大型接地系统接地阻抗测量的引线互感分析

接地测量引线存在互感,严重影响大型接地系统接地阻抗测量结果的准确性。首先推导了任意布线形式接地测量的互感理论模型,并基于引线互感修正项的复镜像拟合实现了模型求解。与更正的穿透深度公式的对比结果表明,复镜像法求解互感的精度较高。研究了5D-0.618法、2D-30度夹角法、90度夹角法和反向法在不同引线长度和土壤电阻率情况下的互感数值规律。结果表明:5D-0.618法和2D-30度夹角法在大型接地系统的阻抗测量时互感导致结果偏大,需要进行互感校正;反向布线法互感为负值,其互感影响程度需要结合工程实际作评估。     

高压输电线路在线监测设备无线供电磁耦合机构优化

对高压输电线路进行实时精准的在线监测是保障电网稳定运行的有效手段。磁耦合共振无线供电为解决在线监测设备供电困难的问题提供了一种可行方案,但传统磁耦合共振系统耦合程度弱,传输效率对传输距离变化敏感,总体性能欠佳。基于电路模型分析了耦合线圈互感对传输效率的影响,提出了考虑线圈与磁芯耦合影响关系的联合优化方案从而提升传输性能。仿真和实验结果验证了在同轴间距、水平和角度偏移变化时的系统效率提升。为提升磁耦合系统传输效率和距离提供了一种有效方案。     

空间尺度磁共振无线电能传输的互感特性分析

针对研究磁共振无线电能传输在空间位置上对互感特性影响未知的问题,提出了一种基于空间尺度的互感特性分析方法.该方法以圆形截面的螺旋线圈为分析对象,依据聂以曼电磁公式,采用泰勒公式展开的优化方法,推导出了空间位置上耦合线圈的互感计算公式.以推导的互感计算公式为基础,通过重构坐标系的方式减少模型空间参数,进而对次级线圈在空间范围内进行定向的俯仰分析.理论分析结果表明,当初级线圈固定于原点、次级线圈在任意空间位置上时,总能在重构坐标后找到唯一俯仰偏转角度,使得耦合线圈间互感处于最大状态.采用三维有限元分析(FEA)方法及搭建实际建模对互感计算公式及特性进行实验验证,实验结果验证了所提互感特性分析的正确性.     

动态无线电能传输系统多接收线圈正反串联结构的互感计算与优化

在磁耦合谐振式动态无线电能传输系统中,发射线圈与接收线圈之间的相对水平偏移距离将达到发射线圈边长的一半,此时线圈间互感波动非常剧烈,导致系统无法正常工作.为此该文提出了一种多接收线圈正反串联结构来减小互感波动率.首先,提出了一种矩形线圈互感计算方法,运用提出的互感计算方法,分析了该线圈结构的互感特性;其次,给出了一种互感优化方法,运用提出的优化方法,得到了满足设计要求的各线圈参数;最后,根据得到的线圈参数,研制了一套基于多接收线圈正反串联结构的无线电能传输系统,通过仿真和实验验证了所提结构与方法的正确性.结果显示,运用提出的结构,其线圈间的偏移距离在发射线圈边长一半范围内变化时,线圈间最大互感波动率仅为3.81％.     

基于线圈互感的阵列涡流传感器优化设计

线圈单元间互感一直是影响接收/发射式阵列涡流传感器准确性的干扰因素,工程实际中采用多种方法减弱线圈单元间互感对检测线圈单元的影响,但线圈单元间互感中包含缺陷信息,有效利用线圈单元间互感可以获得缺陷更多的信息,有利于缺陷的评估.运用ANSYS软件进行三维有限元仿真,利用线圈单元间互感研究了线圈单元相关参数对阵列涡流传感器检测灵敏度和空间分辨率的影响,理论上为基于线圈单元间互感的阵列涡流传感器的优化设计提供了参考.     

高铁综合接地系统接地效果验证与评价

对高铁综合接地系统的接地效果进行准确评价可为综合接地系统的设计施工及运营维护提供依据;在牵引供电系统实际组成结构的基础上,采用传输线模型,考虑保护线(PW线)和钢轨互感对分流系数及贯通地线接地阻抗的影响,推导得到符合综合接地系统实际情况的分流系数及接地阻抗的表达式;选用分流系数及接地阻抗作为衡量接地效果的评价指标,通过与遂渝线实测数据的验证对比表明,所提指标对路基段及桥梁段都有较好的评价结果;尤其对路基段的评价,能更好地与实测数据印证,减少了评价误差。     

单双层混合绕组型低互感五相容错永磁电机的电磁问题研究

单双层混合绕组型多相容错永磁同步电机具备良好的相间物理隔离、热隔离和磁隔离能力,通过改变绕组跨距角可以改善定子磁动势谐波分布,在一定程度上降低转子涡流损耗,从而更好地兼顾容错能力和运行性能。该文针对单双层混合绕组型五相容错永磁电机展开研究,基于绕组因数分析,给出该类电机极槽配合选取原则和定子磁动势谐波分布规律,以及典型方案下的谐波比漏磁导系数随绕组跨距角的变化规律。进一步研究容错齿尺寸、模块间气隙宽度、槽口宽度等尺寸对磁动势谐波分布、转矩、互感和齿槽转矩的影响,给出高功率密度、低互感和低齿槽转矩设计原则。通过与传统单、双层分数槽集中绕组电机对比,证明了单双层混合绕组电机在磁隔离能力等方面的优势。研制了五相15槽12极单双层混合绕组电机样机,通过实验对理论分析结果进行了验证。     

一种双边LCC补偿无线电能传输变换器谐振网络设计方法

针对双边LCC补偿方式的无线电能传输变换器,提出了一种谐振网络设计方法：基于抑制谐波电流、压缩磁元件体积以及在最大传输距离与最大横向偏移状态传输功率可接近额定功率的考虑,依据额定传输功率、开关频率等约束条件,确定谐振网络全部元件(包括松耦合变压器)的电参数。在此基础上提出了一种相应的带磁芯平面螺旋线圈松耦合变压器尺寸设计方案：依据松耦合变压器处于最大传输距离、最大横向偏移状态时的互感值,从理论上估算出其尺寸范围,再以少量有限元仿真搜索到其最佳尺寸。设计并制作了一台额定输出功率为4.5 kW的样机,验证了所提设计方法的正确性。