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基于能量模型与电磁场数值法的高频激励下纳米晶材料磁滞特性预测模型 被引量:1
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作者 姬俊安 赵志刚 +2 位作者 张时 陈天缘 贾慧杰 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第5期2027-2038,I0035,共13页
准确预测纳米晶材料的磁滞特性,对高频变压器磁芯的电-磁-热特性分析具有重要意义。然而,受制于高成本、不准确的静态磁滞特性表征方法,现有基于静态磁滞模型与电磁场数值法的软磁材料磁滞特性预测模型难以兼顾实用性与有效性。该文首... 准确预测纳米晶材料的磁滞特性,对高频变压器磁芯的电-磁-热特性分析具有重要意义。然而,受制于高成本、不准确的静态磁滞特性表征方法,现有基于静态磁滞模型与电磁场数值法的软磁材料磁滞特性预测模型难以兼顾实用性与有效性。该文首先基于能量模型建模理论与软磁材料磁化机理,推导并建立能量模型参数与磁通密度之间的函数解析关系,实现不同磁化强度下软磁材料静态磁滞特性高效、准确地模拟;其次,将能量模型与Maxwell方程进行耦合,考虑高频方波电压激励下材料静态磁滞特性对带材内部涡流分布的影响,进而求解带材内部的磁通密度分布;最后,依据损耗统计理论,建立高频方波电压激励下纳米晶材料磁滞特性预测模型,并通过实验验证该文所建预测模型的有效性。 展开更多
关键词 纳米晶 涡流 能量模型 数值方法
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基于模糊GO-FLOW法的并网型微电网可靠性评估
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作者 岳大为 姜毅 +3 位作者 杨明哲 李练兵 商悦阳 张帅龙 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期429-437,共9页
由于传统GO-FLOW法存在定常故障率和维修率的局限性,将一种新的可靠性评估算法—模糊GO-FLOW法引入并网型微电网可靠性评估中。首先,基于梯形模糊数,对GO-FLOW法进行改进;随后,根据并网型微电网系统结构,设计新型操作符并建立微电网系... 由于传统GO-FLOW法存在定常故障率和维修率的局限性,将一种新的可靠性评估算法—模糊GO-FLOW法引入并网型微电网可靠性评估中。首先,基于梯形模糊数,对GO-FLOW法进行改进;随后,根据并网型微电网系统结构,设计新型操作符并建立微电网系统的模糊GO-FLOW图,同时对操作符的模糊成功概率进行计算;最后,基于改进的IEEE RBTS BUS6 F4馈线系统,对比分析模糊GO-FLOW法、模糊化前GO-FLOW法和序贯蒙特卡洛模拟法。结果表明,在并网型微电网可靠性评估中,模糊GO-FLOW法具有较高的运算效率和计算精度。 展开更多
关键词 可靠性分析 微电网 光伏发电 GO-FLOW法 梯形模糊数
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基于加速退化试验的漏电信号调理电路性能退化及可靠性研究 被引量:3
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作者 牛峰 张博恒 +3 位作者 李贵衡 戴逸华 项石虎 李奎 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期61-68,共8页
在电子电路服役过程中,元器件退化会引起电路输出特性变化,降低电子电路的可靠性。漏电信号调理电路作为一种电子电路,其可靠性直接决定了漏电断路器的可靠性。以漏电信号调理电路为研究对象,首先基于灵敏度分析方法确定影响电路性能退... 在电子电路服役过程中,元器件退化会引起电路输出特性变化,降低电子电路的可靠性。漏电信号调理电路作为一种电子电路,其可靠性直接决定了漏电断路器的可靠性。以漏电信号调理电路为研究对象,首先基于灵敏度分析方法确定影响电路性能退化的关键元器件,并对漏电信号调理电路进行了以温度为加速应力、动作电流值为退化特征量的恒定应力加速退化试验;其次根据不同温度应力下的试验数据建立基于Wiener过程的漏电信号调理电路性能退化模型,并利用极大似然估计法求取退化模型的未知参数,进而得出寿命预测的概率密度函数和可靠度函数;最后利用阿伦尼斯(Arrhenius)方程外推出正常应力下漏电信号调理电路的预测寿命。相关结论可为不同电子电路的寿命预测及可靠度分析提供支撑。 展开更多
