基于变分模态分解和改进灰狼算法优化深度置信网络的自动转换开关故障识别

自动转换开关(ATSE)是保证系统连续供电的设备,对其进行健康监测和故障诊断对系统的稳定运行具有重要意义。为了实现对ATSE的非侵入式故障识别,该文提出一种基于电流信号变分模态分解(VMD)的特征提取和改进灰狼算法(IGWO)优化深度置信网络(DBN)相结合的故障诊断方法。该方法首先利用样本熵确定VMD分解次数并对故障电流进行分解;其次对分解后得到的本征模态函数进行小波包能量的提取,并利用IGWO对DBN网络结构参数进行优化;最后通过DBN将电流能量特征与ATSE的故障类型建立起映射关系从而完成最终的故障识别。所提IGWO采用了分段调节与非线性递减的衰减因子相结合的策略,以平衡算法全局搜索和局部搜索能力;并采用莱维飞行更新探狼的移动位置,来避免算法陷入早熟收敛。实验结果表明,该算法不仅能显著提高前期对参数寻优的训练速度,后续泛化实验的故障分类准确率也有98.78%的良好表现。

基于退化量分布的剩余电流动作断路器可靠性评估

剩余电流动作断路器直接影响低压配电系统的安全性和可靠性。为了研究剩余电流动作断路器的可靠性,使用基于退化量分布的建模方法对其性能退化过程进行研究,并预测出其使用寿命。首先,对剩余电流动作断路器的失效机理进行分析,然后设计实施剩余电流动作断路器的加速退化试验,建立了退化量服从正态分布的可靠度分析模型,采用最小二乘法对模型中的参数进行估计,从而对剩余电流动作断路器的可靠性进行评估并绘制可靠度曲线。

接触器式继电器的失效分析

接触器式继电器广泛用于电气系统中,但接触器式继电器的触点经常发生接触不良,导致电气控制系统无法可靠地正常运行。对接触器式继电器发生接触不良的失效机理进行研究,分别对目前普遍采用的触点形式和常用的银-铜(Ag-Cu)和银-镍(Ag-Ni)复合触点的接触器式继电器进行可靠性试验,由试验结果分析不同触点形式的失效水平,对失效的接触器式继电器触点利用扫描电镜进行表面分析(SEM)和触点表面能谱图(XES)分析,分析产品失效的主要原因,进而找出减少接触器式继电器触点接触不良的方法。

基于FPGA的磁耦合谐振式无线电能传输频率跟踪控制

磁耦合谐振式无线电能传输是无线电能传输领域的研究热点,保持系统工作在谐振频率是磁耦合谐振式无线电能传输的关键技术之一。为了解决磁耦合谐振式无线电能传输系统在工作过程中的谐振失谐问题,本文从理论上分析系统的失谐机理,提出基于自适应PI控制的可变模全数字锁相环的频率跟踪控制方法;建立基于PI控制的全数字锁相环的数学模型,分析PI控制参数对系统性能的影响;设计出一种对全数字锁相环的PI控制参数进行自适应调节且兼顾跟踪控制的速度和精度的自适应控制器;利用FPGA实现所提出的全数字锁相环;仿真结果表明,该全数字锁相环能够较好地实现相位和频率的跟踪功能;最后,在实验样机上进行验证,结果表明该方法可以在谐振频率变化时完成对频率的快速跟踪,使系统工作在谐振状态。

基于双LCL变补偿参数的磁耦合谐振式无线充电系统研究

为了简化磁耦合谐振式无线充电系统电路设计和控制的复杂性,提出一种双LCL变补偿参数的磁耦合谐振式无线充电系统,只需对部分补偿元件进行投切操作,即可实现恒流和恒压充电。首先利用二端口网络对系统原边、副边建模得到双LCL数学模型,分析实现恒流或恒压输出的参数配置条件;然后根据恒流和恒压参数配置特点,设计变补偿参数的电路结构;再根据仿真方法得出的关键参数与系统传输特性之间的关系,合理设计参数配置,使得磁耦合谐振式无线充电系统无复杂电路环节而且控制简单,还可实现原边电流和频率恒定;最后搭建实验平台,验证设计的系统输出的电压或电流波动较小,可以满足恒压和恒流充电的要求。

