中国科技论文

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  • 高频绝缘芯变压器型高压电源整流电路设计

    张亚峰;杨军;李梦奎;梁辉;李远鹏;谢康俊;

    针对1种采用铁氧体磁芯的高频绝缘芯变压器型高压电源的创新设计方案,对其副方线圈侧的倍压整流电路进行了设计。根据元器件的电路运行特性对其参数进行了设计计算,并对电路开展了仿真,同时对电路元器件进行了选择优化;针对最终选择的元器件参数计算分析了整流电路的损耗,验证了其效率满足设计要求;对整流电路进行了实验测试,测试结果与计算仿真结果相符,形成了1套适用于高频绝缘芯变压器型高压电源的倍压整流电路设计实现方案。

    2017年11期 v.12 1207-1212页 [查看摘要][在线阅读][下载 330K]
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  • 横向磁场磁通反向直线电机的等效磁路模型分析

    寇宝泉;罗俊;瞿国澄;

    针对横向磁场磁通反向直线电机内部磁场分布复杂、电机设计困难的问题,提出适用于该电机的等效磁路模型,从而提高了电机设计效率。首先,分析该电机的磁路结构,建立电机的磁网络拓扑图,并基于磁路法推导出电机1个最小磁路单元的回路方程组;进而,采用直线段和圆弧作为磁路的近似路径,计算在不同位置时,比磁导的表达式,推导电机电压方程以及推力表达式;最后,为了进一步验证理论分析的正确性,设计并研制了1台实验样机。通过与三维有限元结果、样机实验结果的对比分析,发现所提出的磁路模型计算得到的磁链,比有限元结果高出2.5%,反电势基波幅值比实验结果高出11%,在线性区间内推力计算值与实验结果误差在9%以内。本文所提出的横向磁场磁通反向直线电机的等效磁路模型可以有效地应用在该类电机电磁设计的初步阶段,以确定电机的主要尺寸参数。

    2017年11期 v.12 1213-1219页 [查看摘要][在线阅读][下载 379K]
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  • 铜基纳米结构疏水表面冷凝传热实验研究

    李翔;齐宝金;NENAD Miljkovic;魏进家;

    为研究纳米结构差异性对冷凝传热性能的影响,通过化学刻蚀法、电化学沉积法、水热法等方法制备了不同结构的Cu(OH)_2纳米线、C_(36)H_(70)CuO_4纳米片及CuO纳米花等疏水表面。实验测得Cu(OH)_2纳米线表面静态接触角最大,达到151.9°;而C_(36)H_(70)CuO_4纳米片表面和CuO纳米花表面接触角较为接近,分别为130.5°和124.7°。通过冷凝传热对比实验发现,Cu(OH)_2纳米线和CuO纳米花结构表面能够维持稳定滴状冷凝,且CuO纳米花结构表面传热性能最佳。虽然液滴在C_(36)H_(70)CuO_4纳米片表面成核密度最大,但由于无法维持稳定的滴状冷凝,其传热性能不到纳米花表面的50%。此外,传热性能测试实验后,Cu(OH)_2纳米线和CuO纳米花表面性质基本保持不变,但C_(36)H_(70)CuO_4表面接触角下降到82.6°,试样表面的片状多孔纳米结构因C_(36)H_(70)CuO_4在高温蒸汽中分解而受到破坏。

    2017年11期 v.12 1220-1224+1234页 [查看摘要][在线阅读][下载 569K]
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  • 黄铁矿在不同CO_2体积分数下的转化行为研究

    喻鑫;吕为智;于敦喜;徐明厚;

    研究黄铁矿在CO_2气氛下的转化规律对于富氧燃烧技术的应用具有重要意义。为此在管式炉中开展了不同CO_2体积分数条件下黄铁矿的燃烧实验,实验温度为700℃。对固态产物进行XRD定性分析,同时采用便携式红外气体分析仪对气态产物进行实时在线监测。研究结果表明:CO_2体积分数的改变并不影响黄铁矿的分解转化机理;不同CO_2体积分数条件下,黄铁矿会与CO_2发生化学反应生成磁黄铁矿、SO_2、COS、CO,且同时还存在自分解反应生成硫单质;其中,黄铁矿分解过程中生成的COS主要来源于CO/CO_2和硫单质之间的二次反应。

    2017年11期 v.12 1225-1229页 [查看摘要][在线阅读][下载 261K]
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  • 基于微细通道热沉的热电制冷散热系统实验研究