关键词 加速退化试验 性能退化 退化建模 寿命预测 WIENER过程 电子电路
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大规模工程电磁场的亿自由度可扩展并行计算方法 被引量:6
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作者 金亮 李育增 +2 位作者 杨庆新 张闯 闫帅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期589-598,共10页
精确和快速的电磁场计算,是电工装备精细模拟和优化设计的基础。该文在高性能云平台的高速互联弹性集群上开展可扩展并行计算研究,使用OpenMpi作为消息传递库,选取的区域分解算法为对偶原始有限元撕裂内联(FETI-DP)法,通过改进主从/对... 精确和快速的电磁场计算,是电工装备精细模拟和优化设计的基础。该文在高性能云平台的高速互联弹性集群上开展可扩展并行计算研究,使用OpenMpi作为消息传递库,选取的区域分解算法为对偶原始有限元撕裂内联(FETI-DP)法,通过改进主从/对等的并行程序框架实现电导率不变时涡流场磁矢势A的并行计算,在降低编程复杂度的同时提高了并行计算效率。使用C语言编写程序,用国际TEAMProblem7基准问题验证可扩展并行计算方法。该文将主从/对等并行程序框架和对偶原始有限元撕裂内联(FETI-DP)法引入电磁计算领域,提高了并行计算效率和可扩展性,为大规模工程电磁场计算提供了一种新的实践和理论方法。 展开更多
关键词 并行计算 电磁场数值计算 有限元法 对偶原始有限元撕裂内联法
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基于触头形貌特征的低压直流断路器可靠性评估
5
作者 李奎 张月 +2 位作者 姜惠 侯天航 郭庆斌 《仪器仪表学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期118-128,共11页
针对触头表面形貌的变化,提出了一种基于触头烧蚀区域形貌特征的可靠性评估模型。首先对触头的形貌演变过程及烧蚀机理进行分析,利用基于图像块权重改进的自适应多阈值分割算法进行触头图像分割,提取引弧板上熔融和喷溅部分作为感兴趣区... 针对触头表面形貌的变化,提出了一种基于触头烧蚀区域形貌特征的可靠性评估模型。首先对触头的形貌演变过程及烧蚀机理进行分析,利用基于图像块权重改进的自适应多阈值分割算法进行触头图像分割,提取引弧板上熔融和喷溅部分作为感兴趣区域;分析感兴趣区域二值图的面积和质心,将其作为触头性能退化的两个关键特征量;对触头形貌变化特征进行分析,利用Gath-Geva(GG)模糊聚类算法得到断路器不同退化阶段的变点,由Copula函数建立了二元特征相关的多阶段Wiener退化模型,拟合优度KS值小于0.3,并通过低压直流断路器的电寿命实验进行模型的验证。 展开更多
关键词 图像分割 感兴趣区域 形貌特征 二元多阶段Wiener模型 可靠性评估
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电动汽车无线充电过程中电磁场对小鼠免疫特性影响 被引量:1
6
作者 王磊 杨婷 +1 位作者 赵军 徐桂芝 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期492-498,共7页
研究了电动汽车无线充电过程中电磁场对小鼠免疫特性的影响.72只小鼠随机分为对照组和处于线圈不同位置的a、b、c三个实验组,两线圈中心位置放置a组,X轴方向20 cm处放置b组,Y轴方向20 cm处放置c组.在充电频率为45 kHz、接收功率为22 kW... 研究了电动汽车无线充电过程中电磁场对小鼠免疫特性的影响.72只小鼠随机分为对照组和处于线圈不同位置的a、b、c三个实验组,两线圈中心位置放置a组,X轴方向20 cm处放置b组,Y轴方向20 cm处放置c组.