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题名基于多物理场耦合的开关电器温升特性仿真实验平台
被引量：1
- 1
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作者
沈靖宇
马浩东
庄杰榕
许志红
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机构
福州大学电气工程与自动化学院
福州大学智能配电网装备福建省高校工程研究中心
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出处
《实验室研究与探索》
北大核心
2025年第4期65-70,92,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(52277136)
福州大学研究生教育教学改革项目(FYJG2023013)
福州大学本科教育教学改革研究项目(2024-14)。
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文摘
以微型断路器为分析对象,搭建基于多物理场耦合的开关电器温升特性仿真实验平台。平台采用VB.Net语言设计友好用户界面,交互性强,集成了模型选取、参数配置和结果分析等功能。通过在后台以批处理模式运行ANSYS命令流实现多场耦合的有限元仿真,获得可视化温升结果,经实验验证仿真误差在10%以内。利用该平台,学生无须掌握专业的多场域仿真知识即可进行温升计算,并能便捷修改MCB模型与仿真参数,探究多种因素对温升特性的影响,有助于增进学生对电器发热理论知识的理解,培养学生的自主科研能力与创新思维,对提升开关电器实验教学水平具有积极的推动作用。
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关键词
开关电器
温升
仿真平台
多物理场耦合
有限元
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Keywords
switching device
temperature rise
simulation platform
multi-physics coupling
finite element method
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分类号
TM561
[电气工程—电器]
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题名基于升压斩波级联方式的接触器控制模块设计
被引量：11
- 2
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作者
庄杰榕
许志红
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机构
福州大学电气工程与自动化学院
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2016年第15期4281-4290,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(51277031)
福建省科技厅重点项目(2014H0002)~~
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文摘
针对低电压供电系统,提出一种基于升压斩波级联方式的接触器智能控制方案,该方案属于间接能量控制模式,能够灵活地进行电压/电流变换,提高了接触器闭环控制的灵活性和可靠性。阐述了控制模块的两种工作模式;对控制模块进行小信号仿真分析,设计前级升压电路的反馈环;在实验的基础上研究占空比调节方式与电磁机构音频噪声之间的关系,提出电磁音频噪声抑制方法,并进行接触器吸持数字电流环设计,该方法对不同励磁电压下的接触器电磁机构智能控制策略,具有普遍意义;通过相关实验验证了控制方案的思路和方法。
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关键词
接触器
级联
升压斩波
电压/电流变换
音频
噪声
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Keywords
contactor
cascade circuit
boost-chopper
voltage/current transformation
audio noise
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分类号
TM572
[电气工程—电器]
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题名电磁接触器多变量反馈吸持控制策略的研究
被引量：10
- 3
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作者
庄杰榕
许志红
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机构
福州大学电气工程与自动化学院
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第5期1516-1526,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(51277031)
福建省科技厅高校产学合作项目(2016H6008)
福建省自然科学基金(2015J01192)~~
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文摘
该文针对单一电流闭环控制引起的电磁接触器吸持高频噪音以及无法自适应调节吸持参考电流等问题,提出多变量反馈控制思路:通过分析线圈电流强迫上升现象的约束条件,建立铁心分离反馈变量,改变依赖本体结构、预先设定吸持电流参考的现有控制模式,自动获取接触器当前工况下的临界吸持电流,适应本体参数和工作环境的变化,对接触器智能控制具有普遍意义;引入母线电压前馈变量,以电流反馈为内环推导了闭环占空比的控制规律,验证控制规律的闭环稳定性,有效减小了线圈电流纹波及谐波,抑制铁心振动幅值,降低高频噪音;为实现多变量反馈控制策略,设计一种新型的四工作模态接触器控制拓扑,对去磁回路进行动态组合,在宽电压范围内缩短接触器吸持到分断的动作延时。相关仿真及实验验证了控制策略的有效性。
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关键词
高频噪音
多变量反馈
临界电流
闭环占空比
动态组合
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Keywords
high frequency noise
multivariate feedback
critical current
closed-loop duty
dynamic combination
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分类号
TM572
[电气工程—电器]
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题名智能接触器准临界电流搜索自起动控制
被引量：5
- 4
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作者
庄杰榕
许志红
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机构
福州大学电气工程与自动化学院
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出处
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第6期73-80,共8页
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基金
国家自然科学基金(51277039)
福建省科技厅高校产学合作项目(2016H6008)
福建省自然科学基金(2017J05076)
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文摘
