检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2025年第6期44卷 272-281页

作者：丁旺才张建栋葛菲元吴少培李得洋李国芳兰州交通大学机电工程学院兰州730070 西安交通工程学院机械与电气工程学院西安710300

为研究重载铁路小半径曲线钢轨型面优化问题,以外、内轨钢轨磨耗面积及滚动圆半径差为优化目标,在考虑减缓磨耗的同时对车辆通曲能力进行优化,运用克里格理论拟合目标函数得到相应的数学模型;通过非均匀有理样条曲线对钢轨廓形进行参数... 详细信息

为研究重载铁路小半径曲线钢轨型面优化问题,以外、内轨钢轨磨耗面积及滚动圆半径差为优化目标,在考虑减缓磨耗的同时对车辆通曲能力进行优化,运用克里格理论拟合目标函数得到相应的数学模型;通过非均匀有理样条曲线对钢轨廓形进行参数化描述,结合第二代非支配遗传算法对目标函数进行求解得到优化目标对应的优化廓形,并从优化型面的磨耗性能、动力学性能、钢轨滚动接触疲劳及车轮磨耗性能等方面进行评价。结果表明:设计变量的范围对目标函数影响显著,优化设计变量范围后求解得到的最优廓形在磨耗面积和滚动圆半径差上的表现均优于初始设计变量范围对应的最优廓形;优化型面在磨耗指数、磨耗功及钢轨磨耗量方面均优于初始CN75型面,在轮对横移量等动力学性能方面也均优于初始CN75型面,可以更好保证列车运行的安全性和稳定性;在钢轨滚动接触疲劳方面,优化型面均优于初始CN75型面,其中右轨的优化效果最为显著;在车轮磨耗方面,优化型面与初始CN75型面对车轮的磨耗影响差异较小,外、内轨优化型面整体磨耗量较初始CN75型面有微幅减少,优化型面车轮磨耗性能优于初始CN75型面。

关键词：轮轨磨耗小半径曲线钢轨型面优化设计变量影响效应第二代非支配遗传算法钢轨疲劳损伤

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采用自适应功率与电压指令的构网型变流器故障穿越策略

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西安交通大学学报 2025年第3期59卷 147-159页

作者：卜鸣郑涛杨畅陈治铃西安交通大学电气工程学院西安710049

为了解决构网型变流器在电网电压跌落情况下出现的过电流以及暂态失稳问题,提出了一种基于功率与电压指令自适应调整的故障穿越控制策略。首先,建立了以虚拟同步发电机控制为基础的构网型变流器模型,在此基础上分析电网电压跌落时构网... 详细信息

为了解决构网型变流器在电网电压跌落情况下出现的过电流以及暂态失稳问题,提出了一种基于功率与电压指令自适应调整的故障穿越控制策略。首先,建立了以虚拟同步发电机控制为基础的构网型变流器模型,在此基础上分析电网电压跌落时构网型变流器的暂态失稳机理以及过电流产生原因。然后,提出了一种基于功率、电压指令自适应调整的控制策略,通过动态调整有功功率参考值和电压参考值来提高功角稳定性,同时限制故障期间电流稳态分量。此外,引入动态虚拟阻抗限制故障开始和清除期间的暂态冲击电流。最后,通过仿真对所提故障穿越控制策略的有效性进行验证。结果表明:所提控制策略不受电压跌落程度和故障持续时间的影响,能够将故障期间电流幅值限制在1.5倍额定值以下,将故障电流稳态分量幅值限制在额定值的1.2倍,同时保持系统稳定。

关键词：构网型变流器电流幅值限制功角稳定性虚拟阻抗故障穿越控制

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横磁触头间弧根运动及阳极动态行为研究

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高电压技术 2025年第2期51卷 708-717页

作者：姜雨孜修士新林杏宇安珉昊王嘉欣西安交通大学电气工程学院西安710049

真空断路器在推动能源清洁低碳转型中发挥着重要作用,横向磁场技术作为一种磁控开断的关键手段,可以有效改善和控制真空电弧行为、减轻触头烧蚀。当前横磁触头间真空电弧与阳极之间的相互作用机制尚不明确,且实验难以全面观察到电弧与... 详细信息

