MATLAB小波分析 是张德丰 编著的那本黄色书上的源代码
上传时间: 2013-06-01
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近年来,人们对环境保护越来越重视,SF<,6>气体的使用和排放受到限制,从而使电器领域内SF<,6>断路器的发展也受到限制。而真空断路器充分利用了真空优异的绝缘与熄弧特性,且对环境不造成污染,所以目前在中压领域已经占据了主导地位,而且不断向高电压、大容量方向发展。因此,未来高压真空断路器必然取代高压SF<,6>断路器。真空灭弧室是真空断路器的“心脏”,所以,开发高压真空断路器最关键的是灭弧室的设计。本文对110kV的真空灭弧室的内部电磁场进行了仿真分析,为我国开发110kV真空断路器提供一定的参考。 本文采用有限元软件对110kV真空断路器灭弧室内部静电场进行了仿真分析,得到了灭弧室内部各种屏蔽罩的大小、尺寸和位置对电场分布的影响;触头距离对灭弧室内部电场分布的影响;伞裙对灭弧室内部电场分布的影响。再根据等离子体和金属蒸气具有一定导电率的特点,从麦克斯韦基本方程出发,推导了灭弧室内部电场所满足的计算方程,然后用有限元法对二维电场进行了求解。考虑到弧后粒子消散过程中,电极和悬浮导体表面会有带电微粒的存在,又计算分析了带电微粒对真空灭弧室电场分布的影响,进而提出了使灭弧室内部电场更加均匀的措施。 根据大电流真空电弧的物理模型,基于磁场对电流的作用力理论,计算分析了真空电弧自生磁场的收缩效应以及对分断电弧的影响,得到了弧柱中自生磁场产生的电磁压强分布,最后分析了外加纵向磁场分量对减小自生磁场收缩效应的作用。 建立了110kV、1/2线圈以及1/3线圈纵向磁场触头三维电极模型,并利用有限元法进行了三维静磁场和涡流场仿真。得到了电流在峰值和过零时纵向磁场分别在触头片表面和触头间隙中心平面上的二维和三维分布,给出了这两种触头在电流过零时纵向磁场滞后时间沿径向路径和轴向路径的分布规律,最后还对这两种触头的性能进行了比较。
上传时间: 2013-07-09
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随着我国电力系统不断发展,高压开关柜以其结构简单、维护工作量小、适合于频繁操作等特点,受到广大用户欢迎,并成为高压开关向无油化发展的一大主流。近年来,随着电力系统不断向大容量、高电压、小型化发展,40.5kV高压开关柜在电力系统中也得到普遍的采用。绝缘问题是电力设备稳定、可靠运行的重要影响因素之一,并且绝缘也是高压电器设备中的薄弱环节,高压开关柜故障中很大一部分就是由于绝缘破坏而造成的。因此如何能够合理的配置母线、真空断路器及其它电器元件,得到较佳的绝缘配合和设计,达到具有高度可靠的绝缘性能,保证高压开关柜在配电系统中安全运行,且有较小的安装空间,是开关柜设计中一个值得研究的重要问题。 在计算机模拟电场分布的求解中,有限元方法以其剖分简便易行、可适用于多种介质和较高的计算效率,已成为电磁场问题求解的主要方法之一。ANSYS是有限元计算方法的代表软件,通过对模型特征参数化,使用用户参数化设计语言(APDL),可以进一步提高分析效率,使得整个分析过程自动、通用。 本文从实际产品设计入手,根据开关柜的结构特点,建立了三维电场数值计算模型,在满足技术条件要求的基础上,通过采用电场的数值仿真分析及相应实验研究,描述了40.5kv高压开关柜配电系统接地开关相间及接地柜中全场域电场分布情况,确定了接地开关在不同情况下的电场分布、变化情况,通过理论的计算和分析,对产品的绝缘进行了校核与验证,进而得到合理的布置结构和达到最佳的绝缘配合,为实际产品的开发和设计提供了理论依据。
上传时间: 2013-07-27
