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性能比較

  • 鐵磁材料損耗及高速軟磁復(fù)合材料電機的研究.rar

    準確計算電機鐵耗一直是困擾電機設(shè)計者的一個難題。傳統(tǒng)方法是假設(shè)電機內(nèi)部磁場僅是交變磁化的,根據(jù)鐵磁材料在交變磁化條件下測量的數(shù)據(jù),計算電機齒部和軛部由基波磁場造成的損耗,對于計算值與實測值之間的誤差通過經(jīng)驗系數(shù)來修正。這種方法對于已經(jīng)長期制造和使用的電機而言勉強適用,對于近年來發(fā)展很快的永磁電機、高速電機和其他新結(jié)構(gòu)電機,由于缺乏合適的經(jīng)驗系數(shù),導(dǎo)致此方法難以適用。眾多研究人員的成果已經(jīng)證明電機的鐵耗有相當一部分是由旋轉(zhuǎn)磁化導(dǎo)致的,因此顧及旋轉(zhuǎn)磁化的電機鐵耗計算模型是本文的一個重要內(nèi)容。 本文從鐵磁材料的鐵耗入手,先研究鐵磁材料在交變磁化和旋轉(zhuǎn)磁化方式下的計算和測量方法,目的是得到鐵耗分立模型中磁滯損耗、渦流損耗和異常損耗的計算系數(shù)。本文提出并實現(xiàn)了數(shù)字式的25cm愛潑斯坦方圈測試系統(tǒng),它可以測量在任何頻率和波形電源供電下硅鋼片的損耗,本文還在二維鐵耗測試系統(tǒng)中對硅鋼片在圓形旋轉(zhuǎn)磁化條件下的損耗進行了測量。結(jié)果表明,在同樣頻率和磁密的條件下,旋轉(zhuǎn)磁化下的損耗要比交變磁化下的損耗大。本文提出了基于磁密軌跡的電機鐵耗計算模型,它只采用較容易獲得的交變磁化損耗系數(shù),但又能顧及到旋轉(zhuǎn)磁化帶來的影響。通過實際電機的計算和測試,表明軌跡法的計算結(jié)果在未經(jīng)任何系數(shù)修正的情況下就具有很好的精度,適合推廣使用。 軟磁復(fù)合材料是一種新型的粉末金屬材料,它具有渦流損耗小和易制造成具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)電機等特點。為了探索這種材料在高頻領(lǐng)域中的應(yīng)用和驗證本文提出的鐵耗計算模型,本文成功地設(shè)計和制造了一臺采用軟磁復(fù)合材料的爪極式永磁電機,由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,本文通過三維有限元分析,對該電機的磁通、磁鏈、電感、轉(zhuǎn)矩和鐵耗等參數(shù)和性能的計算提出了計算方法。對該種電機的熱分析,本文提出了熱網(wǎng)絡(luò)法和磁熱耦合有限元法。由于鐵耗在高速電機總損耗中占有很大比例,因此在有限元方法中,本文通過映射剖分法,使磁場和熱場模型中的單元總數(shù)、大小和順序保持完全一致,軌跡法計算得到的各單元鐵耗直接耦合進熱場進行計算,得到了電機準確的溫度分布。本文還進行了高速電機轉(zhuǎn)子的模態(tài)分析,合理地調(diào)整轉(zhuǎn)子的直徑、長度和軸承位置,使轉(zhuǎn)子的自然共振頻率遠離電機的工作頻率范圍。本文構(gòu)建了一測試平臺對樣機進行了發(fā)電機狀態(tài)測試,并通過假轉(zhuǎn)子法測量了電機鐵耗,實驗結(jié)果證明了本文所用方法的可行性,得到的結(jié)論對軟磁復(fù)合材料的應(yīng)用及爪極式電機的設(shè)計與分析都具有很好的參考價值。

