当期目录

2021年 第2期    刊出日期：2021-02-28

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综述

交流接触器结构创新与智能控制技术综述

周煜源, 刘向军

2021(2):  1-7.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.001

摘要 ( 521 )   HTML ( 11)   PDF (1853KB) ( 341 )  

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交流接触器是保证配电系统及低压控制系统安全和稳定运行的重要控制电器之一。提升交流接触器工作性能和经济指标,以满足日益提高的市场需求成为重要的研究方向。综述了国内外交流接触器研究现状,从本体结构和工作性能出发,就交流接触器的结构优化与创新及智能化方面,总结了目前交流接触器相关的新技术和研究方案,并详细叙述了其原理和应用场合。最后,就交流接触器未来的发展趋势进行了展望。

研究与分析

从专利浅述塑料外壳式断路器静触头导电回路技术

全嘉青

2021(2):  8-13.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.002

摘要 ( 427 )   HTML ( 8)   PDF (1992KB) ( 356 )  

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静触头导电回路对塑料外壳式断路器的性能起着重要的作用。列举了典型的塑料外壳式断路器静触头导电回路专利,并进行了分析,提出了一种新的静触头导电回路技术方案,希望能给研发人员提供参考。

交流接触器电磁特性分析

郭树财, 马彦深, 王喜莲

2021(2):  14-18.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.003

摘要 ( 466 )   HTML ( 5)   PDF (2003KB) ( 316 )  

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交流接触器在轨道交通铁路领域应用广泛,其主触头频繁吸合而导致电寿命往往低于机械寿命,故有效地分析不同工况下接触器的电磁特性是其故障分析及寿命预测的前提。接触器控制线圈电压对其工作性能有较大的影响,基于有限元软件建立了电磁特性仿真模型并进行了分析,给出了线圈吸合相角及电压幅值对接触器电磁性能的影响。结合ADAMS软件联合仿真,分析了碰撞力及穿透深度等动态特性,给出了接触器触头的振动现象分析结果。所得仿真结果为接触器的故障原因分析提供了基础。

金属液滴蒸发导致航空变频真空电弧弧后击穿的研究

蒋原, 马立, 武建文, 全威

2021(2):  19-24.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.004

摘要 ( 275 )   HTML ( 5)   PDF (1736KB) ( 262 )  

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为进一步掌握航空变频真空电弧的弧后击穿机理,进行了实验与仿真研究。结果表明:中频真空电弧弧后击穿过程中灭弧室内存在大量的金属液滴,成为移动的金属蒸气来源。金属液滴的寿命为1.6~2.8 ms,尤其在蒸发前100 μs,金属蒸气对弧后介质的恢复产生影响,确定金属液滴寿命的因素有液滴半径、喷射运动速度和灭弧室尺寸。金属蒸气分布以液滴为中心向外递减,80%以上在10倍半径以内。弧后的金属蒸气降低了介质恢复强度,当加在触头上恢复电压大于临界值时将发生弧后击穿。

基于产品结构的SSPC寄生参数提取及阻性负载开关特性仿真分析

王浩南, 赖耀康, 张宏宇, 曹玉峰, 叶雪荣, 翟国富

2021(2):  25-30.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.005

摘要 ( 268 )   HTML ( 4)   PDF (2831KB) ( 253 )  

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随着电动飞机的发展,固态功率控制器(SSPC)作为关键器件,逐渐成为国内外研究的热点。由于SSPC结构复杂且需要频繁调试,所以准确的仿真模型可以为产品设计提供较大帮助。主要使用Ansys Q3D Extractor等软件,对第三代CREE SiC MOSFET组成的SSPC进行基于产品结构的寄生参数提取,并建立SSPC单路和整体电学等效模型。对SSPC的阻性负载开关特性进行了仿真分析,发现波形中并无明显振荡现象。最后得出了寄生参数的影响基本可以忽略的结论。

基于动态时间规整的变电站综合负荷行业解析方法

杨俊, 黄际元, 胡湘伟, 李人晟, 吴东琳, 曾林俊

2021(2):  31-36.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.006

摘要 ( 262 )   HTML ( 3)   PDF (1651KB) ( 293 )  

