基于改进YOLOV3算法的受电弓安全状态检测技术研究

受电弓是连接列车和接触网的重要部件,其运行中的工作状态直接影响列车的运营安全,近年来结合车载视频监控系统从图像上进行受电弓安全状态的检测成为主流方法。针对使用传统图像识别方法对受电弓安全状态进行检测存在的精度低和实时性差的现状,通过自建受电弓安全运行条件数据集,结合深度学习理论对其进行安全运行状态在线检测。采用GAN神经网络提升了数据集的性能,弥补了数据种类失衡的现象;通过对YOLOV3算法进行改造,插入即插即用的注意力模块,优化小目标的检测效果;通过与自研硬件的结合实现多路受电弓监控实时视频流的分析,为车载受电弓视频实时智能分析提供新的思路和有力支撑。

无线电场测量仪电磁兼容性能分析

为了研究特高压直流传输线下的电磁环境,研制了1种无线电场测量系统。为了检测电场测量仪的电磁兼容性能,在30台样机上进行了试验。分析了电场测量仪电磁兼容性能检测的测试结果,并结合电场测量仪的工作环境和干扰途径对电场测量仪电磁兼容中易受干扰的环节进行了相应的改进。研究结果表明:电磁兼容试验项目中故障率最高的为射频电磁场辐射抗扰度试验和浪涌抗扰度试验,通过增加设备内部铜片的厚度,在设备电源端口增加瞬态抑制二极管和滤波器,可有效抑制电磁辐射和浪涌骚扰所产生的电磁干扰。

半固态A356压铸件充型与凝固过程的数值模拟

利用ProCAST软件对A356合金半固态压铸件下壳体进行耦合数值模拟。结果表明,在模具温度为220℃,充型温度为590℃、压射速度为5m/s时,半固态浆料充型平稳,温度场分布均匀,减少了缩孔、缩松等缺陷,为A356合金半固态压铸成形工艺的制定和优化提供了依据。采用此工艺参数,生产出合格铸件。在该件上所需部位可以钻螺纹孔,与其他零件装配使用。通过试验,验证了数值模拟优化工艺参数的合理性。

特高压直流线路宽频域电晕电流在线测量系统的低功耗技术研究

为了给特高压直流线路宽频域电晕电流测量系统供能,研究了特高压环境下的独立供电技术,针对特高压环境下发现的测量系统续航能力不足问题,对独立供电系统进行低功耗设计。设计了以可调占空比PWM波为控制信号的低功耗控制电路,达到降低系统平均功率的目的。经过Multisium软件对设计的可控低功耗电路的仿真为指导,经改进过后的测量系统续航能力得到了显著的提升。

基于运行模态参数辨识的动车组异常振动在线监测技术

针对动车组抖车、晃车异常振动发生时,振型较单一且模态阻尼比下降的特点,提出一种基于运行模态参数辨识的动车组异常振动监测技术。采用时域模态分析方法,对车体振动加速度进行实时计算,获得模态频率、阻尼比和参与因子,根据模态参与因子确定当前振动的主导振型,由主导振型的模态频率判断是否存在动车组异常振动,并根据模态阻尼比对动车组异常振动的严重程度进行量化分级报警。动车组车体平稳性监测装置现场服役跟踪数据验证表明,该技术具有较高的识别精度。

常规太阳能电池低倍聚光条件下的特性研究与应用

为了更好地实现光伏发电效率的最大化,在对常规单晶硅光伏电池光伏特性研究的基础上,研制带有冷却系统并且聚光倍数可调的光伏发电系统,以探究聚光光伏电池输出功率与聚光比之间的关系。通过理论推导和实验验证,得到当聚光倍数在1~50倍变化范围内的变化关系：在室内温度一定的情况下,存在一个聚光比极限,在未达到聚光比极限时,光伏电池输出功率随着聚光比的增加而提高,当达到聚光比极限后,输出功率随着聚光比的增大而减小。原因是随着聚光比的增加,光伏电池的温度急剧增加,影响输出功率。因此,在设计聚光系统时要增加有效的散热系统,以此提高光伏系统输出能力。

高压直流输电线下空间电荷与电场的关系研究

为了分析高压直流输电线下空间电荷与电场两个电磁环境指标之间的联系,采用Sarma法对单极直流线路下的空间电荷密度和标称场强分布进行数值计算。利用空间电荷密度测量设备,在高压直流输电线路下方进行实际测试,分析一些线路参数对空间电荷密度与标称场强分布规律的影响。结果表明:高压直流输电线路周围的空间电荷密度和标称电场具有相似的变化规律,提高导线高度能明显减小空间电荷密度和电场强度,导线极间距和分裂数的小范围变化对空间电荷密度与地面电场影响不大,大气质量是影响空间电荷密度和电场强度大小的重要因素。

高压电晕电流自主供能测量装置

为了能够连续检测高压直流输电线路的电晕电流信号,更好地研究高压直流传输线路的电晕电流特性,研制了一种可以通过太阳能进行自主供能的电晕电流测量装置。将太阳能光伏发电技术应用到高压环境检测设备中,通过对光伏电池输出特性的分析,利用ANSYS电场仿真技术优化出工作于高压环境中自主供能检测设备的最优结构,并对其进行了高压放电测试和实际线路测试。研究结果表明:结构优化后的测量装置表面电场强度有效降低,可以在高压复杂电磁环境中稳定工作;自主供能测量装置的供能周期有效延长,可以有效完成电晕电流长时间测量任务,使设备的工作效率得到大幅提高。

一种针对无键相铁道车辆的旋转部件阶次跟踪方法

针对车轮、轴承等旋转部件故障特征信号在车轮转频不断变化下非平稳的特点,以及我国部分车型无法提供车轮转速键相信号接口的实际情况,利用列车网中周期发送的列车运行速度对振动信号的瞬时频率进行有约束的峰值提取以实现转速估计,运用得出的转速对振动信号进行等角度间隔重采样,以消除转频不断变化下故障特征非平稳带来的影响。通过对多段重采样后数据进行角度域同步平均,进一步消除与转速不相关的振动信号和随机噪声的干扰。最后利用旋转部件故障试验台设计了验证试验,结果表明经该方法处理后的阶比谱与传统键相触发阶次跟踪阶比谱平均误差小于5%,一致性较强,能够避免旋转部件变转速运动下常规频域分析中出现的“频率模糊”现象。

快捷货车太阳能轴驱冗余互补发电储能系统的研究

为了满足快捷货车智能化供电的需求,研制了太阳能轴驱冗余互补发电储能系统。将轴驱发电技术与光伏发电技术应用到快捷货车发电储能系统,通过对不同发电策略的分析,设计了冗余供电控制系统,并在试验室对该系统进行了测试。该系统可以根据电压信号智能裁决光伏发电与轴驱发电的优先级,当光照充足,列车停车或低速度运行时,光伏发电占主导;当光照条件较差,列车高速运行时,轴驱发电占主导。该系统实现了货车的不间断供电,简化了车内供电系统,大幅提高了整车的工作效率以及容错能力。

A356合金电场传感器壳体半固态压铸优化

采用缝隙式浇注系统,在充型温度为590℃,模具预热温度为200℃,压射速度为5m/s时,利用ProCAST软件,对A356合金电场传感器壳体半固态压铸件进行了充型与凝固过程的数值模拟,根据模拟结果改进了浇注系统。结果表明,采用内浇口和铸件相切的方式进行半固态压铸,减少了卷气和缩孔、缩松等缺陷,保证了电场传感器壳体良好的力学性能和产品的一致性,压铸件的整体品质得到提高。采用此工艺参数进行试验,生产出了合格的铸件。