變電站自動化系統在我國應用發展十多年來,為保障電網安全經濟運行發揮了重要作用。但目前也多少存在著二次接線復雜,自動化功能獨立、堆砌,缺少集成應用和協同操作,數據缺乏有效利用等問題。這些問題大多是由變電站整體數字化水平不高、缺乏能夠完備實現信息標準化和設備之間互操作的變電站通信標準造成的。 電力工業發展和市場化改革的深入對供電質量和電網安全經濟運行的要求不斷提高,作為輸配電系統的信息源和執行終端,變電站數字化、信息化的要求越發迫切,數字化變電站成為變電站自動化系統的發展方向。電子式電流/電壓互感器、智能開關等智能化一次設備的誕生使建設數字化變電站成為可能,高速、可靠和開放的通信網絡以及完備的通信系統標準是數字化變電站實現的保障,特別是最新頒布的變電站通信網絡與系統的國際標準-IEC 61850為建設數字化變電站提供了全面規范。本文以IEC 61850和基于IEC 61850的數字化變電站通信網絡為研究對象,結合新架構的全網絡化數字保護平臺與試驗系統研制的具體實踐,展開專門研究,主要內容包括: ◇ IEC 61850的理論分析①揭示了IEC 61850與數字化變電站的內在關聯。 ②總結了IEC 61850的內涵,通過分析說明IEC 61850不再是簡單的通信協議,更多意味的是變電站自動化系統的功能建模方法。 ③歸納了IEC 61850的主要技術特征,包括功能分層的變電站、面向對象的信息模型、功能與通信的解耦、變電站配置語言和面向對象的數據自描述等。 ④從“類”的角度入手分析了IEC 61850信息模型,指出信息模型具備了類的共性和特性。以合并單元為例,對信息模型的屬性和服務進行了具體分析。 ◇ IEC 61850的應用研究①從系統和設備兩個層面總結了實踐IEC 61850的一般步驟。 ②分析了采樣值傳輸(SVC)和通用變電站事件(GSE)2類重要的通信服務。 ③研究了核心ACSI、GOOSE、SMV、GSE管理、GSSE,時間及時間同步等通信模型的特殊通信服務映射。 ④討論了信息模型實體的構建方法,即如何讓設備的實際功能、運行機制和數據能夠準確和完備的實現設備對應信息模型的所有細節。IEC 61850沒有對實現標準的具體方法作出規定,這給各廠商在技術實現上留出了足夠的自由發揮空間。但同時我們注意到若僅在“形態”層面上實踐IEC 61850,而不顧及IEC 61850的內涵和應用價值,則可能無法實現IEC 61850的預定目標或使IEC 61850的有益效果大打折扣。出于如此考慮,在提出3種可能的構建方案的基礎上,經過分析從中選擇出作者認為最優的方案,并給出了示例。 ◇基于IEC 61850的數字化變電站通信網絡(CNDS)的研究①在分析以太網介質訪問控制方法的基礎上,針對標準以太網存在延時不確定的問題,總結了提高以太網實時性能的主要措施,并從中選擇出適用于CNDS的措施。 ②分析了CNDS的特征,特別是與同樣基于以太網的一般局域網的區別,針對CNDS在網絡可靠性和安全性等方面的特殊要求,提出了應對措施和解決方案。 ③提出了過程子網和全站惟一網絡2種組網方案。通過分析各自的特點與實現難度,指出過程子網目前較易實現,而全站惟一網絡將憑借信息高度共享等優勢成為CNDS的最終形態。闡述了VLAN、由交換機實現網絡冗余等組網技術在SAS中的應用方法及IED自身通信冗余的實現方法。 ④歸納了CNDS數據流的類型和到達時間規律:建立了簡單數據流模型為表征數據流、研究數據流業務特征和分析CNDS性能提供了有用工具;分析了TcP協議及其運行機制,提出了TcP應用于CNDS的優化方法。 ⑤利用OPNET網絡仿真技術,建立了EMAC和TCP/IP仿真節點模型,對以太網、TCP和交換式以太網的基本特征等進行了仿真研究;依據CNDS實際承載的功能,建立了過程子網和站級網絡的動態仿真模型,圍繞網絡延時和端到端延時等網絡性能指標,對不同組網方式和應用功能下的網絡性能進行了考察,得出了具有普遍適用性的結論和建議,為分析解決此類問題提供了通用方法。 ◇可接入CNDS的全網絡化數字保護平臺與試驗系統的設計與實現①闡述了一種新架構的、能夠無縫接入CNDS并具有多種運行方式的全網絡化數字保護平臺與試驗系統的軟硬設計和實現方法。提出了適用于數字保護的RTOS多任務劃分方法。 ②以饋線保護測控裝置為例,建立了平臺的IEC 61850信息模型。以此為基礎,在平臺內部實現了利用SMV和GOOSE報文傳輸采樣值和開入/開出信息,即實現了遵循IEC 61850的過程層通信,為平臺接入IEC 61850系統和數字化變電站做好了準備。 ③進行了保護測量功能和過程層通信試驗,驗證了平臺的可用性和過程層通信的可靠性,為類似設計方法在間隔層IED上的應用提供了可信依據。
