开关磁阻电机两相励磁条件下互感的实验研究

通过引入互感的方法,表征开关磁阻电机相邻两相同时励磁条件下的每相磁链与单相励磁条件下每相磁链的差别,建立了互感的计算模型,采用实验的方法测取了样机的自感特性和互感特性,分析了互感随转子位置和相电流的变化规律。理论分析了两相励磁条件下互感对输出转矩的影响,并通过实验进行了验证。推导了计入互感时的相电压平衡方程和转矩建模方法,在此基础上完成了调速系统的建模和仿真。研究表明:偶数相开关磁阻电机存在电磁不对称励磁相,长磁路励磁相的负互感使输出转矩有所减小,一个导电周期内转矩波形不规则,转矩脉动有所增加,本文可为开关磁阻电机的准确建模及高性能控制提供理论依据。

考虑小电感区电感变化量的开关磁阻电机开关角优化方法

开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)电磁特性具有高度非线性的特点,采用传统的开关角优化方法很难取得理想的控制效果。以三相12/8极SRM为研究对象,采用有限元方法计算了样机的电磁特性,分析了小电感区的非线性特点,建立了电机小电感区内的非线性数学模型,推导了最优开通角的解析式,根据开通角解析式与电机运行时的磁链变化规律,得出了最优关断角解析式,实现了不同转速下开通角与关断角的自适应调节。实验结果表明:改进的开关角优化方法简单有效,提高了系统运行效率和带载能力。

开关磁阻电动机互感特性及其对转矩的影响

开关磁阻电动机在两相励磁的工作条件下,定转子轭部磁场高度饱和使每相磁链有所减小。通过引入互感的方法可以定量计算磁链的减小量,并给出了互感计算式,利用有限元法分析了一台样机互感随转子位置和电流的变化规律,理论推导了互感对平均转矩影响的程度,研究了四相8/6极开关磁阻电动机稳态转矩波形在两种绕组连接方式下的不规则特性,结合互感特性,提出了改变不对称相绕组参数的技术方案。研究结果表明:电磁参数优化后,开关磁阻电动机的最小转矩和平均转矩均得以提高,转矩脉动减小,转矩波形规则。

开关磁阻电机静态特性测试研究

针对开关磁阻电机磁场高度饱和、静态特性高度非线性、难以用理论方法建模的问题,采用实验测量的方法获取其静态特性。基于间接检测磁链原理,设计了磁链测试电路,用示波器记录瞬态电压和电流波形,通过数值分析得到了磁链特性曲线和电感特性曲线;并开发了转矩测试电路,用转矩传感器直接测得样机的静态转矩特性。对实测的电感特性和静态转矩特性进行三次样条曲线拟合。测量结果与理论分析一致,其研究为实现开关磁阻电动机调速系统的建模、仿真和研发提供了依据。

基于有限元分析的开关磁阻电动机静态和稳态特性研究

用有限元方法对一台8/6极开关磁阻电动机进行静态特性分析,计算了电感特性和矩角特性,该静态特性可用于样机的建模;设计了功率电路仿真模型,对稳态特性进行有限元仿真,获取了不同控制方式下的相电流和转矩波形,仿真结果可用于控制器的设计和优化。

开关磁阻电机的最小二乘支持向量机建模与仿真

针对开关磁阻电机电磁特性的非线性造成其精确数学模型难以建立的问题,根据样机实测自感特性和矩角特性,采用最小二乘支持向量机(LS-SVM)的方法对开关磁阻电机非线性建模。与几种常用的神经网络建模方法相比,采用LS-SVM方法所建模型学习速度快,模型精确度高。以一台8/6极开关磁阻电机为例,把基于LS-SVM的自感模型和矩角模型应用于开关磁阻电动机调速系统的建模并进行仿真。实验结果表明,相同工作条件下的仿真电流波形与实验电流波形基本一致,误差小于5%,说明该建模方法的正确性,为开关磁阻电动机调速系统的智能控制提供理论和实践参考。

基于RS485和CAN总线的带式输送机监控系统设计

针对煤矿现有带式输送机监控系统可靠性差、常见故障定位困难等问题,设计了一种基于RS485和CAN总线的具有故障定位功能的带式输送机监控系统。根据现场运行情况,确定了系统监测量和控制量,完成了系统总体设计方案,设计了急停模块、扩音电话、下位机和终端模块,编写了故障综合判断程序,并提出了基于RS485和CAN总线的常见故障定位方法。试验结果表明:该系统具有监控功能完备、故障定位准确、通信实时可靠等特点,能够满足煤矿生产实际需要。