在充电频率为45 kHz、接收功率为22 kW环境下,每天全身暴露2 h,在1周、2周、4周后分别检测小鼠血清中IFN-γ、TNF-α、IL-12、IL-6、IgG含量和脾脏T细胞亚群(CD3+CD4+、CD3+CD8+)的变化,发现:1周后,c组与对照组、b组相比IL-6均有降低现象,c组与b组相比TNF-α有降低现象;2周后,a组与对照组相比TNF-α存在升高现象;4周后,a组、c组与对照组相比TNF-α均有降低现象,a组与对照组相比IFN-γ存在下降现象.以上变化均有显著性差异(P<0.05),但各参数数值的升高和降低都在正常值范围内.1、2、4周后a、b、c三组及对照组之间IL-12、IgG含量和各脾脏T淋巴细胞指数均无显著性差异(P>0.05).实验结果表明,该实验条件下,不同时段的不同实验组的小鼠免疫参数均在正常范围内,搭建的无线充电环境对小鼠免疫特性没有影响. 展开更多
关键词 无线充电系统 电磁安全标准 免疫特性 细胞因子 抗体水平
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电器电磁系统动态特性仿真实验的设计和开发 被引量:4
7
作者 李晓霞 李艳雨 +1 位作者 于海旭 耿惠 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2018年第12期130-134,共5页
针对传统的电器电磁系统实验是静态实验、不能反映整个系统参数随时间变化的规律的问题,开发了基于Simulink的电磁系统动态特性仿真实验平台,建立了电路模型、磁路模型和运动方程模型。以电磁系统的气隙磁通、触头运动速度、触头接触力... 针对传统的电器电磁系统实验是静态实验、不能反映整个系统参数随时间变化的规律的问题,开发了基于Simulink的电磁系统动态特性仿真实验平台,建立了电路模型、磁路模型和运动方程模型。以电磁系统的气隙磁通、触头运动速度、触头接触力和电磁吸力动态变化实验为例,给出仿真实验结果。该实验可以帮助学生理解电磁机构的动态变化过程,可以有效地补充传统的电器实验内容。 展开更多
关键词 电磁机构 动态特性 仿真实验
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计及偏置磁场变化的磁致伸缩逆效应能量平均磁滞模型 被引量:1
8
作者 黄文美 房昱同 +2 位作者 刘雨欣 郭萍萍 冯晓博 《电工技术学报》 北大核心 2025年第9期2840-2851,共12页
磁致伸缩器件的输出特性通常表现出对偏置条件很强的依赖性,现有的磁致伸缩本构模型难以直接表征偏置磁场动态变化时材料的磁化过程,为了指导磁致伸缩材料在应力激励下的应用,建立能够反映偏置磁场变化的磁致伸缩逆效应磁滞模型具有重... 磁致伸缩器件的输出特性通常表现出对偏置条件很强的依赖性,现有的磁致伸缩本构模型难以直接表征偏置磁场动态变化时材料的磁化过程,为了指导磁致伸缩材料在应力激励下的应用,建立能够反映偏置磁场变化的磁致伸缩逆效应磁滞模型具有重要意义。该文首先基于自由能理论引入材料钉扎系数,得到应力依赖的不可逆磁滞分量Mirr和λirr,建立考虑磁滞行为的磁致伸缩材料逆效应本构模型;其次基于磁路等效理论引入偏置磁场与磁阻的非线性相关项,将模型拓展为计及偏置磁场变化的能量平均磁滞模型;最后基于实验数据,采用引入非线性自适应步长因子的改进布谷鸟灰狼算法提取模型参数。模型计算结果与实验数据对比表明,所建模型能够准确描述磁致伸缩材料在恒定以及非恒定偏置磁场条件下的磁通密度-应力响应和应变-应力响应,为磁致伸缩逆效应在力磁传感与能量收集等领域的应用提供理论指导。 展开更多
关键词 磁致伸缩逆效应 偏置磁场 能量平均磁滞模型 磁路模型 参数辨识
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电动汽车动力锂离子电池可靠性关键技术综述 被引量:4
9
作者 何文轩 耿磊 姚芳 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期183-196,共14页
随着动力锂离子电池在电动汽车行业发挥关键性作用,保证其工作可靠性已成为当下研究热点。文中综述锂离子电池材料和制造工艺;详细归纳总结电池状态估算方法以及剩余寿命预测方法,并讨论各种方法的优缺点;从电池管理系统层面,先后梳理... 随着动力锂离子电池在电动汽车行业发挥关键性作用,保证其工作可靠性已成为当下研究热点。文中综述锂离子电池材料和制造工艺;详细归纳总结电池状态估算方法以及剩余寿命预测方法,并讨论各种方法的优缺点;从电池管理系统层面,先后梳理均衡管理系统和热管理系统相关知识;从电动汽车混合储能系统层面阐述实际工况下性能退化机理及相关技术。最后总结电动汽车动力锂离子电池与可靠性相关的四个方面关键技术的现状,并展望未来发展可能。 展开更多