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高中压断路器是电力系统中最重要的开关设备,用高中压断路器保护电力系统至今已经历了一段漫长历史。从最初的油断路器发展到压缩空气断路器,再到目前作为无油化开关的真空断路器和SF6断路器。其中真空断路器以其小型化和高可靠性等优点,已在高中压领域得到愈来愈广泛的应用。作为真空断路器的核心部件,真空灭弧室的研究和开发显得尤为重要。 真空灭弧室的小型化是国外关注的问题,我国很多相关的研究所和高等院校都曾作过不少研制工作,研究的方向是采用各种纵向磁场结构电极的真空灭弧室和寻求新的触头材料。由于纵向磁场结构的电极开断能力强,在额定短路开断电流、设计裕度和工艺水平相同的情况下,纵向磁场的电极比横向磁场的电极小得多。因此,采用纵向磁场结构电极的真空灭弧室可以缩小整体尺寸。 本设计从真空灭弧室的具体模型出发,应用ANSYS8.1的电磁场分析软件,对600A的真空灭弧室触头间的纵磁场进行计算与分析,可得到接近实际的动、静触头电流流向矢量分布图,线圈磁感应强度与线圈几何尺寸的关系,触头开距对磁场分布的影响及电弧在不同位置时的受力分析等。由不同线圈截面积与纵磁磁场强度的关系分布,可得出在分断电流不变的情况下,线圈愈小磁场强度愈强。由触头开距与磁场强度的关系,可见触头间距越小,两触头间越能获得较大的磁感应强度。对真空灭弧室极问磁场分布以及电弧在触头上不同位置受力进行分析,结果表明随着磁感应强度变小,电弧受力也相对的变小。 通过ANSYS仿真分析,为真空断路器灭弧室的设计提供了比较准确的数据资料。进而使产品的设计、开发建立在较为科学的基础上,为产品实际研制提供理论依据。
上传时间: 2013-06-20
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直流偏磁是变压器的一种非正常工作状态,是指在变压器的励磁电流中出现了直流分量。在直流输电系统中,由于换流站的工作特性,有直流电流分量流过换流变压器的绕组,产生直流偏磁现象,这一现象将对换流变压器的正常运行产生不利的影响,如励磁电流发生畸变、变压器铁心损耗增加及铁心高度饱和引起的漏磁通增加。因此,从电磁场的角度分析这一现象是必要的。 由于铁磁材料的非线性,不能应用叠加原理分析直流偏磁时的励磁情况。为此,本文应用了二维瞬态场路直接耦合有限元法,借助大型有限元分析软件Ansoft,定量分析了在不同等级直流偏磁电流作用下,换流变压器空载运行状态下的励磁电流波形情况,结果表明,直流偏磁使铁心中的磁通密度发生偏移,对应的励磁电流波形呈现正负半波极不对称的形状,并且直流偏磁量越大励磁电流的畸变越严重。 在求出直流偏磁量与励磁电流峰值关系的基础上,应用一种基于铁心空载损耗数据的方法,定量分析了在不同等级直流偏磁电流作用下,换流变压器铁心损耗情况,结果表明,随着直流偏磁电流的增加,铁心损耗也会随之增加,这会导致铁心温升上升,严重时会导致铁心局部过热,影响变压器的正常运行。 在漏磁场分析中,讨论了变压器漏磁场的类型和作用,经过合理简化,建立了换流变压器二维漏磁场计算模型,应用二维瞬态场路直接耦合有限元法,分析了不同等级直流偏磁电流作用下,换流变压器漏磁场分布情况,结果表明,随着直流偏磁量的增加,不同位置处漏磁场分量的变化规律基本不变,但漏磁在增加,且不同位置漏磁分量增加的速率不同。
上传时间: 2013-06-25
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永磁电动机相比其他类型的电动机其性能指标突出,将广泛应用于各个行业。但是随着电机工业朝着大容量、高功率密度、小体积的趋势发展,永磁电动机温升与其它各项指标在配合上发生了分歧。为了解决这些问题,就要对永磁电机进行合理的冷却设计及温度计算。永磁电机的温升计算除了要考察定子绕组处的受热,同时也要兼顾永磁体的温度情况‰本文对永磁电机的温度计算及冷却系统进行了如下分析设计: 首先,通过电磁学与传热学、流体力学等边缘学科,对永磁电机进行温度场分析。其中对自冷径向永磁电机温度场进行详细地分析与计算。利用等效热网络法,即离散网格,使参数集中化,列出方程组,解出各剖分点的温度值。