基于多级数据融合技术的液压支架故障诊断技术

为提高液压支架故障诊断技术水平,促进综采工作面智能化技术发展,在分析液压支架常见故障的基础上,将常见故障分为3个等级,设计了液压支架状态监测传感器布置方案,针对3个等级故障将传感器输出数据进行深度融合,即数据层融合、特征层融合和决策层融合,提出了一种基于多级数据融合技术的液压支架故障诊断方法。基于AMEsim软件平台建立了故障仿真模型,对该诊断方法进行了有效性验证。结果表明:该方法可实现液压支架故障的有效诊断,诊断结果可靠性高,实时性强,能够有效降低工作面设备故障的检修时间。

矿用高压电缆绝缘中气隙缺陷处电场分布及影响因素分析

为了全面掌握电缆绝缘中气隙缺陷处电场分布的影响因素及规律,以矿用高压XLPE电缆为研究对象,利用ANSYS有限元软件建立了包含气隙缺陷的电缆结构模型;在对绝缘中气隙的形状、尺寸与电场强度的关系进行理论分析的基础上,仿真研究了气隙的形状、尺寸、位置及绝缘层厚度对气隙中电场分布规律的影响。结果表明,4种不同形状的气隙中,椭圆柱体气隙缺陷处的电场强度最大,且垂直于绝缘中电场方向的气隙长度越大,气隙中电场强度越大;对于气隙尺寸,r值越大,气隙处电场强度越大,而气隙大小的变化对气隙处电场强度的影响并不大;对于不同半径的气隙,随着气隙距离导体屏蔽层距离的增大,气隙处最大电场强度均先增大后减小;对于给定尺寸的气隙,随着绝缘层厚度的减小,气隙中电场强度与绝缘中电场强度均相应增大。这些结论为气隙缺陷局部放电等相关研究奠定了基础,同时也为电缆的运行与维护检修提供了技术指导。

矿用带式输送机扩音电话系统研制

针对现有矿用带式输送机监控系统的语音报警声音在胶带沿线不能扩音播放的问题,研制了一种矿用带式输送机扩音电话系统。该系统具有语音报警、半双工通话和打点联络功能,声音清晰度好且音量高达100dB,能够满足煤矿复杂环境的使用要求。

单位功率因数三相PWM整流器的设计

针对传统的二极管整流器和相控整流器对电网造成的谐波污染问题,设计了一种单位功率因数三相PWM整流器,详细介绍了该整流器功率电路的拓扑结构、PWM整流器的控制策略、硬件电路和软件设计方法。实验结果表明,该PWM整流器采用电压电流双闭环的直接电流控制策略,网侧功率因数高,谐波畸变率低,减小了对电网的污染。

开关磁阻电机驱动系统功率变换器的故障检测

针对功率变换器故障导致的故障相绕组不能正常励磁或续流的问题,以12/8极开关磁阻电机驱动系统三相不对称半桥型功率变换器为研究对象,分析其故障类型,推导出正常状态和故障状态下相绕组电流的解析解。讨论了不同工况下直流母线电流的变化规律及其数字化分析结果,并结合功率开关器件的PWM驱动信号和直流母线电流,提出了一种功率变换器主开关器件短路和开路故障检测方案。最后利用Matlab对功率变换器进行了故障仿真和故障判别,主开关器件短路和开路的仿真结果与理论分析结果相吻合,能够识别出故障相,并判别出故障相的故障类型,仿真结果验证了方案的可行性。

矿用高压屏蔽电缆结构对电场分布的影响

为了研究矿用高压屏蔽电缆结构尺寸对电场分布的影响,以6/l0 kV MYJV22矿用XLPE电缆为研究对象,利用ANSYS有限元软件建立了电缆结构模型,分析电缆半导电屏蔽层、绝缘层厚度、线芯半径及电缆长度对电场分布的影响,并通过电缆绝缘击穿强度的分析对研究结论进行了验证。结果表明:电缆中最大电场强度位于导体屏蔽表面处,且半导电屏蔽层结构对改善绝缘径向电场分布有很大的作用;最大电场强度随着绝缘层厚度的增加而减小,而击穿强度变化不大;随着电缆长度的增加,最大电场强度与击穿强度略微下降;随着线芯截面的增大,击穿强度随之下降,但绝缘层承受的最大场强也相应减小。