接触器式继电器的可靠性验证试验抽样方案的研究

为定量分析接触器式继电器的可靠性水平,借鉴目前国内外标准和可靠性研究成果,确定了失效率作为它的可靠性特征量;根据国内接触器式继电器的实际生产水平,划分了失效率等级作为可靠性指标来确定产品可靠性水平;为分析接触器式继电器的工作特点和失效模式,进行多组试验结果表明接触器式继电器接触不良和断开不良的失效模式有偶然失效和永久失效两种表现型式;不同表现对可靠性的影响不同,根据可靠性抽样理论,由操作时间与允许失效数之间的关系推导出可靠性验证试验抽样方案。按照该文的可靠性验证试验抽样方案抽取样品进行检测,可确定接触器式继电器的可靠性水平。

基于Wiener过程电子式漏电断路器的剩余寿命预测

对高可靠性、长寿命的电子式漏电断路器建立基于Wiener过程的剩余寿命预测模型并对其进行可靠性预测。首先对电子式漏电断路器进行以温度为加速应力、剩余动作电流值为退化特征量的恒定应力加速退化试验,根据试验数据描述其性能退化轨迹,分析性能退化规律;然后对加速退化试验数据进行正态分布检验,验证其符合Wiener过程,利用极大似然估计的方法,对剩余寿命预测模型进行参数估计,预测出漏电断路器的剩余寿命;将漏电断路器初始时刻的剩余寿命作为伪失效寿命,外推出漏电断路器在正常应力下的使用寿命大约为2085天。

神经网络法优化接触器电磁系统

将人工神经网络优化方法引入接触器电磁系统的优化设计中,利用人工神经网络强大的非线性逼近能力和高效率的并行计算功能进行优化。采用改进BP算法前馈神经网络法,建立了接触器反力特性中拐点位置的动态吸力和激磁电流为输入神经元,以电磁系统的尺寸作为输出神经元的前向三层的神经网络,并以CJX1型接触器为样本,通过变步长法训练神经网络。网络训练成熟后,可对接触器的外型尺寸进行优化。采用神经网络法减少了大量的三维电磁场计算,可以得到很高的优化速度,很快得到结果。经优化后的接触器可减小电磁系统的体积。

磁耦合谐振式无线电能传输系统频率复合控制方法

频率的稳定及精确控制是磁耦合谐振式无线电能传输系统高效稳定运行的基础。提出一种基于PI锁相环频率跟踪控制和动态补偿调谐相结合的频率复合控制方法,实现了常规频率控制方法无法同时实现的大范围、高精度和快速频率调节。首先,根据建立的磁耦合谐振式无线电能传输系统数学模型,从原理上分析发生频率失谐的原因,给出了合理的频率失谐检测方法,并分析了系统等效阻抗角与谐振频率之间的对应关系;建立频率跟踪控制与动态补偿调谐的数学模型,以计算并确定锁相环PI参数及动态补偿参数;随后进行仿真并搭建试验平台验证,仿真结果表明该方法对谐振频率的调节速度快、精度高,试验结果验证该方法可以实现谐振频率的快速跟踪,保证系统工作在谐振状态。

电器触点接触电阻测量装置的研究

介绍了一种新研制的采用脉冲电流式的电器触点接触电阻测量装置，该装置采用脉冲大电流测量触点的接触电阻，实现了对接触电阻的无损伤精确测量。测量过程由计算机控制，并自动保存测量结果。

基于改进Bootstrap-Bayes的电子式剩余电流动作断路器可靠性评估

作为一种高可靠性、长寿命产品,电子式剩余电流动作断路器可获得的试验数据很少。为了对其可靠性进行评估,提出一种基于改进Bootstrap-Bayes的可靠性评估方法。首先,进行温度为加速应力的剩余电流动作断路器的加速退化试验,利用退化数据外推得到伪失效寿命,经检验,电子式剩余电流动作断路器伪失效寿命服从双参数威布尔分布;然后,采用灰色GM(1, 1)模型对试验数据进行扩充作为先验信息,通过马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)算法中的Gibbs抽样结合Bayes公式得到参数估计值;最后,利用Arrhenius加速模型实现正常使用环境下剩余电流动作断路器的可靠性评估。