提出一种智能接触器准临界电流自起动控制策略。通过分析电流强迫下跌现象,推导维持电流闭环的约束条件,建立了反映触头运动状态的通用反馈信号,将下降拐点处的线圈电流定义为准临界起动电流;采用模糊观测,为不同容量的接触器首次起动提供电流初值;设计双极性数字电流闭环,基于高动态响应的电流在线搜索,不断逼近当前工况下的起动临界电流,实现吸反力良好配合的自起动过程控制。所提控制策略能够自适应获取准临界起动电流,抑制触头弹跳,对本体参数变化、电压波动不敏感,兼具卡涩故障警报、线圈过流保护等优点;相关仿真及实验验证了控制策略的有效性。
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关键词
数字闭环
下降拐点
自起动
准临界电流
模糊观测
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Keywords
digital closed-loop
dropping turning
self-starting
quasi-critical starting
current fuzzy observation
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分类号
TM572
[电气工程—电器]
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题名智能电磁接触器自抗扰电流模型预测控制
被引量：5
- 5
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作者
庄杰榕
许志红
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机构
福州大学电气工程与自动化学院
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出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第23期5449-5458,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(51707039)
福建省科技厅高校产学合作项目(2016H6008)
福建省自然科学基金项目(2017J05076)资助
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文摘
基于线圈电流闭环控制的智能接触器受到广泛认可,为解决其抗机械扰动和差拍延时控制问题,提出一种自抗扰电流模型预测控制策略。分析线圈电流闭环的扰动机理,探讨不同线圈电压、不同的铁心分离速度对电流上升斜率的影响。分析结果表明,线圈两端电压为零时,线圈电流上升斜率的异常变化与铁心运动速度呈正向关系,由电流上升斜率能够反推铁心的运动状态。建立无差拍的电流数值求解模型,引入感应电动势补偿项,预测下一周期的线圈电流,消除数字控制延时;引入二次型评价函数进行滚动优化,求解最优占空比及开关函数,使接触器受扰动时开关函数为零,自动进入零线圈电压状态观测线圈电流斜率的异常变化,在铁心分离初期自主调节电流设定,从而抑制扰动冲击,接触器吸持状态具有自抗扰能力;该文提出的控制策略同时兼顾稳定吸持时的线圈电流静态误差、纹波,谐波含量低。仿真及实验验证了该控制策略的有效性,提高了智能接触器在新能源领域运行时的吸持稳定性。
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关键词
自抗扰
预测控制
滚动优化
无差拍
吸持稳定
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Keywords
Active disturbance rejection
predictive control
rolling optimization
deadbeat
holdi ng stability
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分类号
TM572
[电气工程—电器]
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题名具有储能释能模式的接触器去磁控制模块设计
被引量：3
- 6
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作者
庄杰榕
许志红
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机构
福州大学电气工程与自动化学院
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第21期6470-6480,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(51277031)
福建省科技厅高校产学合作项目(2016H6008)
福建省自然科学基金(2017J05076)~~
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文摘
该文提出具有双向储能、释能工作模式的馈能去磁方案,设计可级联的控制模块实现大容量智能接触器动作过程中的电磁能量闭环管理。释能模式通过控制线圈去磁速率,实现触头分断速度的在线调节,适应不同的分断电流等级,减小电弧能量对触头的侵蚀;采用重复激磁控制,抑制触头分断反弹危害;储能模式实现电流闭环控制的同时,对吸合切换过程中回馈的多余磁能进行有效利用。构建两种工作模式的小信号模型,进行补偿网络设计,验证控制方案的稳定。
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关键词
接触器
去磁速率
磁能管理
在线调节
补偿网络
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Keywords
contactor
demagnetization rate
magnetic energy management
on-line adjust
compensating net
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分类号
TM572
[电气工程—电器]
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题名带通信功能的抗电压跌落智能控制模块
被引量：4
- 7
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作者
庄杰榕
许志红
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机构
福州大学电气工程与自动化学院
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出处
《电测与仪表》
北大核心
2014年第7期60-64,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51277031)
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文摘
论文针对具有控制和保护功能的智能交流接触器展开研究,设计了抗电压跌落智能控制模块,配合交流接触器使用,实现高电压起动低电压保持,同时具有通信和抗电压跌落保护功能。模块分为上位机程序和控制模块。上位机使用LabVIEW编程,具有人性化的交互界面。控制模块以单片机为主控单元,超级电容为后备电源,应用IC内部的隔离、限流等功能到控制模块中,有效缩减了模块整体体积,完善了模块自身的保护功能及运行可靠性。组装了样机并完成相关实验,整体模块性能良好。
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关键词
抗电压跌落
智能交流接触器
通信
超级电容
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Keywords
anti-voltage sag, intelligent AC contactor, communication, super-capacitor
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分类号
TM933
[电气工程—电力电子与电力传动]
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