脉冲高功率耗能电阻热阻抗模型与系统动态仿真分析

直流耗能电阻运行过程中受到脉冲高功率冲击,热特性迥异于目前普遍的稳态发热的电力电子装置,需要采用新的温度计算模型和系统设计方法。为此提出了基于热学原理的温变等效热电模型,讨论分析边界条件、材料属性和尺寸对直流耗能装置温度的影响规律,并提出优化措施。建立了自然冷却和水冷2种方式的直流耗能电阻动态系统仿真模型,其中自然冷却系统采用随温度变化的辐射和自然对流热阻模型,有效提升了模型的精度,并通过试验验证;采用瞬态热源与准稳态冷却系统耦合策略,将直流耗能电阻与水冷冷却系统模型有效集成,进行系统动态仿真分析,并提出直流耗能电阻冷却系统最优功率设计方法。该方法提出的仿真模型和冷却系统设计方法性能优异,满足工程应用需求。     

热光伏发电系统电池温控试验研究

热光伏发电系统中光伏电池运行温度是电池光电转换效率的影响因素之一,滤光片能有效降低电池表面温度。为了控制电池运行温度,设计了风冷装置和水冷装置,并通过实验发现在风冷装置中随着风扇功率的增大,电池背面温度逐渐降低,但当风扇功率达到一定值后,继续加大风扇功率,电池背面温度变化很小。在同等辐射器温度下,对比风冷,水冷可以使电池片背面温度降低到更低的值,电池冷却效果越好,电池的输出功率越高。     

六回路环形炉膛循环流化床结构布置实验研究

针对新型超(超)临界循环流化床锅炉炉型——环形炉膛六回路循环流化床进行冷态实验研究,考察结构布置对炉膛内颗粒浓度轴向分布和六循环回路间气固流动不均匀特性的影响。实验结果表明,悬吊屏布置、六分离器对称布置方式和环形炉膛内环结构均对环形炉膛颗粒浓度轴向分布影响很小;布置悬吊屏、将六分离器布置方式由轴对称改为中心对称以及将环形炉膛内环结构由双水冷柱改为单水冷柱均对六回路循环流率的不均匀分布有改善作用,但改善作用有限且不改变六回路循环流率的分布规律;通过与已有的研究对比,推断出影响六回路循环流率分布均匀性的关键结构因素可能在于两端分离器的布置方式和炉膛外环切角结构。     

10 kV电缆熔融接头制作过程的热-力仿真分析

通过建立电缆绝缘熔融接头的热-力仿真模型,对比水冷、风冷两种冷却方式的流体温度与流速的差异对熔融接头内部应力分布的影响,以及新交联的交联聚乙烯与旧的交联聚乙烯的材料性能差异对其应力分布的影响。结果表明：水冷的参数变化对于熔融接头绝缘层的应力影响较大,应力分布集中存在于新、旧绝缘层界面附近,并且材料性能差异依然导致相似的应力分布。     

混合励磁磁通切换直线磁悬浮电动机的温升特性分析

针对混合励磁磁通切换直线磁悬浮电动机(HEFSLMSM)的特殊结构,深入分析不同工况下的温升特性。研究HEFSLMSM的结构及其运行原理,建立三维稳态温度场数学模型和边界条件方程。考虑电动机各部分热交换的情况,确定各材料的导热系数以及电动机不同部分的对流换热系数。通过有限元方法计算电动机的铜耗与铁耗,并求出相应的生成热。在有限元软件中计算出自然散热情况下空载及负载时的温度变化。在原模型的基础上进行冷却系统的设计,分别计算安装冷却装置后不同工况下的温度场分布。通过自然风冷和强制水冷条件下的温度对比,证明了冷却装置设置的合理性和可行性。     

磨煤机加载装置用电磁铁的设计

磨煤机作为火力发电厂中制粉系统的核心设备,其加载装置是影响磨煤机磨粉质量的关键设备.针对目前磨煤机加载装置的制造成本高、材料磨损快等问题,采用电磁结构,提出并设计一种新型磨煤机加载装置.相较于目前加载装置具有结构简单,经济性高,环保等特点.     

