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第28卷㊀第2期2024年2月㊀电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报Electri c ㊀Machines ㊀and ㊀Control㊀Vol.28No.2Feb.2024㊀㊀㊀㊀㊀㊀宽范围输入三电平半桥LLC 变换器混合控制胡存刚1,㊀刘威1,㊀朱文杰1,㊀张治国2,㊀李善庆2(1.安徽大学电气工程与自动化学院,安徽合肥230601;2.合肥华耀电子工业有限公司,安徽合肥230088)摘㊀要:针对传统变频(PFM )控制的LLC 谐振变换器在宽电压输入条件下效率低的问题,提出一种三电平半桥LLC 谐振变换器的变频-移相(PFM-PS )混合控制策略㊂首先,分析三电平半桥LLC 谐振变换器的工作模态,建立其等效模型,获得了移相控制和变频控制下的电压增益曲线㊂其次,分析了变频控制的工作区间与软开关特性,推导得到了移相控制下实现软开关的最小占空比㊂通过混合控制策略,在升压时采用变频控制和在降压时采用移相控制,相较于全变频控制和全移相控制,混合控制可在较小频率变化范围内对电压进行升降压,在全增益范围内实现软开关,获得较宽的电压增益范围,提升了变换器的效率㊂最后,通过仿真和输入500~800V /4.5kW 实验样机验证了所提出混合控制策略的有效性㊂关键词:谐振变换器;变频控制;电压增益;混合控制;宽电压DOI :10.15938/j.emc.2024.02.012中图分类号:TM46文献标志码:A文章编号:1007-449X(2024)02-0120-09㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2022-07-18基金项目:安徽省自然科学基金杰青项目(2108085J24);安徽省自然科学基金青年项目(2108085QE239);安徽省高校自然科学研究项目(KJ2020A0031)作者简介:胡存刚(1978 ),男,博士,教授,博士生导师,研究方向为电力电子技术㊁新能源汽车电驱动和智能电源;刘㊀威(1998 ),男,硕士,研究方向为高功率密度谐振变换器;朱文杰(1987 ),男,博士,讲师,研究方向为功率变换器建模与控制;张治国(1985 ),男,博士,高级工程师,研究方向为高功率密度模块电源;李善庆(1966 ),男,研究员级高级工程师,研究方向为功率电源与集成设计㊂通信作者:朱文杰Hybrid control strategy of three-level half bridge LLC converterwith wide input voltage rangeHU Cungang 1,㊀LIU Wei 1,㊀ZHU Wenjie 1,㊀ZHANG Zhiguo 2,㊀LI Shanqing 2(1.School of Electrical Engineering and Automation,Anhui University,Hefei 230601,China;2.ECU Electronics Industrial Co.,Ltd.,Hefei 230088,China)Abstract :Aiming at the low efficiency of traditional pulse frequency modulation(PFM)method in LLCresonant converters under wide voltage input conditions,the hybrid control strategy of pulse frequency modulation-phase shifting (PFM-PS)was proposed.The working modes of the three-level half-bridge LLC resonant converter were analyzed,and the model was established firstly.Voltage gain range curves of PFM and PS method were obtained.Then the working conditions and soft switching were analyzed.The minimum duty cycle of PS method was derived to achieve ZVS.The hybrid control was proposed with PFM and PS used in voltage step up and step down mode pared with only PFM or PS method,the hybrid control has ability of voltage step-up or step-down in small frequency range.A wide voltage gain range is realized through hybrid control,which improves the overall efficiency of the convert-er.Finally,the feasibility of the proposed hybrid control strategy is verified by simulation and input500-800V /4.5kW experimental platform.Keywords:resonant converter;variable frequency control;voltage gain;hybrid control;wide voltage0㊀引㊀言近年来,随着新能源技术的不断发展,对电能转换模块的要求越来越高,LLC谐振变换器凭借其结构简单㊁软开关特性明显和功率密度大等特点,相比于其他的隔离型变换器拓扑更具有优势[1-5],在电动汽车充电㊁低压直流用电㊁分布式光伏发电等领域有广泛的应用㊂随着LLC谐振变换器应用前景的日渐广阔,有大量的文献对LLC谐振变换器进行研究㊂文献[6]将交错级联结构应用于LLC上,通过多模式的变频控制来增加变换器的增益范围,这种结构虽然在较窄的频带范围内实现了较宽的增益,但是交错并联的结构同样带来了均流的问题,实现过程比较复杂㊂文献[7]提出一种改进型LLC谐振变换器,在传统LLC谐振变换器的基础上,将副边的2个二极管替换成2个开关管,通过副边开关管的交叠导通来增加整个变换器的增益范围,整体采用定频控制,这种增加开关管数目的方式虽然能实现扩展增益目的,但控制更加复杂,且相同电压输入下较三电平LLC 变换器原边开关管承受的电压应力更高㊂文献[8]提出复合式全桥三电平拓扑,采用定频控制,在低电压增益模式时工作在3L模式,在高电压增益模式时工作在2L模式,这种虽然能实现较宽的电压输入范围,但是开关管数目多,控制复杂㊂文献[9]将移相控制(phase shift,PS)引入混合型全桥LLC拓扑,实现了3倍的输出电压范围,但是其结构复杂,工作状态较多分析难度大㊂文献[10]将变频-移相控制方式应用在双向LLC谐振变换器中,使得LLC谐振变换器在拥有宽电压增益的同时,实现原边的ZVS㊁副边的ZCS以及能量的双向流动,但双向的结构复杂且控制难度大㊂文献[11]将T型三电平拓扑引入LLC谐振变换器,将变频控制,移相控制变模态控制等多种控制方式混合,实现了8倍的超高电压增益比,但是开关管数目多,且控制方式复杂㊂文献[12]设计一种在高电压增益时采用变频(pulse