关键词 锂离子电池 状态估算 剩余寿命预测 均衡管理 热管理 混合储能
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基于竞争失效的低压开关电器可靠性建模方法研究 被引量:7
10
作者 赵成晨 李奎 +2 位作者 郝运佥 黄少坡 刘政君 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第21期7094-7106,共13页
低压开关电器在其运行过程中同时存在退化失效模式和偶然失效模式,两者实质上是竞争失效的关系。根据低压开关电器失效模式和失效规律的特点,提出基于竞争失效的低压开关电器可靠性建模方法,解决低压开关电器难以实现全面可靠性评估的... 低压开关电器在其运行过程中同时存在退化失效模式和偶然失效模式,两者实质上是竞争失效的关系。根据低压开关电器失效模式和失效规律的特点,提出基于竞争失效的低压开关电器可靠性建模方法,解决低压开关电器难以实现全面可靠性评估的问题。将累积电弧侵蚀量作为退化特征量,采用带漂移的一元线性维纳(Wiener)过程描述电性能退化过程,采用指数分布描述偶然失效。首先仿真产生偶然失效寿命,并基于Wiener过程仿真产品累积电弧侵蚀量,得到产品的竞争失效寿命,然后建立基于竞争失效的低压开关电器可靠性模型,采用极大似然估计方法进行模型参数估计,最后在不同失效情况下进行基于退化失效、基于偶然失效和基于竞争失效建模方法的可靠性评估,实现不同失效情况下的低压开关电器可靠性评估。通过模拟试验从理论上验证了基于竞争失效的低压开关电器可靠性建模方法能够全面、客观和准确地评估产品可靠性,并且在不同的失效情况下可以根据实际需求选择不同的可靠性建模方法,对低压开关电器可靠性分析具有指导意义。 展开更多
关键词 低压开关电器 竞争失效 退化失效 偶然失效 主失效模式
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400 Hz大容量低压双分裂中频变压器电磁设计及磁热性能仿真研究
11
作者 田凤奇 杜振斌 +2 位作者 汪友华 王建民 石建 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第6期140-150,共11页
频率和容量的升高会使中频变压器的电气性能和结构发生较大变化,其磁热问题较为突出。为了保证中频变压器安全稳定地运行,该文以一台百兆瓦级400 Hz中频变压器作为研究对象,首先,利用参数扫描法进行了中频变压器的电磁设计,并与工频变... 频率和容量的升高会使中频变压器的电气性能和结构发生较大变化,其磁热问题较为突出。为了保证中频变压器安全稳定地运行,该文以一台百兆瓦级400 Hz中频变压器作为研究对象,首先,利用参数扫描法进行了中频变压器的电磁设计,并与工频变压器进行了对比分析,发现中频变压器空载损耗较大;其次,为了验证设计结果的准确性,利用有限元软件对中频变压器的磁场分布、短路阻抗及温度场分布进行了计算与分析;再次,通过对变压器绕组进行二维精细化建模与仿真分析,得到了铁心和绕组的热点位置,并根据磁热分布结果得到了铁心空载损耗较大会导致局部过热风险的结论;最后,为了降低铁心损耗和防止局部过热,增设铁心油道数量进行局部过热控制。仿真结果表明,采用双油道设计方案时,铁心的磁、热性能均满足产品设计要求。该研究可为今后对中频变压器的磁热设计提供参考。 展开更多
关键词 中频变压器 电磁设计 电磁场 温度场 空载损耗 局部过热控制
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基于动态摩擦因数反演的直线推进电磁能装备的运动特性
12
作者 赵文月 闫荣格 +2 位作者 杨庆新 王学谦 赵浩凯 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1685-1694,共10页