上傳時間: 2013-05-28
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與傳統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點:其結構較為簡單,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,要實現產品化,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。具體內容如下: 1) 回顧了永磁電機的研究歷史、發展現狀和主要應用,對永磁材料的性能及選取、聚磁技術、電機磁場計算所需理論和有限元軟件進行了介紹。 2) 將電機內的電磁場、有限元軟件和盤式無鐵心永磁電機特殊結構相結合,設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,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,需要將氣隙磁密數據從有限元軟件中導出到文本文件,再由其它數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出數據格式與繪圖工具所需數據格式不能兼容,還需要對導出數據進行處理。由于有限元軟件導出的數據量很大,如果對這些數據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,針對導出數據的特點編寫了一個Vb數據處理程序,使數據處理工作得到大大簡化。 3) 在上述建立的軟件包的基礎上,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,為在電機設計過程中永磁體的設計提供了依據。 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之上,本文提出了對該電機的新設計方案,并就此方案進行了建模分析,結果表明,此新方案所得到的氣隙磁密比原結構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,分析表明其結構有利于減小渦流損耗。
上傳時間: 2013-04-24
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模擬ic設計經典的入門教程,分析很透徹,適合初學者進行系統的認識模擬電路的設計方法,對于有經驗的工作者,也可當作設計參考
上傳時間: 2013-05-24
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微機電系統(MEMS)器件的構成涉及微電子、微機械、微動力、微熱力、微流體學、材料、物理、化學、生物等多個領域,形成了多能量域并交叉耦合。為其產品的建模、仿真以及優化設計帶來了較大的難度。由于靜電驅動的原理簡單使其成為MEMS器件中機械動作的主要來源。而梳齒結構在MEMS器件中有廣泛的應用:微諧振器、微機械加速度計、微機械陀螺儀、微鏡、微鑷、微泵等。所以做為MEMS的重要驅動方式和結構形式,靜電驅動梳齒結構MEMS器件的耦合場仿真分析以及優化設計對MEMS的開發具有很重要的意義。本課題的研究對靜電驅動梳齒結構MEMS器件的設計具有較大的理論研究意義。 本文的研究工作主要包括以下幾個方面: 1、采用降階宏建模技術快速求解靜電梳齒驅動器靜電-結構耦合問題,降階建模被用于表示微諧振器的靜態動態特性。論文采用降階建模方法詳細分析了靜電梳齒驅動器的各參數對所產生靜電力以及驅動位移的關系;并對靜電梳齒驅動器梳齒電容結構的靜電場進行分析和模擬,深入討論了邊緣效應的影響;還對微諧振器動態特性的各個模態進行仿真分析,并計算分析了前六階模態的頻率和諧振幅值。