基于实测磁链特性的开关磁阻电动机仿真研究

采用间接法对一台三相12/8极开关磁阻电动机静态特性进行测量。根据实测磁链特性,建立了电动机的非线性数学模型,设计了开关磁阻电动机调速系统的控制策略和控制算法,并在M atlab/S imu link环境下对系统的动态特性进行仿真。仿真结果与有限元分析结果基本吻合,反映了电动机的实际工作特性,为开关磁阻电动机调速系统的进一步分析和研发提供参考。

工厂供电技术教学的探索与实践

文章根据工厂供电技术课程的教学实践,针对课程综合性和工程性的特点,从课堂教学、实验教学与课程设计的角度进行了探索和实践,提出了注重课堂教学、加强实验和课程设计、教学与科研实际相结合的改革思路。几年来的教学实践证明,这种教学方式优势明显,培养了一批合格的供电设计人才。

基于SRD驱动的刮板输送机调速系统研究

提出将开关磁阻电动机调速系统应用于刮板输送机的方案,设计了系统的硬件和软件,在起动、高速及制动阶段采用不同的控制策略。经仿真分析,可有效解决煤矿井下刮板输送机重载起动困难,冲击电流大等实际问题。

基于小波包的矿井供电系统单相接地故障选线方法

针对现有矿井供电系统单相接地故障选线方法存在准确度低、可靠性差的问题,提出了一种基于小波包的矿井供电系统单相接地故障选线方法。该方法首先对各条线路的暂态零模电流进行小波包分解,去除包含稳态工频量的最低频段,求取各频段小波包能量总和并排序;然后按照能量最大的原则确定特征频带,对各线路特征频带小波包分解系数模最大值极性进行比较,极性相反的线路确定为故障线路。根据故障线路、非故障线路暂态零模电流特征量的差异,构成单相接地故障选线的双重判据,解决了单一判据故障选线失败后无法进行正确选线的难题。仿真试验结果证明了该方法的正确性和有效性。

矿井供电系统单相接地故障零模特征仿真研究

针对现有基于单相接地故障特征量的选线方法实际保护效果不理想的问题,以某煤矿实际供电系统为研究对象,采用RTDS/RSCAD实时数字仿真系统搭建了矿井供电系统仿真模型,分析了中性点不接地和经消弧线圈接地2种运行方式下线路零模电流、零模电压的故障特征规律,以及不同故障位置、故障初相角、接地电阻对矿井供电系统单相接地故障下线路零模电流时域特征的影响。研究结果表明:(1)中性点运行方式对非故障线路零模电流和母线零模电压的影响可忽略不计,对故障线路零模电流的影响较大;2种运行方式下故障线路与非故障线路零模电流首半波极性相反。(2)故障位置距离母线越远,线路暂态零模电流冲击值越小;线路稳态零模电流受故障位置影响较小。(3)故障初相角越大,线路暂态零模电流冲击值越大,冲击值增长速度越小,故障线路暂态零模电流达到稳态的时间越短;故障初相角不影响线路稳态零模电流幅值,只影响其初相角。(4)接地电阻越大,线路暂态零模电流冲击值及其衰减速度、稳态零模电流幅值越小。

矿井供电系统弧光接地过电压影响因素研究

为了全面研究接地电阻、线路电阻、故障位置、对地电容、相间电容、燃弧时刻这6种因素对矿井供电系统弧光接地过电压的影响,采用实时数字仿真仪搭建典型矿井供电系统模型和间歇性电弧接地模型,结合工频熄弧理论和高频熄弧理论对弧光接地过电压的形成过程及影响因素进行理论分析和仿真研究。结果表明,电弧重燃时刻对弧光接地过电压的影响最为显著,线路电阻、接地电阻及相间电容的影响较大,故障位置、对地电容的影响较小;弧光接地过电压是系统参数的综合反映,不同的矿井供电系统过电压值会有很大差异。

基于相似性的机械设备剩余使用寿命预测方法

针对复杂机械设备剩余使用寿命难以预测的问题,提出了基于相似性的机械设备剩余使用寿命预测方法。基于相关性分析设计了特征量选取方案,通过计算预测数据与样本数据对应特征量的相似程度确定参考剩余使用寿命与权重,再计算参考剩余使用寿命的加权和,得到剩余使用寿命。实验结果表明,该方法能有效提取出可准确反映轴承剩余使用寿命变化趋势的特征量,且能有效地预测轴承剩余使用寿命,准确率高达81.8%,为相关设备的寿命管理提供了科学依据。