非晶合金铁心损耗与磁致伸缩特性测量与模拟 被引量：17

1

作者 迟青光 张艳丽 +2 位作者 陈吉超 张殿海 赫荣臻 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第18期3876-3883,共8页

针对电力机车对中频变压器低损耗、低噪声的设计要求,该文对中频变压器用铁心材料非晶合金的损耗与磁致伸缩特性开展深入研究。模拟中频变压器的实际工作状态,对非正弦激励下非晶合金的损耗特性进行测量。在此基础上,对传统的斯坦梅兹... 针对电力机车对中频变压器低损耗、低噪声的设计要求,该文对中频变压器用铁心材料非晶合金的损耗与磁致伸缩特性开展深入研究。模拟中频变压器的实际工作状态,对非正弦激励下非晶合金的损耗特性进行测量。在此基础上,对传统的斯坦梅兹损耗计算公式进行修正,同时考虑到不同频率下损耗计算公式的通用性,对损耗计算公式的系数进行变系数改进。考虑中高频变压器的振动噪声问题,采用激光测试仪,对非晶合金铁心材料的磁致伸缩特性进行测试分析,并建立铁心材料磁致伸缩特性的预估模型。实验验证了所提损耗和磁致伸缩模型的有效性,为中高频变压器的优化设计提供理论依据。 展开更多

关键词 铁损 磁致伸缩 非晶合金 损耗模型

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基于PSO-LSSVM的高压真空断路器弹簧机构机械故障诊断 被引量：15

2

作者 姜海龙 李潼清 +1 位作者 程浩 侯春光 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期248-255,共8页

电流检测法在进行高压断路器弹簧机构机械故障诊断时,由于样本数据小导致诊断准确率低。针对这一问题,文中通过模拟各种常见故障和分析不同故障下合闸线圈电流变化规律,提取能够反映断路器工作状态的特征值,并采用最小二乘支持向量机法... 电流检测法在进行高压断路器弹簧机构机械故障诊断时,由于样本数据小导致诊断准确率低。针对这一问题,文中通过模拟各种常见故障和分析不同故障下合闸线圈电流变化规律,提取能够反映断路器工作状态的特征值,并采用最小二乘支持向量机法进行故障诊断。在此基础上,采用粒子群算法不断进行优化以加快诊断速度和准确率。将上述方法进行实例验证,结果表明,文中提出的故障诊断法在相同条件下诊断效果优于广泛应用的BP神经网络诊断法,并且样本空间减小对其诊断结果无明显影响,从而验证文中方法的可行性。 展开更多

关键词 高压断路器 支持向量机 线圈电流 故障诊断 弹簧机构

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基于全寿命电器状态监测数据的特征信息提取 被引量：11

3

作者 曹云东 高筱婷 +3 位作者 刘树鑫 李静 侯春光 焦通 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2980-2987,共8页

针对全寿命电器状态监测数据不能直接用于数据挖掘的问题,结合小波变换与改进主成分分析综合评价,提出一种电器状态监测数据的特征信息提取方法。在分析原始监测数据信号特征的基础上,建立明晰的评价指标体系,获得适合主成分分析的有序... 针对全寿命电器状态监测数据不能直接用于数据挖掘的问题,结合小波变换与改进主成分分析综合评价,提出一种电器状态监测数据的特征信息提取方法。在分析原始监测数据信号特征的基础上,建立明晰的评价指标体系,获得适合主成分分析的有序变量指标;将改进主成分分析法应用于小波变换信号去噪质量评价中,通过均值化处理保留原数据变异程度信息,取最具分辨能力的第一主成分对特征提取质量进行量化评价。实验结果表明:在相同的小波基函数与阈值条件下,该方法所确定的3层小波分解层数去噪效果优于其他分解层数,全寿命状态监测数据特征信息明显清晰。 展开更多

关键词 状态监测 特征信息提取 交流接触器 小波变换 主成分分析 多指标评价 分解层数

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800kV超高压磁饱和可控电抗器的动态特性分析及谐波抑制 被引量：8

4

作者 王青朋 白保东 +1 位作者 陈德志 安振 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期235-242,共8页