仿真結果表明降階建模方法能夠快速、準確地實現多耦合域的求解。 2、從系統角度出發考慮了各個子系統對叉指式微機械陀螺儀特性的影響,系統詳細地分析了與叉指狀微機械陀螺儀性能指標-靈敏度密切相關的結構特性、電子電路、加工工藝和空氣阻尼,并在此分析的基礎上建立了陀螺的統一多學科優化模型并對其進行多學科優化設計。將遺傳算法和差分進化算法的全局尋優與陀螺儀系統級優化相結合,證實了遺傳算法和差分進化算法在MEMS系統級優化中的可行性,并比較遺傳算法和差分進化算法的優化結果,差分進化算法的優化結果較大地改善了器件的性能。 3、從系統角度出發考慮了各個子系統對梳齒式微加速度計特性的影響,在對梳齒式微加速度計各個學科的設計要素進行分析的基礎上,對各個子系統分別建立相對獨立的優化模型,采用差分進化算法和多目標遺傳算法對其進行優化設計。證實了差分進化算法和多目標遺傳算法對多個子系統耦合的系統級優化的可行性,并比較了將多目標轉換為單目標進行優化和采用多目標進行優化的區別和結果,優化結果使器件的性能得到了改善。
上傳時間: 2013-05-15
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永磁同步發電機由于一系列高效節能的優點,在工農業生產、航空航天、國防和日常生活中得到廣泛應用,并且受到許多學者的關注,其研究領域主要涉及永磁同步發電機的設計、精確性能分析、控制等方面。 本課題作為國家自然科學基金項目《無刷無勵磁機諧波勵磁的混合勵磁永磁電機的研究》的課題,主要研究永磁電機的電磁場空載和負載計算,求出永磁電機的電壓波形和電壓調整率,為分段式轉子的混合勵磁永磁電機的研究奠定基礎,主要做了以下工作: 首先介紹了永磁同步發電機的基本原理,包括永磁同步發電機的結構形式和永磁同步發電機的運行性能,采用傳統解析理論給出了電壓調整率的計算方法及外特性的計算模型;然后用有限元ANSYS對永磁同步發電機樣機進行實體建模,經過定義分配材料、劃分網格、加邊界條件和載荷、求解計算等,得到矢量磁位Az、磁場強度H、磁感應強度B等結果,直觀地看出電機內部的磁場分布情況。 其次根據電磁場計算結果,應用齒磁通法對其進行后處理。該方法求解轉子在一個齒距內不同位置處的磁場,以定子齒的磁通為計算單位,根據繞組與齒的匝鏈關系,計算出磁鏈隨時間的變化,進而得到永磁同步發電機空、負載時電壓大小及波形。通過計算結果寫實驗結果對比,驗證了齒磁通法的正確性,為計算永磁同步發電機各種性能特性提供有力工具。 最后,基于齒磁通法對永磁同步發電機的外特性進行了深入研究,定量分析了結構參數對外特性的影響規律,提出了有效降低電壓調整率的方法的是:增加氣隙長度g的同時,適當增加永磁體的磁化方向的長度hm;此外,要盡量的減少每相串聯匝數N和增大導線面積以減小阻抗參數。通過改變電機的結構參數,對其電磁場進行計算,找到永磁電機電壓調整率的變化規律,為加電勵磁的混合勵磁永磁電機做準備,達到穩定輸出電壓的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著工農業的迅速發展,世界能源消耗速度急劇增加。因此,新能源和節能技術的開發已經成為世界各國科技工作者的當務之急。而機車制動能量回收系統是目前國內外節能技術方面研究的熱點之一。 超級電容作為一種新型電荷儲能元件,具有大容量、大電流快速充放電、壽命長和無污染等特性。這些獨特的優點使其在儲能和能量回收方面有著廣闊的應用前景。但是由于超級電容單體電壓的差異,如不對其進行實時檢測,在使用過程中將對整個組件的性能造成極大的影響。另外對超級電容內部特性的不了解也會對其使用造成障礙。 對超級電容電壓檢測方案的研究和對超級電容時域模型的研究,將為超級電容的電壓均衡方案和超級電容的電參數分析提供支持,從而為整個能量回收系統的控制策略提供理論依據。因此以上兩方面的研究將是整篇論文的核心內容。 本文采用模塊化的設計理念,提出了一種兼顧均壓的新型電壓檢測方案。在軟件設計方面,對電壓檢測系統的軟件架構進行分析,利用LabVIEW和ZLGCAN驅動函數包設計了友好的上位機軟件監控界面。本文利用誤差理論相關知識,對超級電容電壓檢測電路的誤差精度進行了詳細分析。 本文對兩種超級電容時域模型進行建模和參數推導,并通過試驗驗證了所建模型的正確性。
上傳時間: 2013-05-16
