低温对油纸绝缘介电特征及换流变压器内电场分布的影响

低温条件下换流变压器油纸绝缘介电特性研究及电场分析亟待深入.建立了低温条件下油纸绝缘介电特征研究平台,采用试验研究方法,并结合仿真计算及理论推导等手段,探索了低温条件下油纸绝缘介电特征基本参量的变化规律及机制,深入分析了寒冷条件下换流变压器的绝缘裕度.试验结果表明:-50~50℃温度范围内,随温度的下降,变压器油介电常数上升而油浸纸板介电常数下降;温度对变压器油电导率的影响大于对油浸纸板电导率的影响,油浸纸板电导率与温度之间的相互关系符合非离子晶体电介质热离子电导方程;此外,根据该试验结果仿真分析了低温对换流变压器绝缘裕度的影响规律,仿真结果表明,随温度的下降,校核路径上的工频电场绝缘裕度增大,而直流电场绝缘裕度下降.研究结果有助于进一步理解低温下换流变压器油纸绝缘的介电现象及其裕度变化规律.     

BEPC Ⅱ电流引线冷却数值分析

北京正负电子对撞机重大改造项目(BEPCⅡ)超导聚焦四极磁体(SCQ)采用6对电流引线,输送4种不同电流.详细阐述了一种电流引线数值计算模型.分析了材料物性对电流引线性能的影响,同时给出了纯铜导热系数和电阻率与温度的拟合函数关系式.数值计算结果和一定条件下得出的理论结果吻合良好.采用有限体积法计算了冷却氦气突然中断时,引线温度分布随时间变化的非稳态情况,及引线低温端温度上升到超导导线失超温度的时间.     

按温度比例因子的低温双极晶体管优化设计

提出了一种按温度比例因子设计低温双极晶体管的设计规则。在考虑双极晶体管低温效应的前提下,着重分析了双极晶体管发射区和基区的浓度及宽度在低温下的变化情况。结合按温度比例子变化后任何特定温度下的双极晶体管电流增益和截止频率的优化结果,给出了这些参数在按温度比例因子规则设计时温度比例因子的变化参数。     

基于比例谐振和谐波补偿控制技术的单相逆变并网研究

电网电压背景谐波的干扰在并网系统中是不可避免的,这会给并网电流带来大量的低阶谐波.提高开关频率能够抑制低阶谐波,却带来大量的高阶谐波.针对基于比例谐振控制(PR)和谐波补偿(HC)控制器的LCL型单相并网逆变器,详细分析了电流控制器参数对系统性能的影响,通过对并网电流的稳态误差、相位裕度和幅值裕度的分析得出满足要求的控制器各参数选择范围,结合系统的稳定性分析来选择控制器参数.仿真结果证明所给出的控制策略和参数设计方法是可行的.     

特高压管廊GIL热特性的数值模拟

为研究管廊绝缘气体输电线路(gas-insulated transmission lines,GIL)的热特性影响因素,考虑外壳的电感效应和阻抗的温度效应,提出了含外部空气域GIL热特性的三维气热耦合有限元数值计算方法.针对苏通GIL综合管廊工程的特点,利用该方法研究空气流速、负载电流、环境温度、绝缘气体压强、表面辐射率5个因素对该GIL热特性的影响.计算结果表明:空气流速低于10 m/s时,增大空气流速可有效降低GIL温度,但随着空气流速的继续增大,降温效果下降;负载电流增加会导致GIL温度的急剧升高,且导体温升外壳,两者之间温差将增大;GIL温度与环境温度呈线性比例关系,而导体与外壳温差随环境温度的升高略有减小;绝缘气体压强在0.5 MPa时,增大气体压强有利于导体散热,但外壳温度变化0.5℃;增大外壳内表面或导体外表面的辐射率都将使导体温度降低,但外壳温度不变,同时导体温度对导体外表面的辐射率变化更为敏感.     