frequency modulation,PFM)控制,在低电压增益时采用移相斩波控制(PS-PWM)的LLC谐振变换器,这种控制虽然实现较宽的电压输入范围,但是变换器工作在PS-PWM模式下时占空比减小,效率降低㊂本文采用三电平半桥LLC拓扑,将移相和变频两种控制方式引入,并对其控制方式软开关实施条件进行分析,保证变换器在全增益范围内实现软开关,同时考虑软启动过程㊂实现较宽范围输入电压的同时,保证一次侧开关管ZVS和二次侧整流管ZCS,同时极大地抑制启动时的浪涌电流,保护开关管,提高变换器整体效率㊂1㊀三电平半桥LLC基本特性1.1㊀拓扑结构和原理图1为三电平半桥LLC谐振变换器结构,4个开关管Q1~Q4(包括体二极管D1~D4和寄生电容C1~C4),直流母线电容C d1㊁C d2,钳位二极管D5㊁D6和飞跨电容C ss1,谐振电感L r,谐振电容C r,励磁电感L m构成谐振腔;T是高频变压器,D r1~D r4是输出整流二极管,C o是输出滤波电容,R L是负载㊂图1㊀三电平半桥LLC拓扑Fig.1㊀Three-level half-bridge LLC topology本文采用移相控制和变频控制两种方式混合的控制方法,为了方便分析两种控制方式的工作过程,进行以下假设:1)所有元器件都为理想器件;2)输出电容C o足够大,输出电压恒定,母线电容C d1㊁C d2和飞跨电容C ss1也足够大,他们的电压均为0.5V in;3)开关管的电流在其开/关瞬态期间是恒定的;4)开关管寄生电容C1=C2=C3=C4=C oss㊂移相控制和变频控制的主要波形分别如图2和图3所示㊂以移相控制的关键波形为例来具体分析,三电平半桥LLC的工作原理和各模态的工作过程如下:模态0(t0~t1):t0时刻Q3寄生电容C3电压上升至V in/2,Q2寄生电容C2两端电压下降为0,为Q2零121第2期胡存刚等:宽范围输入三电平半桥LLC变换器混合控制电压开通提供条件㊂谐振腔输入电压u ab 为V in /2,谐振电感L r 和谐振电容C r 参与谐振,励磁电感L m 两端电压被副边电压钳位为nV o ,励磁电流i L m 线性上升,谐振电流i L r 经体二极管D 1㊁D 2续流㊂图2㊀移相控制波形Fig.2㊀Waveform of PScontrol图3㊀变频控制波形Fig.3㊀Waveform of PFM control模态1(t 1~t 2):t 1时刻,谐振电流i L r 由负变正,体二极管D 1㊁D 2自然关断,谐振电流正向流过开关管Q 1㊁Q 2,励磁电流为负,谐振电感L r 和谐振电容C r 参与谐振㊂模态2(t 1~t 2):t 2时刻励磁电流i L m 由负变正,与谐振电流i L r 同向且继续增加㊂模态3(t 3~t 4):t 3时刻,Q 1关断,谐振电流i L r 对Q 1寄生电容C 1充电,Q 4寄生电容C 4放电㊂谐振电感L r 和谐振电容C r 继续谐振,励磁电流i L m 继续上升㊂直至Q 1寄生电容C 1两端电压上升为V in /2,寄生电容C 4两端电压下降为0,体二极管D 4导通,为下一时刻开关管Q 4零电压开通提供条件㊂模态4(t 4~t 5):t 4时刻,Q 4开通,寄生电容C 1两端电压上升为V in /2,二极管D 5导通,飞跨电容C ss1两端电压被固定在V in /2,并通过开关管Q 2和体二极管D 4给谐振腔供电㊂谐振电流i L r 减小,励磁电流i L m 增大,直至i L r =i L m ㊂模态5(t 5~t 6):t 5时刻,励磁电流等于谐振电流,通过二极管D r1和D r4的电流为0㊂D r1和D r4零电流关断,二次侧与一次侧分开,负载由输出电容提供㊂L r ㊁L m 和C r 同时参与谐振㊂由于励磁电感L m 很大,在此阶段电流可近似认为不变㊂模态6(t 6~t 7):t 6时刻,Q 2关断,谐振电流i L r 经飞跨电容C ss1对寄生电容C 2充电,对寄生电容C 3放电,直至寄生电容C 2两端电压上升为V in /2,寄生电容C 3两端电压降为0,体二极管D 3导通,为下一时刻开关管Q 3零电压开通提供条件㊂1.2㊀电压增益分析为了实现较高的工作效率LLC 谐振变换器常工作在谐振点附近,因此采用基波分析法(first har-monic approximation,FHA),即只考虑基波传输能量的情况,将半桥三电平LLC 变换器的拓扑结构进行简化,逆变桥输出交流方波u ab 作为输入,保留谐振腔部分,负载和整流桥部分折算到原边的等效电阻为R ac ,简化后的拓扑如图4所示㊂图4㊀LLC 谐振变换器等效模型Fig.4㊀Equivalent model of LLC converter变频模式下,u i 和u o 分别为开关频率基波输入㊁输出的有效值,V o 为输出电压,n 为变压器变比,R ac 为等效电阻,各参数计算如下:㊀㊀㊀㊀㊀u i =2πV in;(1)㊀㊀㊀㊀㊀u o =22πnV o ;(2)㊀㊀㊀㊀㊀R ac=8n 2π2R L ㊂(3)结合图4在S 域下有Z in (s )s =j ω=L r s +1C r s +L m sR ac L m s +R ac㊂(4)则传递函数为H (s )s =j ω=u ou i=L m s //R acL r s +1C r s+L m s //R ac㊂(5)221电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第28卷㊀结合式(3)~式(5),并定义M PFM =nV o /(V in /2),则变频控制增益为M PFM =|H (s )|=1[1+1k (1-1f 2n)]2+(f n -1f n )2Q 2㊂(6)式中:归一化频率f n 为开关频率与谐振频率之比,f n =f s /f r ,f r =1/2πL r C r ;k 为励磁电感与谐振电感之比,k =L m /L r ;Q 为品质因数,Q =L r /C r /R ac ㊂根据式(6),当k =5时,在MATLAB 中可以得到变频控制的电压增益曲线,如图5(a)所示㊂图5㊀LLC 谐振变换器电压增益Fig.5㊀LLC resonant converter voltage gain移相模式下,三电平桥臂输出的交流方波表达式[13]为U ab (t )=ðɕn =1V inn πK Tsin nωs t ㊂(7)其中K T =cosn π(1-D )2-cos n π(1+D )2㊂基波角频率为ωs ,其基波分量为U ab1(t )=Vin πK T sin ωs t ㊂(8)输出电压增益与占空比D 的关系为M PS =u i V i /2=sin πD2㊂(9)根据式(9)在MATLAB 中得到移相控制的电压增益曲线,如图5(b)所示㊂2㊀软开关特性与混合控制策略2.1㊀软开关特性分析在变频模式下,原边开关管实现ZVS 的条件是在流经开关管的电流由负变正之前,开关管的电压已下降到0㊂这就要求逆变桥臂输出的电压相位滞后于谐振电流的相位,即谐振腔的输入阻抗为感性时,可以实现原边开关管的ZVS㊂对于副边整流二极管ZCS 关断问题,可以将变换器的开关频率划分为3个区间,在这3个区间里进行分析㊂当只有谐振电感L r 和谐振电容C r 参与谐振时,此时的谐振频率为f r1=1/2πL r C r ,当谐振电感L r ㊁励磁电感L m ㊁谐振电容C r 