基于磁力线划分的开路条形非线性永磁体分布参数模型

含有AlNiCo、FeCrCo等非线性永磁体的电磁机构,在参数设计过程中需要进行上千次的电磁吸力计算,若使用有限元等数值方法,将消耗大量计算时间,而传统等效磁路法的计算精度有限。为了解决这一问题,提出了一种永磁体分布参数模型(distributed parameter calculation model,DPM),推导其完整的数学模型及校验条件;以某牌号开路状态下条形非线性永磁单体为例,使用基于磁力线划分的建模方法,求解各分段的起始工作点及截面磁通,并对比有限元方法和实验测试数据,验证了该分布参数模型在永磁单体计算中的正确性。对比有限元法与实测结果可知,该模型具有计算速度快、计算精度较高的特点。     

基于一阶回转曲线的Preisach磁滞模型研究

针对Preisach标量模型的磁滞算子几何叠加的原理,提出了基于一阶回转线进行磁滞特性研究的新模型。该模型基于Preisach模型的同余性和一阶回转曲线数据建立相应的磁滞数学模型,可以对铁磁材料的高阶回转曲线进行准确仿真。该模型实现简单,避免了传统数值方法求解Preisach分布函数必须进行两次求偏导和双重积分计算的复杂过程,并且提高了磁滞数学模型仿真精度。仿真结果与文献中测量结果相吻合,验证了该模型的准确性及有效性。     

适用于低压电力线通信的集总参数线缆模型

为在实验室环境下模拟实际低压电力线缆的信道特性,需要建立电力线通信频段下的线缆集总参数模型。提出了一种通过电磁仿真方法获得分布电阻和电感,以及采用开路阻抗测量方法获得分布电容的方法,在此基础上得到线缆的传输参数并将传输参数转换为Y参数,建立π形等效电路。基于矢量匹配法求解π形电路各支路的无源等效电路,从而建立线缆的集总参数模型。通过对比分布和集总参数模型下传输和阻抗特性的计算结果,证明了集总模型的准确性。所建模型可以通过电路级联模拟各种长度的实际线缆。     

复合接地网接地电阻的计算机仿真

提出了一种计算任意形状接地网接地电阻的新模型——三维单元网格模型。以电路的观点为基础，通过对地中散流过程的分析，构建了一个电阻网络来等效实际接地网，将接地网接地电阻的复杂计算转化为求解一个电阻网络的简单问题。用此模型计算了几种典型形状接地网的接地电阻，通过与其它近似计算和数值计算结果进行比较，验证了该模型的正确性。     

管式换热器分布参数模型的分段线性化方法研究

管式换热器动态过程分布参数模型的解析求解是比较困难的，分段线性化是近似求解的有效办法。对不同抗动困难，各段之间的连接方式不同，不能简单处理成串联结构，否则将导致错误的结果。对于入口温度扰动，各段之间的联系为串联结构；对流量和加热量扰动，各段之间的联系为串联结构；对流量和加热量扰动，由于这些扰动在系统空间上具有同时性，因此各段之间的联系为串并联结构。该文针对三种不同扰动，分别推导出分段线性化的总传递函数的形式，并证明当分段数量趋于无穷大时，其结果与分布参数模型的解析解完全相同，从而也证明了可以通过提高分段数量改善仿真计算结果的精度。该文进行了实例仿真计算，主要针对温度和加热量扰动进行，仿真结果很好地验证了理论分析。     

基于FPC绕组的高频变压器电磁参数建模

为解决高频下利兹线制作工艺复杂、铜箔绕组纵向电流分布不均、邻近效应严重等问题，本文提出一种新型绕组结构，即柔性电路板。本文对柔性电路板绕组的电磁参数进行解析建模，分别基于等效单层铜箔的方法建立柔性电路板的绕组损耗和漏感解析模型，并基于静态层间电容求解建立柔性电路板的寄生电容集总参数模型。最后，对解析模型进行实验验证，结果表明本文为柔性电路板绕组提供的建模方法是一种精度较高的通用型电磁参数建模方法。     

基于流固热耦合的1000MW级汽轮发电机滑动轴承性能分析

通过建立1000MW及1400MW汽轮发电机径向轴承的轴瓦-润滑油-轴径的流固热耦合系统,应用流固热三场耦合技术(TFSI)方法求解该耦合系统的连续性方程、能量方程和 Navier-Stokes 方程组,得到耦合系统的温度场、压力场等参数。比较了CFD-TFSI方法与Reynold方程计算结果。结果表明：CFD-TFSI方法和Reynold方程计算结果基本相同。CFD-TFSI方法直接求解N-S方程,可以更准确地反应轴承动特性。轴承上油沟改变了空穴产生的位置和程度;下油沟降低了油膜温度,改变了温度分布,增加了油膜稳定性。     