按温度比例因子的低温双极晶体管优化设计

提出了一种按温度比例因子设计低温双极晶体管的设计规则。在考虑双极晶体管低温效应的前提下,着重分析了双极晶体管发射区和基区的浓度及宽度在低温下的变化情况。结合按温度比例子变化后任何特定廿的双极晶体管电流增益和截止频率的优化结果,给出了这些参数在按比例因子规则设计时温度比例因子的变化参数。     

磁共振成像低温超导磁体冷却系统设计及数值分析

为了减小冷却磁共振成像（MRI）低温超导磁体的资源消耗和经济成本,设计可快速冷却室温磁体至60 K以下的系统,并通过建立数学物理模型进行数值模拟,对系统进行优化设计和深入分析. 系统以自主研发的大冷量单级斯特林制冷机为冷源,包括低温风机、低温调控阀和氦气罐等组成部分. 研究表明,优化系统运行参数可以显著提高冷却性能,其中系统内氦气的压力和流速尤为关键,因为两者能够显著影响压降与换热,进而影响冷却时间以及磁体最终所能达到的冷却温度. 此外,当前斯特林制冷机的冷端换热器性能尚有提升空间. 通过参数优化,系统在氦气压力为0.3 MPa、流速为13 m/s时能够达到较快的冷却速率,可在73.5 h内将质量为2 t的室温超导磁体冷却至60 K以下,有潜力在实际应用中实现MRI低温超导磁体的低能耗高效冷却.     

制冷机传导冷却的超导磁体冷却系统研究进展

回顾并总结了低温制冷机传导冷却的超导磁体系统的发展历程和最新研究进展.与传统的液氦浸泡冷却方式不同,低温制冷机传导冷却系统主要依靠低温下固体之间的热传导对超导磁体线圈进行冷却.基于小型低温制冷机的研究进展,集中讨论超导磁体中的制冷机传导冷却系统;结合传导冷却的超导磁体应用,讨论传导冷却中低温制冷机性能、低温恒温器传热以及加速冷却等技术要点,对低温制冷机传导冷却磁体系统的发展进行了展望.     

静态电压稳定性指标研究分析

本文分别介绍了邻近电压崩溃指标和电压稳定裕度指标两种基于潮流计算结果的静态电压稳定性指标。设计编写了两种静态电压稳定性指标计算程序,并分别以IEEE57节点系统和IEEE118节点系统为例,进行详细的仿真计算。最后对两种电压稳定性指标进行分析和比较,比较结果显示两种静态电压稳定性指标都可以判断系统是否处于稳定状态．并且可以预测系统中的薄弱节点,但是在计算上,电压稳定裕度指标更为简单和方便．     

基于有限元法的直埋式气体绝缘输电线路温升数值计算与分析

为研究直埋式气体绝缘输电线路(GIL)的温升特性,建立了基于多场耦合的三维有限元模型.采用了伽辽金法对模型进行有限元离散,计算了直埋式GIL的导体焦耳热损耗和外壳涡流损耗,并用1段电阻率可变的导体模拟触头部位的接触电阻.通过单元映射的方式,将直埋式GIL的各部分损耗作为体积热源耦合到流体场-温度场进行计算.考虑了SF6气体的温度变化特性,针对土壤的实际传热导热过程,对土壤层6个边界分别施加了恒温边界条件、对流换热边界条件和热流密度边界条件.通过该模型分析了负荷电流与直埋式GIL温度场分布的关系,研究了4种不同土壤对直埋式GIL温升的影响,分析了不同埋深情况下的直埋式GIL温度分布情况,模拟了触头接触劣化过程中直埋式GIL导体与外壳温升变化过程,研究结果为直埋式GIL温升的在线监测或带电检测提供了理论依据.     

钕铁硼永磁电机永磁体涡流发热退磁研究

为了研究永磁体涡流损耗发热对永磁体磁性的影响,应用有限元分析软件对一台发生退磁的500 kW永磁同步电动机的永磁体进行涡流损耗分析.在600 kW永磁同步电机的研制过程中,采取了一些结构改进措施,并对样机永磁体进行了涡流损耗分析和稳态温度场计算.仿真结果表明,涡流损耗发热会导致永磁体退磁,而采取的结构改进措施能够有效减小涡流损耗.样机实验结果表明,新结构永磁同步电动机运行可靠,可为相关电机的设计提供经验.     