为有效解决超高压长距离输电网的无功调节、暂态过电压、线路空载(轻载)损耗等问题,该文以一台采用自取能控制方式的产品级800kV超高压磁饱和可控电抗器(MSCR)样机为例,对其动态特性进行详细分析,并提出在控制系统和取能线圈之间增加5次... 为有效解决超高压长距离输电网的无功调节、暂态过电压、线路空载(轻载)损耗等问题,该文以一台采用自取能控制方式的产品级800kV超高压磁饱和可控电抗器(MSCR)样机为例,对其动态特性进行详细分析,并提出在控制系统和取能线圈之间增加5次和7次滤波器的谐波抑制方法。详细分析MSCR的基本结构及其工作原理,阐述了MSCR的本体特性、控制特性及阶跃特性,并对其谐波抑制进行了实验分析,对其动态特性进行了实验研究。研究结果证明所提方案的可行性,为分析特高压磁饱和可控电抗器的动态特性及谐波抑制提供理论依据。 展开更多

关键词 超高压 磁饱和可控电抗器 动态特性 谐波抑制

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基于流固耦合的无人机主推进电机温度场研究 被引量：6

5

作者 张炳义 王森 冯桂宏 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期116-120,共5页

以无人机主推进电动机为研究对象,基于流固耦合传热理论,结合无人机主推进电动机通风特性及开启式结构特点,建立电动机在强冷却条件下流固耦合物理模型与数学模型,给出温度场计算方法,得出主推进电动机额定状态下温度分布及轴向剖面温... 以无人机主推进电动机为研究对象,基于流固耦合传热理论,结合无人机主推进电动机通风特性及开启式结构特点,建立电动机在强冷却条件下流固耦合物理模型与数学模型,给出温度场计算方法,得出主推进电动机额定状态下温度分布及轴向剖面温度分布及主要部件的温升变化规律。对电动机进行风洞与飞行试验,并将试验结果与理论分析进行对比,验证理论分析的正确性。研究结果可为无人机主推进电动机温度场研究及优化设计提供理论依据。 展开更多

关键词 无人机 主推进电动机 直驱 流固耦合 温度场

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基于多特征增强融合的交流接触器状态表征

6

作者 蒋幸伟 曹云东 +3 位作者 刘洋 刘树鑫 高书豫 周柱 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期282-291,共10页

准确掌握交流接触器的运行状态是实现交流接触器智能化的基础,为此提出了一种基于多特征增强融合的状态表征方法。首先针对交流接触器特征参数非线性、非平稳、随机变化、趋势性不明显但符合一定统计特性的特点,利用Wasserstein概率距... 准确掌握交流接触器的运行状态是实现交流接触器智能化的基础,为此提出了一种基于多特征增强融合的状态表征方法。首先针对交流接触器特征参数非线性、非平稳、随机变化、趋势性不明显但符合一定统计特性的特点,利用Wasserstein概率距离进行特征变换得到趋势性较强的初态特征;然后以多属性初态特征参数为驱动,考虑参数间强耦合的特点,利用自编码器神经网络进行特征压缩提取,剔除冗余信息,保留有用信息;在此基础上,以压缩提取特征为输入,通过自组织映射神经网络来实现多维特征的竞争性融合输出,得到交流接触器运行状态的综合健康指标,实现交流接触器状态的定量表征。最后,结合实测数据验证了所提方法的有效性,并与其他2种方法相比较,结果表明:所提方法得到的健康指标趋势性、单调性和鲁棒性相比其他2种方法分别至少提高了4%、24%和5%,研究可为下一步研究交流接触器的精准控制和智能化提供参考。 展开更多

关键词 交流接触器 多特征融合 状态表征 Wasserstein距离 自编码器 自组织映射神经网络

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基于改进Kruskal-Wallis检验的低压开关电器状态表征参数选择

7

作者 刘洋 曹云东 刘树鑫 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期535-542,共8页

由于状态数据的多属性、高维度和大数据量,以及特征参数难以满足正态性和方差齐性检验的事实,低压开关电器的状态表征参数难于选择。针对该问题,基于非参数单体多状态样本的分组状态间秩差异性,以及特征参数Kruskal-Wallis(KW)检验统计... 由于状态数据的多属性、高维度和大数据量,以及特征参数难以满足正态性和方差齐性检验的事实,低压开关电器的状态表征参数难于选择。针对该问题,基于非参数单体多状态样本的分组状态间秩差异性,以及特征参数Kruskal-Wallis(KW)检验统计量的计算规则和变化趋势,研究论证了单体样本特征参数表征显著性鉴别机理。同时,基于状态序列斜率变化增量和子序列变异增量,提出样本状态时序分类算法,并将该算法与参数鉴别机理相结合,形成单体多状态样本改进KW检验理论。最后,基于改进理论提出低压开关电器状态表征参数选择新方法。以交流接触器为例进行验证,结果表明该文方法适用于具有非线性、非平稳、动态随机分布等特点的低压开关电器状态表征参数选择。实例证明,基于该方法获得状态表征曲线的拟合优度可达0.91,状态划分显著性P值可达8.42848×10–266,表征与分类精度较参数选择前及同类方法提升明显,为下一步研究低压开关电器状态的精确划分与识别奠定了理论基础。 展开更多