枢轨间的动态摩擦力是影响轨道式直线推进电磁能装备运动特性的重要因素之一。但在极端电磁热力冲击工作条件下,摩擦因数的实时原位测量极具挑战,因此目前研究中枢轨间的摩擦因数大多采用定常值。为了提高数值模型的计算精度,该文提出... 枢轨间的动态摩擦力是影响轨道式直线推进电磁能装备运动特性的重要因素之一。但在极端电磁热力冲击工作条件下,摩擦因数的实时原位测量极具挑战,因此目前研究中枢轨间的摩擦因数大多采用定常值。为了提高数值模型的计算精度,该文提出基于动态摩擦因数反演的直线推进电磁能装备运动特性研究方法。首先,根据电磁推进实验可观测数据与电枢动力学正演模型,建立基于改进动态粒子群优化算法(DPSO)的枢轨间摩擦因数与轨道电感梯度的反演模型,得到其时空特性。然后,在此基础上建立枢轨瞬态电磁热力耦合有限元模型,分析动态摩擦因数对装备运动特性的影响。最后,通过实验验证该文考虑动态摩擦因数的方法可大大提高有限元模型的计算精度,为进一步对电磁能装备可靠性预测和结构优化设计提供理论参考,并为极端工况下材料特性实时原位测量提供新的解决思路。 展开更多
关键词 直线推进电磁能装备 动态摩擦因数 参数反演 动态粒子群优化算法 运动特性
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用于测厚和裂纹检测的正交横波电磁超声换能器仿真分析及实验研究 被引量:6
13
作者 刘继伦 刘素贞 +2 位作者 金亮 张闯 杨庆新 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期2686-2697,共12页
垂直入射的横波在测厚时具有较高的灵敏度,但检测裂纹常需采用斜入射方式,单个换能器无法同时进行这两种检测。该文设计了一种正交横波电磁超声换能器(EMAT),通过两个蝶形线圈在铝板中激发正交偏振的横波,提出在脉冲回波模式下利用两个... 垂直入射的横波在测厚时具有较高的灵敏度,但检测裂纹常需采用斜入射方式,单个换能器无法同时进行这两种检测。该文设计了一种正交横波电磁超声换能器(EMAT),通过两个蝶形线圈在铝板中激发正交偏振的横波,提出在脉冲回波模式下利用两个线圈接收信号的声时信息和幅值差,同时进行测厚、检测裂纹并确定裂纹方向的方法。建立正交偏振EMAT三维有限元模型,对横波声场与裂纹缺陷的相互作用进行仿真,研究线圈间距、裂纹尺寸对正交声场和信号幅值差的影响。仿真和实验结果表明:正交横波EMAT通过一次检测可以同时实现测厚、裂纹检出及裂纹方向定位,为腐蚀减薄和裂纹等缺陷的在线检测提供了新方法。 展开更多
关键词 偏振横波 厚度测量 裂纹检测 正交电磁超声换能器
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电磁式漏电断路器的空间磁场抗扰分析及屏蔽结构设计 被引量:8
14
作者 李奎 李常宇 +2 位作者 牛峰 罗晨 武一 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期2161-2169,共9页
漏电断路器作为低压配电系统中重要的保护装置,主要用于防止漏电火灾事故发生和保护人身触电安全。电磁式漏电断路器在受到外界磁场干扰时,会引起漏电保护工作特性的变化甚至损坏。通过分析电磁式漏电断路器工作特性,发现磁脱扣器对外... 漏电断路器作为低压配电系统中重要的保护装置,主要用于防止漏电火灾事故发生和保护人身触电安全。电磁式漏电断路器在受到外界磁场干扰时,会引起漏电保护工作特性的变化甚至损坏。通过分析电磁式漏电断路器工作特性,发现磁脱扣器对外界磁场最为敏感,平行于磁脱扣器磁路平面方向的外界磁场对其影响最大;进行了漏电断路器内部导体结构的最优设计,内部导体与磁脱扣器磁路在同一平面内时导体中负荷电流产生的磁场对磁脱扣器的影响最小;设计了一种用于降低磁场干扰的磁脱扣器屏蔽罩,并分析了不同导磁屏蔽材料及结构等对其屏蔽效果的影响。通过对电磁式漏电断路器内走线的优化设计和磁脱扣器的磁屏蔽设计,有效降低了外界磁场和内部负荷电流对电磁式漏电断路器的影响,提高了其抗空间磁场干扰的能力,并通过了实验验证。 展开更多
关键词 漏电断路器 磁脱扣器 空间磁场干扰 磁场屏蔽 屏蔽罩
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考虑性能退化的IGBT模块可靠性度量模型 被引量:3
15
作者 李玲玲 孙进 张鑫保 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期930-935,共6页
