当前数据中心普遍采用“短链路、多分支”配电架构,若为各支路单独配置直流断路器,虽可实现可靠隔离,但总投资随支路数大幅上升。为此,提出一种不含全控型器件的限流式多端口直流断路器(CLMP-DCCB)。首先分阶段对CLMP-DCCB的工作过程进行理论解析;进而分析电压、电流应力与拓扑关键参数间的相互关系,提出相应的参数设计方法;最后通过MATLAB/Simulink平台对所提出的CLMP-DCCB与相关典型方案进行对比仿真。结果表明,该方案在降低系统综合成本与提升开断性能方面具备显著优势,为CLMP-DCCB在数据中心配电系统中的应用提供了有效的技术支撑。
针对12 kV双速真空断路器超高速分闸过程中末端弹跳明显及真空灭弧室波纹管潜在损伤风险增大的问题,采用COMSOL进行仿真,建立了斥力机构电路-电磁场-机构动力学耦合仿真模型。首先,分析了双速真空断路器中斥力机构的结构组成及超高速分闸工作机理;其次,研究了斥力盘外径、斥力盘厚度及线圈匝数等关键参数对分闸位移与速度特性的影响规律;进一步,结合末端碰撞过程,讨论了高速分闸条件下分闸弹跳的形成机理,并从能量转换角度分析了末速度对弹跳位移的约束关系;最后,将真空灭弧室波纹管纳入分析框架,评估了高分闸速度条件下波纹管的等效应力分布及潜在疲劳损伤风险。研究结果表明:斥力盘外径和厚度对机构加速能力及分闸时间具有显著影响,在以行程建立时间、速度响应、运动部件质量和末端冲击风险为综合约束时,斥力盘外半径为75 mm、厚度为8 mm时综合性能较优;线圈匝数变化会同时影响回路电阻、电流建立过程及电磁斥力输出特性,其中180~200匝区间能够较好兼顾分闸速度与运动平稳性;高速分闸虽有利于缩短动作时间,但会导致末端剩余动能增加,从而加剧分闸弹跳,并提高波纹管局部应力水平。研究结果可为12 kV双速真空断路器斥力机构参数优化、分闸弹跳抑制及真空灭弧室可靠性设计提供参考。
针对电动汽车无序充电问题,建立多主体运营商合作博弈的充放电引导策略来提升能源利用效率和联盟收益。首先,构建多运营商合作博弈模型;然后,基于韦伯-费希纳定律分析充放电激励水平对用户心理的影响,结合电池损耗和用户焦虑程度提出充放电双重激励机制;最后,提出以联盟成员贡献度差异为标准的改进Shapley值收益分配策略。仿真结果表明,在有合作、有激励场景下,策略能有效增加联盟收益、合理分配收益,同时缩短用户排队时间、降低充电成本。结论显示,该策略有助于维持运营商的积极性与联盟的稳定性,为电动汽车充放电管理提供实用方案。
针对配电网单相接地故障特征微弱、选线准确率不高的问题,提出一种基于小波变换与希尔伯特-黄变换(HHT)相结合的故障选线方法。首先,利用小波变换提取各馈线零序电流暂态高频分量的模极大值,构建初步判据;其次,采用经验模态分解将零序电流信号分解为多个本征模函数,通过希尔伯特变换(HT)计算各分量瞬时能量,构建HHT能量综合判据;最后,融合双重判据实现故障线路准确识别。在10 kV配电网仿真模型中对不同故障条件进行验证,结果表明,该方法选线准确率达97.1%,具有较强的抗干扰能力,对过渡电阻、故障初相角等具有良好的适应性。
针对电磁线圈设计中绕制系数Kd经验取值偏差大导致绕制厚度与漆包线长度预测不准的工程问题,通过控制工艺参数制备不同线径样本,采用重量法测量并反算Kd,利用回归分析建立了Kd与漆包线公称线径d的定量关系模型,并将该模型应用于直流接触器线圈设计验证。结果表明,构建得到0.265~0.450 mm漆包线的Kd数据集,所建立的经验公式Kd=0.83-0.23d具有高拟合度(R2=0.995)。应用该模型后,绕制厚度与漆包线长度的预测误差由传统方法的±10%以上降至±2%以内,材料成本预估偏差亦从约8%降低至约1%。研究结果表明,该模型显著提升了线圈设计精度与成本控制能力,对实现线圈数字化设计、缩短开发周期具有重要工程价值。
系统阐述低压固态断路器(SSCB)的工作原理、技术优势,重点分析以碳化硅(SiC)为代表的功率器件材料、散热技术、智能驱动、电气隔离等方面的最新突破,探讨成本与标准化等产业化障碍,并结合国内外产品动态与标准进展,展望其未来发展趋势与创新路径。
针对额定负载380 V AC/25 A的大功率电磁继电器,依据GJB 1461B—2024《大功率电磁继电器通用规范》,系统阐述了其结构设计、参数计算与多物理场仿真验证方法。设计采用“平衡力”式电磁驱动系统、4路主触点并联布局及“空间扩增+多腔隔弧罩+充氮”复合灭弧方案,结合激光密封充氮工艺,提升了产品的动作可靠性、电弧抑制能力和环境适应性。通过电磁场、结构力学及热场的多物理场耦合仿真,验证了吸反力匹配、抗冲击振动性能及稳态温升均满足指标要求,形成了一套完整的设计—仿真—验证闭环流程,为同类高可靠性继电器的研制提供了参考。
针对贵州振华群英电器有限公司某型平衡力电磁继电器负载类型复杂、单一触点材料无法满足全工况使用的问题,开展触点材料选型试验研究。以银氧化镉(AgCdO)、银氧化锡氧化铟(AgSnO2In2O3)两种触点材料为对象,完成阻性交直流工况下的电寿命对比试验。根据不同负载特性匹配适配的触点材料方案,有效提升继电器整体使用寿命。实验结果可为同类电磁继电器的触点选材与产品研发提供试验依据与技术参考。
为应对大功率直流充电桩在充电功率等方面的挑战,以全SiC器件的两路并联三相脉宽调制(PWM)整流器为研究对象,分析其工作原理与数学模型,并针对共模电压与低频、高频环流的产生机理进行分析。提出一种基于“公共电压外环+独立电流内环”的控制架构,融合了分相载波反相调制与零序分量注入的技术,形成具备低频、高频环流抑制与共模电压抑制能力的复合约束策略。通过仿真验证控制策略的合理性。搭建1台60 kW全SiC的两路并联三相PWM整流器,并通过实验验证方案的可行性,为三相PWM整流器在大功率应用中的设计与优化提供参考。
带电作业工器具库房车是一种高度专业化、具有智能仓储与温湿度控制等功能的特种作业车辆。针对车载温湿度控制设备间接消耗燃油暴露出的高能耗、高污染等问题,以及不具备带电作业常用电动工器具充电功能等弊端,设计了一种基于光伏发电的多功能带电作业工器具库房车。该设计主要由光伏组件、储能单元、智能控制单元及工器具充电接口等组成,实现了对温湿度控制设备等关键负载的绿色供电,显著降低了燃油消耗与碳排放,提升了对工具库房车的监控和管理效率,提高了作业安全性和工作效率。