三者同时参与谐振时,此时的谐振频率为f r2=1/2π(L r +L m )C r ㊂当变换器工作在f s <f r2,ZCS,但谐振腔输入阻抗为容性,原边开关管无法实现ZVS;当变换器工作在f r2<f s <f r1时,在励磁电流与谐振电流相等时,副边整流二极管电流在下一个开关周期到来前下降为零自然关断,实现ZCS;当变换器工作在f s =f r1时,在励磁电流与谐振电流相等时,副边整流二极管在上一个开关周期结束时电流恰好下降到0,实现ZCS;当变换器工作在f s >f r 1时,在下一个开关周期到来后副边整流二极管电流还未自然下降至0,导致二极管电流强迫下降到0,未实现ZCS㊂综上,LLC 谐振变换器变频模式下要实现软开关,应工作在f r2<f s <f r1区间㊂移相控制属于定频控制,其原边开关管实现ZVS 的条件和变频控制相同,及应保证谐振腔的输入阻抗是感性,工作在f r2<f s <f r1区间,且谐振电流在死区时间内能完成相关结电容的充放电㊂不同点在于,移相控制时随着移相角的增大,有效占空比D 减小,为保证死区范围内谐振电流仍能完成相关寄生电容的充放电,须控制最小占空比㊂图2所示t 0~t 5时,励磁电流i L m 的变化率可表示为ΔI /Δt =nV o /L m ,在t 5~t 6时,由于L m 远大于L r ,i L r =i L m 近似保持不变㊂为实现Q 3零电压开通,开关321第2期胡存刚等:宽范围输入三电平半桥LLC 变换器混合控制管寄生电容C3在死区时间t d内必须通过谐振电流完成充放电㊂则:Δt=D2fs;(10)ΔI=nV o D2fs L m;(11)i L m=ΔI2ȡ2C oss U cd1td ㊂(12)联立式(10)~式(12)得最小占空比D min为D minȡ8C oss U cd1f s L mnU o t d㊂(13)参数如下:C oss=200pF;U cd1=V inmax/2;f s=f r= 100kHz;L m=63.026μH;n=1.168;U o=300V; t d=40ns㊂计算出D min=0.42,即在移相模式下要实现软开关,占空比必须大于0.42㊂2.2㊀混合控制策略由图5(a)看出在PFM模式下,当开关频率等于谐振频率即归一化频率f n=1时,电压增益恒为1,与负载大小无关;当开关频率小于归一化频率时,电压增益先增大后减小,变换器工作在升压模式;当开关频率大于归一化频率时,电压增益小于1,变换器工作在降压模式;由此可见变频模式可以实现变换器的升降压,然而在降压模式下,增益变化随频率变化并不明显,要想实现较大的增益变化范围需设置很宽的频率变化范围,而过宽的频率变化范围会导致磁性元件设计困难㊂在PS模式下,LLC谐振变换器固定开关频率,通过调节占空比D改变电压增益,增益随占空比D 减小而减小,且恒小于1㊂由此可知,在PS模式下, LLC谐振变换器工作在降压模式下㊂若想在较小的频率变化范围内实现较大的电压增益,可以将变频控制的降压部分用移相控制代替,即变换器在升压模式时采用变频控制,降压模式时采用移相控制的混合控制㊂图6为变频控制和混合控制的电压增益范围,可以看出在全变频控制方式下,归一化频率范围在f r1/f r~2,增益变化范围是M PFM,混合控制方式归一化频率范围在f r1/f r~1,增益变化范围是M PFM-PS,然而M PFM明显小于M PFM-PS,且结合上文分析在全变频控制方式下,归一化频率在1~2范围时变换器无法实现软开关㊂因此相较于全变频控制和全移相控制,混合控制可以在较小的频率变化范围内实现变换器的升降压控制,减小磁性元件的设计难度,且在全增益范围内可以实现软开关㊂图6㊀增益曲线范围Fig.6㊀Voltage gain range图7是混合控制的工作原理,变换器输出电压与参考电压进行比较做差,经过PI调节器校正进入压控振荡器,压控振荡器将电压信号转化为频率信号,计算所得开关频率与谐振频率f r比较㊂当计算频率小于谐振频率变换器工作在PFM模式下,当计算出的开关频率等于谐振频率且输出电压仍无法到达参考电压,则进入PS模式,继续调节占空比使输出电压达到参考值㊂图7㊀混合控制框图Fig.7㊀Hybrid control block diagram表1是常采用混合控制的不同的LLC拓扑的对比,三电平半桥LLC较三电平全桥LLC而言,原边开关管承受的电压应力相同,但三电平全桥LLC 开关管数量是三电平半桥LLC的一倍,相同的控制方式三电平全桥控制要更加困难,且在中低功率的应用场合三电平全桥LLC成本较三电平半桥LLC421电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第28卷㊀更大㊂全桥LLC 和三电平半桥LLC 有相同数量的开关管数目,但全桥LLC 每个开关管承受的电压应力是半桥LLC 的一倍,这也意味着在较宽输入电压的范围,全桥LLC 开关管的选择要更加苛刻㊂因此在采用混合控制的宽输入中低功率的电源中三电平半桥LLC 拓扑是比较合适的选择㊂表1㊀采用混合控制的LLC 拓扑特性对比Table 1㊀Comparison of LLC topology characteristics usinghybrid control拓扑类型开关管应力开关管数量控制难度应用场合三电平半桥LLC[14]V in /24易中低功率三电平全桥LLC [15]V in /28难高功率全桥LLCV in4易高功率3㊀仿真与实验验证为验证本文所提出的混合控制策略的有效性,进行了仿真验证,并设计了输入范围500~800V㊁输出300V /15A 和额定功率4.5kW 的LLC 谐振变换器实验平台,实物如图8所示㊂变换器的电路参数如表2所示㊂表2㊀主要电路参数Table 2㊀Main circuit parameters㊀㊀参数数值直流母线C d1㊁C d2/μF 220飞跨电容C ss1/μF 220谐振电感L r /μH 12.6谐振电容C r /nF 200励磁电感L m /μH63.026变压器变比n 1.165ʒ1谐振频率f r /kHz 100滤波电容C o /μF156负载R L /Ω20图8㊀LLC 谐振变换器实验平台Fig.8㊀Experimental platform of LLC converter3.1㊀仿真验证仿真中,设置输入电压为电压600V,输出电压300V㊂由图9(a)LLC 谐振变换器在启动时不采用软起动,启动瞬间浪涌电流接近112A,瞬时的大电流除了会造成硬件过流保护的误触动,也会损坏器件,严重时会烧坏整个变换器;图9(b)采用软启动控制,设定PI 输出初始值3f s ,经压控振荡器转换得到3f s 的PWM 波增大谐振腔的输入阻抗,实现软启动,软启动瞬间电流接近20A,之后开关缓慢减低频率到正常工作频率,浪涌电流较不采用软启动时相比有较大的减小㊂图9㊀谐振腔电流波形Fig.9㊀Waveforms of resonant chamber current图10是副边二极管的电流i d ㊁电压U d ,由图可以看出混合控制下,PFM 模式和PS 模式均能实现副边的ZCS㊂由仿真结果可知,在给定额定电压时,LLC 谐振变换器能实现软启动,进行浪涌电流的抑制,在稳态过程中能够实现一次侧开关管ZVS,二次侧整流二极管ZCS㊂与理论分析一致㊂图10㊀稳态时二极管电压和电流波形Fig.10㊀Waveforms of diode voltage and current521第2期胡存刚等:宽范围输入三电平半桥LLC 变换器混合控制在仿真中设置模式切换点电压为700V,输入电压低于700V 