[發(fā)明專利]嵌入均勻材料的自制熱輸電導線交流加熱參數優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109063360B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)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;G06F113/16;G06F119/08
• 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

1.一種嵌入均勻材料的自制熱輸電導線交流加熱參數優(yōu)化方法，自制熱輸電導線的內導體和外導體之間嵌有均勻加熱材料，其特征在于：

在自制熱輸電導線的一端加入交流電源，為自制熱導線提供能源，交流電源加在內導體和外導體之間；

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(jié)點，節(jié)點編號用自然數表示，為1，2，3，4，……,2n-3，2n-2，2n-1的整數，節(jié)點共2n-1個；

選擇2n-1個節(jié)點中任一節(jié)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，

交流電源電壓用U_in表示，外導體為電位參考點；每個單元導線上內導體和外導體流過的電流相等，設節(jié)點編號為i的單元導線內導體和外導體流過的節(jié)點電流用Ig(i)表示；節(jié)點編號為i的單元導線內導體節(jié)點電壓用U(i)表示；節(jié)點編號為i的單元導線上加熱材料流過的節(jié)點加熱材料電流為I_h(i)；以編號為i的節(jié)點為界，到1號單元導線之間的導線在節(jié)點i處內導體外導體之間的節(jié)點綜合阻抗用Za(i)表示,Za(i)與單元導線電容、單元導線加熱材料電阻的并聯(lián)阻抗稱為節(jié)點綜合并聯(lián)阻抗，用Z(i)表示；

自制熱輸電導線交流加熱參數優(yōu)化時,對如下分布參數進行計算：

各單元導線加熱材料電阻R_h,各單元導線加熱材料電阻與單元導線電容并聯(lián)的阻容并聯(lián)阻抗Z_RC，各單元導線導體電感與單元導線內外導體電阻之和Rs串聯(lián)后的阻感串聯(lián)阻抗Z_L，節(jié)點綜合阻抗Za(i)，節(jié)點電流Ig(i)，節(jié)點電壓U(i)，節(jié)點加熱材料電流I_h(i)，節(jié)點綜合并聯(lián)阻抗Z(i)，節(jié)點功率計算；

對自制熱導線運行參數優(yōu)化選擇：

交流電源電壓U_in和內、外導體之間測量的單元導線加熱材料電阻R_h的優(yōu)化選擇；

完成單元導線內外導體電阻之和Rs計算、單元導線加熱材料電阻率計算、單元導線導體電感計算和單元導線電容計算；

制熱導線運行參數計算步驟是：

第一步：設置最大電流Imax,最小電源電壓Umin,單元導線制熱材料功率Wmin,每次計算電壓遞增Ustep；

第二步：計算根據式(3-10)計算中間節(jié)點的節(jié)點電壓U(n)；

第三步：計算根據式(3-11)計算單元導線加熱材料電阻R_h；

第四步：根據式(3-2)-(3-9)計算分布參數，

第五步：判斷節(jié)點編號為1的單元導線功率Wa(1)是否大于0.9Wmin，是：進入第六步，否，進入第八步；

第六步：判斷Ig(2n-1)是否小于Imax，是：進入第七步，否，進入第八步；

第七步：判斷U(2n-1)是否大于Umin，是：運算結束；否，進入第八步；

第八步：U(n)＝U(n)+Ustep，進入第三步，

Uin＝U(2n-1)+Ig(2n-1)Z_L；

上述計算得到的Uin和R_h為優(yōu)化的輸入電源和單元導線制熱材料電阻；

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變?yōu)?號，1號單元導線與2n號之間單元導線編號按序列依次遞增，分別編號為2，3，4，……,2n-3，2n-2，2n-1；

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