    標簽: 鐵磁 材料 損耗

    上傳時間: 2013-06-27

    上傳用戶:hjshhyy

  • 高速永磁無刷直流電機性能分析與設(shè)計的研究.rar

    隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,高速永磁無刷直流電機應(yīng)用前景越來越廣闊,有較大的研究價值,對其電磁性能進行準確的分析和設(shè)計具有重要的經(jīng)濟價值和理論意義。本文主要是圍繞著永磁無刷直流電機,尤其是高速永磁電機的磁路、電路性能的分析、鐵耗和溫升的計算、優(yōu)化設(shè)計、控制系統(tǒng)和樣機制造和實驗等做了大量的工作: 對電機的磁路進行分析設(shè)計:從磁路結(jié)構(gòu)入手,分析了定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體的各種結(jié)構(gòu)優(yōu)劣及其選型、選材的根據(jù);講述了場路結(jié)合的分析計算方法;給出了極數(shù)、槽數(shù)、繞組、轉(zhuǎn)子參數(shù)、定子參數(shù)和軸承的參數(shù)確定方法。 對永磁無刷直流電機的電路進行分析:從電機磁場分析入手,根據(jù)齒磁通分析計算了電樞繞組的感應(yīng)電動勢;根據(jù)此電動勢的波形,推導(dǎo)了三相六狀態(tài)控制時,電動勢的電路計算模型,重點推導(dǎo)了電動勢平頂寬度小于120度電角度時的電路模型,指出換相前電流波形出現(xiàn)尖峰脈沖的原因,該模型考慮了電感對高速電機性能的影響;給出了基于能量攝動法計算繞組電感的方法。 高速永磁無刷直流電機內(nèi)的損耗尤其是鐵耗較大,根據(jù)經(jīng)驗系數(shù)來計算鐵耗的傳統(tǒng)方法已顯得力不從心,如何準確計算高速永磁無刷直流電機內(nèi)的鐵耗是困擾電機工作者的一個難題,本文根據(jù)Bertotti鐵耗分立計算模型,進一步推導(dǎo)了考慮電機內(nèi)旋轉(zhuǎn)磁化對鐵耗的影響的鐵耗計算模型,其各項損耗系數(shù)是由鐵芯材料在交變磁化條件下的損耗數(shù)據(jù)通過回歸計算得到。通過實際電機的計算和實驗測試,表明此計算模型有較高的準確度。隨著電機內(nèi)損耗的增大,溫升也是一個重要問題,為了了解電機內(nèi)的溫度分部,防止局部過熱,本文建立了基于熱網(wǎng)絡(luò)法永磁無刷直流電機的溫升計算模型,并對電機進行了溫升計算,計算結(jié)果和實際測量基本一致。 本文確立了永磁無刷直流電機的電磁計算方法,建立了優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模型,編制了程序,用遺傳算法成功地對高速永磁無刷直流電機的效率進行了優(yōu)化,給出了優(yōu)化算例,并做出樣機,通過對優(yōu)化前后的方案做出樣機并進行比較實驗,優(yōu)化后測量損耗有了較大的減小。 對永磁無刷直流電機控制系統(tǒng)中的幾個關(guān)鍵問題進行了研究:位置檢測技術(shù)、三相逆變電路中的功率管壓降和控制系統(tǒng)換相角問題,它們都對電機的性能有很大的影響。本文著重分析了霍爾位置傳感器原理、選型及在電機中的安裝應(yīng)用;功率管壓降對起動電流、功率的影響問題;控制系統(tǒng)提前或滯后換相對電機電流,輸出性能的影響,提出適當提前換相有利于電機出力。 做出永磁無刷直流電機樣機并進行實驗研究,主要包括高速永磁無刷直流電機、內(nèi)置式永磁無刷直流電機、高壓永磁無刷直流電機的設(shè)計、性能分析、樣機制作、實驗分析等。建構(gòu)了對樣機進行發(fā)電機測試、電動機測試、損耗測量的實驗平臺,通過在測試時使用假轉(zhuǎn)子的方法成功分離出了電機鐵耗和機械損耗,實驗測量結(jié)果和計算結(jié)果基本一致。 總之,通過對永磁無刷直流電機的磁路、電路及性能特性的分析研究,建立了一套永磁無刷直流電機的設(shè)計理論和分析方法,并通過樣機的制造和實驗,進一步的驗證了這些理論和方法的準確性,這對永磁無刷直流電機的設(shè)計和應(yīng)用有很好的參考價值。

