Measurement of Hardened Depth Using Magnetic Barkhausen Noise Technique

Hardened depths on steel samples are evaluated using a non-destructive technique based on the measurement of surface magnetic Barkhausen noise (MBN). Based on the results or experiments, the relation betweeu hardened depth and MBN is found, and a conclusion that the hardened depth can be measured by the way of measuring the MBN slgnals is obtained.

磁脱扣器动作响应分析及储能电容匹配设计

驱动电路与磁脱扣器是电磁式漏电保护器的核心组件,磁脱扣器需与储能电容匹配。在电磁式漏电保护器基本工作原理分析的基础上,建立磁脱扣器的数学模型与有限元计算模型,根据激磁安匝变化进行衔铁响应状态分析,仿真不同线圈激励形式下磁脱扣器动作响应状态。研究衔铁角动量与角位移变化特征,根据无激励时衔铁释放临界角动量与角位移关系,确定不同线圈激励形式下的衔铁临界释放条件。研究电容电压激励源下衔铁所受力矩冲量的变化规律,分析电容及其储能对衔铁释放响应状态的影响,根据临界储能最小的原则确定电容匹配,可以降低衔铁可靠释放所需储能。通过对磁脱扣器样机进行实验测试,验证了理论分析与仿真计算的正确性。

用于充电桩的B型剩余电流保护器的设计

对含有充电桩的充电系统漏电原理、特征和保护安装位置进行了分析,并提出用于充电桩的B型剩余电流保护器的一种设计方案,通过双磁芯及对应的拓扑结构实现剩余电流的检测。分析了不同拓扑结构对应类型的剩余电流实现脱扣的机理,对直流剩余电流的检测采用磁调制技术,对其余类型剩余电流提出不进行波形识别、直接整流的电流检测方案。根据不同拓扑结构检测的电流类型,提出上方磁芯选择磁滞回线扁平、高磁导率的材料,下方磁芯选择具有高剩磁的非晶或纳米晶材料。通过Multisim仿真软件对直流剩余电流进行检测,结果表明基于高剩磁材料的磁调制技术能够反映直流剩余电流。

铁芯剩磁对电流互感器性能的影响研究

文章通过Simulink仿真软件,分析在不同条件下铁芯剩磁对电流互感器性能造成的影响,检验电流互感器铁芯剩磁在不同影响因素下的变化规律。经过研究数据证明,影响电流互感器铁芯剩磁的因素趋于多样化,如故障电流开断时间、一次回路时间常数、二次负载阻抗值及故障短路电流大小等,且影响程度和剩磁大小呈正比。

磁调制式剩余电流传感器的动态励磁过程分析与仿真

随着智能电网的发展和电力电子设备不断增多,设备故障时产生的剩余电流呈现非线性,本文针对非线性剩余电流传感器的工作过程开展了研究。首先建立了电压型磁调制式剩余电流传感器的动态励磁电流变化过程模型,推导出励磁脉冲电压频率的计算公式,并证明了通过励磁电流的检测可以实现剩余电流的准确测量;其次对动态励磁电流变化过程进行了分析,在剩余电流传感器励磁电流动态变化过程简化计算模型中,通过合理选择饱和电流值可以使励磁脉冲电压频率和励磁电流平均值的计算结果与考虑磁滞情况的结果一致;然后分析了影响磁调制剩余电流传感器工作性能的因素,通过改变传感器的匝数、励磁电压幅值、反转励磁电流等方法可以使传感器满足设计要求;最后通过仿真模型和实际测试,对动态励磁电流变化过程模型进行了验证,考虑磁滞影响的励磁电流动态过程与实际变化过程更吻合。本文对励磁电流动态过程的分析为电压型磁调制式剩余电流传感器的设计提供了依据。

剩磁对保护型电磁式电流互感器误差影响的仿真研究

在现场的电磁式电流互感器,所测得的三相短路电流波形会出现非常严重的畸变,误差也极大,且分散性很大,与因铁心饱和造成的波形畸变又不相同。利用电磁暂态程序EMTP进行机理分析的结果认为:短路电流起始相位的随机性以及互感器铁心剩磁方向的随机性会导致上述现象的出现。

一种消除单相变压器励磁涌流的预充磁策略

变压器空载合闸或切除故障合闸都伴随着励磁涌流的出现,励磁涌流的大小受合闸角、剩磁、系统阻抗参数等因素的影响。提出了一种消除单相变压器励磁涌流的策略,利用预充磁装置改变变压器铁心中的磁通,当接近极限磁滞回线的剩磁时,控制断路器的合闸,从而消除励磁涌流。通过理论推导,确定了预充磁装置电容大小与电容电压之间的关系、铁心的充磁程度以及对应的相位。最后,以某单相变压器为例,利用Simulink仿真,验证了该策略。

