Experimental Measurement of Minority Carriers Effective Lifetime in Silicon Solar Cell Using Open Circuit Voltage Decay under Magnetic Field in Transient Mode

This manuscript presents a simple method for excess minority carriers’ lifetime measurement within the base region of p-n junction polycrystalline solar cell in transient mode. This work is an experimental transient 3-Dimensionnal study. The magnitude of the magnetic field B is varied from 0 mT to 0.045 mT. Indeed, the solar cell is illuminated by a stroboscopic flash with air mass 1.5 and under magnetic field in transient state. The experimental details are assumed in a figure. The procedure is outlined by the Open Circuit Voltage Decay analysis. Effective minority carrier life-time is calculated by fitting the linear zone of the transient voltage decay curve because linear decay is an ideal decay. The kaleidagraph software permits access to the slope of the curve which is inversely proportional to the lifetime. The external magnetic effects on minority carriers’ effective lifetime is then presented and analyzed. The analysis shows that the charge carrier’s effective lifetime decrease with the magnetic field increase.

基于扰动观测器的五相永磁同步电机开路和短路容错矢量控制

针对反电动势含有3次谐波的五相永磁同步电机(PMSM)开路和短路故障导致转矩脉动大的问题,该文提出一种基于扰动观测器的矢量控制(DOB-FOC)策略。该策略基于降阶正交变换矩阵在同步旋转坐标系上建立PMSM开路故障情况下的基波模型,将3次谐波反电动势、短路电流等作为扰动信号。在此基础上,设计扰动观测器,观测出以上扰动导致的转矩脉动,将其转化为q轴补偿电流前馈到q轴电流指令中,有效地抑制了故障导致的转矩脉动,并且实现了PMSM在开路和短路故障情况下的平稳无扰运行。仿真和实验结果验证了所提容错策略的有效性。

2/3匝线圈式纵磁触头大开距真空断路器分闸速度设计

合理设计纵磁触头真空断路器的分闸速度特性,可有效避免大电流开断过程中真空电弧阳极斑点的形成或缩短阳极斑点持续时间,显著提升断路器短路电流开断性能。然而,现阶段仍然缺乏线圈式纵磁触头真空断路器全行程分闸速度特性的量化设计方法。该文试验研究了电弧电流、分闸速度对2/3匝线圈式纵磁触头大电流真空电弧阳极放电模式演变的影响规律,获得了不同分闸速度下线圈式纵磁触头阳极放电模式图,据此提出线圈式纵磁触头分闸速度的量化设计方法:初始分闸速度v1应不小于其从强电弧模式演变为扩散态电弧模式的临界触头开距峰值所对应的分闸速度;平均分闸速度v2应不大于大开距活跃阳极放电模式形成的临界触头开距峰值所对应的分闸速度;同时,对比实际开断过程中触头间隙磁感应强度与阳极放电模式演变的临界纵向磁感应强度,可校验上述分闸速度特性设计的合理性,并能预测该纵磁触头以任一分闸速度开断任一短路电流时的阳极放电模式演变特性。应用上述方法,该文确定了126 kV单断口真空断路器的分闸速度特性设计值为v1=3.5 m/s、v2=3.0 m/s,并通过型式试验验证了断路器在上述分闸速度特性下的短路电流开断性能。

基于图像信息熵与多元变分模态分解的电缆局放信号去噪方法

局部放电(PD)检测是评估交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘状态的主要手段。针对电缆终端与中间接头局部放电现场检测时存在白噪声、周期性窄带干扰,以及去噪过程中自适应性较弱的问题,该文提出了一种基于图像信息熵与新型自适应多元变分模态分解的去噪方法。首先,对信号进行多元变分模态分解,重组信号并转换成灰度图像,进而计算图像一维信息熵。在考虑算法执行效率的同时,将Pearson相关系数与图像信息熵优化算法的模态参数相结合。其次,通过计算各本征模态分量的峭度来判定其主导分量的性质特征,利用峭度对噪声敏感的特性区分PD特征信息与噪声干扰分量,进而对噪声干扰分量进行3σ准则滤波。最后,通过新型改进小波阈值算法得到去噪信号。利用该方法对PD信号进行去噪,并与基于Spearman的变分模态分解(S-VMD)法、自适应集合经验模态分解(NAEEMD)法、短时傅里叶变换-奇异值分解(STFTSVD)法进行对比分析。结果表明,该方法对现场PD信号具有良好的抑噪性能,且耗时少、执行效率高、工程应用价值高。

