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新型电磁感应式无源触发器分析与设计

工业仪表与自动化装置 2024年第3期 3-8页

作者：吕智勇岳海波王向军庄劲武李思光薛婕袁志方武瑾马丽莉海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033 中国船舶集团第七〇八研究所上海200011 海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室湖北武汉430033 江南造船(集团)有限责任公司上海201913

针对混合型限流熔断器中电子触发器存在的有源触发和不能全范围分断问题,该文提出了一种能够实现无源供电且具备全范围分断能力的新型电磁感应式无源触发器方案。首先介绍了新型触发器的工作原理,开展了自感应供电、幅值整定两个内容的... 详细信息

针对混合型限流熔断器中电子触发器存在的有源触发和不能全范围分断问题,该文提出了一种能够实现无源供电且具备全范围分断能力的新型电磁感应式无源触发器方案。首先介绍了新型触发器的工作原理,开展了自感应供电、幅值整定两个内容的分析设计;然后利用有限元仿真软件将电磁场和电路进行耦合建模,基于该模型分析了铁芯线圈磁感应强度随位置的变化特性;提出了采用单霍尔芯片进行短路电流幅值判断的方法,减小了芯片的功耗,从而解决了新型触发器在低上升率工况下感应供电不足的问题;同时为了提高触发器的可靠性,设计了延时控制电路;最后根据设计参数制造样机,在短路判断幅值10 kA的限流条件下分别对混合型限流熔断器进行了8 A/μs最小短路电流上升率和33 A/μs最大短路电流上升率的检测试验,试验结果验证了分析设计方法的可行性和有效性。

关键词：短路电磁感应触发器霍尔芯片故障检测

考虑原动机调速特性的MVDC发电机组动态仿真模型

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电工技术学报 2023年

作者：易新强王东刘海涛赵浩然袁志方海军工程大学电磁能技术全国重点实验室

鉴于原动机调速特性对MVDC发电机组运行影响的重要性，本文基于十二相同步发电机及其三相交流励磁机数学模型提出MVDC发电机组动态建模方法，以解决多相整流发电机及其励磁系统难以考虑原动机动态调速特性的难题。以某型燃气轮机整流发... 详细信息

鉴于原动机调速特性对MVDC发电机组运行影响的重要性，本文基于十二相同步发电机及其三相交流励磁机数学模型提出MVDC发电机组动态建模方法，以解决多相整流发电机及其励磁系统难以考虑原动机动态调速特性的难题。以某型燃气轮机整流发电机组动态仿真模型为基础，建立了频率不同的十二相同步发电机与三相交流励磁机组合模型，阐述原动机调速与发电机励磁调压相互耦合的计算流程。实测与仿真结果表明，该型燃气轮机发电机组在突加20%负载工况转速跌落较大，且转速恢复过程需约20s，但MVDC发电机组通过调节励磁系统可在1s内使直流母线电压恢复稳定，从而为负载提供稳定直流功率输出。在校准仿真模型基础上，通过系统分析突加不同比例负载时的转速、燃油流量、励磁电流、输出电压等性能参数变化规律，获取了燃发机组允许突加负载上限约为30%的运行边界认知，为MVDC发电机组励磁系统设计以及如何预留充足的短时强励能力提供了理论支撑。

关键词：原动机调速特性 MVDC发电机组十二相整流发电机动态仿真模型

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微炭化工艺对橡胶木和杉木性能的影响

林产工业 2022年第8期59卷 17-22页

作者：宁骁琦陈太安袁志方西南林业大学材料科学与工程学院云南昆明650224

对橡胶木和杉木进行微炭化处理,研究微炭化工艺(炭化温度为130、140、150、160℃,保温时长为5、7、9 h)的可行性,并与未处理材和高温热改性材(温度为180℃,保温为2 h)对比,以试件的失重率、尺寸稳定性和颜色作为表征指标。结果表明:随... 详细信息

对橡胶木和杉木进行微炭化处理,研究微炭化工艺(炭化温度为130、140、150、160℃,保温时长为5、7、9 h)的可行性,并与未处理材和高温热改性材(温度为180℃,保温为2 h)对比,以试件的失重率、尺寸稳定性和颜色作为表征指标。结果表明:随着处理温度的升高和处理时间的延长,两种木材的失重率和尺寸稳定性逐渐提高,颜色变深。当温度为160℃,保温为9 h时,两种木材的失重率与高温热处理材相当,但杉木的各项评价指标明显更优。

