甚高频共振式脉冲源放电蚀除

针对传统微细电火花脉冲电源普遍存在的放电频率低、脉宽较大、纳米级高效蚀除能力难以日益提高的问题,设计出了一种基于电路共振原理的甚高频微能脉冲源,该脉冲源可产生放电频率55 MHz、电压峰峰值220 V的开路电压波形,电压脉宽可压缩至9.1 ns。进行了不同开路电压下的放电实验,获得了各实验条件下的放电波形。实验结果证明所设计的甚高频微能脉冲源具有良好的加工工艺性能。     

锂离子电池开路电压快速估计研究

提出了一种离线式锂离子电池开路电压快速估计方法,在短时间内完成对需要经过长时间搁置才能稳定的开路电压的预估。建立了一个带有权重的电压弛豫模型并利用短时间内搁置电压数据和模型预估值构造损失函数,通过优化算法对损失函数中的参数进行寻优。电池开路电压预估流程包括对电池进行放电,搁置和开路电压预估,整个过程所需时间为30～40 min,即通过30～40 min就可以完成对需要进行数小时静置后才能稳定的开路电压的预估。为了检验此模型的适用性,设计了三元锂电池在不同电池荷电状态(State of charge,SOC)下、不同温度下和以不同的放电倍率放电下开路电压预估的试验,以及设计了电池容量循环衰减试验,并在电池容量衰减后继续对电池开路电压进行预估。试验结果表明,此模型可以通过短时间搁置便能精确地预测电池在不同SOC和不同温度下以及电池容量衰减后的开路电压。提出的离线式锂离子电池开路电压快速估计方法能够快速、准确地预估电池稳定开路电压,在电池SOC以及电池健康状态(State of health,SOH)等状态估计及电池容量估计方面有重要作用,能够大大缩短预估时间。     

微细电火花加工放电状态逐级映射检测

为解决微细电火花加工过程中由于频繁出现的放电信号严重畸变、放电状态不稳定甚至突变等造成的放电状态难于准确检测的技术难点,在分析和研究传统的微细电火花加工放电状态检测方法的基础上,结合系统辨识和模糊逻辑理论,提出了微细电火花加工放电状态逐级映射检测原理和方法。对实时采集到的极间电压和电流信号,通过模糊运算判别采样点的放电状态,再将采样点放电状态值映射为放电状态矢量,并对该矢量进行统计得到"短路率"和"火花/电弧率",经过模糊推理辨识出各分析周期的放电状态。实验表明,该检测方法准确性高、运算量低且运算速度快,与平均电压法相比,效率提高22.2%。检测结果可为微细电火花放电加工过程的实时控制提供系统放电状态的反馈输入,保证了加工控制系统的稳定性和准确性。     

慢走丝线切割放电状态在线识别新方法

在慢走丝电火花线切割加工过程中,由于其放电机理的复杂性、放电点的随机性和最优加工参数的不确定性,放电加工过程中的放电间隙电压可大致分为开路、正常放电、电弧、短路和复杂放电五种放电波形。在不同加工参数下,各类放电波形的比例不一样,不适当的加工参数将显著降低正常放电波形的比例,严重影响慢走丝加工过程中的效率、精度和稳定性。建立一种慢走丝线切割放电状态浮动电压阈值在线识别方法,在放电波形识别系统中,根据不同的加工工况,调节阈值电压的参考值。再根据识别的各种放电波形的比例,采取相应的措施,改变加工参数,已达到最优的放电波形比例。实验数据表明,该系统具有较高的识别精度、实时性和稳定性,且提高材料去除率约20%,降低表明粗糙度约27%,该放电波形识别系统可在电火花线切割加工中具有较好的实用性。     