    標簽: 無刷直流電機 性能分析

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:阿四AIR

  • 基于離散位置信號永磁同步電機空間矢量控制.rar

    現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)中,永磁同步電機(PMSM)由于其良好的性能,正得到越來越廣泛地應(yīng)用。永磁同步電機的控制策略有很多,不同的控制策略各有千秋。有的滿足了高性能要求,但成本卻很高;有的滿足了硬件低成本要求,但軟件算法非常復(fù)雜、或者性能不理想,等等。因此,針對實際的應(yīng)用場合,開發(fā)出性能價格比優(yōu)越的控制器系統(tǒng)是非常有價值的。 本課題就是基于此思想,兼顧硬件成本和軟件可行性,運用低成本策略、較優(yōu)的軟件算法設(shè)計出雙閉環(huán)控制器系統(tǒng),在低成本傳感器條件下實現(xiàn)了永磁同步電機正弦波驅(qū)動控制。 本文根據(jù)永磁同步電機磁場定向下的空間矢量數(shù)學模型,對其控制所需的位置、速度和電流參數(shù)展開分析。提出了基于離散位置信號進行位置預(yù)估的原理,并分析了復(fù)雜工況下位置信號的矯正問題。利用BLDC方式與SVPWM方式的轉(zhuǎn)換,解決了肩動過程中永磁同步電機脈動和失步問題。分析了基于英飛凌XC164CM單片機系統(tǒng)直流側(cè)電阻采樣計算相電流原理。設(shè)計了基于英飛凌XC164CM單片機的控制系統(tǒng),外圍功率驅(qū)動電路以及過電流保護等電路。編制了基于離散位置信號的永磁同步電機電壓空間矢量(SVPWM)控制策略的C語言程序,完成了軟件和系統(tǒng)的調(diào)試。 最后,進行了一系列的實驗論證,并取得了理想的效果。

    標簽: 離散 信號 永磁同步電機

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:gaorxchina

  • 雙余度無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計及性能研究.rar

    本課題來源于重點航空研究項目——某型飛機電動舵機用雙余度隔槽嵌放式稀土永磁直流無刷電機的研制,進行雙余度無刷直流電機的控制技術(shù)及性能研究具有理論意義、工程意義和顯著的社會效益和經(jīng)濟效益.論文介紹以AT89C51單片機與SG3525脈寬調(diào)制控制器為核心的雙余度稀土永磁無刷直流電機試驗器的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),并對PWM調(diào)速控制、功率驅(qū)動輸出及GAL邏輯綜合等電路進行分析,提出并設(shè)計了電流截止負反饋電路實現(xiàn)電機堵轉(zhuǎn)和起動時的電流限制功能.在控制器軟件需求分析的基礎(chǔ)上,介紹了基于KeilC51的RTXTiny實時多任務(wù)操作系統(tǒng)的軟件工程化技術(shù).按照控制設(shè)計、編程、測試、試驗等規(guī)范,建立了完整的文檔,提高軟件的易讀性、易理解性,以達到軟件的高可靠性和強壯性.無刷直流電機是典型的強電與弱電相結(jié)合的系統(tǒng),并且飛機系統(tǒng)的電磁環(huán)境復(fù)雜,本文對系統(tǒng)的干擾源、傳播途徑等問題進行了研究,并提出相應(yīng)的軟、硬抗干擾措施使系統(tǒng)性能達到總體設(shè)計要求.