基于BOTDR的传感光纤温度效应研究

为研究基于布里渊光时域反射测量（BOTDR）原理的分布式传感光纤在工程应用中的温度效应,对十种单模传感光纤在不同应力状态和布设方式下的温度系数进行了标定,并对光纤的护套、温度循环、应力状态、布设方式和附着介质等因素对光纤传感性能的影响进行了分析。试验分析结果表明：不同光纤外层护套材料的热膨胀率和热稳定性是影响传感光纤温度效应及其稳定性的主要原因。普通光纤频移-温度曲线大多为折线形,且在低温下（约40℃～-10℃）的温度系数大于高温时的温度系数;光纤的温度敏感性与护套上的受力状态密切相关;附着于基质上的传感光纤的温度系数是纤芯-护套-基质三者变形协调的结果。     

水冷式家用空调性能研究

本文在本公司某型号家用空调室外机冷凝器上使用了一套水冷装置使冷凝器的散热方式由风冷式变成了风水复合式,并对水冷装置中关键部件的参数进行了优化配置.实验结果表明,使用水冷装置能明显提高家用空调的制冷能效比.本文还对供水系统进行了说明,使之更实用化.     

水冷式家用空调性能研究

本文在本公司某型号家用空调室外机冷凝器上使用了一套水冷装置使冷凝器的散热方式由风冷式变成了风水复合式,并对水冷装置中关键部件的参数进行了优化配置。实验结果表明,使用水冷装置能明显提高家用空调的制冷能效比。本文还对供水系统进行了说明,使之更实用化。     

换流变阀侧套管水冷散热设计与优化分析EI北大核心CSCD

随着我国输电线路输送容量的提升,换流变阀侧套管的发热问题日益严重,为提升其长期运行可靠性,该文提出一种适用于换流变阀侧套管的强制水冷结构。采用三维电磁–热–流耦合方法对该结构套管温度分布进行仿真分析,并通过温升试验验证其冷却效果。仿真与试验结果表明,加入水冷结构后,套管内部温度下降明显,且当空气间隙为3mm、冷却水温为45℃时,温度对芯体电场影响最小。研究表明,强制水冷结构能有效解决套管发热问题,进而提高套管载流能力与运行可靠性。     

光纤光栅测量技术的应用研究

分析了高压输电线路覆冰的危害,介绍了变电站电气设备温度测量的意义。利用光纤既是传感材料又是传输材料以及抗电磁干扰等优点,引出了光纤光栅温度和应变测量系统。通过对光纤光栅传感原理的研究,结合高压输电线路和变电站电气设备的特点,设计了波分复用传感系统和C/S模式的监测系统网路结构模型,对大范围的高压输电线路和其他电气设备进行温度和应力的同时监测有参考价值。     

电动汽车用永磁电机温升及冷却的研究

本文基于一台104kW,1250r/min的电动汽车用永磁电机,设计了螺旋与Z形的水冷结构,基于流固耦合法,对两种冷却结构下电机的流体场与温度场进行分析,详细对比了两种水冷结构下的电机绕组、铁心的温升以及轴承和永磁体的温度。另外,为了进一步优化电机的冷却结构,本文设计了不同数量、宽度的水路,研究不同水路结构对电机温升的影响。最后基于设计好的水冷结构,给定不同的冷却水速,研究水流速度对电机温升的影响,并进行了不同水流速度下的温升试验。将实验值和计算值进行了误差分析,其误差在工程允许范围内,验证了冷却方案的可行性     

用半导体致冷块自制CPU散热器

电脑CPU温度过高易产生一些意想不到的故障。用了本装置即使超频，也能稳定工作。本装置的成本低于热管、水冷等冷却装置，但散热效果却好于水冷和热管式。     

液态金属限流器中电弧放电特性实验研究

电弧放电行为是影响磁收缩型液态金属限流器限流特性的关键因素之一。为了研究其电弧放电特性,设计了带有透明观察窗的单隔板实验装置,采用LC振荡回路模拟短路电流,进行了不同通孔材料下电弧行为及其演变特性的实验研究。结果表明:液态金属电弧形态发展过程可分为起弧、电弧拉伸、弧区收缩及熄弧4个阶段。另外,通孔材料侵蚀所产生的强大气压会显著影响电弧行为及限流特性,一旦腔体内部气压过大,在燃弧后期易出现电弧在电流过零前熄灭的现象,不利于限流器对短路电流的限制。相较于石英玻璃,有机玻璃和GPO-3作为通孔材料可较大程度加快电弧发展、提高电弧电压,但其材料烧蚀严重影响限流器使用寿命,未来有必要继续探索新型耐高温材料。     