高压放电法检测药品包装完整性的研究

对采用高压放电法检测输液容器包装完整性进行了相关研究。采用毛细管打孔制作阳性样品，通过微生物挑战试验对比检测灵敏度；根据包装容器特性进行高压放电法试验参数的优化，达到一定分离度要求，从而确定该检测方法下的泄漏阈值，验证了检测方法的准确度、精密度、耐用性，并进行了影响因素试验。高压放电法检测聚丙烯输液瓶包装完整性通过了方法学验证，检测灵敏度为3μm，高于微生物挑战法，测试参数为：输出电压13 kV，最大功率100 W，最大电流4.6 A，电压频率450 Hz，泄漏阈值12 W。经对比，高压放电法检测药品包装完整性的检漏效果更好。     

PCI-9846高速数字化仪在电火花放电特性测试中的应用

针对电火花放电间隙状态变化特性的检测与分析等问题,利用凌华PCI-9846四通道高速数字化仪建立了测量系统,讨论了电火花加工放电间隙放电特性测量方案,测量了不同加工状态下放电间隙两端的电压波形和电流波形,分析了空载、正常火花放电、过渡电弧放电和短路等不同加工状态下的电压波形特征及其特征参数。研究结果表明,正常火花放电、过渡电弧放电和短路等不同加工状态下间隙电压的阈值范围不同,且与加工电流有关;在设计伺服控制器时,应根据电源电压、加工电流、工件材料等来动态修正电压阈值。     

熔化极脉冲氩弧焊弧长动态调节性能研究

介绍了一种新型的单周期脉冲MIG焊控制法,该法采用非线性控制,通过实时采集电弧电压信号,控制每一个脉冲周期内的平均电弧电压和预设值相同,系统具有很强的弧长调节能力。当扰动发生时,在每一个周期内,电弧电压的平均值和设定值之间既不存在静态误差也不存在瞬态误差,弧长可以在数个周期内调整到稳定。在深入研究电弧动态调节过程的基础上,对原来方案进行优化设计。试验结果表明,该系统具有优异的电弧自身调节特性,焊接工艺性能良好。     

基于误差电压协方差的两电平开路故障诊断

提出一种基于误差电压协方差来诊断两电平变流器IGBT开路故障的方法，具体如下：通过两种途径（脉冲电压预测法和真实电路求解法）求出IGBT正常和开路时对应输出线电压误差。其中脉冲电压预测法假设某桥臂两个IGBT分别开路，并根据脉冲和电流回路，推导对应的故障线电压误差表达式；真实电路求解法通过电路理论求出真实的电压误差解析式。引入协方差相关系数来分析和比较两种途径得出的电压误差的相似度，并根据相似度最大值判定具体开路故障位置。最终通过实验验证了此方法的有效性。     

基于信号斜率的铁磁材料脉冲涡流测厚研究

以厚壁铁磁性材料为对象,研究了基于晚期信号斜率的脉冲涡流测厚方法.首先分析了铁磁性材料脉冲涡流时域信号的特点,得出峰值、峰值时间、过零点、提离交叉点等特征量难以适用的结论.然后将感应电压信号从直角坐标系转换到单对数坐标系,针对单对数坐标系下晚期信号趋于直线且直线斜率与材料厚度一一对应的特征,提出以信号斜率为特征量的脉冲涡流信号分析方法.最后开发了实验系统,运用该方法在16MnR阶梯钢板上进行了实际测量.实验结果表明,该方法能有效地用于铁磁性材料的厚度检测,检测范围大,壁厚误差小于5％,且不受提离影响.     

压电自适应微细电火花加工技术

针对微细电火花加工技术的特点,开发、研制了新型的压电自适应微细电火花加工装置,介绍了该装置的结构和工作原理,分析了压电致动器的性能以及放电间隙与开路电压的关系,并利用该装置进行了试验研究。试验结果表明该加工技术可以实现放电间隙与放电状态的自适应调节,加工效率较高。     