提出了一种考虑性能退化因素的IGBT模块可靠性度量模型,该模型以广义应力-强度干涉模型为基础,同时考虑了应力和强度间的相关性以及使用过程中强度的退化性问题。分析了IGBT模块失效原因和失效类型,通过功率循环加速老化试验获取IGBT模... 提出了一种考虑性能退化因素的IGBT模块可靠性度量模型,该模型以广义应力-强度干涉模型为基础,同时考虑了应力和强度间的相关性以及使用过程中强度的退化性问题。分析了IGBT模块失效原因和失效类型,通过功率循环加速老化试验获取IGBT模块的退化数据,并选用Gamma分布来描述IGBT模块性能退化参数的退化过程;最后,根据广义应力-强度干涉模型求取某种应力环境下对应的IGBT模块可靠度,建立了广义应力与广义强度间的关系,计算得到IGBT模块在某种应力环境下的可靠度区间值。计算结果表明,与现有的可靠性度量模型相比,该方法能够实现IGBT模块可靠性度量,可应用于IGBT模块的器件选型。 展开更多
关键词 IGBT模块 加速老化试验 GAMMA分布 广义应力-强度干涉模型 可靠性度量
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基于马尔可夫过程的漏电保护器服役状态及其可靠性分析 被引量:5
16
作者 李奎 郝运佥 +2 位作者 赵成晨 戴逸华 管瑞良 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第18期5061-5076,共16页
漏电保护器在实际服役过程中可能会发生故障,但诱发其故障暴露的激励条件不具备时,其故障并不能显现出来。针对这一问题,提出一种计及隐藏故障的漏电保护器运行状态划分方法,建立基于马尔可夫过程的运行状态转移模型,实现漏电保护器的... 漏电保护器在实际服役过程中可能会发生故障,但诱发其故障暴露的激励条件不具备时,其故障并不能显现出来。针对这一问题,提出一种计及隐藏故障的漏电保护器运行状态划分方法,建立基于马尔可夫过程的运行状态转移模型,实现漏电保护器的实际服役状态准确描述;设计基于蒙特卡洛法的漏电保护器可靠性仿真模型,以漏电故障频次、漏电流大小、保护器可靠性水平和运行时间为主要变量,对无检查和有检查下漏电保护器的状态概率进行仿真分析,确定了保证供电系统可靠性和安全性条件下的最低定期检查频次。该方法适用于不同可靠性水平的漏电保护器的分析与评估,对其定期检查策略的制定具有指导意义。 展开更多
关键词 漏电保护可靠性 激励响应法 马尔可夫过程 定期检查 服役可靠性
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光伏低压直流断路器电磁脱扣器静态特性分析 被引量:3
17
作者 苏秀苹 李沛原 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第7期273-278,共6页
对于光伏发电系统的保护,低压直流断路器具有举足轻重的地位。文章对光伏低压直流断路器电磁脱扣器的静态特性进行了分析,在有限元分析软件ANSYS中建立了电磁脱扣器的三维模型,并进行加载、求解,从而得到了不同电流、不同气隙下动铁心... 对于光伏发电系统的保护,低压直流断路器具有举足轻重的地位。文章对光伏低压直流断路器电磁脱扣器的静态特性进行了分析,在有限元分析软件ANSYS中建立了电磁脱扣器的三维模型,并进行加载、求解,从而得到了不同电流、不同气隙下动铁心所受电磁吸力大小的二维静态特性曲线图。之后对有限元分析软件ANSYS进行了二次开发,得到了动铁心所受电磁吸力在不同结构参数下的变化曲线并给出了相应的解释,同时根据结构参数变化对初始位置电磁吸力的影响为各参数提出了相应的公差建议。 展开更多
关键词 光伏 直流断路器 电磁脱扣器 静态特性 电磁吸力 公差建议
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基于智能优化算法的高频变压器电磁结构优化设计 被引量:2
18
作者 赵志刚 白若南 +2 位作者 陈天缘 贾慧杰 刘朝阳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期5610-5625,共16页