关键词 低压开关电器 状态表征 参数选择 Kruskal-Wallis检验 状态划分

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基于深度学习的电工钢片磁畴磁化过程预测与特征量提取 被引量：1

8

作者 吴鑫 张艳丽 +2 位作者 王振 李梦星 姜伟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期2289-2298,共10页

高效电工产品的研发离不开对低损耗高品质电工钢磁特性的准确表征,而电工钢磁畴结构及其动态磁化特征量的提取是实现从介观磁化机理到宏观特性模拟的桥梁。该文利用磁光克尔显微镜对外加磁场下取向电工钢片磁畴结构的动态演变过程进行... 高效电工产品的研发离不开对低损耗高品质电工钢磁特性的准确表征,而电工钢磁畴结构及其动态磁化特征量的提取是实现从介观磁化机理到宏观特性模拟的桥梁。该文利用磁光克尔显微镜对外加磁场下取向电工钢片磁畴结构的动态演变过程进行了观测和研究。首先在不同方向的外加磁场下,获取了磁场由饱和到零再到反向饱和的磁化过程中电工钢磁畴结构动态演变的图像信息,分析了磁畴重组、湮灭、成核的过程;其次为了获取足够多的可以表征电工钢片磁化特征的磁畴图像信息,对比研究了基于深度学习理论的两种神经网络——基于卷积神经单元的长短期记忆神经网络(ConvLSTM)和基于卷积神经单元的门控循环单元(ConvGRU)对磁畴动态演变图像的预测;最后在此基础上,提出了以磁畴面积作为特征参量表征样片动态磁化过程及磁畴状态的方法。结果表明,所提取的特征量能够有效地表征样片的磁化程度及其内部磁畴的演变过程,为进一步实现基于磁畴磁化机理的宏观磁滞模型奠定基础。 展开更多

关键词 电工钢片 磁畴 深度学习 磁光克尔显微镜

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基于高频材料特性分析的旋转式松耦合变压器结构设计 被引量：4

9

作者 冯超 张艳丽 +2 位作者 任自艳 张殿海 綦艳丽 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期22-29,共8页

为提高旋转变压器耦合性能、减小铁心尺寸,该文提出一种以纳米晶带材为铁心材料的新型旋转式松耦合变压器,用来为旋转设备供电。基于实验室现有的高频磁特性测量系统,测量并分析了正弦波和方波激励下软磁铁氧体与纳米晶带材的磁特性。... 为提高旋转变压器耦合性能、减小铁心尺寸,该文提出一种以纳米晶带材为铁心材料的新型旋转式松耦合变压器,用来为旋转设备供电。基于实验室现有的高频磁特性测量系统,测量并分析了正弦波和方波激励下软磁铁氧体与纳米晶带材的磁特性。尝试采用纳米晶带材替代块状铁氧体做旋转式松耦合变压器铁心材料,由于铁心材料形状的改变,传统罐式旋转式松耦合变压器结构不再适用于纳米晶铁心,该文提出两种新型结构的旋转式松耦合变压器。基于磁场数值仿真平台,分析了这两种旋转式松耦合变压器在实际工况下的瞬态特性,计算了耦合系数和铁心损耗,讨论了上述旋转式松耦合变压器铁心结构及相应的绕组结构的可行性,为旋转式松耦合变压器的性能提升提供一个新的思路。 展开更多

关键词 旋转式松耦合变压器 高频材料 铁心结构 绕组结构

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基于振动信号的交流接触器触头系统退化阶段划分

10

作者 刘树鑫 周柱 +3 位作者 刘洋 曹云东 蒋幸伟 李静 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4971-4981,共11页