时采用变频控制,高于700V 采用移相控制㊂由图11可知,在0.025s 输入电压由600V 切换至800V,LLC 变换器由变频控制切换为移相控制(PFM-PS),在0.055s 输入电压切换至500V 控制模式,由移相控制再切换至变频控制(PS-PFM),输出电压能够稳定在参考电压300V㊂图11㊀恒压输出混合控制波形Fig.11㊀Waveforms of hybrid control在模式切换处时,为防止输出在切换点来回振荡,状态切换点不能设置为单一点,应设置为滞环控制如图12所示,当输入电压上升至PFM 模式最大调节值时切换为PS 模式;当输入电压下降至PS 模式调节最小值时,切换为PFM 模式㊂因此PFM 最大值应比PS 模式调节最小值高,继而形成一个缓冲区,使得电路能够可靠切换,避免了单点切换的不稳定振荡㊂图12㊀切换点滞环控制Fig.12㊀Switching point of hysteresis loop control3.2㊀实验验证为验证所提出方案的可行性,搭建一台4.5kW 实验样机,设置输出电压为300V,在保证LLC 谐振变换器一次侧实现ZVS 的条件下,控制LLC 谐振变换器输入电压500~800V 进行验证㊂图13是变换器工作时软启动波形,其中CH3是谐振电流,CH2是谐振腔输入电压,CH1是输出电压,从图13可以看出在启动瞬间开关频率较高,启动时的浪涌电流小,当电压上升至150V 时,变换器进入闭环,开关频率逐渐降低至正常工作频率㊂图13㊀软启动波形Fig.13㊀Soft-start waveform图14是开关管Q 1驱动电压V gs 和漏源极电压V ds 波形图,CH1是开关管漏源极电压,CH2是驱动电压,在漏源极电压下降至0时,驱动电压开始上升,开关管实现ZVS㊂图14㊀Q1开关管V gs 和V ds 电压波形Fig.14㊀Voltage waveforms of Q1V gs and V ds图15为输入500V /670V 下LLC 变换器在PFM 模式下实验波形㊂图15(a)中,CH3是谐振电流,CH2是谐振腔输入电压,CH3是变压器二次侧电流,CH1是输出电压㊂由图15(a)可以看出,在PFM 模式下谐振电流近似于正弦波,变压器二次侧电流处于断续模式,即整流二极管实现ZCS,输出电压稳定,纹波较小㊂图15(b)中,CH1是DSP 侧驱动波形,从图中看出随着输入电压升高工作频率也升高,导致了驱动波形产生尖峰,二次侧电流处于断续模式的临界位置,谐振电流愈发接近正弦波㊂621电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第28卷㊀图15㊀PFM模式下实验波形Fig.15㊀Waveforms of PFM under500V/670Vinput voltage图16为输入电压为800V下LLC谐振变换器工作在PS模式的实验波形,CH1是DSP侧驱动波形,CH2是谐振腔输入电压,CH3是谐振电流,CH4是整流二极管波形㊂由图16可以看出,在移相模式下谐振电流依旧近似正弦波,整流二极管电流工作在断续模式下,能够实现ZCS,输入电压的零电平占比明显上升,驱动电压与PFM模式工作在最大频率下相似㊂图16㊀800V输入下PS实验波形Fig.16㊀Waveform of PS under800V input voltage图17是变换器模式切换波形,变换器在切换点处由PS模式切换至PFM,其中CH3是谐振电流, CH1是开关管Q1DSP侧驱动波形㊂图17㊀PFM-PS切换波形Fig.17㊀Switching waveform of PFM-PS为对比全变频控制与混合控制效率,在除变压器匝比和谐振腔参数不同其余指标完全相同的两台样机上进行实验,结果如图18所示㊂从图中可以看出,相同输入电压时混合控制和全变频控制开关频率和效率并不相同,混合控制在模式切换点处达到最大效率96.1%,全变频控制在最大输入电压时达到最高效率95.3%,两种控制方式均在谐振频率处达到最大效率㊂但相较于全变频控制,混合控制的最大效率提高了1%左右,且LLC谐振变换器常工作于模式切换点处,因此采用混合控制的三电平半桥LLC谐振变换器在工作范围内的效率整体要高于全变频控制㊂图18㊀混合控制和全变频控制效率对比Fig.18㊀Efficiency comparison of PFM-PS and PFMmethod4㊀结㊀论本文针对三电平半桥LLC谐振变换器的电压增益问题,通过对其工作原理㊁增益特性㊁软开关特721第2期胡存刚等:宽范围输入三电平半桥LLC变换器混合控制性以及控制方式进行分析,提出一种PFM-PS的混合控制策略,在保证变换器全范围内能实现软开关的条件下,提高了电压增益范围,减小了频率变化范围,使得变换器磁性元件设计难度降低㊂搭建仿真和实验平台对混合控制策略进行验证㊂结果表明本文提出的混合控制策略较传统的变频控制策略在相同的频率变化范围下具有更宽的电压增益范围和更高的效率㊂参考文献:[1]㊀王德玉,李沂宸,赵清林,等.采用定频移相控制的宽输出范围多电平LLC谐振变换器[J].中国电机工程学报,2023,43(5):1973.WANG 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[7]㊀周国华,范先焱,许多,等.具有宽范围输入和高效率的改进型LLC谐振变换器[J].电机与控制学报,2020,24(10):9.ZHOU Guohua,FAN Xianyan,XU Duo,et al.Improved LLC resonant converter with wide input range and high efficiency[J].Electric Machines and Control,2020,24(10):9. [8]㊀JIN Ke,RUAN Xinbo.Hybrid full-bridge three-level LLC reso-nant converter-a novel DC-DC converter suitable for fuel cell power system[C]//2005IEEE36th Power Electronics Specialists Con-ference,June12,2005,Dresden,Germany.2005:361-367.[9]㊀何圣仲,周柬成,代东雷.一种移相控制混合型LLC谐振变换器[J].电力电子技术,2021,55(1):100.HE Shengzhong,ZHOU Jiancheng,DAI Donglei.A hybrid LLC converter based on phase shift control[J].Power Electronics, 2021,55(1):100.[10]㊀陶文栋,王玉斌,张丰一,等.双向LLC谐振变换器的变频-移相控制方法[J].电工技术学报,2018,33(24):5856.TAO Wendong,WANG Yubin,ZHANG Fengyi,et al.Pulsefrequency modulation and phase shift combined control method forbidirectional LLC resonant converter[J].Transactions of ChinaElectrotechnical Society,2018,33(24):5856. [11]㊀熊建国,杨代强,黄贵川.超宽输入范围的三电平LLC变换器及控制策略[J].