    標簽: 無刷直流電機 控制系統(tǒng)設(shè)計 性能

    上傳時間: 2013-07-21

    上傳用戶:FFAN

  • 基于DSP控制的電力系統(tǒng)有源濾波和無功補償裝置的研究.rar

    隨著電力電子裝置的廣泛應(yīng)用,人們對電能變換的控制能力日益提高.但這些非線性裝置所產(chǎn)生的無功和諧波污染也給電網(wǎng)帶來越來越嚴重的危害.研究有源電力濾波器以補償電力電子裝置所引起的無功和諧波污染已成為電力電子應(yīng)用技術(shù)中的一個重大研究課題. 本文主要研究一種基于DSP控制的運用于高壓電力系統(tǒng)的新型大容量補償裝置,它結(jié)合了有源濾波器(APF)和靜止無功補償發(fā)生器(SVG),的優(yōu)點,在抑制電網(wǎng)諧波的同時進行無功補償. 傳統(tǒng)補償裝置主要采用模擬控制.但模擬控制存在電路復(fù)雜、控制性能差、易受環(huán)境干擾等缺點.本文提出以TI公司TMS320LF2407高速處理器為核心的數(shù)字控制系統(tǒng).更重要的是,該補償裝置使用的電抗和電容元件比傳統(tǒng)SVC中的電抗器和電容元件小.大大縮小了裝置的體積和成本. 另外,由于補償裝置中IGBT模塊的額定工作電壓的限制,若要將其運用于高壓系統(tǒng)需要連接特殊的升壓變壓器,成本較高.如果能夠借助一些輔助的外電路解決功率器件串聯(lián)工作時的均壓問題,那么就可以省去升壓變壓器的投資,降低了成本.這也是本文的一個研究方向. 本文首先回顧了電力系統(tǒng)有源濾波和無功補償?shù)陌l(fā)展情況,然后闡述了有源濾波和無功補償?shù)墓ぷ髟砗完P(guān)鍵技術(shù).在此基礎(chǔ)上,討論了電力系統(tǒng)有源濾波和無功補償裝置的硬件設(shè)計及軟件開發(fā).最后,使用Matlab對系統(tǒng)進行了仿真并進行了實驗驗證.

    標簽: DSP 控制 電力系統(tǒng)

    上傳時間: 2013-07-09

    上傳用戶:waitingfy

  • 基于ST7MC的螺桿泵無刷直流電機控制系統(tǒng)的研究.rar

    隨著世界范圍內(nèi)的能源危機越來越嚴重,每個國家都投入了極大的熱情開發(fā)新型節(jié)能型產(chǎn)品,而且整個社會的節(jié)能意識越來越高。我國2005年廣東發(fā)生的油荒現(xiàn)象已經(jīng)造成了局部能源恐慌,所以節(jié)能問題受整個社會關(guān)注的程度越來越高。 我國傳統(tǒng)螺桿泵采油系統(tǒng)的地面驅(qū)動部分采用異步電機加變速箱,長期以來存在“大馬拉小車”現(xiàn)象,系統(tǒng)效率和經(jīng)濟效益低下,耗能非常嚴重。 永磁無刷直流電機在進入21世紀后,以其較高的效率和優(yōu)異的控制性能保持較高的發(fā)展勢頭,已廣泛用于社會生活的方方面面,如比家電行業(yè),汽車行業(yè)和工業(yè)控制等等。 本文基于ST7MC設(shè)計了應(yīng)用于油田螺桿泵的永磁無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng)。通過大量的資料和文獻閱讀,首先從無刷直流電機的結(jié)構(gòu)和原理開始介紹,在建立無刷直流電機的數(shù)學模型基礎(chǔ)上,對整個控制系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)進行了詳細說明,給出了正弦波控制策略的頻率和相角估算方法。 基于本控制系統(tǒng)的設(shè)計方案完成的6.5KW無刷直流電機控制系統(tǒng)已經(jīng)成功在油田上試運行,通過大量的負載試驗和井上運行試驗驗證了該系統(tǒng)達到了較高的系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟效益。并取得了預(yù)期的節(jié)能效果。