电流互感器剩磁影响因素和发生规律的仿真分析

采用计算机仿真模拟方法对电力系统中影响电流互感器剩磁的因素及其发生规律进行了系统的研究。应用电磁暂态仿真程序ATP建立电流互感器模型,对短路电流开断时间、一次短路电流及其非周期分量、一次回路时间常数以及二次负载的功率因数及阻抗值等不同影响因素作用下剩磁的变化进行了系统的计算分析,获得了剩磁的发生规律,为抑制剩磁的产生提供了基础理论依据。

分段比率制动的电流差动保护

通过对一起高压输电线光纤电流差动保护误动事故的分析,论述了在故障暂态过程中,非周期分量电流将使电流互感器铁心中的磁通显著增大,并形成大量剩磁。铁心剩磁的存在使电流互感器在B-H曲线上的起始工作点发生变化,加重了饱和程度和缩短进入饱和时间,这是差动保护误动的重要原因。经过分析电流互感器误差和比率制动系数的关系,指出不考虑暂态剩磁的影响,仅依据制动电流的大小对差动保护特性进行分段,或者盲目地提高制动系数都是不完善的,以铁心磁感应强度的大小为依据进行比率制动特性的分段是克服电流互感器饱和、提高保护灵敏度和可靠性的更合理的方式。最后给出了一种工程实用解决方案。

保护用电流互感器10％误差曲线现场测试及其二次负载校核

电流互感器饱和是微机保护装置不正确动作的主要原因之一。对电流互感器饱和进行了概述,分析了剩磁引起饱和对微机保护的影响,并着重介绍了保护用电流互感器10%误差曲线现场测试及其二次负载校核方法。

保护用电流互感器铁芯剩磁衰减规律分析

电流互感器的铁芯具有磁滞效应,运行过程中可能会产生剩磁,进而可能加快电流互感器的饱和,导致保护继电器的误动作。针对该现象,分析了电流互感器剩磁产生的机理及其影响因素;在此基础上,重点研究了电流互感器的剩磁衰减规律。基于分形理论的理论计算公式,可计算短路电流开断后系统无残余电流影响的情况下剩磁的大小;利用PSCAD仿真软件进行试验得到故障后电流互感器一次侧有残余电流情况下磁通的衰减规律,即系统发生短路故障后,电流互感器铁芯内磁通会发生不同程度的衰减,并在局部磁滞回线上运行,既不会在故障切除时刻磁通的基础上运行,也不会衰减至0,为抑制剩磁的产生以及分析电网事故提供了基础理论依据。

考虑非线性特性的剩余电流互感器建模及其输出调理电路参数设计

随着漏电断路器应用场景的不断扩展,用电设备故障时产生的剩余电流呈现非正弦特征,直接影响漏电断路器的动作特性。该文针对电磁式漏电断路器中的剩余电流互感器(residual current transformer,RCT)及其信号调理电路开展了研究。首先,分析剩余电流互感器的工作特点,建立考虑铁心饱和特性和磁滞效应的RCT仿真模型,可精确仿真RCT在各种工况下的传输特性,并能对非正弦大电流下的传输特性进行仿真;其次,对RCT输出信号调理电路进行研究,提出基于并联谐振原理的补偿电容参数设计方法,并分析补偿电容的容差特性对输出电压的影响,在谐振条件下RCT输出特性受外界因素影响最小。最后,通过仿真与实验测试结果对比,验证RCT传输特性仿真模型及补偿电容对输出电压的影响。

基于PSCAD的动车组过分相时车载牵引变压器励磁涌流仿真分析

在列车车载自动断电过分相过程中,动车组空载合闸时车载主变压器一次侧励磁涌流现象频繁发生,容易引起差动保护误动作,影响列车正常运行。针对以上问题,分析过分相时励磁涌流产生机理及实测电流谐波分量构成特点,利用PSCAD软件建立具有饱和特性的单相变压器仿真模型,考虑了剩磁、合闸角度对变压器励磁涌流的影响。结果表明,励磁涌流中高次谐波以二次谐波为主,且其比重超过基波分量的60%;变压器剩磁越大,合闸瞬间励磁涌流现象越严重;合闸角为0°时励磁涌流最大,合闸角为90°时涌流最小。

