当期目录

2023年 第12期    刊出日期：2023-12-30

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研究与分析

变压器铁心接地线局放脉冲电流与泄漏电流联合诊断的研究

杨明, 侯春光, 高有华

2023(12):  1-7.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.001

摘要 ( 155 )   HTML ( 14)   PDF (2612KB) ( 68 )  

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基于局部放电检测是电气设备绝缘状态评估重要和有效的方法,变压器发生局部放电时在其铁心接地线会产生高频脉冲电流,同时变压器铁心泄漏电流也可反映变压器铁心多点接地故障,提出一种使用超带宽高频电流互感器监测变压器局部放电故障与铁心多点接地故障的联合诊断方法。搭建局部放电检测系统模拟变压器的局部放电,设计了两种信号预处理电路分别提取变压器铁心接地线高频电流以及泄漏电流信息,使用谐波分析法提取泄漏电流的基波幅值,针对变压器局部放电故障电流采用基于遗传算法的BP神经网络进行故障分类,并验证了模型的准确性。

基于DQD型磁耦合机构的AGV抗偏移无线电能传输系统

苏添章, 林锦辉, 毛行奎, 张艺明

2023(12):  8-12.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.002

摘要 ( 122 )   HTML ( 3)   PDF (1842KB) ( 34 )  

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针对自动引导车(AGV)在进行无线电能传输(WPT)的过程中由于线圈偏移导致耦合系数波动以及传统磁耦合机构成本、重量高的问题,提出一种基于DQD型磁耦合机构的WPT系统。首先通过Maxwell有限元仿真软件对DQD型磁耦合机构进行了建模分析,验证了所提磁芯层结构能够较大程度地节省磁芯用量,同时保留原本的耦合系数。其次,推导了基于LCC-S补偿拓扑的WPT系统输出特性,验证了优化抗偏移性能的必要性。最后,搭建了实验平台,实测与仿真结果基本一致,证明了DQD型磁耦合机构具备良好的抗偏移性能,验证了所提方案的可行性。

一种组合LED驱动电路及其BPSK通信调制策略研究

景华峰, 林维明

2023(12):  13-21.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.003

摘要 ( 104 )   HTML ( 3)   PDF (3648KB) ( 35 )  

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基于升压Boost电路和改进同步整流降压Cuk电路相结合,提出一种用于可见光通信的DC/DC组合LED驱动电路。开关频率较低的升压Boost电路处理大部分功率(LED照明功率),获得高转换效率;开关频率较高的改进同步整流降压Cuk电路调制通信信号,获得高通信性能。详细分析所提电路的工作原理和工作过程,设计采用了一种二进制相移键控调制策略。最后,经计算机仿真分析和实验,验证了所提组合电路以及BPSK通信调制策略的可行性与有效性。

临界Boost-PFC电路的简化变导通时间控制研究

萧展涛, 万陆峰, 陈欣玮, 肖健

2023(12):  22-31.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.004

摘要 ( 133 )   HTML ( 2)   PDF (4166KB) ( 54 )  

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针对传统恒定导通时间控制的临界Boost-PFC电路存在明显交越失真的现象,导致网侧特性较差的问题,提出了3种简化的变导通时间(VOT)控制策略。对所提3种VOT控制策略进行详细的对比分析,最后进行计算机仿真和200 W样机实验验证。计算机仿真和实验结果均表明,所提3种VOT控制策略均能有效改善电路的网侧特性,并能提高电路的效率。

基于Workbench顺序耦合的中压直流断路器热稳定性仿真分析

黄添晶, 马子文, 孔凡良

2023(12):  32-38.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.005

摘要 ( 130 )   HTML ( 3)   PDF (1974KB) ( 61 )  

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中压直流断路器是中压直流供配电系统的重要保护装置。基于Workbench建立了中压直流断路器热稳定性顺序耦合仿真模型,在70 kA/250 ms短路电流冲击下,对某型额定电流为6 000 A的中压直流断路器的瞬态温升进行了仿真分析。同时考虑短路电流产生的电动力对导电桥半径的影响,设计了通流过程中导电桥半径迭代变化的计算程序,为中压直流断路器热稳定能力设计提供更加准确的仿真依据。

电器设计与探讨

基于耦合电感的零输入电流纹波高增益DC/DC变换器

安金海, 邢星围, 张畅

2023(12):  39-47.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.006

摘要 ( 85 )   HTML ( 2)   PDF (2607KB) ( 46 )  

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针对传统DC/DC变换器电压增益低、开关器件应力高、输入电流纹波大的缺点,提出了一种零输入电流纹波的高增益DC/DC变换器,实现了开关器件电压应力的降低和输入输出电压增益的提高。同时,在占空比不受限、不增加额外的辅助电路的情况下,利用耦合电感技术来消除输入电流纹波,减少了磁芯数量。详细分析了变换器的工作原理和零输入电流纹波的实现机理。最后,搭建1台额定功率400 W的实验样机,验证了理论分析的正确性。