塑料粘结钕铁硼的热稳定性研究

本文研究国产快淬钞铁硼粘结磁体的热稳定性，包括１００℃长时间时效，短时不同温度时效及温度循环对粘结钕铁硼磁损失的影响并同美国ＭＱＰ－Ｂ磁体的稳定性进行了比较，结果表明国产Ｍ４磁粉比ＭＱＰ－Ｂ粉具有较好的热稳定性，Ｍ２磁粉热稳定性较差，另外通过预先稳定化处理的方法可改善粘结钕铁硼的热稳定性。     

电永磁起重器的计算机辅助设计

电永磁起重器是当前国际上流行的新型磁力器件．本文利用计算机进行电永磁起重器的设计，根据有限元法计算永久磁铁磁场，用三次设计法进行优化设计，使设计结呆具有科学性和准确性．     

内嵌式永磁同步电机永磁磁链在线辨识研究

针对内嵌式永磁同步电机永磁磁链辨识存在的问题,采用一种基于滑模变结构的永磁磁链参数辨识方法。首先,通过选择磁场同步旋转坐标系下定子电流和电感的乘积作为状态变量,构造内嵌式永磁同步电机永磁磁链辨识的状态方程;然后,利用滑模变结构与该模型相结合的方法,构造滑模观测器,并采用Lyapunov稳定性理论证明该观测器的稳定性和待辨识磁链参数的收敛性;最后,以仿真结果验证了该方法对永磁同步电机永磁磁链辨识的可行性。     

基于SVPWM控制策略的PMSM驱动系统

在详细研究空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modlulation,SVPWM）基本原理和实现方法的基础上,分析了永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）的矢量控制策略,在Matlab/Simulink环境下建立基于SVPWM控制策略的转速和电流双闭环永磁同步电机调速系统仿真模型,并进行实验仿真;以英飞凌单片机XC2267为硬件驱动进行永磁同步电机SVPWM控制策略的实验验证,利用CAN总线分析仪对电机运行状态进行检测。仿真和实验结果表明了SVPWM控制策略在永磁同步电机驱动系统应用中的有效性,为相关电机控制系统的设计和调试提供了相应思路。     

风力发电技术与系统仿真

阐述了国内外风力发电的发展现状,及风电机组大型化、变桨变速功率调节、直驱永磁发电机、海上风电等风力发电技术的研究现状,并以双馈风力发电机系统为研究对象,利用MATALAB/Simulink,建立了双馈风力发电系统仿真模型.仿真结果显示,风力发电系统的电压、电流及有功功率输出波形完全符合电力设计规范要求.     

永磁涡流缓速器制动特性分析及试验研究

针对重载货车下坡制动负荷过大的问题,基于永磁涡流制动原理提出一种制动力矩可无级调节的永磁涡流缓速器,用于车辆辅助制动.通过有限元法对永磁盘和涡流盘吸力特性进行分析,设计了制动力矩调节机构.通过建立永磁涡流缓速器数值分析模型,应用有限元仿真软件JMAG-Designer分析了缓速器的电磁场分布,并得到了制动力矩与转速变化的关系.通过分析温度对涡流盘材料电磁特性的影响,采用数值模拟的方法得出了制动力矩随温度影响的变化规律.试制了Φ485 mm×255 mm永磁涡流缓速器样机,对不同气隙的数值仿真数据和试验数据进行对比,并对缓速器不同涡流盘材料时的制动特性进行了台架拖动试验.结果表明:低速时数值仿真和台架拖动试验数据吻合较好.永磁涡流缓速器持续制动特性试验表明,在82 s内涡流盘表层温度上升了158℃,制动力矩下降了34.8%.     

氮化铝陶瓷与铜界面传热计算机仿真

固体界面热阻是航空航天、低温与超导、微电子技术等领域中研究热点问题，氮化铝陶瓷和金属铜被广泛应用于低温超导装置和集成电路芯片。基于氮化铝陶瓷与金属铜样品之间界面热阻的低温实验，应用MATLAB软件对实验数据进行回归分析，建立了氮化铝陶瓷与铜之间界面热阻与温度、压力等参数的回归分析仿真模型，仿真结果与实验数据有较好的一致性。研究结果对氮化铝陶瓷、铜应用于超导装置和集成电路芯片的传热设计、空间热控制具有重要意义。