一种基于电感饱和效应的电流差值检测永磁同步电机转子初始位置的方法

解决无位置传感器永磁同步电机(PMSM)控制系统起动困难的关键在于准确的转子初始位置检测。该文在分析了永磁同步电机绕组磁路饱和度与电感值以及永磁体转子位置与绕组电流的关系的基础上,设计了一种电流差值检测方法,定子三相绕组任意选通两相,另一相悬空,正反方向注入电压脉冲,得到响应电流差值,根据电流差值得到转子初始位置,同时辨识出转子NS极。为了克服注入的电压脉冲在绕组中产生的剩磁影响采样电流准确性的问题,提出了一种抵消剩磁的脉冲注入方式,从而提高转子初始位置检测的准确性。实验结果验证了该方法简单可靠,不受转子凸极结构限制,可同时适用于面贴式和内嵌式永磁同步电机,检测过程保持完全静止,具有很高的工程实用性。

励磁涌流引发的谐波过电压机理分析以及抑制措施研究

对励磁涌流引发的谐波过电压风险进行机理性分析,揭示出引发过电压的根本原因是输电线路传播的驻波效应和谐振效应共同作用。分析了断路器动作离散度、剩磁大小、对选相合闸最佳合闸时间的影响,推导了计及剩磁条件下合闸电阻理论投入最小时间,并根据实际工程要求,提出了一种在剩磁方向可测的条件下,综合利用选相合闸和合闸电阻的协调优化控制策略,该方法可在不超过常规设备能力的前提下,有效抑制空充主变时励磁涌流产生的谐波过电压。在四川某电网上进行了电磁暂态仿真测试,结果表明该方法真实有效,在不同工况下都能适用,具有较强的工程实用性和鲁棒性。

电磁式漏电断路器的空间磁场抗扰分析及屏蔽结构设计

漏电断路器作为低压配电系统中重要的保护装置,主要用于防止漏电火灾事故发生和保护人身触电安全。电磁式漏电断路器在受到外界磁场干扰时,会引起漏电保护工作特性的变化甚至损坏。通过分析电磁式漏电断路器工作特性,发现磁脱扣器对外界磁场最为敏感,平行于磁脱扣器磁路平面方向的外界磁场对其影响最大;进行了漏电断路器内部导体结构的最优设计,内部导体与磁脱扣器磁路在同一平面内时导体中负荷电流产生的磁场对磁脱扣器的影响最小;设计了一种用于降低磁场干扰的磁脱扣器屏蔽罩,并分析了不同导磁屏蔽材料及结构等对其屏蔽效果的影响。通过对电磁式漏电断路器内走线的优化设计和磁脱扣器的磁屏蔽设计,有效降低了外界磁场和内部负荷电流对电磁式漏电断路器的影响,提高了其抗空间磁场干扰的能力,并通过了实验验证。

剩余电流互感器的特性分析

阐述了剩余电流互感器的各种性能特征,分析了影响这些性能的相关因素。

基于电流残差矢量模平方的永磁同步电机匝间短路故障鲁棒检测与定位方法研究

该文提出一种基于电流残差矢量模平方的永磁同步电机匝间短路故障鲁棒检测与定位方法。在同步旋转坐标系下,建立永磁同步电机健康状态和故障状态的数学模型。在此基础上,利用龙伯格观测器预估由匝间短路故障引起的交直轴电流残差。基于电流残差矢量模平方中二次谐波分量重构故障检测指标和故障相定位指标。仿真和实验结果表明,该方法能有效地实现匝间短路故障检测和故障相位定位。另外,提出的方法不需要额外的硬件,对参数不匹配及转速变化具有良好的鲁棒性。

基于堆栈操作的电流互感器铁芯磁化模型

可靠的电流互感器铁芯磁化模型对于铁芯的剩磁和饱和问题研究具有重要意义。文中建立了一种基于堆栈操作的新型电流互感器铁芯磁化模型。归纳分析了铁芯磁化的规律,对磁化曲线进行了分类,根据磁场强度H的变化和压栈、出栈操作来确定铁芯磁化曲线的类型,系统地给出了计算相应磁通密度B各类曲线的B-H关系式,仿真结果与实验的比较验证了模型的准确性。

电磁轴承功率放大器参数设计

由于功率放大器处于电磁轴承系统的执行环节,其动态性能将直接影响系统的性能。为了提高电磁轴承系统的性能,针对电流响应速度、力的响应速度、同频允许的最大振幅和不平衡量控制等指标,以采用最小脉宽开关功率放大器的电磁轴承系统为例,从系统的频响角度出发,分析了满足实际工况下功率放大器参数设计要求。从而在保证系统运行性的同时,通过合理设计功率放大器的主要个数,节省设备制造成本。在经过理论分析和仿真试验之后,给出一些设计的实例,从而对实际电磁轴承功率放大器的设计提供了指导依据。