双圆筒型电场能采集器输出特性分析与实验研究

存在于电力导线周围的能量中,电场能相较其他形式能量输出更加稳定,但功率相对较小,因此,如何更高效的采集环境电场能十分具有研究意义,针对双圆筒型电场能采集器输出特性展开分析与实验研究。首先,结合Maxwell仿真,针对电力导线周围电场与电势分布特点进行分析,解释了圆筒型电场能采集器的合理性,建立电场取能等效电路,剖析了能量采集器取能原理,根据理论公式推导,分析能量采集器输出特性。其次,建立三维电场能采集器有限元模型,仿真分析了采集器极板长度、内外层极板半径等因素对能量收集的影响。最后,搭建电场取能实验平台,对相关影响因素进行了实验验证。实验表明,实验曲线与理论曲线基本吻合,证明了理论推导的正确性,增大采集器外层板外径或采集器极板长度可有效增大采集器输出电流。     

一种振动自供能无线传感器的电源管理电路

针对振动能量采集器的输出功率过低不足以直接驱动无线传感器的问题,设计了振动自供能无线传感器的电源管理电路,根据调谐和阻抗变换原理对能量采集器进行了阻抗匹配,以最大功率对储能超级电容进行充电,对能量存储和电源管理电路的充放电特性进行了理论分析和实验验证。结果表明,该电路大幅度提高了采集器的输出功率和对储能超级电容充电的效率,当0.47 F超级电容电压达到0.6 V时,能量瞬间释放电路控制超级电容瞬间放电,成功驱动最大功耗为75 mW的无线传感器工作。     

开口式电流互感器耐直流性能研究

传统闭合磁路电流互感器易受直流分量影响引起磁饱和,导致测量误差非常大。定义了电流互感器耐直流性能的含义,从开口式电流互感器在考虑二次侧负载条件下的等效模型出发,分析了气隙长度对电流互感器有效磁导率和误差的影响,通过基于J-A模型从B-H磁滞回线分析了开口式电流互感器具有良好的耐直流性能。提出了基于比例直流叠加法的电流互感器耐直流性能检测方法,实验了气隙长度和直流分量对开口式电流互感器性能的影响。文中通过误差补偿使得开口式电流互感器兼顾耐直流性能和计量特性,为电流互感器在含直流分量负荷下准确计量提供理论基础。     

一种采用压电矩形鼓和永磁铁的小型电流传感器研究

提出了一种采用压电矩形鼓和永磁铁的小型电流传感器。基于安培定律,永磁铁感受电流变化并驱动压电矩形鼓振动,压电矩形鼓因压电效应将振动转化为电信号输出,从而实现电流传感。利用有限元分析方法研究了电流传感器的一阶振动模态及其应力分布,并计算了电流传感器的灵敏度频率响应特性,其与实验结果较吻合。实验结果表明,该电流传感器在一阶谐振频率204 Hz处具有较高的灵敏度(0.95 V/A),在动态范围0.005 A～30 A内具有良好的线性度(0.3%);与采用压电悬臂梁结构的电流传感器相比,具有更好的稳定性。文中提出的传感器结构还可以应用于振动信号、磁场的长期不间断测量或监测。     

基于参考序列与全卷积网络的风速数据缺失与异常修复方法

针对风速缺失与异常数据修复问题，考虑到风速采样网络中的节点数据相关性，提出了一种基于参考序列与全卷积网络的风速数据缺失与异常修复方法。首先，构建了基于全卷积插值网络与全卷积门控网络的数据修复模型。然后，利用全卷积插值网络计算无参考修复数据，利用全卷积门控网络计算无参考修复数据与参考数据的权重系数，并将两种数据带权重求和得到最终修复数据。最后，使用两个风电场数据验证了所提方法的效果。结果表明，与其他无参考修复方法相比，所提方法能够利用相近节点的参考风速数据，提高目标节点的风速时序数据修复精度。