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基于电热耦合的矿用变频器温度场分析

电源学报 2024年

作者：程照虎王越荣相史晗中煤科工集团常州研究院有限公司天地(常州)自动化股份有限公司

矿用变频器一般工作在密闭空间下，电热耦合效应显著，易导致热退化和热失效。另外，矿用变频器和电机通常采用长电缆连接，需要考虑电缆带来的高频负面效应。本研究以630kW/1140V四象限矿用变频器为对象，建立其一体化电热耦合模型并... 详细信息

矿用变频器一般工作在密闭空间下，电热耦合效应显著，易导致热退化和热失效。另外，矿用变频器和电机通常采用长电缆连接，需要考虑电缆带来的高频负面效应。本研究以630kW/1140V四象限矿用变频器为对象，建立其一体化电热耦合模型并对其相关特性进行研究分析。首先，建立了矿用变频器的高频电路模型。其次，研究各功率器件损耗受温度影响的机理，分析了部分损耗随温度的非线性关系，推导了各损耗随温度变化的解析模型。最后，分析了高频电路模型、损耗模型以及温度场模型之间的耦合关系，建立了矿用变频器的一体化电热耦合模型。耦合仿真结果表明了电热耦合建模的必要性，实验和仿真结果最大误差仅为0.9℃，验证了所建模型的准确性。

关键词：矿用变频器高频电路模型损耗模型电热耦合

适用于直流链式储能的电池簇荷电状态自均衡控制策略

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电力系统自动化 2024年第2期48卷 159-166页

作者：张文昕赵志勇于华龙王继慷赵志芳韩峰北京四方继保自动化股份有限公司北京市100085

电池储能系统凭借其可提高可再生能源消纳能力的优势逐渐成为电网关键环节,其中的生产、使用环节导致的电池不一致性是影响储能系统容量和寿命的重要因素。在直流型高压级联链式储能的拓扑结构基础上采取分级控制策略,基于电压模式和功... 详细信息

电池储能系统凭借其可提高可再生能源消纳能力的优势逐渐成为电网关键环节,其中的生产、使用环节导致的电池不一致性是影响储能系统容量和寿命的重要因素。在直流型高压级联链式储能的拓扑结构基础上采取分级控制策略,基于电压模式和功率模式的一级控制,针对链式电池储能系统电池荷电状态(SOC)不均衡的问题,提出了一种控制参数自适应的SOC自均衡控制策略。该策略综合考虑电池SOC偏差、各模块电容电压水平、直流系统电压控制裕度以及输出调制比上下限,实时计算均衡系数。实验结果验证了所提策略能够在SOC偏差较大以及满功率充放电切换的极端工况下,实现SOC自均衡,均衡效率较高。

关键词：链式变换器变流器电池储能系统荷电状态均衡

基于机器视觉的异物识别系统在输送机保护中的应用

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煤矿安全 2024年第5期55卷 251-256页

作者：于志强天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213003 中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213003

设计了一种基于机器视觉的异物识别系统,并应用于主运输带式输送机的保护中。使用YOLOv5s作为深度学习模型,将训练完成的模型部署至边缘计算模块中;由工业级本安相机获取实时视频,并传入边缘计算模块中对煤流中的异物进行识别,最终只对... 详细信息

设计了一种基于机器视觉的异物识别系统,并应用于主运输带式输送机的保护中。使用YOLOv5s作为深度学习模型,将训练完成的模型部署至边缘计算模块中;由工业级本安相机获取实时视频,并传入边缘计算模块中对煤流中的异物进行识别,最终只对外传输识别结果;当检测到的异物危险等级较高时会向协同控制器发送报警信号,由协同控制器对具体的单机控制器下发停机指令;同时将处理后的实时视频和报警信息上传至管控平台显示。基于机器视觉的异物识别提高了当前主运输带式输送机保护的智能性,稳定性和可靠性。