采用与其相对应的经验公式及实验结果确定永磁电机的散热系数。 其次对径向永磁电机的损耗分布进行说明,不仅从数量上对槽内绕组损耗和端部绕组损耗做出了区分,而且从理论上对定子轭部和定子齿部的损耗进行分析,以确保在损耗分布上尽量使误差减少。其次利用ANSYS、ANSOFT软件,采用有限元方法对永磁电机稳态、瞬态时的温度分布情况进行分析。利用上述方法对TYJS机床电机4.4kW-3000进行分析,比较其理论值与实验值之问的误差,结果比较满意。 最后,本文对5kW-450双定子-单转子盘式电机的温度场进行分析。由于径向电机与盘式电机在结构上的区别,分别对盘式电机的损耗分布、散热系数的求取等不同之处与径向电机进行比较。对盘式电动机外部冷却系统的设计上,采用假定系数法,反推风扇结构,合理地设计了该样机的冷却系统。通过以上的分析,能够较准确计算电机的温度值,从中得出其局部过热点。这样给电机的改进和研制都带来了方便。
上传时间: 2013-06-14
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航空蓄电池是重要的机载设备,在飞机安全飞行中起着重要的作用。蓄电池充电设备的性能直接影响着蓄电池的电气性能和使用寿命,因此近年来航空蓄电池充电设备的研制已经成为研究的热点之一。论文研究一种采用上下位机联合控制的航空蓄电池充放电系统,对铅酸蓄电池和镉镍蓄电池进行智能充电、放电和容量分析。 论文在综合分析航空蓄电池充电器技术要求的基础上,运用现代电力电子技术,设计了集充电、放电功能于一体的功率电路,并研制了基于DSP芯片TMS320F2812的充放电控制系统。论文详细阐述了系统的设计方案、参数计算和控制方法。 论文以Visual Basic 6.0为开发环境,编制了航空蓄电池充放电系统的上位机软件,实现了显示、报警、打印、数据存储与管理等功能。根据系统上下位机通信的需求,制定了通信协议并设计了基于RS-232串口的通信程序,实现了信息的交换与控制。 论文基于电路原理、自动控制原理等理论,建立了充电器控制系统的模型,并设计了以Buck电路为控制对象的系统仿真软件。通过仿真分析,调整PID控制器的参数,优化控制器的性能,并缩短了调试的周期。
上传时间: 2013-08-02
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无刷直流电机(BLDCM)是随着电机控制技术、电力电子技术和微电子技术的发展而出现的一种新型电机。它是在有刷直流电机的基础上发展起来的。无刷直流电机具有交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列特点,又具有直流电机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点,在很多场合有广泛的应用前景,成为了国内外研究的热点。无刷直流电机传统的理论部分分析和设计方法已经比较成熟,因此对无刷直流电机控制策略的研究就显得十分重要。 PID控制以其结构简单、可靠性高、易于工程实现等优点至今仍被广泛应用。在系统模型参数变化不大的情况下,PID控制性能优良。但在工业上有许多无法建立精确数学模型的复杂控制对象和非线性控制对象,若采用传统的PID进行控制的话,那么很难获得比较理想的控制效果。 对于无刷直流电机而言,它是一个多变量、强耦合的非线性系统,固定参数的PID调节器无法得到很理想的控制性能指标。基于以上原因,本文以无刷直流电机为控制对象,通过分析无刷直流电机的数学模型,以BP神经网络为基础,设计了应用于无刷直流电机的神经网络PID控制器。 在MATLAB平台上,先利用神经网络PID控制器,给出相应的控制算法,对典型的参数时变非线性系统的控制进行了仿真研究。仿真结果表明,同传统PID控制器相比,神经网络PID控制器对模型、环境具有较好的适应能力与较强的鲁棒性,有效的改善了系统的控制结果,达到了预期的目的。随后利用SIMULNK建立了无刷直流电机控制系统的仿真模型。分别采用普通PID控制器和神经网络PID控制器对电机的不同运行状况进行了仿真分析。仿真结果验证了所建模型的正确性,并证明了神经网络控制的优越性。