关于航天继电器稳定时间的机理研究

石磊, 林文海, 田家欣, 肖华裕

2023(12):  48-52.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.007

摘要 ( 113 )   HTML ( 4)   PDF (1402KB) ( 36 )  

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针对失效率等级M级的航天继电器比普通继电器增加了触点稳定时间的测试要求,提出了控制稳定时间的方法。主要研究了触点稳定时间的影响因素,试验数据验证了测试负载、触点洁净度等对触点稳定时间的影响。

矿用永磁接触器PI恒流充电控制器设计

黄可诚, 汪先兵, 彭靳, 侯子扬, 彭纪玉

2023(12):  53-59.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.008

摘要 ( 85 )   HTML ( 4)   PDF (2435KB) ( 28 )  

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为提高永磁接触器中储能电容的使用寿命,进而保证矿井下永磁接触器工作的可靠性,提出了一种基于比例积分(PI)算法的储能电容恒流充电控制策略。通过MATLAB搭建PI恒流充电仿真模型,构建了以Buck电路为硬件结构基础的改进型PI恒流充电控制器仿真实验平台。仿真和实验结果表明,储能电容在所提的改进型PI控制器调控下实现了恒流充电,符合预期恒流充电设定的参考值,对于增强电路稳定性、延长储能电容使用寿命以及提高整体控制器智能化程度有着一定的实用意义。

检测与试验

新能源汽车用电器低感直流测试技术研究

张彦, 董纪圣, 张华君, 孟哲健

2023(12):  60-64.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.009

摘要 ( 112 )   HTML ( 5)   PDF (1599KB) ( 54 )  

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针对以电池作为电源的新能源汽车整车电路电感量低的特点,采用超级电容器模组作为试验可调电源,运用IGBT串联及同步驱动、无感电阻、PLC控制等技术,研制了低感直流测试系统。系统具有最大短路检测能力20 kA/DC 1 500 V,可用于新能源汽车用电器(如直流接触器、熔断器等)在低感(时间常数0.5 ms及以下)条件下的各类测试。同时解决了采用整流形式的直流测试系统因变压器及传输线路长造成固有电感量大,无法满足低感测试需求的问题。

双断口直流断路器的仿真与试验研究

张靓, 周柳, 胡锴

2023(12):  65-70.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.010

摘要 ( 154 )   HTML ( 11)   PDF (1930KB) ( 114 )  

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常规电流注入式直流断路器采用快速真空开关并联包含IGCT的电力电子组件,来实现断路器额定电流与短路电流开断的任务。针对单断口直流断路器,在额定电流开断过程中,快速真空开关断口电流自然转移至IGCT电力电子组件存在换流失败现象,以及大短路电流开断工况下,快速真空开关断口存在一定概率出现电弧重燃现象,提出由两台快速真空开关串联的设计方式形成双断口直流断路器的改进方案,并对两台快速真空开关影响开断性能的主要参数进行边界能力分析。通过仿真与实验验证,双断口直流断路器可以有效消除换流失败与电弧重燃现象,从而提高断路器的可靠性以及工程实际应用的可行性。

标准研究与分析

基于GB、IEC、UL标准的比对及直流低压熔断器分断能力试验方法研究

赵婧, 李赛赛, 白承宗, 郭向荣

2023(12):  71-76.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.011

摘要 ( 110 )   HTML ( 4)   PDF (1122KB) ( 56 )  

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为了研究GB、IEC、UL标准的差异对低压熔断器分断能力检测上的影响,比对了标准适用对象、分断能力限值、分断能力试验方法等条款,发现在小过电流试验上存在较大差异。分别按GB、IEC、UL标准进行不同预期试验电流、切换时间、预热方法条件下小过电流分断试验,结果显示:熔断器的弧前时间-预期试验电流的曲线在不同预期试验电流下基本重合;交流或直流预热方式测得的弧前时间、分断电压、初始电压基本一致;不同切换时间延长了全压电路时间,但不影响燃弧过程和恢复电压的测试结果。

应用

环保气体环网柜中接地开关短路关合性能分析

成俊奇, 李哲远, 周寅, 王智

2023(12):  77-82.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.012

摘要 ( 131 )   HTML ( 4)   PDF (1178KB) ( 41 )  

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现场运行中的新型环保气体环网柜,根据用户需求,其中三工位接地开关和主开关布置方式存在差异,为满足标准中关于接地开关须具有关合短路电流能力的要求,鉴于安规及国网环网柜标准化规定,对运行中环保气体环网柜进行抽检试验。通过接地开关关合电流试验回路、试验过程、国家标准要求、试验的技术指标、关合能力影响因素等几方面进行了阐述。试验表明具有下三工位接地开关的环保气体环网柜,经过优化设计后顺利通过接地开关短路关合试验,为现场运行提供依据。