴承电压难题 创新建模新路径

   时间:2026-05-15 12:08 作者:格隆汇

在新能源汽车电驱系统领域,电机轴承电腐蚀问题正成为影响系统可靠性的关键因素。其中,轴承电压作为引发电腐蚀的核心诱因,其精准建模对机理剖析和抑制措施设计具有重要价值。哈尔滨工业大学科研团队在《电工技术学报》发表最新研究成果,提出一种基于电机端口阻抗特性的轴承电压建模方法,为解决行业痛点提供了创新方案。

研究团队针对现有建模方法的局限性展开攻关。传统集总参数模型因结构简化难以准确描述中高频段阻抗变化,矢量拟合模型虽能拟合曲线但参数物理意义模糊,不利于工程应用。新方法通过构建分布参数高频模型,结合解析计算与智能优化算法,实现了对电机共模阻抗全频段特性的精准刻画。实验数据显示,该模型对轴承电压稳定幅值的仿真误差控制在5%以内,电压尖峰最大误差仅8.6%,与实测结果高度吻合。

技术创新体现在多个维度:首先建立基于端口阻抗特性的高频模型,通过分析共模阻抗曲线中的串并联谐振点数量,动态调整电路单元数量,有效拓宽了模型适用频段;其次开发短路法端口阻抗测试技术,在测量特定端口时对其他端口进行短路处理,显著提升了寄生电容参数的求解精度;最后创新参数识别方法,先利用阻抗曲线特征点进行解析计算获取初值,再通过遗传算法优化关键电阻参数,大幅提高了谐振点附近的仿真精度。

研究以60kW车用永磁同步电机为验证对象,搭建了包含轴承电压测试模块的实验平台。通过对比不同转速(500r/min、2000r/min、3500r/min)下的仿真与实测数据,验证了模型在宽频范围内的适用性。特别是在高压平台和SiC功率器件广泛应用的新能源汽车领域,该成果为轴承电腐蚀风险评估、电机结构优化及抑制技术提供了重要的理论支撑。

该研究由哈尔滨工业大学电磁与电子技术研究所完成,团队长期深耕电动汽车电机与驱动系统领域,在电驱系统设计、故障诊断等方向积累了深厚基础。近年来承担多项国家级科研项目,获得国家技术发明二等奖等7项省部级科技奖励,发表学术论文150余篇,牵头制定《电动乘用车驱动电机轴承电腐蚀试验及评价方法》行业团体标准。此次研究成果发表于《电工技术学报》2026年第2期,相关技术已获得黑龙江省教育厅双一流建设专项资助。

 
 
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