基于COMSOL分析步进电动机故障的电流和磁场变化规律研究

步进电动机是电力系统稳定运行的关键设备之一,当步进电动机在运行过程中出现故障,将直接导致电力系统的停运,给电力企业带来经济损失,需要对步进电动机内部故障原因进行研究。通过COMSOL有限元分析及建模的方式,对步进电动机的失步故障和开路故障所引起的电场和磁场的变化展开了研究,分析了在5种不同频率下失步故障和开路故障所引起的电场和磁场的变化规律,以提高对步进电动机故障诊断的效率。

500kV变电站内敞开式断路器感应电流计算分析

为分析断路器与地线形成的回路中产生感应电流的特性,文章对处于变电站500 kV开关场内的断路器、导线、地网和2个接地线与接地刀闸组成的通流体回路中的感应电流进行测量,并分别对变电站500 kV开关场正常工作状态下和检修状态下的工频磁场进行仿真。研究结果表明:在检修状态下500 kV开关场内断路器通流体回路产生的感应电流峰峰值在3.85~7.33 A之间;正常工作状态下开关场磁感应强度范围在0.260~7.480μT之间,工频磁场强度最大值主要集中分布在导线交叉处;检修状态下开关场磁感应强度范围在0.440~8.760μT之间,工频磁场强度较大值主要集中分布在第2回母线下方。研究结果为敞开式断路器检修人员安全作业提供参考。

定子开槽表贴式永磁电机转子偏心空载气隙磁场全局解析法

针对表贴式永磁电机定子开槽后的转子偏心空载气隙磁场解析问题,结合正则摄动理论建立其全局解析模型。将解析区域划分为永磁体、气隙和槽区域,通过各子区域之间的边界条件,求解拉普拉斯方程或泊松方程。叠加气隙磁密的零阶分量和一阶分量,得到偏心气隙磁场分布。解析解与有限元解的比较结果表明,气隙磁密、齿槽转矩和不平衡磁拉力计算准确,验证了解析模型的可靠性。所述解析方法计算快速准确,便于分析表贴式永磁电机转子偏心磁场。

Halbach阵列半闭口槽永磁电机全局解析法研究

Halbach阵列永磁电机具有出色的转矩输出性能,适用于高精度伺服系统。准确获得其磁场分布是Halbach阵列永磁电机设计及优化的关键。该文采用二维全局解析法分析Halbach阵列永磁电机气隙磁场,为了与实际电机槽型尺寸尽可能接近,定子槽区域划分为槽口和槽身区域。解析所得的气隙磁密、齿槽转矩、电磁转矩、磁链和反电动势波形以及绕组电感值,与有限元分析结果一致性较好,其中反电动势波形与试验测试波形趋势一致,验证了所提解析模型的合理性。

插入式永磁电机偏心空载磁场摄动解析模型

运用摄动解析法研究了插入式永磁电机转子偏心时的空载磁场分布。将求解模型分成气隙和永磁体两部分,建立了矢量磁位的摄动方程,对该方程截断近似,得到求解域的零阶和一阶拉普拉斯方程和泊松方程。给出方程的通解,以偏心率为摄动变量,推导了定子内径处的偏心边界条件,利用边界条件确定了通解的待定系数,得到了插入式永磁电机转子偏心空载磁场分布。应用麦克斯韦张量法计算永磁偏心力。将该模型和有限元法计算结果进行了对比,两者对照一致性较好。通过调整参数,该模型可以方便的计算不同转子位置和偏心距离下的磁场分布。

