Current-limiting characteristics of saturated iron-core fault current limiters in VSC-HVDC systems based on electromagnetic energy conversion mechanism

A common method to examine the current-limiting performance of saturated iron-core fault current limiter(SI-FCL) in high-voltage direct-current transmission based on voltage source converter(VSC-HVDC) systems is to solve differential equations based on the system fault transient characteristics and the equivalent inductance calculation equation. This method analyzes the fault current of the VSC-HVDC system in the time domain. However, it is computationally complex and cannot directly reflect the relationship between parameters and the currentlimiting effect of the SI-FCL.In this paper,the relationship between the magnetic flux density and magnetic field energy of the SI-FCL is analyzed. The energy exchange between the DC capacitor and the SI-FCL in the DC short circuit fault process is analyzed. From the perspective of electromagnetic energy conversion, the criterion for determining the current-limiting ability of the SI-FCL in the transient process is given based on the parameters of the SI-FCL and VSC-HVDC system. On this basis, the characteristics of the DC side fault current and the capacitor voltage when the SI-FCL has current-limiting ability are examined.Based on the parameters of the SI-FCL and VSC-HVDC system, a method for calculating the fault current peak value and capacitor voltage drop time is given. Finally, the accuracy of the analysis of the SI-FCL in the VSC-HVDC system based on the electromagnetic energy conversion mechanism is demonstrated through a case study and simulation results of the VSC-HVDC system with different SI-FCLs.

新能源驱动电机铁芯防锈包装存在问题及解决方案

针对新能源电机用铁芯储运过程中的防锈包装要求,分析电机用铁芯防锈包装现状,系统梳理当前电机用铁芯防锈包装存在问题,提出解决方案,明确电机用铁芯防锈包装未来发展趋势,为进一步提升新能源电机用铁芯防锈包装洁净度及可靠性提供参考。

一种适用于随钻核磁天线的磁芯材料

介绍了一种随钻核磁天线的铁粉芯磁芯材料,该材料具备高饱和磁通密度,并具备较低的介电损耗,并具备高绝缘强度,并在强磁环境下不产生磁致伸缩效应,较好的解决了随钻核磁测井仪探头敏感区域设计需求。

甜玉米芯多糖铁配合物的工艺优化及体外活性

甜玉米芯多糖(SCP80)与三氯化铁共热合成了甜玉米芯多糖铁配合物(SCP),在单因素实验基础上,采用响应面法优化了SCP制备工艺。通过SEM、XRD、TG、纳米粒度及Zeta电位分析仪、UV-Vis和FTIR对SCP进行了形貌和结构表征,并测定了其体外抗氧化及降糖活性。结果表明,50 mL质量浓度为1 g/L的SCP80水溶液合成SCP的最佳合成工艺为:反应温度75℃、反应时间64.6 min、pH=8.5、m(SCP80)∶m(柠檬酸三钠)=3.64∶1。在该条件下制备的SCP中铁质量分数为27.89%±0.35%。与SCP80相比,SCP表面更光滑,粒径从43.8 nm(SCP80)增至164.0 nm,具有更好的热稳定性,更好的清除羟基自由基能力和还原能力,质量浓度为4.0 g/L的SCP对羟基自由基的清除率为57.51%;SCP对α-淀粉酶半抑制浓度(IC_(50))为(1.20±0.11) g/L,对α-葡萄糖苷酶的IC_(50)为(0.92±0.07) g/L,其体外降糖活性明显优于SCP80。

一起低端换流变压器油中缓慢产生乙炔故障分析

本文作者分析了一起低端换流变压器运行中产生乙炔气体的故障,介绍了现场检查情况,分析认为铁心紧固件松动是引起故障的原因,提出了现场维修理方案并实施,最后消除了故障。

非晶合金铁芯粘接-冲裁-叠压工艺研究

针对非晶合金在室温状态下冷加工性能不佳导致难以对其进行常规冲裁加工,严重限制其在电机领域的应用的问题,提出了一种粘接-冲裁-叠压工艺,以提高非晶合金的室温冲裁能力。首先,将多片非晶合金叠压粘结成具有一定厚度的坯料,然后对非晶合金坯料进行冲裁,最终将冲裁后的成品叠压成铁芯产品。试验证明,该工艺生产的非晶合金成品断面光洁,毛刺高度低于5μm,表面质量满足叠压要求,叠压后的成品满足电机铁芯的制造要求,解决了非晶合金在室温下冲裁质量较差、毛刺较高等问题。