关键词：微炭化橡胶木杉木失重率尺寸稳定性

直流限流熔断器分断燃弧过程的模型优化与验证

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中国电机工程学报 2023年第19期43卷 7713-7719页

作者：席泽文武瑾庄劲武刘路辉袁志方岳海波海军工程大学电气工程学院湖北省武汉市430000 电磁能技术全国重点实验室(海军工程大学) 湖北省武汉市430000

为提高直流限流熔断器结构优化设计效率,针对直流熔断器半经验燃弧模型仿真误差较大的问题,该文基于局部热力学平衡方程,通过完善介质吸能过程参数,对熔断器半经验燃弧模型进行优化。在此基础上,提出一种直流熔断器电弧电导率曲线的拟... 详细信息

为提高直流限流熔断器结构优化设计效率,针对直流熔断器半经验燃弧模型仿真误差较大的问题,该文基于局部热力学平衡方程,通过完善介质吸能过程参数,对熔断器半经验燃弧模型进行优化。在此基础上,提出一种直流熔断器电弧电导率曲线的拟合方法,并设计熔断器分断试验进行试验验证。结果表明:熔断器电弧电导率与电弧功率密度具有一定的映射关系,模型在相近工况下,采用相同工艺制作的熔断器改变熔体结构时,仿真预期燃弧特性与试验结果一致性优良,电弧电压仿真计算精度有较明显提高。该方法及相关结论可用于在一定范围内指导熔断器的熔体结构设计及对熔断器燃弧过程中电弧特性进行研究,可有效提高燃弧模型仿真计算的准确性,减少熔断器设计中试制和试验次数。

关键词：熔断器燃弧模型电弧电导率功率密度结构优化

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直流限流熔断器分断燃弧过程模型优化与验证

中国电机工程学报 2022年

作者：席泽文武瑾庄劲武刘路辉袁志方岳海波海军工程大学电气工程学院舰船综合电力技术国防科技重点试验室(海军工程大学)

为提高直流限流熔断器结构优化设计效率，针对直流熔断器燃弧模型，本论文提出了一种电弧电导率曲线的拟合方法，在此基础上对熔断器半经验燃弧模型进行优化，并进行试验验证。结果表明，电弧电导率与电弧功率密度具有一定映射关系，模... 详细信息

为提高直流限流熔断器结构优化设计效率，针对直流熔断器燃弧模型，本论文提出了一种电弧电导率曲线的拟合方法，在此基础上对熔断器半经验燃弧模型进行优化，并进行试验验证。结果表明，电弧电导率与电弧功率密度具有一定映射关系，模型在相近工况下、采用相同工艺制作的熔断器改变熔体结构时，仿真预期燃弧特性与试验结果一致性优良，弧压峰值误差小于1%。该方法及相关结论可用于在一定范围内指导熔断器的熔体结构设计及对熔断器燃弧过程中电弧特性进行研究，可有效提高燃弧模型预期分断特性的准确性，减少熔断器设计中试制、试验次数。

关键词：熔断器燃弧模型电弧电导率功率密度结构优化

基于电磁耦合双线圈模型电磁斥力机构结构参数的优化分析

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电力自动化设备 2019年第6期39卷 205-211页

作者：武瑾庄劲武袁志方海军工程大学电气工程学院

针对现有电磁斥力机构等效计算方法无法有效应用的问题,提出了一种电磁耦合双线圈模型的等效计算方法。等效模型主要包括驱动回路与感应回路两部分,在基本电路方程之外,引入了电磁斥力与机械运动的计算。通过合理的简化,对等效模型中集... 详细信息

针对现有电磁斥力机构等效计算方法无法有效应用的问题,提出了一种电磁耦合双线圈模型的等效计算方法。等效模型主要包括驱动回路与感应回路两部分,在基本电路方程之外,引入了电磁斥力与机械运动的计算。通过合理的简化,对等效模型中集肤深度、线圈电阻、线圈自感、线圈互感等参数进行辨识。在此基础上,以某型1 000 V/400 A电磁斥力机构样机为算例,采用时域迭代的离散算法较为系统地分析了两线圈内径、径向厚度以及斥力线圈匝数、轴向厚度等对机构效率和动子行程的影响规律。所得到的规律性认识可有效指导电磁斥力机构的优化设计。