    张建波;徐向阳;屈佐明;孔令剑;马挺;

    为提高电子器件冷却系统散热效率,本文搭建了以微细通道热沉、热电制冷器、风扇散热器为核心的散热系统,研究了热电制冷器输入电流对制冷温度、制冷模式的影响以及循环水流量对系统性能的影响。实验结果表明:随着热电制冷器输入电流的增加,热源平衡温度呈现先减小后上升的趋势;热电制冷器的热传导方向随着电流的增加发生改变,当电流小于4A时为热电主动冷却模式,热传导对制冷效果具有促进作用,而当电流大于4A时为热电制冷模式,热传导对制冷效果具有抑制作用;增大循环水流量可以提高制冷效果,但是当流量大于60L/h时,热源降温幅度不再随着流量增大而显著减小。

    2017年11期 v.12 1230-1234页 [查看摘要][在线阅读][下载 245K]
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  • 高聚焦度经颅磁刺激线圈的研究

    李江涛;郑敏军;曹辉;赵政;顾悦;李征;李涛;姜为华;

    经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)技术因其无痛、无创的优点已在临床的治疗和诊断中得到广泛的应用,而如何提高刺激线圈的聚焦度和灵活性仍是1个亟待解决问题。提出了双8字形刺激线圈,研究了双8字形线圈内外线圈的半径比及匝数比对刺激聚焦度的影响;并利用COMSOL仿真软件探究了圆形线圈阵列的刺激特性以及辅助线圈对刺激性能的影响。结果表明:双8字形线圈的聚焦度较普通8字形线圈其聚焦度最大可提高50%;圆形线圈阵列可通过控制独立线圈电流来灵活调节刺激模式,适当引入辅助线圈电流能有效提高线圈阵列的刺激聚焦度,但辅助线圈电流与主线圈电流之比应小于0.4。

    2017年11期 v.12 1235-1239页 [查看摘要][在线阅读][下载 329K]
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  • 主动配电网灾害恢复模型

    柯梓阳;汪隆君;王钢;

    以自然灾害为首的极端事件造成的电网故障显著区别于一般随机设备故障,其恢复过程受负荷压频特性和分布式电源(distributed generation,DG)下垂特性影响大。为此,建立了1种主动配电网灾害恢复混合整数规划模型。该模型以恢复负荷最大为目标,通过合理安排各具有黑启动能力DG出力,操作一系列开关,形成以单DG为电源和就近负荷构成的微电网,并满足负荷压频特性、DG下垂特性、潮流约束、拓扑约束、DG出力和电压安全等条件。采用修改的IEEE 37节点配电系统测试验证了所提模型,结果表明:负荷压频特性和DG下垂特性对故障恢复影响巨大,总恢复负荷差异高达18.0%;忽略DG下垂特性,将导致恢复电网频率和节点电压越限,难以对负荷进行正常供电;忽略线路参数频变特性对恢复效果作用极小,还可大幅提高模型计算速度。

    2017年11期 v.12 1240-1246+1289页 [查看摘要][在线阅读][下载 423K]
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  • 基于小波能量和EMD小电流接地故障选线

    孙蓉;马寿虎;葛乐;杨志超;

    针对小电流接地系统中故障合闸角在0°附近时现有选线方法成功率低的问题,提出1种新的选线方法。该方法将暂态零序电流进行小波包变换和经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD),在变换分解的过程中,根据不同的故障合闸角求取不同的故障特征量。若故障合闸角在0°附近,则求取各馈线的衰减直流分量,其极大值的馈线即为故障线路;若故障合闸角在90°附近,则求取各馈线的小波能量,其极大值即为故障线路;若衰减直流分量或小波均无极大值,则母线故障。在PSCAD/EMTDC中对搭建的6条电缆馈线的配网模型进行仿真,并通过MATLAB处理仿真数据。仿真结果证明了该方法在不同条件下小电流接地故障选线的准确性。

    2017年11期 v.12 1247-1251页 [查看摘要][在线阅读][下载 228K]
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  • 激光无线能量传输用低纹波半导体激光器驱动电源

    周玮阳;金科;