干式铁芯电抗器振动特性数值模拟及试验研究

振动是影响干式铁芯电抗器运行状态的关键因素之一。在考虑铁芯夹件、垫块等结构件的影响下,采用有限元法实现了10 kV干式铁芯电抗器的3维瞬态电磁-结构多物理场仿真分析,研究了电抗器在磁致伸缩力、麦克斯韦力与洛伦兹力3者共同作用下的振动位移及速度分布特性。仿真结果表明,正常运行状态下,干式铁芯电抗器铁芯夹件的振动位移及速度显著大于其他部位,尤其是用于固定绕组的穿心螺杆。其次,结合干式铁芯电抗器模态仿真分析,获得了其模态特性及固有频率,并进一步分析了其振动机理。最后,采用多普勒激光测振仪测量了某10 kV干式铁芯电抗器的振动特性。试验结果表明,干式铁芯电抗器的振动频率以100 Hz及其倍频为主,其中300 Hz的振动响应最显著,其与其固有频率较接近,存在一定的共振风险。同时,试验结果与仿真结果一致性较好,验证了该文所述仿真分析方法的正确性和有效性。

基于混沌理论与麻雀优化K-means算法的变压器铁心松动缺陷分析方法

为了更加有效地对变压器铁心状态进行分析,提出一种基于混沌理论与麻雀优化K-means算法的变压器铁心松动缺陷特征分析方法。首先,运用C-C法求解重构相空间的嵌入维数与延迟时间,重构变压器振动信号的相空间。其次,计算变压器振动信号的最大Lyapunov指数来判断系统是否具有混沌特性,选取关联维数、Kolmogorov熵作为一组混沌特征以识别铁心的松动程度。再次,将麻雀搜索算法引入K-means聚类算法优化初始中心簇的选取并使用簇中心与簇类点的位移平均值作为描述变压器铁心松动状态的定量特征。最后,将两组特征结合起来形成变压器铁心松动故障的诊断指标,为变压器铁心的松动故障诊断提供理论依据,并投入分类器进行故障诊断,验证两组特征结合的优越性。

非晶合金-取向硅钢组合铁心结构设计及其磁-振动特性分析

非晶合金和取向硅钢是制作配电变压器铁心常用的两种软磁材料,各有优劣。采用非晶合金-取向硅钢组合铁心结构可以综合两者的优势。该文以非晶合金和取向硅钢铁心并排的组合结构为基础,选取组合铁心的取向硅钢占比和尺寸参数为自由变量,提出一种基于自由参数扫描法的组合铁心结构设计方法。首先,根据非晶合金-取向硅钢组合铁心结构特点,建立组合铁心的等效双非线性磁路模型;其次,采用磁路法迭代求解组合铁心的磁通密度分布,并制定组合铁心的结构设计流程;最后,根据结构设计结果制作了组合铁心的实验模型,采用实验和有限元仿真结合的方法分析了其磁-振动特性,验证了所提设计方法的准确性,并与传统纯非晶合金和纯取向硅钢铁心进行对比分析,阐述了组合铁心的优势。

三相五柱电力变压器铁心振动模态研究

以SFZ11-180000/220三相五柱电力变压器铁心为研究对象,利用仿真软件对变压器铁心进行建模,研究预紧力和铁心结构件对铁心固有频率的影响,提出了优化变压器铁心结构的方法并加以计算验证。铁心的固有频率随着铁心松动程度的增加而减小。铁心在考虑结构件影响时,固有频率下降20.9%,在进行模态分析时,必须要考虑结构件带来的影响。可以选择多种方法同时进行以使铁心的固有频率远离容易发生共振的频带,优化铁心结构。

球墨铸铁冷却壁心部性能研究

球量铸铁件的心部性能成为衡量球墨铸铁冷却壁内部质量的一个重要指标。技术要求为心部抗拉强度R_(m)≥350 N/mm^(2),伸长率A≥8%;心部金相组织球化率≥70%,铁素体含量≥80%。由于球墨铸铁冷却壁属于厚大铸件,受凝固特性、冷却速度和合金元素等因素的影响,心部性能不稳定,通常无法达到技术协议的要求。本文分析了心部性能较低的原因,提出了工艺改进措施,进行了冷却壁解剖试验,验证了试验效果。

