检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2023年第18期38卷 4963-4977,4993页

作者：李恺颜曾正孙鹏王亮邹铭锐韩绪冬输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

集成Pin-Fin散热器可以降低功率模块的结-流热阻,是车用电机控制器热管理的发展趋势。然而,传统参数设计方法无法定量表征Pin-Fin的形貌结构,设计自由度低、设计效果欠佳,难以实现Pin-Fin的热-流协同设计。基于变密度拓扑优化方法,该文... 详细信息

集成Pin-Fin散热器可以降低功率模块的结-流热阻,是车用电机控制器热管理的发展趋势。然而,传统参数设计方法无法定量表征Pin-Fin的形貌结构,设计自由度低、设计效果欠佳,难以实现Pin-Fin的热-流协同设计。基于变密度拓扑优化方法,该文提出一种Pin-Fin形貌结构的设计方法,建立Pin-Fin设计的变密度拓扑优化模型,分析模型参数对优化结果和收敛性的影响规律,形成以结-流热阻和冷却液压降为目标的协同优化方法,探索Pin-Fin结构的热-流耦合规律和强化换热方法,得到最优的Pin-Fin散热器形貌结构,搭建变流器实验平台和车用电机控制器样机,对标商业化圆形Pin-Fin结构,以及三角形、菱形和水滴形等其他形貌结构,计及母线电压、负荷电流和冷却液流量的影响,实验结果验证了所提模型方法的可行性和有效性。实验结果表明:基于拓扑优化方法设计的Pin-Fin结构,与传统结构相比可以降低12%的结-流热阻,消除了多芯片结温差异的80%,为车用功率模块和电机控制器研究提供新的思路。

关键词：车用功率模块集成Pin-Fin散热器拓扑优化方法热-流协同优化设计

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计及齿槽作用及杯型转子结构影响的油摩损耗解析计算

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电机与控制学报 2023年第5期27卷 9-19页

作者：蒋鹏李辉向学位殷毅袁彬重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

针对传统浸油冷却轮毂电机油摩损耗解析式未考虑齿槽作用,以及轮毂电机与减速器集成设计时转子轭部内凹形成杯型结构的影响而导致油摩损耗计算误差较大的问题,提出了改进解析模型。首先,根据轮毂电机定子齿槽结构及尺寸,将气隙分为齿部... 详细信息

针对传统浸油冷却轮毂电机油摩损耗解析式未考虑齿槽作用,以及轮毂电机与减速器集成设计时转子轭部内凹形成杯型结构的影响而导致油摩损耗计算误差较大的问题,提出了改进解析模型。首先,根据轮毂电机定子齿槽结构及尺寸,将气隙分为齿部和槽口两个部分,分别建立两者单独作用和综合作用下的气隙油摩损耗的解析模型;其次,根据轮毂电机转子结构特点,将其划分为结构规则的不同区域,分别建立各个区域的端面油摩损耗解析模型,两者综合作用形成总油摩损耗;最后,通过基于CFD的流场仿真值、搅油测试实验值与解析计算值对比,新型解析计算方法较传统方法在杯型转子端面油摩损耗方面计算精度平均提高了6.55%,在考虑齿槽作用下气隙油摩损耗最大计算精度提高了12.6%,在不同温度条件下总油摩损耗计算精度平均提高了5.72%,验证了解析模型准确性。

关键词：轮毂永磁同步电机浸油冷却油摩损耗解析计算齿槽作用杯型转子

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高气压激光维持氩等离子体实验与仿真

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电工技术学报 2023年第9期38卷 2541-2554页

作者：王大智袁博文卢琪乔俊杰熊青输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

激光维持等离子体(LSP)作为一种先进光源,具有高稳定性、宽光谱和高亮度的特点,应用价值高且广泛,例如基于LSP深紫外辐射的半导体表面高灵敏缺陷检测。LSP源的深紫外辐射产生过程及优化一直备受关注,实际测量较困难且有局限。该文以氩气... 详细信息