含重铬酸根硫酸溶液中磁场对铁自腐蚀状态及极化电阻的影响

铁在含有一定浓度重铬酸根的硫酸中，自腐蚀状态下的阴极反应速率受重铬酸根阴极还原电子转移过程与扩散过程共同控制．外加磁场使铁的自腐蚀电位正移，且电位正移幅度随重铬酸根浓度增加而增大．在没有外加磁场时的自腐蚀电位下进行恒电位极化时，外加磁场后会出现阴极电流，磁致阴极电流随重铬酸根的浓度增大而显著增大．外加磁场会使含有一定量重铬酸根的硫酸溶液中铁的极化电阻显著下降．通过对磁场作用进行模型化，分析了磁场作用的动力学机理．磁场对阴极扩散过程的加速作用导致了自腐蚀电位正移及磁致阴极电流，而磁场引起自腐蚀电位的正移是引起极化电阻减小的主要原因．

考虑定转子双边开槽时表贴式永磁电机空载磁场解析计算（英文）

该文推导了考虑定转子双边开槽情况下表贴式永磁电机空载磁场的直接解析计算方法。根据永磁体的面电流等效法,径向和平行充磁的永磁体等效为面电流产生的空载磁场。在推导过程中,将电机分为三种类型的子区域,然后根据电机子区域间的接口条件和边界条件求解得到一对线圈在每个子区域的矢量磁位和磁密。然后根据磁场叠加原理得到等效面电流产生的空载磁场。4极/24定子槽/20转子槽样机的空载磁场有限元计算结果证明了文中空载磁场解析计算结果的有效性。

磁场作用下铁在盐酸和氯化钠溶液中自腐蚀状态的变化

采用自腐蚀电位测量及恒电位极化法研究了磁场对铁在酸性与中性氯化物溶液中自腐蚀状态的作用。外加磁场使自腐蚀电位正移 ,撤去磁场使自腐蚀电位负移。没有磁场时在自腐蚀电位下极化然后外加磁场会导致磁致阴极电流 ;有磁场时自腐蚀电位下极化然后撤去磁场会导致磁致阳极电流。酸性溶液体系的磁致阴极电流值明显大于中性溶液体系 。

考虑磁饱和影响的同步发电机励磁电流计算

在考虑同步发电机磁路饱和效应的基础上,提出了发电机励磁电流计算的数学模型。该模型涉及发电机的空载特性曲线、保梯电抗和磁路磁链方程,计算过程比较简便、实用。对于不计饱和特性、直接采用饱和电抗以及采用定子漏抗替代保梯电抗的三种情况分别进行了励磁电流计算,以发电机V形曲线的形式比较了该模型与这三种情况下的计算结果差异,经多台发电机励磁电流的计算和实际测试,验证了该模型的有效性和实用性。

计及定子开槽的插入式永磁电机转子偏心空载气隙磁场全局解析迭代模型

采用解析迭代法研究定子开槽插入式永磁电机转子偏心气隙磁场全局模型。首先采用摄动法计算无槽定子、转子偏心气隙磁场;接着,利用以上结果给出定子开槽区域的边界条件,计算定子开槽后的气隙磁场;然后获得定子开槽后的边界条件,再次计算。经过多次迭代得到最终气隙磁场分布。本模型能够方便地计算各种偏心情况下电机的磁场分布。将本模型计算的气隙磁通密度分布、偏心力和齿槽转矩与有限元模型比较,结果吻合,表明了该全局解析模型的正确性和有效性。

表贴式分数槽电机永磁气隙磁场矢量位半解析法

采用矢量位半解析法分析了分数槽电机的永磁气隙磁场和定位转矩。永磁体和气隙区域用解析法求解,槽形区域用差分法计算。两区域共有部分的磁场计算结果作为另一个场域的边界条件。真实反映气隙磁场的切向和径向磁密,由此可准确计算定子开槽后的定位转矩。实例计算与有限元计算较好地吻合,从而验证了该方法的正确性。

