低压电器电弧投影温度场的重建

电弧是开关电器触头间产生的低温等离子体。给出了电弧投影温度的数学定义,建立了电弧辐射图像采集的光学系统模型,设计并实现了基于比色测温原理和高速CCD的实验装置,重建了低压电器开关电弧的投影温度场。     

基于高速摄像技术的磁保持继电器动态特性与电弧关系的测试

提出一种磁保持继电器触头运动与电弧产生之间关系的测试新方法.该方法采用高速摄像机和图像处理技术对磁保持继电器的动作机构的动态过程进行测试,同时采集触头电弧的图像,得出触头运动特性和电弧引燃的关系曲线,能够准确地反映磁保持继电器触头运动与电弧产生之间的关系,为磁保持继电器设计过程中结构的改进提供依据.     

基于磁流体动力学模型的弓网电弧温度场仿真

笔者针对弓网电弧产生的瞬时高温严重烧蚀受电弓滑板和接触网导线的问题展开研究。以磁流体动力学(MHD)理论为基础,考虑电弧的基本物理特性及电磁效应、热效应和辐射效应,建立了静态弓网电弧二维磁流体动力学模型,仿真计算了电弧的温度场分布,得到了电弧弧柱和两电极内部的温度分布特性。仿真结果表明,弧柱中心区域温度最高,并逐渐向外衰减;滑板表面温度高于导线表面,两电极表面温度低于弧柱温度;受电弓滑板表面的温度随着滑板材料热导率的增大而降低;电弧区域、滑板和导线上的温度随电流的增加而增大,而两电极之间的电位差基本保持不变。     

运用彩色CCD测量火焰温度场的校正算法

讨论了基于彩色ＣＣＤ（电荷耦顺件）的火焰测量的比色法,对其主要两个误差来源（带宽和灰度）进行了分析,提出了误差校正方法。在某电厂的锅炉上进行了验证性试验,结果表明,这种测温方法方便可行,具有一定的应用前景。     

运用彩色 CCD 双色信息测量燃烧火焰的温度场

由彩色ＣＣＤ获取的火焰图像包含红、绿、蓝三色亮度值。通过试验和理论的分析,提出了一种不需参考点而直接利用彩色ＣＣＤ的双色亮度进行温度场计算的方法,并进行了误差分析。对试验炉的计算结果表明,此方法具有较高精度,可以运用于火焰的温度场计算和燃烧诊断。图８参１０     

基于蚁群算法的开关电弧电流分布重构

基于电弧电流与磁场分布的对应关系,提出了一种通过蚁群算法来反演电弧电流分布的有效方案。将电弧磁场定义为电流线磁场的叠加,依据磁场分布和电流线与磁场的关系,利用求解线性方程组得到电流线分布初值;最后,利用改进的蚁群算法,对电流线与磁场之间对应关系进行精确拟合,反演二维情形下的电弧面电流密度分布。     

声学测温方法在空预器温度场测量中的应用研究

空气预热器（简称空预器）的漏风检测方法是目前锅炉燃烧中亟待解决的重要问题之一。结合当今比较先进的温度场测量方法的研究．针对空预器温度场分布的构建问题进行了分析,得到了较高精度的重建温度场图像和等温线。最后通过计算机仿真试验,验证了该方法用于检测空预器漏风问题的可行性。     

基于高速摄像的某型小口径火炮动态测试

由于射击环境不同,弹丸初速的实际值与标称值存在差异,此误差直接影响火炮的射击精度,因此有必要对其进行测定.本文基于高速摄像原理的弹丸初速测量系统,采用高速摄像机对实弹射击试验过程进行实时录制,然后采用亚像素分析,获得弹丸初度.     

基于高速摄像同步触发技术的多信息集成测量系统的研究

在设定的电流和电压条件下,为了准确验证或描述断路器分断过程的动态特性,开发了一种多信息测量系统。采用模拟信号作为触发信号,实现了在触发采集电流与电压波形的时刻同时触发高速摄像机。使用测量系统可以确定断路器分断过程中任意时刻的电流、电压值以及对应图像的关系;同时对电流、电压值与图像之间的同步误差以及降低同步误差做了分析。使用测量系统可以准确、高效地验证或描述断路器动态特性。     

基于彩色CCD测量火焰温度场的算法误差分析

电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)成像技术在火焰温度场测量中有广泛的应用,讨论基于CCD测量火焰温度场的反演计算误差。彩色CCD的三基色波段响应输出往往被简化为3个单色波长输出,并通过黑体实验或具体的保障3个基色波长假设在非灰性介质测量中的准确性。因此,以具有特定发射率表现的火焰诊断温度场测量为例,通过数值模拟计算,定量分析计算温度和发射率参数的相对误差分布规律。结果表明,发射率参数的计算相对误差要远远大于温度的相对误差。结论有利于采用CCD成像技术进行火焰温度场测量的计算准确性的改善。     

Ag触头开关电弧测温原理与谱线分析

为了测量鲰触头开关电弧的温度,分析了光谱分析法测量电弧温度的原理,得到了比色法测温公式和谱线的选线原则;同时,为了初期的电弧温度测量,研究设计了Ag触头开关电弧产生装置,使用USB2000＋微型光谱仪对Ag触头开关电弧的谱线进行了分析。选用AgI768．78nm配合AgI421．28nm,AgI 520．91nm分别进行电弧温度计算;使用NIST数据库查找得到关键测温参数,根据测温公式和谱线强度比,测得舷触头开关电弧温度在5000～9000K。测量结果为断路器开关介质的恢复、开断性能的提高提供了理论依据。     