真空断路器在推动能源清洁低碳转型中发挥着重要作用,横向磁场技术作为一种磁控开断的关键手段,可以有效改善和控制真空电弧行为、减轻触头烧蚀。当前横磁触头间真空电弧与阳极之间的相互作用机制尚不明确,且实验难以全面观察到电弧与阳极之间的演变过程。因此,建立了一个横磁触头间弧根运动及阳极动态行为二维瞬态仿真模型,实现了对真空电弧-阳极表面的界面追踪。通过仿真分析,揭示了横向磁场作用下弧根运动与阳极区熔池热过程相互影响的规律性特征,进一步讨论了蒸发效应、触头材料特性以及热流密度变化带来的具体影响。研究发现,阳极表面温度的整体上升将加速弧根的运动,同时弧根的运动行为又会影响阳极的温度和熔化状态的分布。当输入到阳极的热流密度增加到一定水平时,虽然弧根的移动速度有所增加,但由于冷却时间不足,烧蚀程度仍会加剧。该模型的建立解析了横磁触头间电弧与阳极之间的相互作用机制,对于触头材料选择和结构设计及进一步优化真空断路器性能具有一定意义。

关键词：真空断路器阳极熔池横磁触头真空电弧弧根运动

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基于超声信号的金属化膜电容器老化状态评估方法

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电工技术学报 2025年第5期40卷 1652-1661页

作者：许馨愉汲胜昌郑琳子闫昕旖祝令瑜西安交通大学电气工程学院西安710049

金属化膜电容器(MFC)是模块化多电平变流器(MMC)中较为薄弱的部件之一,准确地评估其健康状态对柔性直流输电系统的安全稳定运行意义重大。该文对MFC超声信号的局部放电相位分布(PRPD)谱图进行分析,提出一种基于健康指数公式的老化状态... 详细信息

金属化膜电容器(MFC)是模块化多电平变流器(MMC)中较为薄弱的部件之一,准确地评估其健康状态对柔性直流输电系统的安全稳定运行意义重大。该文对MFC超声信号的局部放电相位分布(PRPD)谱图进行分析,提出一种基于健康指数公式的老化状态评估方法。首先,通过搭建超声监测试验平台采集声信号,分析MFC在老化过程中的失效机理;其次,基于自愈放电和局部放电比例的显著变化,探讨老化对PRPD谱图中放电信号分布的影响;最后在此基础上,构建基于健康指数公式的线性回归模型进行老化状态评估,并通过试验验证所提方法与模型的可行性和有效性。结果表明,与现有方法相比,该方法只需采集超声信号的PRPD谱图信息即可评估MFC当前的老化程度,解决了传统方法会对系统回路造成影响、抗干扰能力弱且监测精度较低的问题,为MMC的状态监测和寿命评估提供了新的手段,并为MFC非电量状态监测方法的研究奠定了基础。

关键词：金属化膜电容器超声法局部放电相位分布(PRPD)谱图老化状态评估

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Semi-Z源逆变器的改进脉宽调制策略及参数优化设计方法

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太阳能学报 2025年第2期46卷 245-254页

作者：李宁杨家林张岩卓超然张常杰西安理工大学电气工程学院西安710048 西安交通大学电气工程学院西安710049

Semi-Z源逆变器的现有调制策略存在开关电压应力大且难以实现闭环控制的固有不足。针对以上不足,提出一种低电压应力的Semi-Z源逆变器调制策略。通过建立稳态电路模型,分析Semi-Z源电压增益和器件应力特性,对占空比进行平均化处理,进而... 详细信息

Semi-Z源逆变器的现有调制策略存在开关电压应力大且难以实现闭环控制的固有不足。针对以上不足,提出一种低电压应力的Semi-Z源逆变器调制策略。通过建立稳态电路模型,分析Semi-Z源电压增益和器件应力特性,对占空比进行平均化处理,进而减小开关器件电压应力。此外,针对Semi-Z源逆变器在重载及高输出交流频率的应用环境中,依然存在无源元件需求过大的问题,特别设计并提出一套高效的无源元件参数优化方案。最后,根据所提出的调制策略,设计搭建200 W试验样机,验证所提的调制策略和参数设计方案的正确性和综合性能优势。