基于机器视觉的胶体面积检测判定系统的研究与实现

为解决纳米晶汽车级共模电感因点胶质量不足而导致铁芯和护盒粘连不够牢固,人工单个直接称重劳动强度大、效率低、容易误判的问题,创新性提出一种基于机器视觉检测胶体面积大小,间接判断胶体质量是否合格的判定系统。该系统通过机器视觉系统采集胶体面积图像,运用VisionBank软件开发系统经图像预处理、特征定位、掩膜处理、斑块面积计算等算法完成对胶体面积的自动检测。研究表明,胶体的面积和胶体质量存在一定的比例关系,通过对比分析面积和质量的关系得出胶体面积的判断标准。此判定系统检测速度约0.8 s/个,检测准确度在95%以上,极大地提高了纳米晶汽车共模电感产品品质。

CeO_(2)添加量对电弧增材制造铁基形状记忆合金组织和性能的影响

采用粉芯丝材+电弧增材制造技术制备了含不同质量分数(0,1%,2%,3%)CeO_(2)的Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni铁基形状记忆合金,研究了CeO_(2)添加量对试验合金显微组织和形状记忆性能的影响。结果表明:添加质量分数1%的CeO_(2)后,合金晶内析出相减少,晶界处析出较大尺寸的稀土化合物,组织均匀,弯曲变形后未出现ε马氏体跨晶生长现象,且马氏体交叉状态较少;当CeO_(2)质量分数增加至2%和3%时,晶内析出相增多,分布均匀性变差,且在弯曲变形后ε马氏体跨晶生长和交叉特征增多;随着CeO_(2)添加量增加,试验合金的晶粒尺寸减小,层错概率增大,形状回复率先增大后减小,当CeO_(2)质量分数为1%时晶粒尺寸较小,层错概率较大,形状回复率最大,形状记忆性能最好。

纳米晶铁心变压器空载损耗的研究

本文作者首先通过实验实测纳米晶铁心损耗曲线,然后基于纳米晶铁心损耗测试结果进行变损耗系数铁损计算模型的研究,得出纳米晶铁心磁滞损耗、涡流损耗和附加损耗系数随频率变化的修正模型,最后以SCB12-L-800/10干式变压器为例,对比分析了纳米晶铁心变压器空载损耗的解析计算与有限元结果。结果显示,变损耗系数铁损计算模型提高了变压器的铁损的计算精度,并且在相同尺寸下对比纳米晶和23RK100铁心材料下变压器的空载损耗,纳米晶铁心变压器空载损耗仅为硅钢片铁心变压器的9.5%,因此,采用纳米晶料替代传统硅钢片作为变压器铁心可有效降低变压器运行中的空载损耗,有利于提高大功率变压器的效率,降低变压器的体积和重量。

基于电磁-热-力多物理场仿真的铁心电抗器结构参数分层优化方法研究

为了解决干式铁心电抗器多目标优化设计存在的不足,提出一种基于灵敏度分析的分层优化方法。首先,根据铁心电抗器的结构参数建立仿真模型,获得了电抗器电磁、温升和振动特性,在此基础上,基于多物理场仿真和拉丁超立方试验设计方法,结合灵敏度分析技术,得出结构参数对电抗器各性能目标的影响规律;其次,建立了铁心电抗器多目标优化模型,将优化目标与结构参数划分为2个层次,进行降维处理;最后,采用响应面法(RSM)和NSGA-Ⅱ算法分别获得了分层后最佳的铁心和绕组结构参数,并通过仿真验证优化方法的有效性。结果表明该方法能有效提高干式铁心电抗器的各项性能同时控制成本和损耗,可为铁心电抗器向质量效益型和绿色低碳型转变提供借鉴和参考。

本安型电磁阀动静态特性分析及影响参数优化研究

针对在驱动功率和电磁阀体积约束下存在的电磁铁驱动力不足、电磁阀响应速度慢的问题,分析了电磁阀的动静态特性,通过仿真分析和样机试验验证了提高本安型电磁铁电磁力可明显改善电磁阀的响应特性,确定了通过优化电磁力改善电磁阀响应特性的方案。提出了本安型电磁铁特性评价指标:有效行程指标、平均电磁力指标和静态综合性能指标,解决了因电磁铁行程不同而造成的电磁铁性能评价困难的问题。利用Maxwell电磁仿真软件分析了导向筒深度变化量δ_(a)、衔铁半径变化量δ_(b)、非工作气隙变化量δ_(c1)、非工作气隙变化量δ_(c2)、盆口高度变化量δd对电磁铁静态特性的影响,得到不同参数对静态特性的敏感度,为参数优化中尺寸控制范围的选择提供参考依据。通过正交试验结果构建了铁芯结构参数对电磁铁综合特性评价指标的二阶响应面模型,利用遗传算法对铁芯参数进行优化。样机试验结果表明:优化后电磁铁水平段电磁力提升了50%,有效行程提高了26%,本安型电磁阀的开启响应时间缩短了52.5%。