接地网接地电阻的计算机仿真

本文提出了一种计算任意形状接地网接地电阻的新模型。它以电路的观点为基础,通过构建一个电阻网络来等效实际接地网,将接地网接地电阻的复杂计算转化为求解一个电阻网络的简单问题。用此方法计算了几种典型形状接地网的接地电阻通过与其他近似计算和数值计算结果进行比较,验证了本模型的正确性。     

基于漂移扩散模型方程的IGCT电路模型

现有基于双极扩散方程(ADE)的功率半导体器件模型只能准确描述准中性区载流子分布,应用于高压器件建模时精度有限。提出一种基于漂移扩散模型(DDM)的集成门极换流晶闸管(IGCT)电路模型的建模方法以提高模型精度。通过分析发现,求解变量数量级相差较大,以及由高掺杂浓度决定的特征参数是影响模型特性的主要因素。由此,通过边界高掺杂区域的解析建模、简化基区求解的边界条件以及应用移动网格法求解DDM提高了模型的稳定性和计算速度。最后,IGCT双脉冲测试仿真与实验对比结果表明在仿真耗时接近的前提下,该方法相对于现有基于ADE模型可以更好地仿真器件在关断振荡以及穿通时的特性。     

多层水平土壤地表电位分布的仿真分析

直流输电入地电流可能在交流系统内分布,对变压器和电网安全运行造成一系列不良影响。地表电位（ESP）分布是直流分布的重要参数,为提高数值计算的精度,基于矩阵束方法提出了一种求解格林函数的高阶复镜像法。算例证明了接地标准软件CDEGS在求解奇异格林函数时存在缺陷,高阶复镜像法克服了过往方法的不足,可以精确求解任意参数多层水...     

基于局部微分求积-拉格朗日法的滑动轴承动力特性求解模型

以拉格朗日(Lagrange)多项式作为微分求积(the differential quadrature method,DQ)方法的基函数,建立了基于局部DQ-Lagrange方法的滑动轴承动力特性求解模型.并在此研究基础上,提出了将静态压力及扰动压力同步直接求解的方法.分析了节点密度、支持域大小、边界条件等对求解的影响.结果表明:多点的支持域模型求解精度高,相当于高阶有限差分法,但插值节点较多时,DQ-Lagrange方法易出现高阶插值引起数值振荡现象;半Sommerfeld条件与Reynolds边界条件对滑动轴承最大压力及载荷求解影响较小,对动力特性系数影响较大,Reynolds 条件求出的动力特性系数普遍大于半Sommerfeld条件.     

滑动轴承非线性动力特性的结构化表示方法

基于有限元法建立了轴承非线性油膜力求解模型。指出在轴颈位置固定情况下，轴承油膜力是转速和振动速度的线性函数。线性函数中包含的6个系数是轴颈偏心和偏位角的非线性函数，而这些系数可以通过文中建立的有限元模型获得。非线性函数关系采用结构化数据库和神经网络来表示。应用新模型可以非常方便地获得任意转速、位置和振动工况下的非线性油膜力。结合实例进行了分析，表明这种结构化表示方法可靠，物理意义明确。     

基于最优有效度的电力系统可靠性原始参数的线性组合预测模型

针对电力系统可靠性原始参数缺乏和开发可靠性原始参数小样本的需要,提出了电力系统可靠性原始参数的线性组合预测模型。为了提高预测精度,分别应用灰色优化模型和Verhulst模型等改进模型进行可靠性原始参数的预测。与此同时,建立以有效度为目标函数的最优组合预测模型,并用简化的计算公式得到权系数的最优近似解,将预测值进行线性组合。基于该文所开发的预测模型的预测结果表明,组合预测模型的预测结果优于单一模型的预测结果。     

电容层析成像在滑动轴承润滑油膜测量中的应用

滑动轴承是燃气轮机、蒸汽轮机、压缩机等重型旋转机械中的关键部件,其安全稳定运行具有重大的经济意义。该文提出将电容层析成像技术用于滑动轴承润滑油膜分布的监测。根据滑动轴承的特点,设计特殊的传感器结构。将轴颈设为特殊的传感器电极,与轴瓦上的常规电极共同形成电极阵列,对轴颈和轴瓦间的环形空隙区域成像。对设计的传感器结构建立有限元模型,计算传感器电容、电极对灵敏场等,以分析传感器的特性。采用LBP和Landweber 2种算法重建滑动轴承润滑油膜分布图像,重建算法能较好地重建设定油膜分布下的图像。     