关键词：逆变器脉宽调制电路分析电压应力线性控制

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响应驱动的直流送端暂态过电压评估及抑制策略

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电力系统自动化 2025年第7期49卷 148-157页

作者：秦博宇张哲高鑫丁涛张逸兴西安交通大学电气工程学院

对于含大规模新能源的高压直流输电系统，换相失败故障可能引发送端暂态过电压问题，进而导致新能源连锁脱网。为确保换相失败故障下直流送端系统的安全稳定运行，提出一种响应驱动的暂态过电压评估及抑制策略。首先，建立融合压缩-激发... 详细信息

对于含大规模新能源的高压直流输电系统，换相失败故障可能引发送端暂态过电压问题，进而导致新能源连锁脱网。为确保换相失败故障下直流送端系统的安全稳定运行，提出一种响应驱动的暂态过电压评估及抑制策略。首先，建立融合压缩-激发(SE)模块和LeNet网络的过电压幅值预测模型，挖掘电网正常运行状态下的关键响应特征与过电压水平之间的映射关系。其次，分析调相机接入容量对送端交流母线电压的影响，结合过电压幅值预测结果，提出简化的调相机容量选取原则，初步确定调相机接入台数。最后，分析调相机在换相失败期间的动态无功特性，设计基于触发角响应的调相机励磁控制优化策略，以减弱其反调效应，进一步抑制暂态过电压。面向存在暂态过电压问题的直流外送系统，仿真结果验证了所提送端过电压评估方法的准确性及抑制策略的有效性。

关键词：暂态过电压高压直流输电换相失败响应驱动评估调相机

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典型钢轨波磨病害下高速轮轨瞬态滚动接触及磨损行为分析

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振动与冲击 2025年第5期44卷 67-79页

作者：丁旺才马帅靳忠渊李得洋吴少培李国芳兰州交通大学机电工程学院兰州730070 西安交通工程学院机械与电气工程学院西安710300 中国铁路太原局集团有限公司太原车辆段太原030000

以典型钢轨波磨病害为研究对象,构建了考虑轨下结构及轮轨弹塑性接触的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用基于有限元模型的三维磨损分布计算方法,研究了匀速和牵引状态下轮轨接触特性及钢轨磨损行为的差异,以及牵引状态下不同病害参... 详细信息

以典型钢轨波磨病害为研究对象,构建了考虑轨下结构及轮轨弹塑性接触的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用基于有限元模型的三维磨损分布计算方法,研究了匀速和牵引状态下轮轨接触特性及钢轨磨损行为的差异,以及牵引状态下不同病害参数钢轨波磨对轮轨接触特性及磨损的影响规律。结果表明,牵引状态下轮轨纵向力受固有刚度不平顺影响更显著,波磨对相对滑移的影响与纵向力有关,且需在固有刚度不平顺影响基础上叠加,叠加效果与波磨波长和谷深有关。在波磨谷深限值内,当波磨波长较短或谷深较大时,纵向力会出现与波磨几何相似的振型,导致相对滑移分布与波磨几何相关,接触压力变化进一步影响磨损深度,使波峰附近磨损增加,波谷附近磨损减少,波磨进一步发展。由于磨损增量相位与波磨几何相位差较小,钢轨波磨有减缓趋势,波磨在较大波长及谷深下减缓较快。研究结论以期为高速轮轨波磨区段钢轨维护策略提供理论参考。

关键词：高速铁路钢轨波磨瞬态动力学有限元分析磨损分析轮轨接触特性

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油中脉冲电弧压力波流固界面动力学特性研究

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中国电机工程学报 2025年第6期45卷 2196-2202,I0012页

作者：李元王亚桢施沛澍袁磊郑翔州段娜娜张冠军西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

油中电弧产生的陡强压力波是导致变压器燃爆事故的直接原因,研究油中电弧放电产压、传播及其效应对变压器重大故障防御、电力设备安全性提升都具有重要意义。该文建立油中脉冲电弧压力波光-电联合诊断平台,结合高速纹影动态图像和压力... 详细信息