针对交流接触器触头系统退化过程中振动信号冗余度高且退化阶段划分准确度低的问题,提出了一种基于斯皮尔曼等级相关系数(Spearman’s rank correlation coefficient,SRCC)和C均值模糊聚类(fuzzy C-means clustering,FCM)的触头系统退... 针对交流接触器触头系统退化过程中振动信号冗余度高且退化阶段划分准确度低的问题,提出了一种基于斯皮尔曼等级相关系数(Spearman’s rank correlation coefficient,SRCC)和C均值模糊聚类(fuzzy C-means clustering,FCM)的触头系统退化阶段划分方法。首先,通过交流接触器全寿命试验获取触头系统整个生命周期上的分合闸阶段振动信号,从中提取反应触头退化状态的时域以及频域特征;其次,利用SRCC与主成分分析(principal component analysis,PCA)进行特征选择与降维,构建性能退化指标;再次,引入无监督学习(unsupervisedlearning,UL)FCM算法作为理论依据,对触头系统退化过程进行2至5个退化阶段划分;最后选用轮廓系数(silhouette coeffcient,SC)、卡林斯基-哈拉巴斯分数(Calinski Harabasz score,CHS)和戴维森堡丁指数(Dacies Bouldin score,DBI)对聚类效果进行内部评价,并采用5种有监督分类器进行该方法准确性验证。结果显示,触头系统划分为3个退化阶段时内部评价最优,同时5种分类器对3个退化阶段识别平均准确率可达95.54%,退化阶段划分最为合理。该研究所提出的方法有效解决了信号冗余与阶段划分准确率低的问题,精确地实现交流接触器触头系统退化阶段的划分。 展开更多

关键词 交流接触器 振动信号 斯皮尔曼等级相关系数 FCM聚类 退化状态 阶段划分

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磁流变材料制备及其在铁芯接缝区的特性分析 被引量：2

11

作者 张一峰 张艳丽 +2 位作者 王振 张殿海 谢德馨 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3927-3934,共8页

变压器铁芯振动主要来源于铁芯叠片间漏磁场所产生的电磁力和硅钢材料的磁致伸缩效应。为此,从材料制备、特性测试、仿真计算与振动实验验证的角度,研究了利用磁流变智能材料实现变压器本体降噪的可行性。制备并对比测试了磁流变液、磁... 变压器铁芯振动主要来源于铁芯叠片间漏磁场所产生的电磁力和硅钢材料的磁致伸缩效应。为此,从材料制备、特性测试、仿真计算与振动实验验证的角度,研究了利用磁流变智能材料实现变压器本体降噪的可行性。制备并对比测试了磁流变液、磁流变胶和磁流变塑性体等3种磁流变材料常态下的物理性状及外加磁场下的磁特性,讨论分析了不同磁性颗粒质量占比与粒径大小对磁流变胶磁特性的影响。在此基础上,仿真计算了铁芯接缝区域填充磁流变材料前后叠片间漏磁场分布的变化情况。制作了一台单相变压器铁芯实验验证模型,进行了电磁−力场联合仿真及振动加速度实验测试。研究表明,磁流变材料具有导磁特性,可以改善漏磁分布,进而减小漏磁引起的叠片间的电磁振动;同时,磁流变材料的阻尼性能也可以减弱接缝区域铁芯硅钢磁致伸缩引起的振动。研究成果可为降低变压器本体振动噪声提供新的思路。 展开更多

关键词 叠片铁芯 振动噪声 磁致伸缩 磁流变材料 接缝区

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基于云遗传策略的永磁电机表贴式双曲极靴优化设计 被引量：1

12

作者 王帅 张炳义 +2 位作者 陈亚千 牛英力 张霄霆 《电气工程学报》 2016年第9期8-14,共7页

针对常规瓦形表贴式磁极产生近似矩形的空载气隙磁密,导致感应电势谐波含量较高、转矩脉动大,以及表贴式永磁体在转子装配过程中易磕碰受损等问题,提出一种在瓦片形永磁体表面加装导磁极靴的双曲磁极结构。通过对双曲磁极的空载气隙磁... 针对常规瓦形表贴式磁极产生近似矩形的空载气隙磁密,导致感应电势谐波含量较高、转矩脉动大,以及表贴式永磁体在转子装配过程中易磕碰受损等问题,提出一种在瓦片形永磁体表面加装导磁极靴的双曲磁极结构。通过对双曲磁极的空载气隙磁密波形畸变率和齿槽转矩波形的分析,建立双曲磁极结构参数化模型。以齿槽转矩最小化和电磁转矩最大化为优化目标,采用云遗传策略(CGS)优化设计一台表贴式双曲磁极永磁电机,优化结果表明电机的齿槽转矩等各项指标都有所改善。最后,利用有限元仿真方法以及样机测试的方法进行验证,结果均证明了双曲极靴磁极结构及其优化设计方法的正确性。 展开更多