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针对传统聚类算法所采用的相似度衡量方法准确度较低,导致变电站综合负荷行业解析过程中聚类算法质量及综合负荷日负荷曲线拟合度较低的问题,提出一种基于动态时间规整的变电站综合负荷行业解析方法。对日负荷曲线集进行基于动态时间归整的K-means的聚类算法,提取反映行业负荷特性的聚类中心曲线;基于动态时间归整,根据聚类中心曲线对变电站综合负荷日负荷曲线进行拟合,完成变电站行业构成比例解析。结果表明,所得聚类中心及变电站行业构成比例与实际情况相符,且在聚类质量及对变电站综合负荷曲线拟合的准确度皆优于传统方法。

电器设计与探讨

合闸状态真空接触器动触头冲击弹跳时间计算及分析研究

崔爱强

2021(2):  37-40.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.007

摘要 ( 309 )   HTML ( 3)   PDF (1022KB) ( 248 )  

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在真空接触器合闸状态下,对动触头冲击弹跳的运动过程进行了动力学分析,建立了理想状态下冲击弹跳时间的数学计算模型。根据设计、试验数据计算对比了最大的冲击弹跳时间值,验证了理论模型的有效性和准确性,并定量分析了相关自变量变化对冲击弹跳时间值的影响程度。

一种经济型小体积单腔体PC级ATSE接通与分断能力优化设计

柳金淼, 刘辉, 包晓忠, 高柏勇, 郑皓静

2021(2):  41-44.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.008

摘要 ( 266 )   HTML ( 3)   PDF (2017KB) ( 261 )  

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针对一种常用触头、备用触头均在一个腔体内的PC级经济型自动转换开关(ATSE),详细介绍了产品结构原理,并对操作机构进行优化。具有快速分断和接通的带储能操作机构,通过储能结构带动旋转轴运动,可有效降低动静触头上的接触电阻,而环型灭弧栅片能达到有效引弧、灭弧的作用。结合试验摸索对I型静触头改为Y型静触头来提高接通与分断性能指标,同时触头系统采用极数自由拼装设计,安装便捷。

智能小型断路器典型小负载电气特性分析

赵杰, 周智鹏, 楚肖风

2021(2):  45-47.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.009

摘要 ( 346 )   HTML ( 3)   PDF (944KB) ( 306 )  

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随着负载的多样性与复杂性,智能小型断路器作为电压、电流测量与控制保护器件,传统的单一有效值计算方法不能满足其电气特性分析与电能质量精准化管理需求。实测了多种典型小负载的运行数据,基于实测数据进行了有效值和谐波计算分析,总结了典型小负载的电气特性,对提高智能小型断路器的测量分析和计算精度,推进多样化小负载特性下的电能质量精准化管理具有积极的意义。

检测与试验

新型交流接触器电寿命试验分析系统的设计

王天阳, 郑哲, 张旭, 任万滨

2021(2):  48-53.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.010

摘要 ( 346 )   HTML ( 4)   PDF (2868KB) ( 249 )  

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交流接触器的切换负载能力及其可靠性的准确评估,极大地依赖于电寿命试验方法与系统。为兼顾研究交流接触器中触头材料的优选,设计了一种新型交流接触器电寿命试验分析系统,不仅可监测其动作特性参数,还可调节触头开距与磁间隙。应用系统分析了触头开距对接触器动作特性的影响,并初步观测了25 000次动作的电性能参数变化趋势。

低压电器短路试验系统中开展高压电器动热稳定试验的研究

李合, 袁渊, 姜宁

2021(2):  54-59.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.011

摘要 ( 346 )   HTML ( 7)   PDF (1280KB) ( 402 )  

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动热稳定试验,即短时耐受电流和峰值耐受电流试验,是检验电器性能的重要试验。随着低压电器短路试验系统容量的不断增大,可开展部分高压电器试验。以基于低压电器短路试验系统开展高压电器动热稳定试验为研究对象,结合标准要求,从电流调试角度,包括整定电流有效值和电流峰值,提出计算及试验方法。所提方法能够为相关人员在低压电器短路试验系统中开展高压电器动热稳定试验提供相关参考。