基于磁场分割法的EE型电感器磁路参数计算

开关电源电感器设计中,磁路参数的计算具有重要意义。首先,针对EE型磁芯中柱开气隙的电感器,结合有限元仿真,通过理论分析,利用磁场分割的方法将总磁通量分为7个等效磁通,提出无效匝数的概念,在充分考虑扩散磁通、旁路磁通及磁芯磁通分布不均匀影响的基础上,求得主气隙磁导等效面积的解析表达式,根据等效磁路模型,从而求得电感系数AL的解析表达式。提出磁密分布不均匀系数的概念,根据单位电流最大磁通密度,求得饱和电流IA的解析表达式。然后,采用编制Excel表的方式对磁路参数进行精确计算。最后,通过实验测量,验证了所建公式的准确性,可为设计人员提供有益参考。

核壳式球形铁基磁性磨料的制备及其抛光性能

[目的]混合式和镶嵌式磁性磨料的尺寸效应,以及磨粒出刃高度不一致所引起的抛光硬冲击问题亟待解决。[方法]将不规则铝粉与球形羰基铁粉均匀混合,通过加热扩散在接触界面生成金属间化合物并均匀分布在球形羰基铁粉表面,从而形成铁/铝核壳式球形磁性磨料,随后用它对氟化钙基片进行抛光。[结果]通过单因素试验优选出制备该核壳式铁基磁性磨料的最佳工艺参数为:反应时间4 h,反应温度770℃,Al含量质量分数12%。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)观察、能谱(EDS)分析和磁化强度测试表明所得磁性磨料以羰基铁粉为内核,Fe Al、Fe_(3)Al、Fe_(0.4)Al_(0.6)等金属间化合物为壳,粒度符合正态分布,磨料相外壳分布均匀且出刃高度较为一致。氟化钙晶体经铁/铝核壳式磁性磨料抛光后表面变得光滑、平坦,粗糙度均方根值由初始的1.102μm下降到33 nm。[结论]所制备的核壳式球形铁基磁性磨料可用于软脆材料的磁力抛光。

高铬铸铁叶片堆焊工艺研究进展

高铬铸铁因良好的耐磨损、强度、韧性及抗高温、耐腐蚀性能,常被应用于抛丸机叶片、大型挖泥泵叶轮、水泥球磨机耐磨衬板等受磨损冲击的器件,通常采用堆焊工艺对高铬铸铁工件的磨损表面进行修复,以延长其使用寿命,降低制造新工件时产生的资源消耗。本文综述了高铬铸铁叶片堆焊过程中焊接电流、层间温度、冷却条件等工艺参数对高铬铸铁堆焊层组织结构、晶粒大小的影响,讨论了钒、钛、铌、稀土纳米颗粒等合金粉末及由合金粉末制成的药芯焊丝对高铬铸铁堆焊层组织成分、组织结构的影响,对比了现有传统堆焊工艺缺陷,指出了堆焊加工工艺未来发展的方向。

CuCo_(2)O_(4)/NiFe层状双金属氢氧化物核壳纳米花球阵列的高效析氧反应

采用界面工程策略在泡沫镍(NF)上制备了CuCo_(2)O_(4)/NiFe层状双金属氢氧化物(LDH)(CuCo_(2)O_(4)/NiFe-LDH@NF)核壳纳米花球阵列。研究表明,电子通过CuCo_(2)O_(4)和NiFe-LDH耦合界面发生转移,导致核心CuCo_(2)O_(4)处于富电子状态,从而提高了反应速率。非晶态NiFe-LDH外壳不仅为电子/物质提供更多的传输通道和增加活性位点。同时,还能在电催化析氧反应(OER)中保护核心CuCo_(2)O_(4)免受强碱腐蚀。因此,在1.0 mol·L^(-1)KOH溶液中,将CuCo_(2)O_(4)/NiFe-LDH@NF用作OER催化剂时,仅需191mV的低过电位即可实现10 mA·cm^(-2)的电流密度和31 mV·dec^(-1)的低Tafel斜率。此外,CuCo_(2)O_(4)/NiFe-LDH@NF在长时间的工作中能够保证催化性能、晶体结构、形貌结构和组成的稳定。