    標簽: ST7MC 螺桿泵 無刷直流電機

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:西伯利亞狼

  • 盤式無鐵心永磁電機氣隙磁場與永磁體渦流損耗分析.rar

    與傳統(tǒng)的徑向磁通圓柱式電機相比,軸向磁通的盤式無鐵心永磁同步電機有著許多明顯的優(yōu)點:其結(jié)構(gòu)較為簡單,加工及裝配費用低,電機運行可靠,不需勵磁電流,提高了電機的效率和功率密度。盤式電機永磁化是一種發(fā)展趨勢,而稀土材料是其首選的永磁材料。我國已研制出盤式永磁同步電機,但還處于試制階段,要實現(xiàn)產(chǎn)品化,還有許多研究課題亟待解決。 本文主要針對該電機的氣隙磁密進行分析,對影響氣隙磁密的各種因素展開了研究。具體內(nèi)容如下: 1) 回顧了永磁電機的研究歷史、發(fā)展現(xiàn)狀和主要應(yīng)用,對永磁材料的性能及選取、聚磁技術(shù)、電機磁場計算所需理論和有限元軟件進行了介紹。 2) 將電機內(nèi)的電磁場、有限元軟件和盤式無鐵心永磁電機特殊結(jié)構(gòu)相結(jié)合,設(shè)計出了近二十個有限元計算程序,組成一個針對盤式無鐵心永磁同步電機的計算軟件包,由這些計算程序出發(fā),對盤式無鐵心永磁同步電機進行一系列仿真分析計算。 在繪制氣隙磁密三維分布圖時,由于有限元軟件在繪圖方面的限制,需要將氣隙磁密數(shù)據(jù)從有限元軟件中導(dǎo)出到文本文件,再由其它數(shù)學工具進行氣隙磁密的三維圖形繪制。在這一過程中由于導(dǎo)出數(shù)據(jù)格式與繪圖工具所需數(shù)據(jù)格式不能兼容,還需要對導(dǎo)出數(shù)據(jù)進行處理。由于有限元軟件導(dǎo)出的數(shù)據(jù)量很大,如果對這些數(shù)據(jù)進行人工整理將增加大量的工作量,所以作者在研究過程中,針對導(dǎo)出數(shù)據(jù)的特點編寫了一個Vb數(shù)據(jù)處理程序,使數(shù)據(jù)處理工作得到大大簡化。 3) 在上述建立的軟件包的基礎(chǔ)上,對基于Halbach陣列的盤式無鐵心永磁同步電機進行了一系列系統(tǒng)分析,其中包括三維開域磁場分析、永磁體厚度對電機氣隙磁密的影響及分析、永磁體寬度變化時氣隙磁場分析、采用不同角度Halbach陣列時的氣隙磁密分析、不同半徑處氣隙磁密分析,為在電機設(shè)計過程中永磁體的設(shè)計提供了依據(jù)。 4) 在對盤式無鐵心永磁同步電機磁場進行詳盡的分析的基礎(chǔ)之上,本文提出了對該電機的新設(shè)計方案,并就此方案進行了建模分析,結(jié)果表明,此新方案所得到的氣隙磁密比原結(jié)構(gòu)的氣隙磁密更為理想。此外,還對新模型從定性的角度進行了渦流損耗分析,分析表明其結(jié)構(gòu)有利于減小渦流損耗。