激光维持等离子体(LSP)作为一种先进光源,具有高稳定性、宽光谱和高亮度的特点,应用价值高且广泛,例如基于LSP深紫外辐射的半导体表面高灵敏缺陷检测。LSP源的深紫外辐射产生过程及优化一直备受关注,实际测量较困难且有局限。该文以氩气LSP(气压>10^(6) Pa)为例,结合实验光谱测量及零维全局模型,探究了氩气LSP自持放电过程,获取了准分子Ar_(2)^(*)的主要产生及消失路径,并研究了氩气气压与激光功率对Ar_(2)^(*)的影响机制,基于此预判了气压与激光功率对Ar_(2)^(*)126 nm深紫外辐射的优化趋势,指出提高气体压强是增强126 nm辐射强度的一种经济且有效的方式。

关键词：激光维持等离子体真空紫外辐射光谱测量零维模型 Ar_(2)^(*)分子

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基于距离系数的并网系统稳定性参数灵敏度分析法

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电力自动化设备 2023年第9期43卷 164-171页

作者：王傲玉刘俊良杜雄童程辉杜程茂重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

阻抗分析法在分析参数对稳定性的影响时存在离散化分析的局限,且难以量化对稳定性的影响程度.为此,提出了一种基于等效环路增益的三维伯德图距离系数的灵敏度分析方法,其具有定量、直观地研究新能源并网中参数连续变化对系统稳定性的影... 详细信息

阻抗分析法在分析参数对稳定性的影响时存在离散化分析的局限,且难以量化对稳定性的影响程度.为此,提出了一种基于等效环路增益的三维伯德图距离系数的灵敏度分析方法,其具有定量、直观地研究新能源并网中参数连续变化对系统稳定性的影响规律的优势.该方法通过提取系统等效环路增益的三维伯德图距离系数,利用控制器参数与距离系数之间的导数运算,得到表征系统控制器参数对于稳定性影响的数值结果,为其影响分析提供清晰直观的量化指标.同时,以变流器并网系统及直驱风场经传统高压直流输电送出系统为案例,介绍了所提方法的具体应用,根据参数灵敏度分析结果对控制器参数进行了优化,以规避振荡风险.最后,基于Simulink仿真平台验证了方法的有效性和可行性.

关键词：灵敏度分析参数优化稳定性等效环路增益新能源并网系统

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考虑燃油车和电动汽车动态混合交通流的电动汽车充电站规划

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高电压技术 2023年第3期49卷 1150-1160页

作者：卢慧谢开贵邵常政胡博潘聪聪黄博重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

充电站的规划对缓解用户里程焦虑和电动汽车的规模化应用具有重要意义。随着电动汽车渗透率的提高,交通流的形态愈发复杂,导致充电站规划面临严峻挑战。针对已有研究忽略燃油车的路径选择对电动汽车出行以及充电站规划的影响,基于燃油... 详细信息

充电站的规划对缓解用户里程焦虑和电动汽车的规模化应用具有重要意义。随着电动汽车渗透率的提高,交通流的形态愈发复杂,导致充电站规划面临严峻挑战。针对已有研究忽略燃油车的路径选择对电动汽车出行以及充电站规划的影响,基于燃油车和电动汽车实时能耗的区别,提出了考虑燃油车和电动汽车动态混合交通流的交通分配模型,基于此进行了交通和配电网耦合网络的充电站规划,以满足电动汽车的充电需求。以耦合网络的规划和运行总成本最小为目标,考虑不同规划阶段燃油车和电动汽车的增长速度,结合耦合网络运行约束来确定电动汽车充电站的位置和容量。为得到全局最优解,应用Benders分解算法将模型分解成主–子问题进行迭代求解。以Sioux Falls交通网和IEEE 69节点配电网的耦合网络为测试系统,仿真算例表明考虑动态混合交通分配后可以减少车流量峰值,改善交通流分布,得到了最优的充电站规划结果。

关键词：充电站规划电动汽车燃油车动态混合交通流 Benders

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三元混合绝缘油热裂解过程与产气特性

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高电压技术 2023年第3期49卷 1026-1037页

作者：徐晴郝建叶文郁高晨煜张静文廖瑞金重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

从绝缘油物质成分原子水平研究揭示绝缘油的热裂解产气机制,是科学指导基于油中溶解气体实现变压器故障诊断的关键。基于反应分子动力学对三元混合绝缘油中不同物质成分的单分子、多分子和混合油体系的热裂解动力学过程进行仿真模拟,研... 详细信息

