8/20μs雷电流测量用罗氏线圈骨架截面研究

根据8/20μs雷电流的特性,在分析Rogowski线圈测量原理的基础上,结合对其动态特性的仿真,得出长方形骨架截面比圆形骨架截面误差更小的结论。并设计了骨架截面宽长比为4的自积分Rogoswki线圈,较好的满足了自积分式Rogoswki线圈测量精度的要求,证明了Rogoswki线圈适合于对快速变化的大幅值雷电流的测量。最后分析了造成Rogoswki线圈测量误差的主要原因。     

大功率谐振式无线电能传输线圈仿真优化研究

为优化大功率谐振式无线电能传输(wireless power transmission,WPT)系统线圈设计,提高系统传输效率,分析了电流源供能的两线圈串串拓扑结构的等效电路模型,提出了优化平面圆形线圈的4个方面,即更多的线圈匝数、更大的线圈半径、更近的传输距离以及合适的负载大小,并利用COMSOL软件进行仿真验证;利用COMSOL软件还获得了收发线圈在谐振时各自的磁场分布图,从而能够全面、直观地优化谐振式WPT系统线圈设计,实现大功率谐振式WPT系统的高效率传输。结果表明:通过增加线圈匝数、增大线圈平均半径、减小传输距离、选择合适负载对线圈进行优化,并且考虑将平面圆形线圈内外径之差尽可能减小,能够提升谐振式WPT系统的传输效率。     

用于测量工频和雷电流罗氏线圈的研制

针对带磁芯的罗氏线圈测试大电流时候出现磁饱和现象导致线性度差以及空心罗氏线圈测量小电流时候增益不大、测试不准等问题,利用柔性罗氏线圈、积分电阻、高输入阻抗有源放大器等部件研制出了一种用于检测雷电流与工频电流的宽带有源柔性线圈。当存在雷电电流或工频大电流作用于测试通道时,将直接由采集示波器采集通道中电流的幅值以及波形;当存在微小工频电流信号作用于测试通道时,线圈与外积分电路配合使用可用于检测微弱的工频电流。做实验之前,先用multisim软件对罗氏线圈等效电路进行仿真,根据仿真结果来制作、测试线圈。线圈研制完成之后,分别使用短路电流波以及不同大小的工频电流来测试线圈测量的误差率,柔性罗氏线圈对工频小电流和雷电流的测量起到一定的工程应用价值。     

电涌保护器之间退耦线圈的选用

从直导线和螺线管的电感公式,推导出直导线与空心和磁芯线圈之间的电感等效公式,根据这些公式可以确定退耦线圈的各项参数。结合国家相关规范,举例计算了几种常用导线的等效退耦线圈的参数,分析了电涌保护器之间退耦装置的作用和选用原则。讨论了两种常见雷电脉冲波形对电感的影响,结果表明:首次雷击波形由于波头陡度较大,电流增大会引起线圈的电感量减小;而长时间雷击波形近似于阶跃波,电流可以认为是恒定的,电流对线圈电感量的影响可以忽略。     

双谐振固态特斯拉线圈的制作

本文在SSTC的基础上增加一个谐振电容,去掉变压器和打火器,制作出了双谐振固态特斯拉线圈(DRSSTC)。这种特斯拉线圈相比SSTC线圈,性能有了很大提升。它在次级电感量80810μH、对地等效电容容量13.527pF、次级谐振频率为152.225kHz的条件下,并且当电压和电流分别为125.0V和2.652A时,产生的最大电弧弧长为26.2cm。双谐振固态特斯拉线圈在实际中也有应用的潜力,可以实现信号调制以及通过谐振接收能量进行无线输电等。     

基于Labview和DDS的磁场发生装置的研制

本文设计了一种用于医疗、教学和科普的磁场线圈驱动装置。磁场线圈驱动装置采用了以DDS模块制作的电流源来驱动Helmholtz线圈产生磁场,实现了定点输出。并使用Lab VIEW编写上位机软件,通过单片机控制,进而简化用户操作。     

110kV输电线路加装限流线圈耐雷水平计算研究

提出在110 kV线路杆塔横担与避雷线之间加装限流线圈,以提升线路耐雷水平的防雷方法。为验证其防雷效果,建立了限流线圈有限元模型,精确计算了线圈的分布参数,搭建了考虑线圈分布参数模型的110 kV线路落雷模型,研究了线圈电感、对地电容及匝间电容对计算结果的影响,结果表明:合适的限流线圈电感为0. 1 m H,无需人为补偿对地电容及匝间电容,加装电感为L0的限流线圈后,入地雷电流陡度下降了28. 8%,线路耐雷水平提升了12. 0%。最后,根据计算结果,提出了限流线圈结构优化设计方案,计算了55 kA雷电流下限流线圈场强分布变化,验证了装置的可行性。     

基于聚焦频域激电法的盾构施工地质预报系统

针对盾构法施工时开挖仓封闭,地质预报实施难的问题,设计一种基于聚焦电流法和频域激电法的超前地质预报方法,可实现低功率下探测电流的发射和有效接收。为了提高测量精度和稳定性,引入电流测量线圈实现探测电流的有效聚焦,解决了聚焦电流法中易产生的欠聚焦和过聚焦问题。本文介绍了聚焦电法和频域激电法的原理以及二者结合后的优势,建立了6 m级土压平衡盾构机的二维轴对称模型,并计算理论探测深度。依据本文所研究的地质预报方法,对大连地铁5号线08标(后盐站—后关村站)使用的土压平衡盾构机进行针对性设计,实现聚焦频域电法在盾构机上的搭载以及施工过程中的实时预报应用。通过对预报结果的分析以及施工过程中的不断验证,该方法基本达到预期目标,多次实现对掌子面前方不良地质的准确预报,具有很大的推广和应用价值。     

一种抗强工频磁场干扰的泄漏电流传感器设计

针对特高压变电站避雷器泄漏电流数据采集不准确的问题,在实验室内搭建工频磁场仿真环境,对不同结构的电流传感器进行工频磁场采集精度试验,选取一种抗干扰能力最好的线圈结构进行设计.设计一种双线圈泄漏电流传感器,经实验室和现场测试,结果表明该传感器在强工频磁场干扰下采集误差≤±2％,满足泄漏电流采集技术规范要求.     

助推线圈对电磁成形大型铝合金板材流动性的影响

传统拉深工艺加工铝合金板件时,板件易发生破裂,电磁成形是利用电流通过线圈产生的磁场与板件感应相互排斥来拉深成形.本文受到电磁辅助脉冲拉深的启发,提出将线圈分散化的构思的大型铝合金板材电磁脉冲助推拉深成形,利用小线圈分布在大型板材的法兰区域来,为板材成形过程提供径向推力,增加板材法兰区的流动性.