摘要：针对高压架空线路状态监测传感器的电源瓶颈问题,利用温差发电技术收集线路接续金具热能是一种极具前景的供电方案。明确线路运行条件对温差发电性能的影响是保证传感器可靠供电的重要前提。设计了一种模拟接续金具不同操作条件的温差发电实验平台,在实验室环境下,分析不同因素对温差发电输出特性的影响,包括负荷电流、环境温度、日照强度、风速和风向等,并进行温差发电功率的回归分析。研究结果表明,温差发电功率与负荷电流呈正相关关系,与日照强度呈负相关关系,随风速和环境温度的增加呈现先增大后减小的趋势,而与风向之间无明显变化规律。该研究为基于温差发电技术的高压架空线路状态监测传感器电源设计提供了重要参考。

摘要：结-环境热网络模型可结合环境温度估计功率器件结温变化,是评估器件散热能力与剩余寿命的重要基础。然而,传统结-环境热网络模型一般假设器件在稳定环境下工作,忽略了环境对流随机性对器件的影响,难以有效反映结温的变化特性。为此,该文提出一种计及环境对流随机性的结-环境热网络模型。该模型首先利用器件历史损耗和温度数据,得到散热器与环境之间的对流热阻样本;再通过小波包变换和马尔可夫链方法,实现对流热阻的随机模拟;最后在指定的电流和环境温度下,模拟器件结温的随机变化。为了验证模型有效性,以功率MOSFET为对象,设计功率器件的随机对流实验平台。实验结果表明,该文所提模型可有效地描述器件结温在随机对流作用下的不确定性变化,能够为器件热安全评估与寿命预测方法发展提供更加真实有效的数据支撑。

摘要：针对分立型功率器件构成的逆变电路,提出了一种基于器件壳温估计的动态限流方法。该方法首先构造了器件壳温估计的非线性热路模型;再建立了用于辨识该模型热学参数的目标函数,并通过原对偶内点算法对目标函数进行了求解;最后利用模型估计得到的器件壳温,实现逆变电路的动态限流。设计了相关实验平台,对所提方法进行了实验验证。相关结果表明,非线性热路模型能够有效描述功率器件壳温的动态变化,参数辨识可有效获得难以理论计算的热路模型参数。所提动态限流方法能够有效提升器件的热安全性和逆变电路的带载能力。相比传统逆变电路动态限流方法,所提方法无需实时测量器件壳温。因此当器件壳温测量不可靠时,所提方法具有明显优势。

摘要：为了实现永磁同步电机低速段无位置传感器控制系统对转子位置的快速跟踪和对转速信号的低噪声估计,该文提出了一种基于锁相环与滑模观测器的双位置观测器控制方法。该方法利用两组坐标变换实现了高频信号注入过程与磁场定向控制的解耦,通过改变滑模观测器增益与转速环闭环带宽的方式实现稳态时低噪声、暂态时低延迟的信号估计。控制器参数基于闭环带宽进行设计,避免了低通滤波器的使用,从而简化了控制系统。针对带宽切换过程,该文提出了一种切换策略,利用转速环与滑模观测器中的积分环节,实现了平滑的带宽切换。最后通过实验验证了所提方法的有效性。

摘要：为计算不同载流时的高压架空导线径向温度,利用径向热平衡原理,提出了基于状态方程形式的径向温度热路模型。根据几何分析,提出了径向环状截面内导线的热功率及热容计算方法。通过线性回归方法,对模型中不同截面内导线的径向热阻进行了灰箱辨识。为验证模型准确度,设计了径向温度梯度测量的实验平台,在实验室内对加载不同电流情况下的导线径向温度进行了实测。通过Simulink对径向热路模型进行了仿真,仿真与实验结果的对比表明,自然对流条件下,热路模型平均误差小于3.16%,能够用于计算不同电流时的导线径向温度梯度。

摘要：不同电流时的高压架空导线轴向温度分布对输电系统安全运行具有重要意义。根据热平衡原理,提出了基于状态方程形式的轴向热路模型。为验证模型精度,设计了导线温度测量实验平台,利用接续管使实验导线轴向产生温度分布,在自然对流条件下对不同电流时的LGJ—400导线和LJG—240导线轴向温度进行了实测。利用线性回归方法,对模型中导热热阻和对流热阻进行了灰箱辨识。热阻辨识结果表明在环境条件相对稳定时,随着导线电流及平均实验数据所用时间窗长度的增加,导线导热热阻呈增大趋势,对流热阻呈减小趋势。通过求解轴向热路模型时域响应,得到了导线温度分布计算值。与实验结果对比表明,热路模型计算结果平均误差在3%以内,精度高于IEEE标准模型,能够用于计算自然对流下LGJ—400导线和LJG—240导线的轴向温度分布。

摘要：为克服架空导线径向热参数难以理论计算的问题,基于径向导热时间常数及导线载流温升变化率两类热路参数,建立了状态方程形式的导线径向热路模型。利用模型响应构造了热路参数辨识的非线性目标函数,通过内点法求得参数辨识最优解。根据辨识结果建立了模型参数与载流量函数关系的拟合多项式。设计了架空导线径向温升实验平台,在自然对流条件下对LGJ–400导线温升过程进行了实测。研究结果表明:架空导线径向温差及各层导线载流温升变化率均随载流量的提高呈增大趋势,径向导热时间常数变化不呈明显单调性规律;所提模型的最大平均相对误差为2.12%,IEEE标准计算模型最大平均相对误差高达9.19%。故径向热路模型具有更高计算精度,可用于估计自然对流条件下的导线径向温度分布。

摘要：在环境随机对流作用下,全密封变换器的功率器件热安全性难以准确判断,影响了变换器负载能力评估的有效性。为此,文中提出一种随机对流条件下的全密封变换器负载能力动态评估方法。该方法首先基于历史运行数据和热网络模型,提取变换器外壳对流热阻的随机样本;再通过小波包变换和马尔科夫链原理,对外壳对流热阻的变化进行随机模拟;接着基于对流热阻模拟序列和不同负载电流等级,模拟功率器件的结温波动情况;最后基于皮尔生长函数,计算功率器件过温风险,实现变换器最大负载电流动态评估。以全密封H桥变换器为对象,设计一个环境对流可控的实验平台。实验结果表明,所提方法能够有效提升全密封变换器运行的可靠性与经济性。

摘要：为了加深对复杂流动混合现象的认识,为化工设备设计提供理论基础,用大涡模拟方法对可压缩气体混合层进行了三维数值模拟。计算结果显示了混合层流动的三维瞬态发展过程以及流动过程中涡的产生、生长、破裂以及涡列的形成与各涡的合并过程,揭示了可压混合层三维演变过程中同样具有自相似性,计算结果与实验结果相符。通过对混合层初始状态条件下不同扰动和不同初始速度比的计算表明:随机扰动量对混合层的失稳演变过程影响最大,而大混合层速度比同样可使混合层失稳加剧并提前。

摘要：该文针对应用于高精度伺服的单边平板式永磁同步直线电机提出了一种齿部不等宽的结构,通过有限元法分析了不同设计参数对电机推力品质的影响,验证了所提结构的优越性。针对具有大量参数的多目标优化问题,采用分层优化的策略,先通过Taguchi筛选敏感参数,再由中心复合设计(Central composite design,CCD)构建基于敏感参数的响应面(Response surface method,RSM)模型进行优化。通过仿真分析,对比初始结构参数,验证了所提优化方案的有效性。