从绝缘油物质成分原子水平研究揭示绝缘油的热裂解产气机制,是科学指导基于油中溶解气体实现变压器故障诊断的关键。基于反应分子动力学对三元混合绝缘油中不同物质成分的单分子、多分子和混合油体系的热裂解动力学过程进行仿真模拟,研究分析了矿物油、天然酯和改性天然酯中不同类型油品分子的热裂解路径及产气行为,以及三元混合绝缘油的热裂解产气特性,并通过油品过热产气试验验证了仿真结果。结果表明:矿物油、天然酯和改性天然酯分子在热应力下会通过解环、脱羧与脱羰等反应转化为链状烃,再逐步裂解为烃类气体小分子;当油品分子体系增大时,分子热裂解方式与油品单分子相同,但其热裂解反应进程会加快。三元混合绝缘油热裂解仿真结果表明,其在低温过热时油中CO_(2)含量最高,中温过热时油中H_(2)和烃类气体含量增加,高温过热时油中C_(2)H_(2)含量增加,C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)含量增加显著,该油品过热产气试验结果与仿真结果一致。该成果可为基于油中特征气体分析实现三元混合绝缘油变压器过热故障诊断提供理论指导。

关键词：混合绝缘油热裂解反应分子动力学反应路径产气特性

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计及老化线路电流承载能力退化特性的电力系统连锁故障分析

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电力自动化设备 2023年第11期43卷 188-194页

作者：周杨涵胡博邵常政黄威谢开贵重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

长期老化效应导致输电线路的电流承载能力退化以及老化失效风险增大,会使连锁故障风险进一步恶化。研究了输电线路老化对电力系统连锁故障的影响。首先,基于热平衡理论建立了输电线路老化相依的电流承载能力计算模型,阐述了电流承载能... 详细信息

长期老化效应导致输电线路的电流承载能力退化以及老化失效风险增大,会使连锁故障风险进一步恶化。研究了输电线路老化对电力系统连锁故障的影响。首先,基于热平衡理论建立了输电线路老化相依的电流承载能力计算模型,阐述了电流承载能力与输电线路运行年龄的数值对应关系。在此基础上,综合考虑实时潮流和输电线路的老化效应,建立了包含实时潮流、运行年限、停运概率的三维映射关系,改良了输电线路动态停运概率模型。然后,通过引入概率阈值参数,建立一种改进的基于停运概率模型的连锁故障路径搜索准则,以连锁故障演化过程中的最大概率耦合事件为导向,在过滤低概率连锁故障路径的同时筛选代表性故障路径。最后,在改进的IEEE 39节点系统上进行了实例研究。算例结果证明,考虑线路老化效应后,由单线路意外事件触发的连锁故障事件增多,概率增大,其对应路径阶数增大,系统连锁故障风险明显升高,表明输电线路老化效应与连锁故障后果之间存在显著相关性。

关键词：电力系统老化线路的电流承载能力停运概率连锁故障路径

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基于变电阻驱动的SiC器件开关轨迹协同调控

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电工技术学报 2023年第16期38卷 4286-4300页

作者：邹铭锐曾正孙鹏王亮王宇雷输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

得益于优异的电-热性能,SiC器件在新能源变流器中得到了越来越多的应用。然而,相对于Si器件,SiC器件的开关速度更快、安全裕度更低、电磁干扰更大,制约了其安全可靠运行。基于栅极驱动电阻的动态切换,该文提出一种四阶段变电阻的SiC MOS... 详细信息

得益于优异的电-热性能,SiC器件在新能源变流器中得到了越来越多的应用。然而,相对于Si器件,SiC器件的开关速度更快、安全裕度更低、电磁干扰更大,制约了其安全可靠运行。基于栅极驱动电阻的动态切换,该文提出一种四阶段变电阻的SiC MOSFET器件开关轨迹调控方法,实现开关速度、损耗、过冲、振荡、串扰、延迟等多项性能的协同优化,建立驱动电阻对SiC器件开关轨迹定量调控的数学模型,发现开关性能量化指标与开关轨迹不同阶段之间的解耦规律,提出分阶段变电阻的驱动方法,实现开关轨迹中多个控制目标之间的协同优化,给出驱动电阻取值的通用设计方法,提出驱动电阻切换的交错时序逻辑,对比传统驱动方法,采用大量实验结果,验证了所提模型方法的有效性。

