[發明專利]基于直流加熱電源的自制熱輸電導線均勻功率設計方法

有效

• 申請號: 201810935167.5
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109033689B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 莫思特;謝和平;劉天琪;李碧雄;高明中
• 申請（專利權）人: 四川大學;深圳大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 潘育敏

1.一種基于直流加熱電源的自制熱輸電導線均勻功率設計方法，自制熱輸電導線的內導體和外導體之間嵌有加熱材料，其特征在于：

在自制熱輸電導線加入直流電源，為自制熱導線制熱提供能源，直流電源加在內導體和外導體之間；直流電源正極與內導體連接；

將長度為La的自制熱輸電導線均勻分為任意偶數段，設總的分段數為2n，每段長度為Ld,Ld＝La/2n，分段后的每段導線稱為單元導線；單元導線編號用自然數表示，為1，2，3，4，……2n-3，2n-2，2n的整數；

導線分段處用虛線表示，虛線稱為節點，節點編號用自然數表示，為1，2，3，4，……2n-3，2n-2，2n-1的整數，節點共2n-1個；

直流電源的電壓用Vin表示，直流電源負極為電位參考點，電位參考點與外導體連接；每個單元導線上內導體和外導體流過的電流相等，取單元導線內導體電壓為導線上平均電壓；設單元導線上，內導體兩端電阻為Rr,外導體兩端電阻為Rw,單元導線內外導體電阻和為Rs,Rs＝Rr+Rw；內、外導體之間測量的單元導線制熱材料的電阻為R_h；

基于直流加熱電源的自制熱輸電導線均勻功率設計分析含運行參數計算、運行參數選擇和單元導線內、外導體電阻之和Rs計算與加熱材料電阻率計算：

選擇2n-1個節點中任一節點編號，設編號為i，選擇2n個單元導線中任一單元導線，設編號為i，對如下參數進行分析：

運行參數計算時，先對節點編號為1的單元導線內導體和外導體流過的節點電流Ig(1)、節點編號為1的單元導線內導體節點電壓V(1)、單元導線內、外導體電阻之和Rs進行計算，然后計算出各單元導線的分布參數，包括節點編號為i的單元導線內導體和外導體流過的節點電流Ig(i)，編號為i的單元導線上加熱材料流過的電流I_h(i)、節點編號為i的單元導線內導體節點電壓V(i)和節點編號為i單元導線加熱材料的電阻Rh(i)；編號為i單元導線的加熱材料電阻率ρ_h(i)；

所述運行參數選擇是直流電源電壓Vin和內、外導體之間測量的單元導線制熱材料的電阻R_h(i)的優化選擇；

設節點編號為i的單元導線內導體節點電壓用V(i)表示；節點編號為i的單元導線內導體和外導體流過的節點電流用Ig(i)表示，編號為i的單元導線上加熱材料流過的電流為I_h(i)；以編號為i的節點為界，到1號單元導線之間的導線在節點i處內導體外導體之間的綜合節點電阻用R(i)表示；對于編號為i的單元導線，內導體和外導體之間嵌入加熱材料后，從內導體和外導體測量得到的單元導線加熱材料的電阻為R_h(i)；

運行參數計算時，先進行節點1的電路參數計算：

設單元導線制熱總功率為W_min，則節點1的電路參數計算方法如式(3-1)，

其他節點單元導線的參數計算如式(3-2～3-3)：

2.如權利要求1所述的基于直流加熱電源的自制熱輸電導線均勻功率設計方法，其特征在于：在將自制熱輸電導線均勻分為每段長度為Ld的2n個單元導線中，離電源最近的單元導線編為2n號，離電源最遠的單元導線編為1號，1號單元導線與2n號之間單元導線按序列依次遞增，分別編號為2，3，4，……2n-3，2n-2，2n-1；

離電源最近的節點編號為2n-1，離電源最遠的節點編號為1；從節點1開始往電源方向的節點編號依次遞增，分別為2，3，4，……,2n-4,2n-3,2n-2,2n-1。

3.如權利要求1所述的基于直流加熱電源的自制熱輸電導線均勻功率設計方法，其特征在于：初始運行參數選擇是：