接触器式继电器的触点接触失效物理分析

介绍了接触器式继电器的失效模式,有接触不良、静熔焊、电弧熔焊等失效形式,对各种失效模式产生的失效机理进行了分析。根据失效原因,提出改进措施,以提高其触点工作的可靠性。

接触器式继电器的可靠性研究

分析了接触器式继电器的工作特点和失效模式。接触器式继电器是频繁操作的控制电器,主要发生触头断开不良和触头接触不良两类故障。针对其工作特点和失效模式,参考国内外标准提出了接触器式继电器的可靠性检测方法,进行可靠性检测装置的研究,以实现其可靠性的定量分析。

漏电保护器的可靠性研究

在漏电保护器的失效模式分析的基础上 ,提出了可靠性指标 ,并根据可靠性抽样理论给出其可靠性试验方法 。

剩余电流动作保护器可靠性试验方法与试验装置的研究

在失效模式基础上提出剩余电流动作保护器的可靠性指标 ,并根据可靠性抽样理论提出其可靠性验证试验方法。

剩余电流动作保护装置可靠性指标的探讨

介绍了有关剩余电流动作保护装置可靠性检测的国内外的发展动态。根据剩余电流动作保护装置的工作特点 ,提出了以成功率作为可靠性指标 ,阐述了成功率的估计方法。

漏电断路器动作特性检测装置的研究

动作特性检测是漏电断路器工作性能检测中重要的一部分,通过对动作特性检测,分析动作特性数据变化可对漏电断路器的工作性能做出评估和预测,并可针对暴露的性能缺陷进行改进,提高其工作时的稳定性。为满足对于漏电断路器动作特性检测的要求,设计了一台动作特性检测装置,主要由工业控制机、剩余动作电流生成模块、电流调整模块、剩余动作电流检测模块、动作时间检测模块、自动复位及合闸模块等组成;检测装置实现了对于漏电断路器动作特性连续实时、高效、精确的测量。

漏电断路器的步进加速退化试验方案研究

漏电断路器是低压配电系统中重要的终端保护电器,在防止漏电事故、保护用电人员的生命财产安全上发挥着重大作用,一旦失效,会对电网系统和人民生命财产造成重大危害。由于漏电断路器具有可靠性高、寿命长的特点,正常应力的可靠性试验无法在短时间获取足够的数据进行可靠性评估,文章提出一种漏电断路器的步进加速退化试验方案,分析漏电断路器性能退化规律,对其进行可靠性预测。确定加速模型和加速应力,根据前期预实验,确定特征参数;综合考虑漏电断路器的失效机理和试验样本、效率等因素,选择合适的应力水平、试验周期、失效阈值等试验参数;针对试验过程中漏电断路器剩余动作电流值的退化,利用Wiener过程建立退化模型,提出漏电断路器剩余寿命的概率密度函数和可靠度函数的预测方法。

基于数据融合的温度对漏电断路器动作特性的影响研究

漏电断路器是保证用电人员生命财产安全的保护电器。电子式漏电断路器因其工艺简单、成本低廉,在国内得到了广泛应用,市场占有率达90%,但其动作特性易受环境温度的影响导致丧失漏电保护功能。对漏电断路器动作特性的温度影响进行了研究;设计了温度环境试验,检测电子式漏电断路器在不同环境温度下其动作特性变化情况;并应用数据融合技术对试验所得数据进行了数据处理。通过分析数据处理所得结果,总结出了温度与电子式漏电断路器动作特性之间的关系,为进一步的研究工作提供了基础。

接触器式继电器的触点接触失效物理分析

介绍了接触器式继电器的失效模式,有接触不良、静熔焊、电弧熔焊等失效形式,对各种失效形式产生的失效机理进行了分析。根据失效原因,提出改进措施,以提高其触点工作的可靠性。