关键词：断路器电磁斥力机构电磁耦合双线圈模型机构效率动子行程数学模型

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圆柱形推拉式电磁铁的电磁力数值算法

科学技术与工程 2023年第30期23卷 12958-12965页

作者：鲁梦昆张俊洪易祥烈袁志方海军工程大学电气工程学院武汉430033 湖北工程学院机械工程学院孝感432000

电磁力是推拉式电磁铁非常重要的参数,但由于磁场的非线性变化,解析计算困难。针对这一问题,利用柱状坐标系下的磁矢量势理论求解圆柱形推拉式电磁铁的电磁力。将整个螺线管磁场划分为多个子域并明确边界条件得到可求数值解的子域磁矢... 详细信息

电磁力是推拉式电磁铁非常重要的参数,但由于磁场的非线性变化,解析计算困难。针对这一问题,利用柱状坐标系下的磁矢量势理论求解圆柱形推拉式电磁铁的电磁力。将整个螺线管磁场划分为多个子域并明确边界条件得到可求数值解的子域磁矢量方程组,再通过MATLAB软件编程实现磁矢量势、电感和电磁力等电磁特性数据的计算。对比有限元中铁芯磁导率分别为恒定值10 000和电工软铁的B-H曲线两种情况,说明了该数值算法的计算准确度及误差变化趋势,并分析了误差形成的原因。随着电流的加大铁芯会发生磁饱和,当磁饱和问题不严重时,数值算法的计算结果具有高准确度;随着电流的增加,铁芯发生磁饱和后误差迅速增加。实验中给圆柱形推拉式电磁铁施加不同大小的励磁电流,得到的输出推力结果与理论分析相符。

关键词：电磁力推拉式电磁铁子域磁矢量势方程磁饱和螺线管

10kV/2kA混合型限流熔断器用电弧触发器的分析与设计

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高电压技术 2012年第8期38卷 1948-1955页

作者：陈搏庄劲武肖翼洋袁志方海军工程大学电气与信息工程学院武汉430033

电弧触发式混合型限流熔断器是电子测控式限流熔断器的一种更新装置,具有可靠性高、体积小、成本低等优点,但现有产品的最高额定电流只有600A,额定极限分断电流只有25kA。为此,对电弧触发式装置进行了分析,认为制约其额定电流和极限分... 详细信息

电弧触发式混合型限流熔断器是电子测控式限流熔断器的一种更新装置,具有可靠性高、体积小、成本低等优点,但现有产品的最高额定电流只有600A,额定极限分断电流只有25kA。为此,对电弧触发式装置进行了分析,认为制约其额定电流和极限分断电流水平的关键因素是电弧触发器的动作快速性不够,提高动作快速性的有效方法是提高狭颈的载流密度。基于ANSYS 11.0软件对电弧触发器进行仿真分析和参数优化,获得了电弧触发器熔体的优化设计结构。实际制作的电弧触发器,其狭颈额定载流密度高达3 300A/mm2,可用于额定电压10kV、额定电流2kA、额定分断能力40kA的混合型限流熔断器。

关键词：限流熔断器电弧触发器故障限流器电流密度参数优化高压大电流 ANSYS 11.0

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直流熔断器电弧压力对电弧电导率影响的分析

海军工程大学学报 2023年第6期35卷 34-39页

作者：席泽文武瑾庄劲武刘路辉袁志方海军工程大学电气工程学院武汉430033 海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033

为研究直流熔断器中电弧压力对电弧电导率的影响,首先在考虑电弧通流面积拓展的基础上优化了电弧电导率拟合模型,求解过程包括电弧烧蚀形态计算、电弧电压计算和电弧电导率拟合三部分;然后,采用内置高精度压力传感器的方式,设计4组相同... 详细信息

为研究直流熔断器中电弧压力对电弧电导率的影响,首先在考虑电弧通流面积拓展的基础上优化了电弧电导率拟合模型,求解过程包括电弧烧蚀形态计算、电弧电压计算和电弧电导率拟合三部分;然后,采用内置高精度压力传感器的方式,设计4组相同电路参数、相同熔体宽带宽度,起弧电流依次相差600 A的熔断器分断实验,并拟合了电弧电导率。实验结果表明:各组实验间电弧压力与燃弧功率之间存在映射关系,且较高的电弧压力有利于电弧电导率的衰减,进而提高熔断器分断速度。

关键词：直流熔断器燃弧功率压力特性电弧电导率