上传时间: 2013-08-04
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风机的耗电量占全国总发电量的40﹪左右,是全国耗电最大的工业装备,而且运行效率比国外低10﹪~30﹪。因此在风机(及水泵)上实行节能、节电、降耗是一个紧迫的任务,对缓解我国电能的供需矛盾、推进我国现代化建设、缩小我国和发达国家的差距具有非常现实和深远的意义。 小型风机(1~10千瓦)特点是:单台的耗电量很小,但是数量巨大,因此降低这些小型风机的耗电量同样具有十分深远的经济意义。但在这一领域的节能研究一直未能得到充分重视。 本论文提出一种用于驱动小功率风机的永磁无刷直流电机,通过调速调节风量从而达到节能的目的。永磁无刷直流电机是近年随着电力电子技术和永磁材料的进步而迅速发展起来的一种新型电机。它用一套电子换向装置代替了有刷直流电动机的机械换向装置,即克服了有刷直流电动机机械换向带来的一系列缺点,又具备直流电动机运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多特点,因此在各个领域中得到了广泛应用。 本论文从永磁材料、磁体结构、充磁方式、绕组分布、极弧系数等方面分析了风机外转子永磁无刷直流电机的设计要求,给出永磁无刷直流电机结构、原理及一般设计要求;根据风机电机的驱动要求,设计制造外转子风机用铁氧体永磁无刷直流电机样机;针对风机用电机驱动系统的调速及各种保护要求,基于降低成本的原则,设计制造永磁无刷直流电机的驱动系统。这一设计为基于专用集成芯片的小功率无刷直流电机的调速控制系统,并进行了试制、调试及试验。实验表明了系统具有简单和优越的控制性能,适于小功率无刷直流电机的控制。 样机实测数据表明外转子永磁无刷直流电机用于驱动小功率风机具有良好的性能、较低的成本,具有进行产业化生产的优势。
上传时间: 2013-04-24
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自上世纪初以来,电力发电、输配电系统都是三相系统。因此,大多数电机调速系统都是由三相电机与三相变频器构成的。但是目前三相电机的地位已经受到一定的挑战,一是在低压大功率的传动场合,二是在对系统可靠性要求很高的场合。而多相电机调速系统除了可以用低压功率器件实现大功率等级外,具有多相冗余结构使调速系统的可靠性得以改善。因此,多相电机调速系统的研究受到日益广泛的关注。 和常规的三相感应电机相比多相感应电机有着许多优点,例如多相感应电机在一相或多相定子绕组开路和短路时仍然可以起动或继续运行,转矩脉动小,转子损耗小,运行性能好,可以在不提高相电压的情况下增加电机的容量,比较适合应用于舰艇推进系统等方面。 本文在传统的三相电机调速系统的基础上,致力于研究多相电机调速系统,以多相感应电机为主要研究对象,进行了深入的研究,主要包括以下几个方面: 1、对多相电机调速系统作了较为全面的综述,介绍了多相电机调速系统的特点和国内外研究现状。 2、研究了多相感应电机的基本结构。从电机的绕组连接方式入手,对多相感应电机进行了谐波分析,从理论上证明了多相电机相对于三相电机在减小谐波含量方面的优越性,同时探讨了多相感应电机的数学模型。 3、在三相感应电机电磁设计程序的基础上整理推导了多相感应电机的电磁设计程序,并用Visual C++编程语言开发了多相感应电机的电磁设计软件。 4、对多相感应电机的电磁场进行了详细的分析,运用电磁场有限元分析软件Maxwell 2D对本论文中的样机的瞬态磁场进行分析,分析结果同用VC所编写的电磁设计程序的计算结果进行比较,验证了所设计样机数据的合理性。
上传时间: 2013-07-30
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