永磁筒式磁选机开放式磁路的仿真分析

开放式磁路广泛应用于永磁筒式磁选机磁系中,对该磁路的研究对了解磁选设备分选空间内磁场分布特性至关重要。借助ANSYS Maxwell软件,采用有限元方法对不同参数的磁极宽与极间隙宽的磁路和4组不同结构的开放式磁路进行仿真。结果显示:在相同磁极配比条件下,主磁极面越宽,磁系的磁场作用深度就越大,径向磁场梯度越小;添加辅助磁极可提高磁极间隙处的磁场强度;随着主磁面宽与极间隙宽比值的增大,磁系表面周向磁场梯度逐渐变小;磁极间隙处添加高导磁材料软铁,可使磁系表面周向磁场梯度变大,然而其磁场作用深度却减小。试验结果可以为永磁筒式磁选机磁路的设计及优化提供指导。

用半解析法计算永磁无刷直流电机齿槽定位转矩

采用半解析法计算表贴式永磁无刷电机的气隙磁场及其齿槽定位转矩。永磁体和气隙区域用解析法求解,槽形区域用差分法计算。两区域共有部分的磁场计算结果可作为另一场域的边界条件。能真实反映气隙磁场的径向分量和切向分量,由此可准确计算定子开槽时的齿槽定位转矩,实例计算与有限元分析结果吻合较好,证明了此方法的正确性。

大型汽轮发电机非全相运行磁密分析

针对非全相运行工况,以一台1 407 MVA核电汽轮发电机为例,建立了单机无穷大系统动态分析的场-路-网耦合时步有限元模型,分析计算了发电机额定并网运行时变压器高压侧一相断开和两相断开的非全相运行工况下,汽轮发电机定转子齿部磁密分布情况及其规律,并将其与正常负载运行时汽轮发电机定转子齿部磁密分布情况及其规律作对比。最后,提取气隙磁场密度并分析其变化规律,结果表明非全相运行后,并且除基波最大值下降外其他各次谐波最大值都增大,气隙磁密畸变较为严重。该研究为大型汽轮发电机设计与制造、安装和维修、运行与操作等工程实践提供基础理论参考。

考虑开路运行模式时的五相永磁同步电机FOC

五相永磁同步电机在开路故障下,由于缺乏有效的空间解耦模型,常采用滞环电流控制。针对滞环电流控制难以应用于大功率场合的问题,提出了一种五相电机矢量控制,即正常模式、单相开路、两相开路(包括相邻和不相邻两相开路)模式下的转子磁场定向控制(FOC)。所提FOC基于维持基波定子磁动势和定子永磁体磁链圆形旋转的原则,给出了适用于各种运行模式下的Clarke和Park变换矩阵以及空间解耦模型。这些解耦模型具有相似的电压方程和转矩方程形式,因此矢量控制可以得到统一。在五相电机驱动系统上验证了所提出的空间解耦模型及FOC方法的有效性和可行性。

永磁同步电机转子偏心空载气隙磁场解析计算

转子偏心对永磁同步电动机的气隙磁密产生影响,进而影响电机的性能。为计算转子偏心时的空载气隙磁场,提出基于等效变换的解析计算方法。将转子偏心电机模型等效为定转子中心重合的理想模型,等效后电机模型永磁体剩磁按等效变换原则进行相应变换,变换后电机结构参数保持不变。将等效电机模型划分为永磁体、气隙、槽口和开槽4个不同子域,针对转子静偏心和动偏心两种不同情形,结合子域法给出等效后电机模型各子域内矢量磁位的具体解析表达式,进而求出转子偏心状态下电机的空载气隙磁场。选取两种不同电机为分析对象,通过与有限元仿真结果的对比分析,所提解析计算方法在计算空载气隙磁密的径向分量和切向分量时均具有较高的精确度,验证了该方法的有效性。