    標簽: 永磁電機 損耗分析 磁場

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:牧羊人8920

  • 電廠一次調(diào)頻性能評價新指標的研究.rar

    電力系統(tǒng)頻率性能是電力系統(tǒng)主要評價指標之一,維持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定對用戶端和發(fā)電端設(shè)備具有重要意義。正常運行時電力系統(tǒng)的頻率應(yīng)保持在.50±0.2Hz范圍內(nèi),電網(wǎng)頻率若超出該范圍將對用戶端和發(fā)電端設(shè)備產(chǎn)生不利影響,例如使異步電動機超過或低于額定轉(zhuǎn)速,從而對設(shè)備或產(chǎn)品造成不利影響。 先前,由于采用相對落后的A標準和聯(lián)絡(luò)線控制模式,為了遵守A標準而避免功率反調(diào)和控制無意交換電量避免被罰款,各控制區(qū)域?qū)Ρ緟^(qū)域內(nèi)發(fā)電廠的一次調(diào)節(jié)性能不很關(guān)注,也沒有相應(yīng)的評價標準和管理規(guī)定,甚至出于自身利益的考慮允許發(fā)電廠將其一次調(diào)節(jié)功能予以閉鎖。 CPS標準的實施,聯(lián)絡(luò)線控制模式采用先進的TBC模式,一次調(diào)節(jié)性能成為影響各控制區(qū)域評價指標好壞的因素之一。各控制區(qū)域?qū)Ρ緟^(qū)域內(nèi)電廠一次調(diào)節(jié)能力開始關(guān)注,其調(diào)節(jié)性能的評價研究成為熱點。 前期工作提出了一種新的評價指標。該指標依據(jù)電網(wǎng)頻率和電廠功率這兩個隨機變量之間的相關(guān)系數(shù)來定量分析調(diào)節(jié)是否對頻率的恢復(fù)有利。這個新的考核指標有如下的特點:第一,這是一種基于概率的用長期的實時數(shù)據(jù)累計反映機組一次調(diào)頻能力的指標;第二,它能正確反映發(fā)電機組的一次調(diào)頻投切狀態(tài)及調(diào)節(jié)能力。 通過matlab仿真表明,前期工作所提出的新指標對發(fā)電機組的各項指標是有效的,然而前期工作所提出的新指標尚有數(shù)個問題需要解決。本文著重解決其中的均值時間長度問題和機組一次功率的獲取問題。其中關(guān)于機組一次功率的獲取由于機組在執(zhí)行二次調(diào)節(jié)時是一二次聯(lián)合動作的,而且最終的動作執(zhí)行者同為汽輪機的進氣閥門(火電機組的情況),故一直是一個較難解決的問題。本文主要從機組二次調(diào)解的目標曲線出發(fā),并做出適當調(diào)整,得到所需的一次功率。在指標的均值時間長度方面主要是針對功率和頻率采樣時間、頻率的傳輸延時和SCADA系統(tǒng)的壞數(shù)據(jù)這三方面的影響,綜合設(shè)定一個較為合理的時間長度。

    標簽: 電廠 性能 指標

    上傳時間: 2013-07-03

    上傳用戶:sowhat

  • 電動觀光車用直流牽引電機設(shè)計.rar

    電動觀光車是一種以車載蓄電池組作為動力電源、靠電機驅(qū)動車輪行駛、無污染的綠色交通工具,它的發(fā)展對于解決全球性的能源和環(huán)境問題具有非常重要的現(xiàn)實意義,是本世紀最有發(fā)展前途的綠色清潔汽車。同時,電動觀光車行駛旅程較短,起動、制動比較頻繁,這一方面需要有高功率密度的電機及其驅(qū)動系統(tǒng),另一方面需要有較高比能量和比功率的電池管理系統(tǒng)以及能量回收功能。 本論文的主要任務(wù)是完成電動觀光車設(shè)計的核心部分——驅(qū)動電機的設(shè)計。由于直流電機控制簡單,造價低而且技術(shù)成熟,符合我國國情,因此在我國的電動車絕大多數(shù)仍然是直流驅(qū)動系統(tǒng)。本課題設(shè)計了滿足現(xiàn)代電動觀光車對電動機要求的,具有寬廣調(diào)速范圍、良好起制動性能和高效率的直流他勵牽引電機。 本文首先分析了電動車的發(fā)展和國內(nèi)外現(xiàn)狀,以及電動車的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù),重點對電動觀光車常用的牽引電機作了性能比較,并確定選型;對這種電機的基本結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)要求和工作原理作了分析。基于以上技術(shù)要求,根據(jù)電機設(shè)計的基本原則和相關(guān)經(jīng)驗數(shù)據(jù),完成了電機的電磁設(shè)計,得到較為理想的設(shè)計方案;由此運用AutoCAD和Pro/E軟件繪制出全套直流他勵牽引電機的機械加工圖和三維裝配圖,研制了實驗樣機。文章的最后對所設(shè)計的電機進行了仿真和實驗研究。 論文中設(shè)計出全套規(guī)范的電磁數(shù)據(jù)和機械CAD,不僅對同類電機的規(guī)范和改進具有重要意義,同時也對其它類型的牽引電機的設(shè)計具有一定的參考價值。具有廣闊的應(yīng)用前景。

