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基于混沌吸引子的真空断路器永磁斥力机构机械故障识别方法 被引量:13
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作者 刘晓明 +3 位作者 姜文涛 陈海 陈军平 宋柏阳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第20期5334-5346,共13页
针对真空断路器斥力机构故障时振动信号瞬态、非线性且难以进行故障定量评估与识别的问题,该文提出一种基于吸引子形态的混沌吸引子矩特征量和粒子群优化支持向量机的斥力机构故障评估与识别方法。以斥力机构分合闸过程中典型故障,特别... 针对真空断路器斥力机构故障时振动信号瞬态、非线性且难以进行故障定量评估与识别的问题,该文提出一种基于吸引子形态的混沌吸引子矩特征量和粒子群优化支持向量机的斥力机构故障评估与识别方法。以斥力机构分合闸过程中典型故障,特别是分闸油压缓冲器不同过调故障程度的振动信号为分析对象,首先采用混沌理论相空间重构方法和Wolf算法,得到最大Lyapunov指数,表明斥力机构振动信号具有明显的混沌特性,通过三维相图定性分析振动信号混沌吸引子演变规律;然后引入混沌吸引子矩理论,提取四种二维吸引子矩,利用最小二乘法线性回归计算第一区域曲线斜率为吸引子形态特征量,同时提取时域信号共同组成特征向量库;最后比对分析支持向量机算法与粒子群优化-支持向量机组合算法的准确率。实验结果表明,文中所用方法可精准识别斥力机构故障类型。 展开更多
关键词 真空断路器 斥力机构 油压缓冲器 吸引子形态 支持向量机
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机械式真空快速切换开关机构多目标优化设计
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作者 姜文涛 刘晓明 +2 位作者 李培源 陈海 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期153-162,共10页
针对机械式真空切换开关斥力机构设计参数相互耦合、输出动态特性相互关联的多变量多目标优化问题,提出一种基于非支配排序粒子群的多目标优化方法。计及材料特性影响的快速切换开关机构物体模型(实模)与数值模拟模型(理模)建模与分析,... 针对机械式真空切换开关斥力机构设计参数相互耦合、输出动态特性相互关联的多变量多目标优化问题,提出一种基于非支配排序粒子群的多目标优化方法。计及材料特性影响的快速切换开关机构物体模型(实模)与数值模拟模型(理模)建模与分析,是机构本体设计和过往载荷全生命周期性能评估的基础。理模参数设计难以真实反映实模在不确定性条件与不同工况下输出特性及可靠性。采用数字孪生方法,进行理模与实模特征量设计,将理模与实模耦合建模计算层、多目标优化计算层相结合,优化机构本体参数;并与物理实体层参数同步实现孪生,进而实现机构整机理模到实模的多目标优化设计。数字孪生处理后的电流误差下降5.69%,分闸时间误差下降5.49%,为新一代智能电器产品多目标优化设计提供了一种新的可行性方法。 展开更多
关键词 快速切换开关 斥力机构 非支配排序粒子群优化 多场耦合 数字孪生
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直流真空断路器永磁斥力机构运动特性监测系统研究
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作者 刘晓明 +1 位作者 姜文涛 宋柏阳 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期17-24,31,共9页
针对短行程直流真空断路器永磁斥力机构运动速度快、动态参数多且难以精准监测的问题,文中设计了一种多参数动态特性监测系统。以400 V/400 A/25 kA直流真空断路器永磁斥力机构为研究对象,采用光耦隔离技术采集分合闸线圈电压模拟信号,... 针对短行程直流真空断路器永磁斥力机构运动速度快、动态参数多且难以精准监测的问题,文中设计了一种多参数动态特性监测系统。以400 V/400 A/25 kA直流真空断路器永磁斥力机构为研究对象,采用光耦隔离技术采集分合闸线圈电压模拟信号,同时采用传感技术和二阶滤波的方式对电流信号与位移信号进行降噪采集,并基于C#自主开发上位机显示界面,实现短行程快速操动机构多参数的实时同步显示。通过与高精度电流传感器和机械特性测试仪监测参数的比对分析可知,系统采集误差可控制在3.5%以内。 展开更多
关键词 直流真空断路器 永磁斥力机构 机械特性 动态特性 光耦隔离 误差分析
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真空断路器弧后鞘层发展过程仿真分析 被引量:3
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作者 耿钰翔 刘晓明 +3 位作者 陈海 姜文涛 李培源 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期626-631,共6页
以真空断路器弧后鞘层发展过程为对象,采用等离子体流体力学模型,求解电子、离子密度和平均电子能量的漂移扩散方程和耦合电场的泊松方程,引入粒子间碰撞反应,仿真分析其弧后介质恢复变化和鞘层发展阶段电子和离子的空间分布、密度分布... 以真空断路器弧后鞘层发展过程为对象,采用等离子体流体力学模型,求解电子、离子密度和平均电子能量的漂移扩散方程和耦合电场的泊松方程,引入粒子间碰撞反应,仿真分析其弧后介质恢复变化和鞘层发展阶段电子和离子的空间分布、密度分布以及间隙电势分布。采用对比分析法,研究不同初始条件对鞘层发展的影响,结果表明:在保持其余参数不变的条件下,暂态恢复电压(TRV)斜率和间隙轴向长度均与鞘层发展速度呈正相关,初始等离子体密度和弧后金属蒸气压强均与鞘层发展速度呈负相关。 展开更多