磁保持继电器静态吸反力特性测试装置

梁慧敏, 朱旭晴, 李东晖, 田聪

2021(2):  60-64.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.012

摘要 ( 311 )   HTML ( 4)   PDF (1197KB) ( 271 )  

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针对当前已有的继电器吸反力特性测试装置无法精确测量磁保持继电器靠近稳态位置吸力的问题,提出了基于双拨针的稳态位置附近吸力测量方案。结合某型号小型磁保持继电器的具体结构与参数,进行了静态吸反力特性装置的机械结构设计和电控系统设计,编制了控制软件,实现了对应继电器不同动作位置的吸力与合力的精确测量。试验结果表明,研制的磁保持继电器静态吸反力特性测试装置很好地解决了原有设备无法测量稳态位置附近吸力的问题,为技术人员对磁保持继电器产品进行设计改进与制造过程质量控制奠定了测试基础。

分布式电源及并网技术

含储能的孤岛微电网日前-日内协调优化运行

孔昱凯, 温步瀛, 朱振山, 唐雨晨

2021(2):  65-74.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.013

摘要 ( 283 )   HTML ( 8)   PDF (1730KB) ( 252 )  

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孤岛微电网系统无主网支持,仅依靠内部微源自给自足,因此制定合理的运行方案对于孤岛微电网的安全经济运行具有重要意义。考虑储能系统参与微电网运行所发挥的不同作用,以微电网经济性、可靠性、能源利用效率、等值负荷峰谷差和波动性为优化目标建立多目标微电网运行优化模型。模型在考虑风电、光伏与负荷预测误差的基础上,从日前、日内两个时间尺度对微电网运行进行优化。日内优化方案以日前优化方案为参考,必要时修正日前运行方案。应用模糊理论、二元对比定权法将模型转化为单目标优化问题,调用CPLEX软件求解线性化后的混合整数规划模型,从而获得孤岛微电网运行最优方案。所提模型可提升微电网运行可靠性并提高能源利用效率,通过算例分析验证了所提运行方案的有效性。

一种机载宽输入DC/DC变换器设计

付鹏, 张恒浩, 尹华

2021(2):  75-80.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.014

摘要 ( 275 )   HTML ( 3)   PDF (2044KB) ( 240 )  

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介绍了一款基于表面贴装工艺设计的DC/DC变换器。变换器采用反激拓扑和同步整流的工作方式,具有输入范围宽、转换效率高和外形尺寸小的特点,同时还具有过流保护等功能。供电特性可以满足GJB 181B—2012的28 V母线供电要求,可应用于机载等复杂应用环境。

一种降低VIENNA整流器电流过零点畸变的调制方法

张庆岩, 王沛东, 黄新梅, 王珺璨, 桂在毅, 张伟

2021(2):  81-87.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.015

摘要 ( 329 )   HTML ( 8)   PDF (1768KB) ( 315 )  

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为解决VIENNA整流器固有的在电流过零点处可能出现畸变的问题,提出了一种最大程度降低电流过零点畸变的调制方法。首先,根据VIENNA整流器的控制方法,分析了电流过零点畸变的原理。然后,提出量化整流器实际输出电压偏差量的函数,实现了电流过零点处实际输出电压的最小畸变。最后,通过实验验证了所提出调制方法的可行性和优越性。

一种耦合电感零纹波高增益DC/DC变换器

洪建超, 林国庆

2021(2):  88-93.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.02.016

摘要 ( 311 )   HTML ( 9)   PDF (1588KB) ( 173 )  

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针对新能源发电系统中直流升压变换器输入电流纹波大的问题,提出了一种耦合电感零纹波高增益直流变换器。变换器在Boost变换器基础上,引入耦合电感和二极管电容升压单元提高电压增益;同时在理论上实现输入电流零纹波,有助于提高发电效率。详细分析了变换器的工作原理和稳态特性,最后搭建了1台100 W的实验样机,验证了变换器的零输入电流特性和高增益特性。

信息之窗

智能电网与新能源发电系统重大科研成果科普宣传

2021(2):  94-98. 

摘要 ( 96 )   HTML ( 6)   PDF (4203KB) ( 31 )  

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