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本書從基本的直流電源知識開始,詳盡介紹了電源電路中各部分單元電路工作原理、識圖方法、電路故障分析思路,最后介紹了動手裝配直流電源的全過程。
上傳時間: 2013-07-08
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從基本的放大器電路知識開始,詳盡介紹了數十種使用頻率很高的放大器電路工作原理、識圖方法、電路故障分析思路,還比較詳細地介紹了膽機中的電子管放大器基礎知識,最后介紹了萬用表檢修放大器的全過程。
上傳時間: 2013-04-24
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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,其技術涉及到電器學、數值計算、圖像處理、計算機科學等眾多學科領域,加之電弧復雜的非線性特性及其瞬時特性,導致測量研究的困難,在電弧機理、性能分析和模型設計等方面都還不夠成熟、完善。所以,在電弧模型理論研究、電器電磁機構的三維有限元分析、電器的計算機輔助設計、電弧動態特性研究等方面,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雜的電、熱、磁、機械等一系列現象。 為了從不同角度觀察分析電弧在滅弧室中的動態運動過程,本文在研究開關電器電弧圖像增強及運動過程三維可視化的基礎上,分析電弧形成機理、電弧特性和運動形態的基本理論,進一步考慮其模型特性和電弧等離子體磁壓縮效應,建立其運動數學模型。電弧圖像需要的處理主要有:圖像數字化、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,為電弧動態過程分析和電弧可視化模型的構建提供有效的分析基礎,并取得良好的電弧圖像增強效果。本文構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、數據處理等硬件裝置,對試驗采集裝置進行了標定;將醫學上成功應用的計算機層析成像理論,應用于對電弧進行三維溫度場重建的研究,構造可單面陣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,編制了系統軟件,實現電弧三維溫度場的重建。研究數學模擬計算方法,提出了適合低壓電器電弧數學模型計算的方法。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合起來,使產品設計更加科學和準確,可以大大減少設計周期,減少試驗的盲目性和費用,有利于提高電器產品的技術性能,對于新產品開發,優化滅弧室設計及模擬實驗,具有十分重要的意義。
上傳時間: 2013-04-24
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矢量控制一直是電機控制領域的熱門話題。本文以異步電機為研究對象,以矢量控制的解耦思想為基礎,采用自動控制的有關方法,對矢量控制進行了探討,著重研究了矢量控制系統中控制器的設計。 @@ 本文對矢量控制和自動控制的相關理論進行了簡單的介紹,包括矢量控制的原理、坐標變換、控制系統的性能指標等。按照矢量控制的解耦思想將耦合的交流電機模擬為解耦的直流電機進行控制,解耦后的交流電機可對轉子磁鏈和轉速進行獨立控制。在設計磁鏈控制器和速度控制器時,通過使用自動控制的相關原理,使得轉子磁鏈和電機轉速達到了預期的性能要求。本文使用的設計方法是先在連續域下設計控制器,然后將其離散化為數字控制器,并對連續域下的控制器和離散域下的控制器進行了仿真和比較。電機轉速是本文的一個重要參數,文中專門設計了轉速實驗,并對測量結果進行了誤差分析。最后,對本文設計方法的不足之處進行了簡單的說明,也給出了對應的改善方法。 @@ 仿真表明,本文設計的矢量控制系統達到了良好的控制效果。 @@關鍵字:矢量控制、磁鏈調節器、速度調節器
上傳時間: 2013-06-17
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