关键词：带式输送机保护异物识别机器视觉深度学习边缘计算

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基于改进凸包缺陷算法的扎带定位方法

纺织学报 2024年第9期45卷 212-219页

作者：周其洪陈唱任佳伟洪巍岑均豪东华大学机械工程学院上海201620 广州盛原成自动化科技有限公司广东广州511400

针对传统视觉在检测捆扎带时存在难检、漏检、定位扎带位置困难和速度慢等问题,提出一种基于改进凸包缺陷算法的扎带定位方法。采用自适应直方图均衡化图像增强算法,以增强编织袋区域与背景的对比度;利用快速凸包算法获得编织袋轮廓的凸... 详细信息

针对传统视觉在检测捆扎带时存在难检、漏检、定位扎带位置困难和速度慢等问题,提出一种基于改进凸包缺陷算法的扎带定位方法。采用自适应直方图均衡化图像增强算法,以增强编织袋区域与背景的对比度;利用快速凸包算法获得编织袋轮廓的凸包,减少获取凸包的时间;最后,通过改进凸包缺陷算法对编织袋轮廓凸包进行缺陷检测,根据检测结果中凸包缺陷点的位置和缺陷深度进行筛选得到扎带定位点。同时为验证该算法的准确性与鲁棒性,在具有复杂背景干扰的环境下进行实验,将传统凸包缺陷算法与改进后的凸包缺陷算法进行对比分析。实验结果表明:相比于传统凸包缺陷算法无法检测出编织袋轮廓的全部缺陷从而存在漏检,改进后的凸包缺陷算法漏检率为0,定位误差小于4 mm,可有效定位扎带位置并具有较高的鲁棒性。

关键词：扎带定位凸包算法缺陷检测图像增强直方图均衡化筒子纱包装

煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法

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煤矿安全 2024年第7期55卷 232-239页

作者：韩燕南中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

针对煤矿运输路线复杂,巷道内岔路口和弯道较多的现状,易给井下运输安全带来隐患;设计了一种煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法。首先,将中线点结构化,形成巷道地图;其次,利用相邻时刻的车辆位置关系,确定行进方向;再次,结合... 详细信息

针对煤矿运输路线复杂,巷道内岔路口和弯道较多的现状,易给井下运输安全带来隐患;设计了一种煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法。首先,将中线点结构化,形成巷道地图;其次,利用相邻时刻的车辆位置关系,确定行进方向;再次,结合巷道地图结构属性,判定车辆前方是否存在岔路口或弯道;然后,采用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法,求解车辆当前位置至疑似目标的最短路径,进而判定是否为对向目标;最后,借助车载终端为司机提供安全性语音提示。在某矿的试验结果表明:方法逻辑判断准确,逻辑响应时间约为32 ms。

关键词：煤矿辅助运输无轨胶轮车巷道地图岔路口识别弯道识别

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矿井三维空间数据模型建立

煤矿安全 2024年第4期55卷 213-219页

作者：韩燕南中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

针对标准化煤矿数据模型欠缺导致的煤矿数据利用效率低、数据共享少等问题,研究了煤矿三维空间多元数据关系及其属性数据规划;给出了从采掘工程平面图到巷道三维建模的过程及算法,形成了基于ORM映射的煤矿数据模型,并在WebGL技术体系下... 详细信息

针对标准化煤矿数据模型欠缺导致的煤矿数据利用效率低、数据共享少等问题,研究了煤矿三维空间多元数据关系及其属性数据规划;给出了从采掘工程平面图到巷道三维建模的过程及算法,形成了基于ORM映射的煤矿数据模型,并在WebGL技术体系下进行了三维模型输出。结果表明:建立的空间数据模型存储、利用效率高,能够为矿山安全信息化智能决策的数据利用及分析提供支持。

关键词： WebGL 三维可视化煤矿安全信息化空间数据模型 ORM

一种煤矿安全监控系统设备故障智能诊断实现方法

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煤矿安全 2024年第8期55卷 221-226页

作者：张卫国中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

针对现阶段煤矿安全监控系统现场应用过程中,设备故障原因多样化,对于一些深层次的设备故障原因,现场技术人员还不具备进行深入分析能力的现状,提出了一种基于智能诊断模型库的设备故障智能诊断实现方法。方法首先实现智能诊断模型库,... 详细信息