集磁式OCS磁特性随温度变化的研究

温漂问题是制约集磁式光学电流传感器实用化的瓶颈之一,目前研究集中在光学器件温度特性分析与补偿方面,缺乏对传感头磁特性随温度变化的分析。实际应用中磁导率和气隙长度随温度变化,使气隙磁场强度改变并影响测量准确度,因此有必要对传感头磁特性随温度变化情况进行分析。本文分析了铁磁材料磁滞回线随温度变化的情况,并在J-A模型的基础上建立带温度系数的磁滞模型;提出热膨胀系数和磁致伸缩系数的近似表达式,修正了热膨胀和磁致伸缩对气隙长度的影响;最后建立集磁环附加温度参数和气隙参数的磁滞模型,分析磁特性随温度变化情况。基于该模型提出一种具有稳定温度特性的传感头设计方法,以铁基非晶合金为例进行了仿真和实验验证,二者结果吻合,证明了模型和设计方法的有效性。     

基于光纤光栅的GIS导体温度巡检方法与装置

针对GIS设备导体温度监测和回路过热性故障预防,在分析光纤光栅测温原理和成像解调技术的基础上,提出了一种基于光纤光栅温度传感网络的GIS导体温度巡检方案。通过现场温升试验建立了GIS导体温度测量模型并根据相关标准制定了GIS导体温度过热性故障判据。研制了可应用于不同GIS母线温度测量的便携式巡检装置,设计了温度巡检装置的硬件系统和软件系统。现场实验表明该设备工作稳定,测温精度高,对于保障GIS设备的安全稳定运行具有现实意义。     

水冷式家用空调性能研究

家用空调既是生活必需品又是耗电大户,如何节能降耗既是社会关注的问题,又是家用空调同行共同研究的课题。本文在本公司某型号家用空调室外机冷凝器上使用了一套水冷装置使冷凝器的散热方式由风冷式变成了风水复合式,对此型号空调进行了性能测试,并对水冷装置中关键部件的参数进行了优化配置。实验结果表明,使用水冷装置能明显提高家用空调的制冷能效比。本文还对供水系统进行了说明,使之更实用化。     

基于局部放电光度分布特征的开关柜采光单元优化布置方法

局部放电光测法具有灵敏度高、抗干扰性强的特点,但其检测效果受传感器部署位置影响较大,因此从光信号辐射特性和传输特性本身出发,对传感器在设备中部署位置进行优化设计。本文提出了一种基于局部放电光度分布特征的开关柜采光单元优化布置方案。首先设计了基于硅光电倍增管(SiPM)传感器的放电弱光探测装置,并利用积分球确定了装置光学检出性能与视在放电量的对应关系,结果表明对于视在放电量154.9 pC的放电,传感装置测量到其0.022 5%以上的光能后即可实现放电检出;之后建立开关柜电缆室光学仿真模型,在典型故障位置设置了放电光源,根据光学仿真结果,选择针对不同放电光源均能获得较高响应强度的位置布置传感器,为了证明该布置方案的有效性,进行了开关柜放电光学检测实验,结果表明：传感器在所选安装位置上可实现放电的有效检出。     

光纤传感元结构材料对其温度响应的影响研究

光纤传感元的结构形式和材料组成会影响温度作用下光纤的实际变形,从而影响其具体传感特性.理论分析并推导了温度作用下涂覆光纤和套塑光纤实际变形的表达方程式,定义了对应具体光纤结构的等效热膨胀系数.建立了涂覆光纤和套塑光纤的有限元仿真计算模型,具体研究了各层材料间沿轴向和径向的应力和变形分布规律.在此研究基础上分析了涂覆光纤光栅以及干涉型光纤传感器的温度响应公式的具体表达形式,研究结果同样适用于其它各类本征型光纤传感器的温度响应分析.     

基于红外传感的GIS隔离开关触头温度在线监测技术研究

为实现对触头温度的在线监测,针对GIS设备隔离开关的结构特点,提出了一种基于红外(IR)传感的适用于GIS设备触头温度在线监测的方法。因为金属导体表面发射率低,所以在金属导体触头表面涂敷高辐射涂料。针对SF6气体吸收红外光的影响,提出通过调节红外温度传感器的发射率来补偿SF6气体的吸收效应。建立了GIS试验平台,研究了SF6气体体积分数、红外滤光片和环境温度对红外测温的影响。实验结果表明,SF6气体体积分数的升高会导致红外温度传感器读数的下降,需要调低传感器的发射率进行补偿。最后根据所提方法设计了GIS设备触头温度在线监测系统。