关键词 电弧等离子体 真空断路器 鞘层 流体动力学
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考虑公差不确定性的快速真空开关机构保持单元多目标优化 被引量:1
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作者 刘晓明 姜文涛 +2 位作者 陈海 韩旭 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第17期58-66,共9页
永磁保持单元为斥力操动机构在分合闸位置提供足够的保持力,是维持机械开关分闸或合闸状态的重要元件,其结构参数与出力特性是开关可靠分合闸的关键因素。针对保持单元敏感部件加工公差不确定、装配一致性差、输出动态特性相互关联问题... 永磁保持单元为斥力操动机构在分合闸位置提供足够的保持力,是维持机械开关分闸或合闸状态的重要元件,其结构参数与出力特性是开关可靠分合闸的关键因素。针对保持单元敏感部件加工公差不确定、装配一致性差、输出动态特性相互关联问题,将区间不确定性模型引入保持单元系统出力特性分析中,提出一种基于非支配排序粒子群算法的多变量多目标优化方法。首先,基于保持单元三维有限元模型,研究动铁芯与导磁环的公差不确定性对保持单元输出力的影响规律。然后,以保持单元敏感部件公差影响分析为基础,选取永磁保持单元机械参数为优化变量,计及操动机构成本与弹跳大小,同时考虑导磁环与动铁芯公差不确定性,建立考虑公差不确定性的斥力操动机构保持单元多目标优化设计模型,得到Pareto前沿非支配解集。最后,基于所优化的保持单元结构,搭建快速真空开关实验平台进行斥力操动机构分合闸实验,该系统可在15 ms内完成分合闸动作。研究表明,该优化方法保证了不同制造条件下斥力操动机构保持单元均能最大程度发挥其作用,且允许动铁芯与导磁环参数设计较低等级公差。 展开更多
关键词 斥力操动机构 公差设计 区间不确定性 NSPSO 多场耦合
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多元退化因素下的快速切换开关可靠性分析 被引量:1
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作者 姜文涛 刘晓明 +2 位作者 陈海 李培源 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第17期105-115,共11页
快速切换开关是实现敏感负荷不间断供电的核心设备,其可靠性是供电系统运行稳定的前提,但其可靠性受触头磨损、分合闸电容老化及机构永磁体退磁等诸多因素影响,且此类电工装备服役周期内可靠性分析具有实验成本高与标准不完善等特点。... 快速切换开关是实现敏感负荷不间断供电的核心设备,其可靠性是供电系统运行稳定的前提,但其可靠性受触头磨损、分合闸电容老化及机构永磁体退磁等诸多因素影响,且此类电工装备服役周期内可靠性分析具有实验成本高与标准不完善等特点。为准确评估快速切换开关可靠性,提出一种基于各薄弱单元退化参数影响下的快速切换开关可靠度计算方法。首先,结合样机实验数据库进行关键失效器件退化规律研究,确定快速切换开关薄弱单元。基于实测真空灭弧单元触头磨损量与分合闸驱动单元电容容量数据,分别得到计及冲击磨损系数变化的触头动态磨损量及分闸电容参数分布规律。然后,为减少大样本快速切换开关电磁场数值计算时间成本,建立了快速切换开关机械特性神经网络预测模型。最后,通过将抽样所得退化参数数据库引入预测模型中,得到了满足性能指标约束条件下的快速切换开关可靠度。研究结果表明,切换开关可靠性最薄弱环节为驱动单元电解电容与灭弧室触头,分闸时间小于8 ms时,5 000次分合闸后,可靠度为0.768。 展开更多
关键词 快速切换开关 多元退化 磁力损伤 灰色系统 触头磨损
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建筑施工用水的节水措施的初步研究
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作者 徐强 ] 《汽车世界》 2020年第8期133-133,共1页
本文基于绿色建筑施工理念,以节水、惜源为目的,对制定建筑施工用水管理制度进行了研讨。国家应重视施工用水与管理问题,及早出台相应的法律法规。
关键词 建筑施工用水 水资源 管理制度 绿色建筑施工
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建筑工程混凝土浇筑施工技术要点分析
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作者 徐强] 《汽车世界》 2019年第24期60-60,共1页
混凝土作为一项基本的建筑材料,在建筑施工工程中占有非常重要的地位,建筑水平想要得到提升就需要从技术手段上得到提高,因此需要技术人员针对不同方向采用多方面的策略进行合理应用,才能使混凝土浇筑施工技术的水平得到不断提升,从而... 混凝土作为一项基本的建筑材料,在建筑施工工程中占有非常重要的地位,建筑水平想要得到提升就需要从技术手段上得到提高,因此需要技术人员针对不同方向采用多方面的策略进行合理应用,才能使混凝土浇筑施工技术的水平得到不断提升,从而进一步提高我国建筑质量。 展开更多
关键词 混凝土浇筑 施工技术 建筑工程 应用探究
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