高频变压器(HFT)作为电力电子变换器等功率变换装备的核心部件,其优化设计是实现高功率密度、高效率和高可靠性的重要环节。为有效解决高频条件下显著的涡流效应和复杂紧凑的结构使变压器损耗难以准确计算、针对绝缘设计裕量不足的问题... 高频变压器(HFT)作为电力电子变换器等功率变换装备的核心部件,其优化设计是实现高功率密度、高效率和高可靠性的重要环节。为有效解决高频条件下显著的涡流效应和复杂紧凑的结构使变压器损耗难以准确计算、针对绝缘设计裕量不足的问题,本文提出计及高频效应和结构效应的电磁场建模方法,构建了高频变压器多目标协同优化设计方案。首先建立了低成本与高效率兼备的磁心损耗计算模型。其次,根据面积等效原理推导了考虑绕组结构效应的近似Dowell模型,实现绕组损耗的高精度计算。然后提出了考虑绕组端部效应和频率影响的漏感计算模型,减小漏感对于结构和频率的依赖性。在此基础上,采用一种新型多重绝缘结构,提高绕组间的绝缘耐压水平。最后,基于改进的非支配排序遗传算法(INSGA-Ⅱ)和自由参数扫描法建立了高频变压器的优化设计流程,根据筛选的最优设计方案研制了一台高频变压器样机。 展开更多
关键词 高频变压器 自由参数扫描法 改进的非支配排序遗传算法(INSGA-Ⅱ) 优化设计 结构效应
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深度与形貌检测的仿生磁致伸缩触觉传感器设计及实验测试 被引量:1
19
作者 孙英 郭腾蛟 李笑 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期214-223,共10页
物体表面形貌深度信息对于智能机器人检测物体表面特征、人机交互具有重要意义。受动物毛发感知机理启发,设计了一种新型仿生磁致伸缩触觉传感器单元及阵列;基于逆磁致伸缩效应、欧拉-伯努利梁理论和胡克定律,推导了深度检测的输出电压... 物体表面形貌深度信息对于智能机器人检测物体表面特征、人机交互具有重要意义。受动物毛发感知机理启发,设计了一种新型仿生磁致伸缩触觉传感器单元及阵列;基于逆磁致伸缩效应、欧拉-伯努利梁理论和胡克定律,推导了深度检测的输出电压模型。仿真研究确定了最佳偏置磁场和阵列间距,实验测试了传感器单元在静态和动态下的输出特性,在0.05~4.8 mm深度检测范围内,灵敏度为185.72 mV/mm,响应时间和恢复时间分别为31 ms和43 ms,且具有良好的重复性,传感器阵列中单元之间输出电压的耦合影响不超过2.4%。将传感器单元及阵列安装在机械手上,选择合适的滑动速度滑过不同物体表面时,根据输出电压波形精确测量各种深度和形貌,结果表明该传感器单元和阵列可为深度与形貌检测提供参考。 展开更多
关键词 深度检测 形貌检测 逆磁致伸缩 触觉传感器
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考虑任务剖面的模块化多电平换流器可靠性评估方法研究 被引量:17
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作者 王希平 李志刚 姚芳 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期2495-2506,共12页
模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMCs)的高可靠性是确保整个柔性化直流输电系统安全可靠运行的关键。由于实际MMC系统受风能等新能源的随机性、间歇性影响,IGBT结温长期处于剧烈波动状态,常规电力电子设备可靠性评估... 模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMCs)的高可靠性是确保整个柔性化直流输电系统安全可靠运行的关键。由于实际MMC系统受风能等新能源的随机性、间歇性影响,IGBT结温长期处于剧烈波动状态,常规电力电子设备可靠性评估方法已无法满足换流器设计的高可靠性要求。文中提出一种考虑任务剖面的MMC系统可靠性评估方法。首先,基于实测风速数据分析风电场接入的25MW MMC系统运行工况下一年的输出功率,同时在功率器件结温预测中考虑基频结温波动的影响;通过雨流算法进行热荷载统计,以便于应用寿命模型,从而得到功率器件静态累积损伤。考虑寿命模型参数和器件参数的随机性和波动性,采用Monte-Carlo仿真建立器件寿命分布模型;以子模块中器件级可靠性分析为基础,通过可靠性方框图建立系统级可靠性模型,进而对不同冗余子模块的MMC系统进行可靠性分析。研究结果表明,本方法可为MMC系统可靠性量化评估和系统高可靠性设计提供理论指导。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 柔性直流输电 任务剖面 Monte-Carlo 可靠性评估
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