电力电子技术,2021,55(11):104.XIONG Jianguo,YANG Daiqiang,HUANG Guichuan.Researchon the ultra-wide input three-level LLC converter and controlstrategy[J].Power Electronics Technology,2021,55(11):104.[12]㊀李菊,阮新波.全桥LLC谐振变换器的混合式控制策略[J].电工技术学报,2013,28(4):72.LI Ju,RUAN Xinbo.Hybrid control strategy of full bridge LLCconverters[J].Transactions of China Electrotechnical Society,2013,28(4):72.[13]㊀GUO Z,SHA D,LIAO X.Hybrid phase-shift-controlled three-level and LLC DC-DC converter with active connection at the sec-ondary side[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2015,30(6):2985.[14]㊀王暄,王广柱,孙晓伟,等.具有宽范围输出电压的三电平半桥LLC谐振变换器控制策略[J].电工技术学报,2017,32(21):24.WANG Xuan,WANG Guangzhu,SUN Xiaowei,et al.Researchon control strategy of three-level half-bridge resonant converterwith wide output voltage range[J].Transactions of China Elec-trotechnical Society,2017,32(21):24.[15]㊀HAGA H,KUROKAWA F.Modulation method of a full-bridgethree-level LLC resonant converter for battery charger of electricalvehicles[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2017,32(4):2498.(编辑:刘琳琳)821电㊀机㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第28卷㊀。
科技创新科技视界Science &Technology Vision科技视界1建设目标,,“”(),,。
“、、”、“、、”“、、”,,、、、,。
,、、,[1]。
2建设基础,、(),、、、、、、。
2.1我院物联网应用技术专业建设及背景,,(),,、,“”。
,,、、※基金项目:安徽工商职业学院校级重点教研项目(2018xjjyZD02);安徽省职业与成人教育学会教育教学研究规划课题(azcg72);安徽省优秀青年骨干人才国内访学研修项目(gxgnfx2020133);安徽工商职业学院校级质量工程项目(2019xjjxtd02)。
作者简介:吴房胜（1983—），男，硕士研究生，讲师，安徽安庆人，安徽工商职业学院信息工程学院教师，研究方向为物联网与智能控制技术。
服务安徽区域新兴产业发展的高职物联网专业群建设与探索吴房胜李如平施冬冬(安徽工商职业学院<信息工程学院>,安徽合肥231131)【摘要】以安徽工商职业学院物联网专业为例,介绍了服务安徽区域新兴产业发展的高职物联网专业群的建设思路和具体做法,研究以我校物联网专业为核心的专业群的建设,打造出一条综合性、多方向、全方位的以综合实践为主的教学方案,为安徽区域职业院校物联网专业的发展找出一条切合区域发展的专业群建设方案。
以项目驱动式为教学手段,突出其他相关专业的专业优势,将物联网等相关专业的内容相互融合,促进相近专业之间互融互通。
【关键词】物联网;专业群;高职院校中图分类号:G712文献标识码:ADOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2021.13.77【Abstract 】Taking the Internet of Things major of Anhui Business Vocational College as an example,it introduced the constructionideas and specific methods of the higher vocational Internet of Things professional group serving the development of emerging industries in Anhui.A comprehensive,multi-directional,all-round teaching plan based on comprehensive practice,to find a professional group construction plan that suits the regional development for the development of the Internet of Things major in Anhui regional vocational colleges.Take project -driven teaching methods,highlight the professional advantages of other related majors,integrate the content of related majors such as the Internet of Things,and promote the integration and interoperability of similar majors.【Key words 】Internet of Things;Professional groups;Higher vocational colleges管理科技178科技创新科技视界Science &Technology Vision 科技视界、,。
附件
安徽省产业创新研究院组建方案编制提纲
一、建设背景和必要性
落实国家、省重大科技部署，支撑创新驱动发展战略，服务区域产业发展、企业培育孵化、高端人才引育集聚、科技成果转移转化等方面意义。
二、组建单位概况和建设条件
牵头单位及共建单位概况，组建省产业创新研究院现有基础条件等。
三、主要目标和任务
研究院的目标定位、主要发展方向；研究院的发展战略与运行思路；研究院近期和中长期目标等。
四、管理与运行机制
研究院的机构设置与职责；已经或拟采取的可持续运行机制、管理体制、发展模式、市场化运营情况等。
五、组建方案
建设地点、建设内容、建设周期与进度安排、投资预算及资金筹措方案、经济社会效益与风险分析、可持续发展机制等。
六、其他需要说明的问题
七、附件
章程、其他配套文件、合作协议等。
土壤肥料2021.7JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLES丿2覆E肥糾I特约栏目主持：郭刚男，汉族，中共党员，安徽省农业科学院土壤肥料研究所副研究员，安徽省园艺学会第8届青年理事。