    標簽: 電動 車用 直流

    上傳時間: 2013-04-24

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  • 低壓電器開關(guān)電弧運動機理及仿真研究.rar

    低壓電器電弧運動過程三維成像理論及運動機理研究在國內(nèi)外取得了一定的進展,但作為一種新型電弧研究方法,特別是對電弧運動可視化方面的研究尚處于起步階段,其技術(shù)涉及到電器學、數(shù)值計算、圖像處理、計算機科學等眾多學科領(lǐng)域,加之電弧復(fù)雜的非線性特性及其瞬時特性,導(dǎo)致測量研究的困難,在電弧機理、性能分析和模型設(shè)計等方面都還不夠成熟、完善。所以,在電弧模型理論研究、電器電磁機構(gòu)的三維有限元分析、電器的計算機輔助設(shè)計、電弧動態(tài)特性研究等方面,存在大量的工作要做。對這些問題的深入研究,可以更好地認識電器觸頭在整個運動過程中極其復(fù)雜的電、熱、磁、機械等一系列現(xiàn)象。 為了從不同角度觀察分析電弧在滅弧室中的動態(tài)運動過程,本文在研究開關(guān)電器電弧圖像增強及運動過程三維可視化的基礎(chǔ)上,分析電弧形成機理、電弧特性和運動形態(tài)的基本理論,進一步考慮其模型特性和電弧等離子體磁壓縮效應(yīng),建立其運動數(shù)學模型。電弧圖像需要的處理主要有:圖像數(shù)字化、圖像平滑、圖像分割、圖像邊緣檢測、圖像增強。本文提出一種基于小波變換的圖像增強和直方圖的圖像增強算法,在保留電弧弧柱強特征的同時,突出顯示電器動觸頭圖像特征使增強后的電弧圖像適合人類的視覺特征,為電弧動態(tài)過程分析和電弧可視化模型的構(gòu)建提供有效的分析基礎(chǔ),并取得良好的電弧圖像增強效果。本文構(gòu)造了基于比色測溫原理的電弧輻射拾取、圖像采集、同步控制、數(shù)據(jù)處理等硬件裝置,對試驗采集裝置進行了標定;將醫(yī)學上成功應(yīng)用的計算機層析成像理論,應(yīng)用于對電弧進行三維溫度場重建的研究,構(gòu)造可單面陣CCD采集三組六路投影輻射強度的實驗裝置,通過對觸頭邊緣檢測的手段精確定位于不同光路中電弧的位置,對輻射拾取光路進行校準,編制了系統(tǒng)軟件,實現(xiàn)電弧三維溫度場的重建。研究數(shù)學模擬計算方法,提出了適合低壓電器電弧數(shù)學模型計算的方法。用計算機求解獲得以前依靠實驗才能獲得的開斷波形及運動過程,將理論分析、試驗研究和計算機仿真有機結(jié)合起來,使產(chǎn)品設(shè)計更加科學和準確,可以大大減少設(shè)計周期,減少試驗的盲目性和費用,有利于提高電器產(chǎn)品的技術(shù)性能,對于新產(chǎn)品開發(fā),優(yōu)化滅弧室設(shè)計及模擬實驗,具有十分重要的意義。

    標簽: 低壓電器 仿真研究 開關(guān)

    上傳時間: 2013-04-24

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