汽轮发电机组轴承座动力特性识别方法研究

汽轮发电机组轴承座动力特性对转子－轴承系统振动有比较大的影响。但迄今为止,除了冲击试验外,还没有找到轴承座动力特性实测的好方法。文中提出利用转子－轴承系统结构数据和机组启停过程中不平衡响应数据重构出轴承座频响函数,利用最小二乘原理获得轴承座动力特性。新模型无需已知油膜轴承动力特性系数和转子上原始不平衡分布情况,识别结果的准确性仅仅与转子系统模化精度有关。该方法在现场很容易实现,可以对运行机组进行实测,具有非常强的实用性。文中最后结合国产200MW汽轮发电机组实例进行了仿真和试验分析,计算结果表明该方法是可行的。     

基于BPNN-NCT的风电机组主轴承异常辨识方法

风电机组主轴承作为传动系统的重要组成部件,其异常辨识精度受风速波动的影响较大。针对该问题,提出了一种基于BPNN-NCT的风电机组主轴承异常辨识方法。首先,利用相关系数法确定了与主轴承状态相关的参数作为模型的输入,并基于反向传播神经网络(BPNN)建立了以主轴承温度为状态参数的状态参数预测模型。然后,基于非中心t(NCT)分布刻画了不同风速波动区间下状态参数预测残差的分布特性,并在此基础上提出了计及风速波动影响的风电机组主轴承异常状态量化指标。最后,以某风电场的2 MW直驱风力发电机组为例,验证了所提方法的有效性和准确性。     

随机森林算法在温度分布重建中的应用

为提高温度分布重建精度,提出了使用随机森林算法对温度测点进行优化布置的新方法。 将测点位置作为样本特征, 以不同的测点布置方式及其对应的重建误差作为样本数据集。 使用样本数据集构建随机森林模型,评估样本特征重要性,根据 特征重要性排序实现温度测点的优化布置。 设定仿真实验与燃烧实验验证优化布置算法的可行性与有效性。 分析实验数据, 所提出的优化布置算法相对于原有算法,重建精度提升了 20%以上。 研究结果表明,随机森林算法在温度分布重建中具有良好 的应用价值,并为解决工业实际问题提供了新思路。     

汽轮机轴承动力特性三维流固耦合分析模型

为了研究汽轮机转子-轴承系统非线性动力特性，从三维流体方程出发，建立了考虑轴承与转子之间耦合作用的有限元分析模型。分析指出轴承流场由轴颈旋转和振动决定；当轴颈位置固定时，流场是转速和振动的线性函数：线性函数的系数是轴颈位置的非线性函数：文中进一步对转子-轴承系统动力特性进行了分析。指出油膜压力振荡幅值随轴颈振幅的增大而非线性增大。应用该模型比较好地模拟了两种不同情况下油膜失稳故障的发生与发展过程。     

最优最小熵反褶积与包络-导数能量算子在轴承故障提取中的应用

最小熵反褶积是检测轴承故障或齿轮故障信号等类脉冲信号的一种有效技术,但是该方法仍存在一个不足,即在使用前须设置滤波器的长度,而该参数值的选择一般只能通过技术人员的经验选择。针对这个局限性,提出了一个基于峭度、排列熵与信号能量的滤波器长度选择准则。通过该准则,可以有效地挑选出最优的滤波器长度,从而更好地对故障信号进行滤波。随后,一种增强的能量算子,包络-导数能量算子用来对过滤后的故障信号进行故障特征频率的提取。实验结果表明,该方法不仅可以有效地提取出轴承故障特征频率,并且与一些传统方法相比,该方法可以大大突出故障特征频率的幅值。     

水轮发电机推力轴承在线检测方法研究

分析了水轮发电机推力轴承传统在线检测方法的性能特点，建立了一种新型的反射式光纤位移传感器的数学模型和一种基于前向神经网络的光纤传感器静态误差修正模型，并将其用于推力轴承油膜厚度的测试系统中．这种可补偿型光纤位移传感器的输出与传感器光源的特性、环境介质以及被测目标表面性质无关。通过将多点测量值求和后取平均值，消除了由于几路接收光纤特性非均质引起的信号波动．此外，给出了针对推力轴承不同瓦面材料的在线检测方法，在试验台的试验中检测系统显示了良好的性能．