主要从事作物高效施肥技术和新型肥料研发等方面研究。
先后主持和参与安徽省重点研发计划和国家重点研发计划子课题等项目20余项。
荣获安徽省科技进步一等奖1.表文章12篇，参与发表文章25篇，主持14项，授权实用新型专利7项。
累计为企事业单位、新型经营主体开展培训10余场。
新疆和田甜瓜主栽区域现状调查与施肥建议王家嘉井玉丹贾利严从生曹哲伟郭刚导读：调查了和田主要甜瓜产区施肥现状，分析其存在问题，为甜瓜优质高效生产提供数据支撑。
选择墨玉、皮山、民丰及和田4个甜瓜生产重点县区进行调查，对甜瓜栽培、肥料施用量、种植结构开展调研。
调查发现，和田甜瓜主产区施肥中存在部分化肥施用过量与营养元素不平衡，有机肥施用量大但不优质等问题，建议研发适宜该区域甜瓜生产专用有机、无机复合肥，改善土壤肥力，提高该区域化肥利用率，促进甜瓜高效生产。
和田地区，是新疆维吾尔自治区的5个地区之一,驻地和田市。
位于欧亚大陆腹地，属干旱荒漠性气候，境内有大小河流36条，夏季高温少雨，日照丰富，昼夜温差大，全年日平均温度大于10七的天基金项目：安徽省援疆项目(201904e01020007)；安徽省蔬菜产业技术体系项目(ahsctx-09)王家嘉，安徽省农业科学院土壤肥料研究所/养分循环与资源环境安徽省重点实验室，合肥,230031,电话：0551-********,E-mail:***************井玉丹，曹哲伟，耶刚，安徽省农业科学院土壤肥料研究所/养分循环与资源环境安徽省重点实验室贾利，通讯作者，安徽省农业科学院园艺研究所/园艺作物种质创制及生理生态安徽省重点实验室，合肥市农科南路40号，230031,电话：*************,E-mail:****************严从生，安徽省农业科学院园艺研究所/园艺作物种质创制及生理生态安徽省重点实验室收稿日期：2021-03-05数为167~214天，有效积温为3500-4300七，年日照时数为2600-3000h。
第二十六卷第一期安徽电气工程职业技术学院学报2921年3月VoL26,No.1JOURNAL OF ANHUI ELECTRICAL ENGINEERING PROFESSIONAL TECHNIQUE COLLEGE March2921“l+x”证书制度下现代纺织技术专业人才培养模式探究张勇，余琴(安徽职业技术学院纺织服装分院，安徽合肥230011)摘要：在“1+X”证书制度下高职院校对纺织专业人才培养模式进行改革探索与实践。
通过将纺织类国家职业技能标准证书考核内容融入课程，建立新的现代纺织技术专业课程体系；学校与企业合作共同开发课程、共建共享实训基地；建设“双师型”优秀教学团队等措施，提高现代纺织技术专业人才培养质量，达到纺织企业对专业技能人才的要求。
关键词：“1+X”证书；现代纺织技术；人才培养模式中图分类号：G712 文献标识码：A文章编号：1672-6706(2021)01-0116-05Reseerch of Taleni丁询皿啤Mode of Modern Textile Technology SpecialtyBased on"1+X"Certificate SystemZHANG Yong,YU Qin(Anhui VochtionoO and Technical Colle f c,Hfct230011,China)Abstract:Highes▼0(0/0^1colleyes havv embarked on exploration and reform of the talext training mode of moVeru text/e technolovy specialta in accoikanco withthe"1+X"cortificate system.A new01x1x00^ carUcalum system is constructed bs inteyrating into conrses the contexts tested fos na/opai¥0(0/1^ 80x11)standark coUiUcqte.Through school-exteruUse cooperation,conrses are-0X111:0devvloped and train) ing bases are co-6uiit and shared.A"iopble・qualificqtmp"teaching team is also being buiit.Practice has provvd that the reform has improvvd the qualita of talent training and met the requirements of textiie edteiuUses.Key words0"+X"coUificate system；moderu textile；talent train m e mode“科技、时尚、绿色”是当前对纺织行业新的定位和认知，纺织产业正面临着前所未有的大调整。
基金项目 安徽省高校省级质量工程项目（2022xxkc021）；安徽科技学院质量工程项目（Xj2022066）；安徽省教育厅重点教学研究项目（2022jyxm365）；安徽省研究生课程思政示范课程（2022szsfkc128）；安徽科技学院教研教改项目（Xj2022201）；安徽科技学院质量工程项目（Xj2022035）。
作者简介 朱守晶（1985—），男，安徽淮南人，博士，讲师，从事小麦遗传育种研究。
研究生课程现代农业发展与实践案例教学改革探索朱守晶 李文阳 郑甲成 陈 磊 杨 雪（安徽科技学院农学院，安徽凤阳 233100）摘要 本文在研究生课程现代农业发展与实践案例现有教学模式的基础上，基于OBE 理念，适时调整课堂教学环节，优化课程考核体系，构建“理论+案例+翻转+讨论+实践”的五步教学模式。
实践表明，该教学方法在提高学生学习能动性和学习效果等方面成效显著，是农业硕士教学模式的有益探索。
关键词 农业硕士教学；需求导向教育；现代农业发展与实践案例中图分类号 G640；S-1 文献标识码 A文章编号 1007-7731（2024）09-0112-05Exploration of case teaching reform in the Modern Agricultural Development and Practice Cases in graduate coursesZHU Shoujing LI Wenyang ZHENG Jiacheng CHEN Lei YANG Xue（College of Agriculture, Anhui Science and Technology University, Fengyang 233100, China ）Abstract Based on the existing teaching models of Modern Agricultural Development and Practice Cases in graduate courses, adjusted the classroom teaching process in a timely manner, optimized the course assessment system, and construct a five step teaching model of “theory + case + flipping + discussion+practice ” based on the OBE concept. The practice had shown that this teaching method had a significant effectiveness in improving student learning initiative and effectiveness, and was a beneficial exploration of the agricultural master ’s teaching model.Keywords master of agriculture teaching; demand oriented education; Modern Agricultural Development and Practice Cases农业现代化的关键在科技和人才等[1-2]。