    提出1种并联型开关线性复合结构的半导体激光器(laser diode,LD)驱动电源及其相应的控制策略。由于激光能量传输系统中LD驱动电源一般采用线性电源来满足其对输入电流低纹波的要求,而在大功率能量传输的场合,线性电源效率较低,限制了激光传能系统的发展和应用,故用高效率的开关电源代替传统的线性电源作为驱动电源。为补偿开关电源的输出电流纹波,采用高线性度的线性放大器与开关电源并联来抑制电源的输出电流纹波。为保证电源效率,开关电源采样线性放大器的输出电流并将其限制在0附近波动,以此提供绝大部分的负载功率。为保证电源输出电流的低纹波,线性放大器直接采样电源的输出电流来抑制开关电流纹波。此外,为实现良好的补偿效果,还对其电流环路进行了理论分析和设计。最后搭建了1台原理样机,通过实验使得电源的输出电流纹波减少了95%,为输出电流的1.2%。

    2017年11期 v.12 1252-1256页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K]
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  • 锅炉二次风系统数值模拟计算研究

    郑海明;杨婧君;郭铁桥;

    为了研究锅炉二次风系统内部流场的分布特性,采用ANSYA CFX数值模拟计算软件对平顶山平东热电厂某机组四角切圆燃烧锅炉的二次风系统进行计算分析,对二次风系统建立模型,进行网格划分,并在给定边界条件下进行不同工况下的数值模拟,同时提出结构优化的方法,合理分配二次风道内的风量,以提高锅炉的燃烧效率。结果表明:将总风管过渡到二次风箱的90°角换成45°角后,二次风道内的流量分配出现了沿程增大的现象,合理地分配了二次风道内的风量。

    2017年11期 v.12 1257-1261页 [查看摘要][在线阅读][下载 568K]
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  • 脉冲电压作用下液体食品击穿特性研究

    魏新劳;李军辉;王浩然;朱博;

    液体食品异常击穿是脉冲电场灭菌技术中的技术瓶颈之一。深入研究液体食品在脉冲电压作用下的击穿特性、探究其击穿机理,对于有效解决这一技术瓶颈至关重要。在搭建的研究脉冲电压作用下液体食品击穿特性的专用实验平台,对自来水、橙汁和啤酒这3种常见的液体食品在脉冲电压作用下的击穿特性进行了实验研究,分别研究了液体食品的压力、流速、温度对其脉冲电压作用下击穿电压的影响。研究结果表明:在脉冲电压作用下,这3种液体食品的击穿电压均随液体压力的增高而提高、随液体流速的增大而提高、随着液体温度的升高而提高。在压力、流速和温度这3个影响因素中,压力对脉冲电压作用下液体食品击穿电压的影响最突出,其次是流速的影响,最后是温度的影响。因此,消除或抑制液体食品在脉冲电场灭菌中的异常击穿主要应该从压力和流速两个方面去考虑采取相应的技术措施。

    2017年11期 v.12 1262-1268页 [查看摘要][在线阅读][下载 343K]
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  • 基于AFSA的统一潮流控制器的优化设计

    祁红心;黄丽华;栗梦迪;澹台潇涵;韩姣;

    为进一步提高统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)的输电能力与稳定性,需要优化其控制器结构。提出利用人工鱼群算法(artificial fish swarm algorithm,AFSA)优化模糊PI控制器的量化因子和比例因子,进而优化隶属函数及模糊控制规则。在PSCAD/EMTDC单机无穷大仿真系统中,模拟了输电系统稳态和三相短路暂态2种情况,分别采用常规PI控制、传统模糊PI控制、遗传算法PI控制及ASFA模糊PI控制4种方法对UPFC进行了仿真。结果表明:采用ASFA模糊PI控制的UPFC控制效果最优,迭代次数少、收敛速度快、超调小、系统调节响应速度快、稳定性高。

    2017年11期 v.12 1269-1273页 [查看摘要][在线阅读][下载 258K]
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  • 考虑覆冰厚度的输电线路覆冰增长预测

    孟遂民;祝一帆;唐波;卢银均;

    针对输电线路覆冰过程天气因素复杂、预测精度较差等问题,提出将覆冰厚度纳入特征向量,以覆冰厚度增长率为预测目标,并利用灰色综合关联分析法验证该方法的合理性;同时,将粒子群算法与最小二乘法支持向量机(LS-SVM)结合起来建立预测模型,得到覆冰厚度增长曲线。实例计算结果表明:预测方法改进后,训练集数据的拟合值与实际覆冰厚度的均方误差由0.23降至0.19,下降了17.4%;测试集数据的预测值与实际覆冰厚度的均方误差由5.10降至0.25,下降了95.1%,本预测方法的预测精度得到提高。