采用光谱诊断法测量长间隙空气电弧温度

电弧温度是表征长间隙空气电弧物理特性的重要参量。采用光谱诊断法测量长间隙空气电弧温度,为分析输电线路潜供电弧的自熄特性提供了依据。基于空气电弧等离子体辐射的光谱诊断原理,由附加光学预处理装置的高速图像采集系统来拍摄电弧图像,结合数字图像处理技术、阿贝尔(Abel)变换和光谱相对强度比色法,计算得到电弧等离子体的温度分布。研制了长间隙空气电弧温度的测量系统,对小电流电弧温度特性进行测试分析。结果表明,所提出的光谱诊断测温法能有效测量长间隙空气电弧等离子体的温度分布,为研究潜供电弧的自熄机制提供了重要手段。     

直接电流控制的配电网静止无功补偿器研制

研制了±50kV.A的配电网静止同步补偿器(Distribution Static Synchronous Compensator,简称DSTATCOM)。其硬件主电路以IGBT功率模块为开关器件,采用PWM整流器结构。通过检测电路采集电流电压信号,利用TMS320F2812型DSP处理器进行算法处理和PWM脉冲输出。为提高系统的动态性能,采用直接电流控制策略,通过矢量变换消除静态误差,提高PWM开关频率等措施来减少输出谐波。实验结果验证了该方案的正确性。     

转子极弧对永磁双凸极电机性能的影响

介绍了一种新型12／8永磁双凸极电机的结构和工作原理，利用ANSYS软件中的二维电磁场建立电机本体模型，并进行有限元仿真计算，分析转子极弧变化对磁链、电感、反电势以及转矩等静态特性的影响，为电机设计和控制奠定基础。     

大气压磁驱动滑移弧放电非平衡氩等离子体光谱特性分析

采用横向磁场驱动的滑移弧等离子体发生器,可以产生非平衡、大气压下的氩等离子体。为了研究滑移弧非平衡等离子体的特性,利用光谱仪对滑移弧氩等离子体的光谱特性进行了分析。实验结果发现,在紫外波段(波长300～400nm)与红外波段(波长745～930nm)滑移弧等离子体的谱线较强,其中在紫外波段含有大量分子谱系,在红外波段氩原子谱较强。利用N2分子谱来估算等离子体的重粒子温度,结果约为1 700K;根据实验测得的氩原子谱线强度,可获得等离子体的电子温度约为0.999eV、电子数密度约为9.4×1014 cm-3。因此,滑移弧氩等离子体基本处于非热平衡态,且处于10个2p(Paschen符号)能级上的氩原子密度分布偏离Boltzmann分布。     

有限元法计算地下电缆稳态温度场及其影响因素

为了更准确地模拟地下电缆的敷设环境,克服传统方法需要大量试验研究的不足,基于有限元法和传热学的基本原理,采用有限单元自动划分法建立了地下电缆稳态温度场模型。该模型综合考虑了电缆敷设条件和外界环境因素对电缆稳态温度场分布的影响,并可根据这些因素的变化对相关模型参数进行修改,进而准确分析电缆各层及其周围敷设区域的稳态温度场分布情况。根据电缆结构参数、损耗参数和敷设区域的物性参数,提出了一种基于二分法的电缆导体温度计算方法,实现了导体温度的快速准确计算。通过实例分析得出了不同影响因素对电缆温度场分布的影响规律,并分析了不同影响因素对计算准确性、可靠性的影响情况,为优化电缆敷设方式提供了重要的理论依据。     

基于开断灵敏度的静态安全分析辅助决策

详细阐述了静态安全分析辅助决策的快速计算方法。在常规灵敏度算法的基础上,提出了计算支路开断分布因子的方法,并利用基态潮流方式下的灵敏度及开断分布因子,快速计算设备开断以后的节点注入功率对支路功率的开断灵敏度。依据开断灵敏度等量配对法原理,按照每台发电机对越限支路灵敏度和最大缓解量进行排序,形成辅助决策表。辅助决策过程只是在原有网络分析基础上增加了少量的计算,计算过程能够满足在线应用要求,实际系统的验算结果证明了方法的正确性。     

串联电弧故障信号的时频特征分析

针对串联电弧故障,依据美国UL 1699标准搭建了串联电弧试验平台。在此基础上,结合不同负载,对串联电弧的电流信号进行时域和频域特征分析。提出了一种基于短时傅里叶变换的串联电弧分析方法,得到电弧电流信号奇次、偶次谐波时的—频二维图像。试验结果表明,该方法能有效提取串联电弧故障电流的时频特征,实现故障的实时检测。     

SiC MOSFET静态性能及参数温度依赖性的实验分析及与Si IGBT的对比

碳化硅SiC(silicon carbide)MOSFET作为新型的电力电子器件,具有不同于Si IGBT的电热特性,且其静态特性在宽温度范围内变化特性并不明确。以Si C MOSFET为研究对象,从器件的工作原理入手,结合Si IGBT对比,分析了其静态特性及寄生参数受温度的影响,并在-55℃至165℃准确测量了包括阈值电压、导通电阻、泄漏电流、输出特性及寄生参数在内的多个参数,实验结果符合理论分析。根据实验结果分析了各项性能参数的温度敏感性,结果表明:Si C MOSFET静态性能及参数与温度具有极强的相关性;与Si IGBT相比,温度依赖性更为明显,并且能够为器件结温测量及Si C MOSFET电力电子系统状态监测提供理论依据与实验基础。