安徽省科技成果转化现状分析陈鹏【期刊名称】《安徽科技》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】2页(P20-21)【作者】陈鹏【作者单位】安徽省科学技术厅【正文语种】中文一、安徽省科技成果转化现状1.科技成果供给不断增加2017年以来，遴选实施省科技重大专项项目205项、重点研发计划项目238项，将量子信息、智能语音等相关研究课题推荐到科技部并获得国家重大科研项目支持。
在相关科技计划项目的支撑下，安徽省在量子信息、热核聚变、人工智能等前沿领域取得了一批重大创新成果，如世界首台光量子计算机诞生、量子通信京沪干线全面开通、全超导托卡马克装置世界首次实现百秒量级稳态高约束模式运行3项成果入选国内十大科技进展新闻，“墨子号”实现星地量子通信入选国际十大科技新闻。
全省7项科技成果获国家科技奖，21项专利获国家专利奖。
2.科技成果寻找捕捉对接机制不断健全建成并试运行安徽省科技成果在线登记系统，已收录科技成果3302项，着力构建科技成果开放共享机制。
建立科技成果寻找捕捉机制，截至目前已编发《安徽科技快讯》32期，发布科技成果信息315条。
以开展“四送一服”为契机，组织高校院所在合肥、芜湖、六安等地开展校企、所企对接，据统计约有100多项成果成功对接。
组织举办中国创新创业大赛安徽赛区比赛等活动，促进优秀创新创业项目与投资机构、企业等对接。
2017年，全省输出技术合同成交额达249.57亿元，较上年增长14.8%；全省吸纳技术合同成交额达270.7亿元，较上年增长34.2%。
3.高端科技成果转化和服务平台不断集聚伴随科技大省建设系列支持政策实施、四大创新支撑体系的构建，创新资源加速在安徽集聚。
北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等相继在合肥建立研发机构，中电科集团、西安交大、北京化工大学分别在芜湖、池州、安庆等地建立航空技术、智慧技术、化工技术研究院。
安庆、宣城在建设筑梦新区、宛陵科创城中，注重配套引进科技服务机构和助推科技成果转化的风险投资基金；亳州在江南大学等探索成立离岸孵化中心。
基金项目:2022年度江苏高校哲学社会科学研究专题项目 双碳 背景下 六位一体 新能源材料与器件专业人才培养方法研究 (2022SJYB1527);苏州城市学院2022年高等教育教学改革研究课题 混合式教学模式实践研究 以风力发电技术课程为例 (苏城院教 2023 1号14)㊂作者简介:王前(1991-),女,汉族,安徽宿州人,硕士研究生,讲师,研究方向:新能源发电技术;周彤彤(1989-),女,汉族,山东潍坊人,硕士研究生,讲师,研究方向:图像处理与模式识别(通讯作者)㊂风力发电技术课程思政建设探索王㊀前㊀戴㊀晓㊀周彤彤(苏州城市学院光学与电子信息学院,江苏苏州215104)摘㊀要:随着清洁低碳能源体系的构建,新能源行业蓬勃发展,风电光伏产业已经成为最具竞争力的产业之一,对德才兼备的高级应用型人才的需求也更为迫切㊂结合 风力发电技术 课程涉及面广㊁学科融合性强等特点,开展课程思政建设,注重思政元素的挖掘和融入方式,以开展线上线下混合式教学㊁开放实验室㊁专题调研等方式,在传播知识的同时,增强学生的实践创新能力㊁文化自信㊁民族使命感和自豪感㊂关键词:风力发电;课程建设;教学方法中图分类号:TB㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀doi:10.19311/ki.1672-3198.2023.24.0840㊀引言2022年5月,国家发改委㊁国家能源局发布的‘关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案“中提出,要实现到2030年风电㊁太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上的目标,加快构建清洁低碳㊁安全高效的能源体系㊂近年来新能源行业迅猛发展,风电光伏产业已经成为最具竞争力的产业之一,对新能源发电技术人才的需求也越来越大㊂培养德才兼备的专业技术人才是我国高等教育的重要目标和任务,课程思政是实现大学生的能力素质与思想道德素质双提升的系统性工程,推动课程思政提质增效,是为党育人㊁为国育才的应然之策㊂风力发电技术是我院新能源与材料器件专业的核心基础课程,也是我院新建 新能源发电技术 微专业的主干课程之一,为实现知识传授㊁能力培养与价值引领的有机统一,应注重课程中思政元素的挖掘和融入课程的方法㊂本文从课程内容㊁思政元素挖掘㊁教学方式㊁思政元素融入方法等角度出发,对风力发电技术课程思政建设进行探索,也为新能源发电技术其他课程的思政建设提供参考㊂1㊀课程内容及其中的思政元素风力发电技术课程内容包括绪论㊁风能及其转换原理㊁风力发电机组结构㊁风力发电机㊁风力发电机组的控制技术㊁垂直轴风力发电机组和离网风力发电系统㊂风力发电技术是一门综合性很强的课程,涉及能源㊁电力㊁材料㊁机械㊁自动控制㊁气体动力学等多个学科,也包含非常多的思政元素,例如,绪论中主要介绍风能利用及风力发电的历史㊁中国的风能资源与开发前景㊁风力发电技术现状与发展及风电机组相关设计标准等㊂从装机容量上看,中国是世界上排名第一的风电大国㊂从风能利用的历史来看,中国是世界上最早利用风能的国家之一㊂‘物原“载: 伏羲始乘桴 夏禹作舵加以逢帆樯㊂ 可见,早在上古时期,人们就已经发明了船和筏,到了夏禹时代,就开始使用帆㊂要利用风,首先要了解风,风的测量分为风速的测量和风向的测量,早在公元132年,张衡就发明了候风仪,这对后来合理有效地利用风能具有十分重要的意义㊂这些历史配上相应的图片和动画,容易引起学生学习风电的兴趣,也有利于培养学生的文化自信和民族精神㊂从全球风力发电的发展中看,能源危机是风电产业崛起的一个重要原因,随着生产力和生活水平提高,世界能源消耗迅速增长,在20世纪,世界人口增长4倍,而能源消耗增长16倍㊂常规的化石能源储量有限,随着消耗的迅速增长面临数量紧缺和价格提高㊂并且,化石能源开发和燃烧利用加剧了人类和地球生物生存环境的恶化㊂唯一的出路是调整能源结构㊁开发利用清洁可再生能源㊂在这样的背景下风电逐渐走上了商业化道路,并且技术水平越来越成熟㊂这也提醒我们敬畏自然,与自然和谐相处,走可持续发展之路㊂我们也必须认识到在风力发电的发展历史中,我国的风电开发曾长时间处于发展缓慢阶段,直到1989年,内蒙古朱日和风电场第一批风电机组投产,标志着我国风电开发进入了商业运行的阶段㊂从2003年起,随着国家连续5年组织风电特许权招标,规划大型风电基地,开发建设大型风电场措施的出台,特别是在