油中电弧产生的陡强压力波是导致变压器燃爆事故的直接原因,研究油中电弧放电产压、传播及其效应对变压器重大故障防御、电力设备安全性提升都具有重要意义。该文建立油中脉冲电弧压力波光-电联合诊断平台,结合高速纹影动态图像和压力传感测量结果,阐明了电弧两阶段产压的动态过程;提出基于历史匹配法的油中电弧压力波传播数值模型,修正纯油中的衰减系数,进而明确油箱壁面、L型拐角等固体阻挡物对油中瞬态压力波传播过程的影响。实验与仿真结果均表明,刚性壁面在气泡坍缩过程中引发气泡内产生高速射流,显著增强了气泡对壁面的冲击效应,压力波在箱壁拐角处易产生汇聚和重叠作用,导致局部压力骤增,增加了变压器油箱结构损伤和破裂风险。

关键词：变压器油压力波传播特性流固耦合

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基于过谐振调频扩展移相控制的CLLC谐振变换器电流优化策略

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电力系统自动化 2025年第3期49卷 178-188页

作者：王翌琛王丰卓放于克凡西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

电容-电感-电感-电容(CLLC)谐振变换器是一种运行效率高、软开关特性好,适用于直流电力系统的隔离型双向DC/DC变换器。然而,谐振变换器采用的传统调频控制仅包含一个控制变量,难以同时维持变换器输出电压稳定并兼顾谐振电流优化。为了提... 详细信息

电容-电感-电感-电容(CLLC)谐振变换器是一种运行效率高、软开关特性好,适用于直流电力系统的隔离型双向DC/DC变换器。然而,谐振变换器采用的传统调频控制仅包含一个控制变量,难以同时维持变换器输出电压稳定并兼顾谐振电流优化。为了提升CLLC谐振变换器的整体运行效率,提出了一种基于粒子群优化算法的过谐振调频扩展移相控制方法。此控制方法在调频控制的基础上引入了2个移相型控制变量,增加了CLLC谐振变换器的控制自由度。同时,基于精准时域模型并使用粒子群优化算法,可以明确变换器采用过谐振调频扩展移相控制方法时的最优工作点,从而有效地提升变换器不同工况下的运行效率。最后,通过一台2kW级实验样机验证了所提电流优化方法的可行性。

关键词：直流电力系统谐振变换器粒子群优化算法过谐振调频扩展移相控制谐振电流优化时域模型

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基于暂态电热场特性的高压直流电缆线路动态增容能力评估

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高电压技术 2025年第4期51卷 1674-1683页

作者：刘潇镁刘英李文清西安交通大学电气工程学院西安710049

电力需求的增长和系统容量的提升对输配电电缆的传输容量和运行可靠性提出了更高的要求,有效利用高压直流(high voltage direct current,HVDC)电缆线路的动态增容潜力对于实现电力资源优化配置具有重要意义。通过有限元分析(finite elem... 详细信息

电力需求的增长和系统容量的提升对输配电电缆的传输容量和运行可靠性提出了更高的要求,有效利用高压直流(high voltage direct current,HVDC)电缆线路的动态增容潜力对于实现电力资源优化配置具有重要意义。通过有限元分析(finite element analysis,FEA)方法建立了不同敷设环境中高压直流电缆线路的暂态热场及电场模型,仿真分析了电缆在多种典型动态负荷下的温度分布及绝缘电场特性,研究发现:相比于架空及土壤直埋敷设,隧道敷设的HVDC电缆系统热响应时间常数达到数百小时,因此具有更好的动态增容能力。论文以隧道中敷设为例,通过相应FEA模型反演计算了不同初始负荷与应急时长下直流电缆的允许最大过负荷电流,给出了针对HVDC电缆线路短时动态增容能力的评估方法,并对直流电缆线路动态增容过程中的暂态电热特性进行了分析。结果表明:初始负荷率高,应急持续时间长,绝缘电导率温度敏感性强的高压XLPE直流电缆在动态增容过程中场强变化幅度大,应予以特别关注;初始负荷率不超过50%的隧道敷设双极直流电缆线路,单级可在1.5倍额定电流下安全运行2 h。该结果可为工程中HVDC电缆线路动态增容与优化调度提供理论指导。

关键词：高压直流电缆线路交联聚乙烯绝缘动态增容暂态电热场分析允许最大过负荷

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