关键词 云遗传策略 永磁电机 表贴式双曲极靴 转矩脉动

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低速大转矩永磁电动机表贴式磁极结构涡流损耗研究

13

作者 张炳义 王帅 +1 位作者 陈亚千 冯桂宏 《微电机》 2016年第10期1-5,共5页

表贴式磁极的永磁体与气隙直接接触,定子齿槽效应会在磁钢表面产生涡流损耗,严重时会导致永磁体的不可逆去磁。针对该问题,本文提出在常规表贴式永磁体表面加装双曲导磁极靴的方法,采用有限元仿真对比分析加装极靴前后永磁体内磁密波形... 表贴式磁极的永磁体与气隙直接接触,定子齿槽效应会在磁钢表面产生涡流损耗,严重时会导致永磁体的不可逆去磁。针对该问题,本文提出在常规表贴式永磁体表面加装双曲导磁极靴的方法,采用有限元仿真对比分析加装极靴前后永磁体内磁密波形和损耗变化情况,以一台采用双曲极靴磁极的螺杆泵用低速大转矩永磁电动机为研究对象,采用标准遗传算法优化设计双曲极靴磁极结构参数,并用仿真和样机测试进行验证,结果表明,双曲极靴磁极可有效降低常规表贴式永磁电机的永磁体损耗,电机温升、效率等指标均优于常规表贴式磁极电机。 展开更多

关键词 表贴式磁极结构 低速大转矩永磁电机 涡流损耗

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考虑钉扎效应的电工钢片局部磁滞回环多尺度磁畴模拟

14

作者 李梦星 张艳丽 +2 位作者 李明昕 张殿海 姜伟 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期34-39,共6页

高速电机高频高速及其驱动器存在谐波等特点导致供电系统谐波大的问题日益严重。谐波磁场会影响电工钢片的磁特性,降低电机功率,影响供电系统性能。因此准确的预测谐波状态下电工钢片的磁特性是一个亟需解决的问题。文中研究了遵循磁化... 高速电机高频高速及其驱动器存在谐波等特点导致供电系统谐波大的问题日益严重。谐波磁场会影响电工钢片的磁特性,降低电机功率,影响供电系统性能。因此准确的预测谐波状态下电工钢片的磁特性是一个亟需解决的问题。文中研究了遵循磁化过程中稳定状态对应于总能量极小值状态原理的多尺度磁畴模型,将介观尺度上的磁畴运动机制与宏观尺度上的磁化过程相结合。通过引入含有Stop算子的钉扎能对谐波状态下电工钢片的磁滞特性进行预测;引入磁弹性能有效地考虑表面绝缘涂层应力对谐波下磁特性和磁致伸缩的影响。最后将相同激励下的模拟结果与实验测量结果进行了对比,验证了谐波磁场下多尺度磁畴模型的有效性。 展开更多

关键词 多尺度模型 谐波磁场 电工钢片 磁滞回环 磁特性

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采用二进制蚁群模糊神经网络的配电网故障分类方法 被引量：37

15

作者 孙鹏 曹雨晨 +1 位作者 刘洋 李静 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期2063-2072,共10页

配电网故障后的准确分类可以增强故障维修的针对性,因此针对配电网故障分类的研究对快速恢复供电具有重要意义。提出一种基于二进制蚁群算法(BACA)与模糊神经网络(FNN)的故障分类系统,该系统适用于中性点非有效接地的中低压配电系统。... 配电网故障后的准确分类可以增强故障维修的针对性,因此针对配电网故障分类的研究对快速恢复供电具有重要意义。提出一种基于二进制蚁群算法(BACA)与模糊神经网络(FNN)的故障分类系统,该系统适用于中性点非有效接地的中低压配电系统。利用经验模态分解(EMD)提取故障后2 ms暂态信号中的高频成分,基于数理统计方法构造了推理系统的特征向量,研究了不同故障工况下的特征向量变化规律。利用二进制蚁群算法对模糊神经网络权值进行优化,克服了其搜索速度慢、易陷入局部极小值的缺点。在ATP-EMTP中根据实际情况构造了计算模型,利用计算结果对推理系统进行训练。测试样本与现场实验结果表明,所提出的故障分类方法的准确度高、适应性强。 展开更多

关键词 谐振接地系统 故障分类 经验模态分解 二进制蚁群算法 模糊神经网络

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