2006年实行了‘可再生能㊃252㊃源法“,在一年之内制定颁布包括优惠电价政策在内的一系列法规㊁政策措施,我国风电开发建设进入了跨越式的发展阶段㊂经过30多年的努力,中国风电已经取得了巨大成就,在世界能源格局中占据了举足轻重的重要地位,但与欧美等发达国家相比,在风力发电核心技术领域,仍算不上风电强国㊂中国风电仍有很大的上升空间,我们期待未来有更多的高技术人才投入到风力发电领域㊂2㊀教学方式及思政元素融入方法2.1㊀线上线下混合式教学在线下课程中,风力发电技术主要包括理论课和实验课㊂理论课以教师讲授为主,学生发言㊁专题讨论及专题汇报为辅的方式开展,在适当的内容中融入民族责任感㊁科学精神㊁可持续发展理念㊁民族自豪感㊁大国重器及大国崛起等元素,引导学生讨论和思考,以润物细无声的方式感染学生的价值观和责任感㊂实验以学生动手探索为主,教师指导㊁考核为辅的方式开展,内容包括风力机叶片数㊁叶片长度㊁桨距角㊁负载等对输出功率的影响,风力机尖速比的研究㊁风场中风的测量,风光互补路灯,风光互补实训等㊂此外,风力发电技术建立了较为完善的线上课程,包括预习模块㊁重难点讲解和课后拓展模块,其中课后拓展模块除创新性设计类项目外,还包括丰富的风电前沿知识㊁风电纪录片如‘走遍中国“五集系列片‘风光无限“㊁五集系列片‘大风歌“ 面朝大海㊁海上利器㊁追风逐浪㊁风电奇兵㊁风生水起等,可供学生课后碎片化时间观看,纪录片中的内容有利于让学生更加全面地了解风电的现状,激发学生的民族自豪感和使命感㊂2.2㊀开放实验室新能源发电对人才的需求呈现多层次特征,其中对高素质应用型人才的需求尤为迫切,在应用型人才的培养过程中,实验㊁实践能力的培养是不可或缺的,传统课堂学时有限,且照顾不到每个学生的兴趣和特长,基于此,风力发电课程为学生申请开放实验室,支持和鼓励学生利用课余的时间开展相关探索性实验㊁实践项目㊂例如在风的数学描述部分,给开放实验室配备测风设备,并支持学生调研采购或自主设计相关组件,在校园内及周边区域进行实地测量,验证风廓线的适用性,培养学生的动手能力,养成严谨认真的科学态度,以工科的独特视角观察风场的变化,感受自然界的美好与神秘,引导学生敬畏自然,注重与自然的和谐相处㊂2.3㊀专题调研,小组作业结合课程内容㊁行业热点和学生兴趣,拟定了10个课题,让学生组队选择其中的一个进行较为深入的研究,以下选择其中两个进行介绍㊂2.3.1㊀风力发电在建筑中的应用从原始社会在树上搭建挡风遮雨的窝开始,建筑就与人类相依相随,到目前为止,建筑已是人类生活㊁工作须臾不可分离的重要物质㊂建筑作为人类生活的载体满足着人们各方面需求的同时,也制造出许多的环境污染物,消耗了很多的能源,主要是不可再生能源㊂建筑在大量耗能的同时,还向外界排放着大量的二氧化碳,使全球变暖加剧㊂降低建筑中的能耗,引入可再生能源已经是目前国际上研究的炙热课题㊂风能作为一种取之不尽㊁用之不竭的可再生清洁能源,建筑设计者们已经在考虑如何将风力发电机安装在建筑上,使其为建筑提供电力,降低对不可再生能源的使用和减少二氧化碳的排放,风力发电在城市建筑中的应用已有很多成功的案例㊂有的同学重点调研了建筑环境中的风能利用情况,包括建筑环境中风能的特点㊁风能利用形式和风能利用研究概况㊁风力机与建筑结合的新趋势等㊂有的同学调研了风电建筑一体化的基本概念㊁发展过程㊁优点和现存问题,以及一些风电建筑一体化的国内外实例㊂在此基础上论述了风电建筑一体化的3种应用形式:一是风力机安装在建筑屋顶上,二是风力机设置在两座建筑物之间,三是风力机设置在建筑物的空洞中㊂并结合国内外的建筑实例从当地的风况㊁建筑的特点㊁风力机所处的高度㊁美观性㊁当时风力机的技术情况㊁风力机与建筑结合的方式等方面分析它为何选用该类型风力机㊂学生在拓展知识面的同时,更加清晰地认识到人与自然是生命共同体,人类必须尊重自然㊁顺应自然㊁保护自然㊂生态环境是人类生存最为基础的条件,是我国持续发展最为重要的基础㊂2.3.2㊀简易小风洞平台的设计与搭建风力发电的原理是风吹动风轮旋转,把风的动能转化成风轮旋转的机械能,通过主传动系统传递给发电机,发电机把机械能转化为电能㊂风轮捕获风能的多少直接决定了风力发电机组的发电量,风轮的设计方法有两种:计算流体力学和实验流体力学,计算流体力学的优点是成本低㊁速度快,但结果仍需实验的验证㊂要采用实验方法研究风轮,首先要能模拟真实风场,以研究各种风况下风力机的性能,获得高性能的风轮㊂模拟自然风场,最可靠的设备是风洞,常用于航空航天领域,其精度高㊁可控性强,但是造价昂贵,通常在百万以上㊂基于新能源材料与器件专业实验室的教学属性,要建立高精度的风洞不现实,而风电㊁流体方向的㊃352㊃实训㊁实验㊁毕业设计及课外学术竞赛等拓展训练中又急需一个可提供一定风速范围的㊁均匀㊁稳定的风场,通常用一个简单的鼓风机来实现,但是对此风源后100mm 处平行于鼓风机出口截面上的风场进行了测量,发现风场是非常不均匀的,且此风源只能提供这一种风场,不可调节速度㊂自然界的风时时变化,且在某一个特定时刻下,风力机扫略平面内的风速接近均匀,我们做风力机性能试验,尤其是优化风轮的设计实验时,此风源远不能达到模拟自然风场的目的㊂为提高实验室的实验条件,在低成本下实现自然风的模拟,为风轮提供风速在一定范围可调㊁均匀㊁稳定的风场,本课题鼓励学生通过文献调研㊁实地考察等方式设计适用于风电实验室的简易小风洞,并在搭建过程中测量风场均匀性㊁稳定性㊁可调性,将测量结果反馈到设计方案中,希望通过多轮优化,搭建出可模拟自然风的简易小风洞㊂有的同学在了解风洞的设计方案的基础上,结合实验室空间条件㊁资金条件和对风洞的指标要求,拟定第一轮设计方案,并选择合适的组件,如功率足够大㊁可无级调速的风源,蜂窝器,阻尼网,能兼容实验室的风力发电仪等设备的风洞外壳,可实现狭小空间多点精确测量的风速仪,固定风速仪并将其移动到测量点的辅助支架等㊂有的同学借助学校3D打印机㊁数控机床等设备制作风洞组件,如风洞外壳㊁支架㊂无法自行制作或自行制作成本更高的组件如风速计㊁风源㊁阻尼网等,在广泛调研的基础上,根据需求确定型号,完成了采购㊂小组同学合作搭建了小风洞,详细测量了实验段风场,将测量结果作为反馈信息,优化设计方案㊂通过数次设计㊁搭建㊁优化的过程,所搭建的简易小风洞可提供一定风速范围内㊁均匀㊁稳定的风场㊂在不断的设计㊁优化㊁搭建过程中,同学们总结出了一套高品质简易小风洞平台设计方案,从方案设计㊁组件3D打印及加工采购,测试平台升级,测试信息反馈,风洞平台优化,直至搭建出满足设计指标的小风洞平台,对高品质㊁低成本简易小风洞的设计具有较高的指导意义㊂此课题的开展也有利于培养学生的科研创新精神㊁严谨认真的科学态度和团队合作能力㊂3 结语结合课程内容,深入挖掘 风力发电技术 课程中的思政元素,在教学过程中注重思政元素的融入方式,采用线上线下混合式教学㊁开放实验室㊁开展专题调研等方式,精心设计教学方案,潜移默化地影响学生,在传授专业知识的同时,增强学生的文化自信㊁民族使命感与自豪感㊁坚定不移地走可持续发展道路㊂参考文献[1]蒲清平,黄媛媛.党的二十大精神融入课程思政的价值意蕴与实践路径[J].重庆大学学报(社会科学版),2022,28(06):286-298.[2]杨振华,雷维新,刘运牙,等.新能源材料与器件专业本科生培养新模式的探索与实践[J].科教文汇(中旬刊), 2021,539(23):86-88.[3]吴发红,于小娟,殷勇,等.土木工程专业课程思政教育的探索与实践[J].高等建筑教育,2022,31(04):115-121. 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