    2017年11期 v.12 1274-1279页 [查看摘要][在线阅读][下载 215K]
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  • 用于电弧炉谐波治理低损耗混合有源滤波器的研究

    王红君;石亚慧;岳有军;赵辉;

    为了提高混合有源滤波器的综合性能,减少复杂结构滤波器在运行过程中有功功率和电力资源的浪费,提出了结构可转换的新型混合有源滤波器这一新的思路:在电弧炉冶炼周期开始时,投入大容量的串联谐振注入式混合有源滤波器(series resonant injection hybrid active power filter,SRITHAPF),当电弧炉冶炼至还原期时,投入注入式有源滤波器(injection active power filter,IAPF),进行剩余阶段的谐波治理任务。分析了新型混合有源滤波器的运行机理与开关投切时产生的冲击电流,通过仿真结果和理论计算验证了不同结构滤波器对电弧炉相应冶炼阶段的谐波治理效果。实验表明:投入结构可转换的新型滤波器具有较好的滤波性能,并降低了基波损耗,提高了滤波装置的运行效率。

    2017年11期 v.12 1280-1284页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K]
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  • 阶跃温度场在热电偶时间常数测试中的应用

    郝晓剑;段向港;昝清波;张根甫;周汉昌;

    传统的采用机械方式将热电偶投掷到温度场热中测量电偶时间常数的方法,由于时间上的延迟,无法测量ms级、甚至μs级热电偶的时间常数,为此,提出了1种热电偶时间常数测试系统,该系统以大功率半导体激光器为阶跃温度场的激励信号对热电偶加热,利用红外探测器反馈控制模块实现加热过程温度场的控制。实验结果表明:提高激光器输出功率密度可以在50ms内产生1 126℃阶跃高温场;利用反馈控制模块可以在热电偶达到某一温度阶跃后,使热电偶吸收热量和散失热量达到动态平衡;测得某接点外露型热电偶在标况下阶跃温度为700℃时的时间常数为446ms。

    2017年11期 v.12 1285-1289页 [查看摘要][在线阅读][下载 249K]
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  • 基于ESN模型的焦炉火道温度预测研究

    李爱莲;聂宇航;

    为准确建立焦炉火道温度模型,保证焦炭质量,节约能耗,提出了基于回声状态网络(echo state network,ESN)模型的焦炉火道温度的预测方法。针对炼焦过程中强耦合、大滞后的特点,以及实际生产中大量炼焦数据未被合理利用的现状,运用数据驱动与非线性建模相结合的方法,首先,对采集的数据进行数据处理,保证了数据的真实有效性;然后,分别建立了焦炉火道温度系统的BP神经网络预测模型和ESN预测模型;最后,在Matlab环境下进行仿真实验,并对2种预测模型的平均相对误差和命中率进行对比。实验表明:ESN模型与BP神经网络模型相比,平均相对误差减小了0.66%,命中率提高了6.39%,说明在结合数据驱动的前提下,ESN模型更能准确预测火道温度,为下一步火道温度的优化控制奠定基础。

    2017年11期 v.12 1290-1293页 [查看摘要][在线阅读][下载 188K]
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  • 基于分布参数模型的多通道烘缸传热模拟

    严彦;董继先;

    建立了多通道烘缸通道内蒸汽冷凝换热的分布参数模型,分析了不同结构参数对多通道烘缸传热和流动特性的影响。通过对某一纸机的性能进行模拟分析,考察了通道数量及高宽比等参数对蒸汽冷凝换热和流动特性的影响。结果表明:在1个给定的高宽比下,通道数量有一最优值,在该通道数量下,蒸汽恰好完全冷凝成水,且通道中释放的热量与纸张蒸发所需的热量一致;同时,高宽比太小会导致通道设计的精确性增大,而高宽比太大则会使得沿程阻力增加,因此,选择高宽比在1/3~1/6较为合理,所建模型可作为多通道烘缸通道设计的理论依据。

    2017年11期 v.12 1294-1299页 [查看摘要][在线阅读][下载 439K]
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  • 用燃油添加剂降低小型柴油机排放的试验与分析

    刘胜吉;王怀柱;王建;赵宇超;