关键词： SiC MOSFET器件主动栅极驱动四阶段变电阻开关轨迹调控多目标协同

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光电离对天然酯绝缘油流注放电影响规律

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电工技术学报 2023年第12期38卷 3350-3365页

作者：李向荣王飞鹏黄正勇王强李剑输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

利用紫外吸收剂调控天然酯绝缘油流注放电的光电离行为,对正负极性流注发光通道轴向长度(速度)、发光照度及流注分支中温度分布等开展定量评估,以解析光电离对流注放电的影响规律。在25 mm针-板电极系统及相近的雷电冲击击穿电压和击穿... 详细信息

利用紫外吸收剂调控天然酯绝缘油流注放电的光电离行为,对正负极性流注发光通道轴向长度(速度)、发光照度及流注分支中温度分布等开展定量评估,以解析光电离对流注放电的影响规律。在25 mm针-板电极系统及相近的雷电冲击击穿电压和击穿时间下,流注发光和流注分支的超高速观测结果表明:流注发光通道主要沿针-板电极轴向发展并呈近似直线形态,而流注分支则以树枝形态发展;流注发光通道沿轴向速度可从1~2 km/s激增至5~10 km/s,并以近似直线方式贯穿油隙3~4次,而流注分支轴向发展速度则均保持在0.5~2.4 km/s;整体来看,正、负极性流注的光照度均可高达10^(4)lx,但正极性流注的平均发光照度略高于负极性流注。流注发光通道演变行为表明,发光通道中的光电离呈现为明显的“先激励,再电离”的分级光电离特征;当光电离被紫外吸收剂抑制后,流注趋于产生更多径向发展分支,并因此导致流注轴向停止长度缩短1~3 mm。此外,抑制光电离导致流注通道内最高温度上升约74~220 K,在流注分支通道内产生了更多的高温热点,促进流注形成更多径向分支。分析结果证明,由于抑制光电离削弱了流注分支头部区域的轴向电场强度,从而抑制了流注头部的电子雪崩行为,因此降低了流注分支沿轴向发展速率。

关键词：天然酯绝缘油流注放电光电离流注分支

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电力装备多物理场数值计算发展现状

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高电压技术 2023年第6期49卷 2348-2364页

作者：杨帆郝翰学王鹏博姜慧夏依莎罗澳廖瑞金输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

随着我国加快构建新型电力系统、助力实现“碳达峰、碳中和”战略的实施,全行业对电网的数字化转型和安全运行提出了更高要求。基于多物理场仿真技术实现电力装备运行状态的实时监测和故障预警,提高电力装备的数字化程度,实现电网核心... 详细信息

随着我国加快构建新型电力系统、助力实现“碳达峰、碳中和”战略的实施,全行业对电网的数字化转型和安全运行提出了更高要求。基于多物理场仿真技术实现电力装备运行状态的实时监测和故障预警,提高电力装备的数字化程度,实现电网核心设备的数字化、智能化运维是当前电网安全运行亟待解决的关键问题。本文首先简要回顾数值计算的发展历程,包括数值计算方法、语言和工程领域发展应用情况;在电气工程领域,除了应用于传统电力系统分析和电机设计分析的数值计算,以多物理场耦合数值计算为核心的计算高电压学可为传统的高电压试验研究提供重要的补充和支撑,已成为电力装备的研究热点。然后针对变压器、电抗器、套管等典型电力装备运行中常见的热故障、绝缘故障和机械故障,整理分析了各类故障所涉及的工程背景、计算分析内容、多物理场耦合模型、计算关键问题和关键材料特性,并指出目前多物理场数值计算面临材料非线性、多场耦合准确性和快速计算方法等方面的难题。此外,汇总了包括典型商业软件和开源软件在内的电力装备多物理场仿真计算平台,进一步指出目前国内高压电力装备计算正面临软件卡脖子的严峻形势。最后,从高压电力装备中如放电等复杂的多物理场过程、新型电工材料研究、高性能计算方法和数字孪生应用的角度,提出电力装备多物理场数值仿真的研究思路和发展方向。

关键词：电力装备多物理场模型材料特性数值求解算法仿真计算平台

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