针对现阶段煤矿安全监控系统现场应用过程中,设备故障原因多样化,对于一些深层次的设备故障原因,现场技术人员还不具备进行深入分析能力的现状,提出了一种基于智能诊断模型库的设备故障智能诊断实现方法。方法首先实现智能诊断模型库,通过收集技术专家日常分析、处理问题所需要的指标数据以及分析方法,将收集到的各种分析方法进行模型化,然后将各个模型抽象为机器编程语言进行实现,从而形成设备智能诊断模型库;其次在设备预置软硬件探针的基础上,结合智能诊断模型库对设备故障原因进行模型化综合分析,完成对分站、传感器、断电控制器等设备的自分析、自诊断、自修复功能;最后,通过设备自动拓扑图等系列智能诊断前端UI交互方式,为用户提供便捷的诊断操作以及相关信息的图形化、图表化数据分析展示,在提升煤矿安全监控系统稳定可靠性的同时,实现为用户赋能、助力减人增效智能化发展。

关键词：安全监控系统诊断探针智能诊断模型设备故障数据感知

基于改进RRT*算法的井下巷道漫游路径规划方法

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现代电子技术 2024年第12期47卷 62-68页

作者：王丽丽中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213000 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213000

针对目前井下巷道作业人员行动轨迹重现,以及巷道漫游等三维可视化巷道虚拟现实过程中的碰撞检测和路径规划问题,提出一种将改进快速探索随机树(RRT*)算法和贪心算法相结合,解决井下巷道复杂环境和高维空间寻求最优路径的方法。这一改... 详细信息

针对目前井下巷道作业人员行动轨迹重现,以及巷道漫游等三维可视化巷道虚拟现实过程中的碰撞检测和路径规划问题,提出一种将改进快速探索随机树(RRT*)算法和贪心算法相结合,解决井下巷道复杂环境和高维空间寻求最优路径的方法。这一改进方法使用优先探索策略和贪心策略,解决了RRT算法难以求解最优的可行路径和RRT*算法运动路径振荡的问题。通过Matlab仿真实验平台进行验证,结果表明:所提出的规划方法可得到满意的避障规划路径;且相较于RRT*算法,该方法减少了大部分的无用路径搜索和路径边径的内存存储,提高了路径规划的效率,有效解决了虚拟现实过程中运动路径的振荡问题,实现了平滑的路径规划。

关键词：巷道漫游改进RRT*算法贪心策略路径规划碰撞检测最优路径

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超声波风速传感器风场误差的数值模拟

煤矿安全 2024年第3期55卷 236-243页

作者：顾仁勇蒋泽王璐郝叶军中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

为了研究矿用超声波时差法风速传感器测量结果受风场误差的影响,采用计算流体力学方法对不同结构类型的传感器在不同风向、风速下的流场和声道速度分布进行分析。研究结果表明:对射式结构的测量风速受风向角的影响明显大于反射式;对射... 详细信息

为了研究矿用超声波时差法风速传感器测量结果受风场误差的影响,采用计算流体力学方法对不同结构类型的传感器在不同风向、风速下的流场和声道速度分布进行分析。研究结果表明:对射式结构的测量风速受风向角的影响明显大于反射式;对射式结构在45°风向角下经修正后的相对误差最小,且优于反射式;3种反射式结构中,换能器凹陷安装对测量风速的影响最小,凸起安装其次,半凸安装影响最大;换能器凹陷安装受风向角的影响最小,凸起安装和半凸安装影响相当;3种安装方式下,半凸安装在45°风向角下经修正后的测量误差最小;超声波风速传感器选择合适的结构布局,可以提升测量准确度。

关键词：矿用风速传感器风速测量超声波时差法数值模拟测风误差