    受小型非道路用柴油机结构成本等的限制,降低其排放以满足严格的排放标准,这是行业中的技术难题。针对此问题,以186FA柴油机为样机,机内净化使柴油机的NOX合理,在此基础上燃用添加铁基燃油添加剂的柴油并使用DOC+POC后处理来降低排放。按非道路柴油机试验循环工况组织试验,对原机、使用DOC、燃用添加铁基燃油添加剂的柴油和使用DOC+POC的柴油机的燃油经济性和排放污染物进行了比较,分析它们的变化机理。试验结果表明:燃用添加铁基燃油添加剂的柴油和使用DOC+POC的柴油机的比油耗略有下降,小负荷工况HC、CO排放明显减少,颗粒排放大幅度降低,整机比排放HC、CO和PM较原机分别降低了89.4%、67.3%和59.4%;添加铁基燃油添加剂后整机排放满足了中国非道路G3排放标准要求,这是小型柴油机降低排放的有效方法之一。

    2017年11期 v.12 1300-1303页 [查看摘要][在线阅读][下载 191K]
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  • 几何参数对矩形通道纵向涡发生器流动换热性能的影响

    唐凌虹;曾敏;

    以渐缩式三角形翼对纵向涡发生器与椭圆支柱的组合结构为研究对象,通过数值计算方法,研究了椭圆支柱几何参数(长轴和短轴)、纵向涡发生器几何参数(厚度、长度、高度以及攻角等)及纵向涡发生器横向间距和纵向间距对矩形通道内水的流动换热性能的影响。研究结果表明:椭圆支柱几何参数和纵向涡发生器厚度对矩形通道内水的流动换热性能影响很小;随着纵向涡发生器长度、高度、攻角和横向间距的增大,矩形通道内水的Nu与f因子均增大;随着纵向涡发生器纵向间距的增大,水的Nu和f因子均减小。

    2017年11期 v.12 1304-1308页 [查看摘要][在线阅读][下载 270K]
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  • 大型燃煤电厂中速磨煤机入口圆形一次风道均流技术研究

    彭小敏;胡亮;徐亚峰;梅振锋;陈敏;

    为提高紧凑型磨煤机入口圆形一次风道风量测量的准确性,采用数值模拟计算手段,对其冷热一次风道接口及混合段的一次风流场混流特性进行研究,并进行均流优化设计。模拟计算结果表明:均流设计方案能够很好地满足测量元件对测量截面处流场均匀性以及稳定性的要求;所开发的适用于紧凑型磨煤机入口圆形一次风道的均流改造技术,对于推动磨煤机入口圆形一次风道的风量测量准确性,具有重要意义。

    2017年11期 v.12 1309-1314页 [查看摘要][在线阅读][下载 704K]
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  • 考虑分布式电源和换电站及开关的配电网可靠性评估

    宋杰;罗雨萌;周健;颜伟;吕冰;赵霞;余娟;任洲洋;

    为了评估含分布式电源和换电站的配电网可靠性,将换电站引入含分布式电源的孤岛形成策略中,考虑换电站的储能特性,提出了含分布式电源和换电站的孤岛形成策略、孤岛形成概率的计算方法。首先,分析由于分布式电源出力不足导致孤岛无法形成的情况并计算其概率;然后,分析考虑换电站弥补分布式电源出力不足作用下的孤岛形成策略;最后,计算各种策略下孤岛形成的概率。基于此,考虑联络线的负荷转移作用,提出了含分布式电源、换电站、分段开关和联络线的配电网可靠性评估方法。最终,采用IEEE三馈线系统验证了评估方法的有效性。

    2017年11期 v.12 1315-1320页 [查看摘要][在线阅读][下载 239K]
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  • 基于无速度传感器的永磁同步电机模糊PI控制

    张海刚;张磊;陈文博;叶银忠;万衡;徐兵;

    为了提高PMSM调速系统的快速性、稳定性和鲁棒性,提出1种改进型PI调节器的调速方法。针对PI调节响应慢,存在抖振的情况,设计了1种模糊PI调节器替代原有的传统PI调节器,从反电动势中提取转速和转子位置信号,减小计算转角和转速的误差和复杂性,搭建仿真模型对提出的方法进行验证。仿真结果表明:设计的模糊PI观测器鲁棒性强,提高了调速系统的快速性、稳定性,可靠性高、超调量小,能够有效抑制抖振,与传统PI调节器比较,在动态性能和精度上有更好的效果。

    2017年11期 v.12 1321-1326页 [查看摘要][在线阅读][下载 429K]
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