用正交试验分析中电参数对圆柱度影响

电火花加工脉冲放电的统计学研究表明电参数与加工质量间存在一定的规律性。为实现电火花加工小孔圆柱度误差的合理控制,通过大量的工艺试验研究放电参数与小孔圆柱度间的规律是十分必要的。提出了多截面直角坐标测量方法,实现了小孔圆柱度的定量评定。在此基础上,采用正交试验研究了放电参数（开路电压、电流,脉宽,脉间,抬刀周期）对小孔圆柱度的影响。结果表明：脉宽对圆柱度的影响最为显著,开路电压次之,其余三个参数的影响较弱;同时也得到了以圆柱度误差最小为评价目标的一组放电参数。     

含半圆形埋藏裂纹金属构件脉冲放电时应力场分析

对纯弯曲载荷作用下含半圆形埋藏裂纹的金属构件在脉冲放电瞬间的应力场进行了理论分析,运用热传导、非定常热应力及汉克尔变换等理论,推导出应力场分布理论公式。由公式可知,在脉冲放电瞬间,电磁热在裂纹尖端形成热压应力场,压应力场能有效地抑制裂纹的扩展。对脉冲放电前后的含半圆形埋藏裂纹构件进行了超声波检测实验,利用超声波对比法测得脉冲放电后构件裂尖应力值,该应力值有所增大。     

用正交试验分析电参数对小孔圆柱度的影响

为实现电火花加工小孔圆柱度误差的合理控制,通过工艺试验研究了放电参数与小孔圆柱度间的规律。提出了多截面直角坐标测量方法,用线切割对已加工小孔的工件进行轴向和径向切割,以产生反映小孔特征的母线基准和圆基准;然后,用万能工具显微镜对这两个基准上的特征点进行测量,最终实现小孔圆柱度的定量评定。在此基础上,采用正交试验研究了放电参数(开路电压、电流,脉宽,脉间,抬刀周期)对小孔圆柱度的影响。结果表明,脉宽对圆柱度的影响最为显著,开路电压次之,其余3个参数的影响较弱;实验获得了以圆柱度误差最小为评价目标的一组放电参数:开路电压110V,电流0.6A,脉宽150μs,脉间120μs,抬刀周期1+2s。验证实验得到了平均半径为0.30184mm的小孔,其圆柱度误差为0.021mm,说明用该方法控制电火花加工小孔的圆柱度是有效的。     

基于LabVIEW的电火花线切割放电加工状态的研究

电火花线切割加工时放电加工状态决定着加工的质量和速度,电极丝和工件之间的放电电压是对放电加工过程进行实时检测的重要参数.以LabVIEW为开发平台,以放电电压为检测参数,构建了电火花线切割放电加工状态识别仿真系统.该系统主要包括线切割放电状态识别模块、BP神经网络放电预测模块以及加工稳定性分析模块,对提高电火花线切割加工质量、加工效率及智能化加工有良好的效果.     

基于模糊控制的微细电火花加工脉冲电源研究

设计了一套微细电火花加工脉冲电源,该电源采用有效放电火花数检测方法对放电状态进行统计,并利用模糊控制算法对脉冲宽度和脉冲间隔进行调整以改善加工性能。试验结果表明,该脉冲电源在保证加工稳定性的基础上,能够有效地提高加工精度及加工效率。     

用于低能量除颤的除颤器设计

设计了用于低能量除颤的,可灵活调节放电脉冲宽度和准确测量实际放电能量的除颤器.该除颤器的放电波形为双相指数截尾波,通过人工设置,可释放1～3组双相指数截尾波;放电脉冲的宽度、各脉冲之间的时间间隔可人工灵活调节,最小步长为0.1 ms;可测量放电前后储能电容电压,再根据储能电容的容值准确地计算出实际放电能量.该除颤器在双相指数截尾波的基础上,通过调节放电脉冲的宽度、各脉冲之间的时间问隔及脉冲数量,优化放电波形,达到低能量除颤的目的.已在20余例低能量除颤的动物实验中应用,各项功能符合设计要求.     

电火花成型加工间隙电压在线检测与处理的新方法

通过对电火花成型加工过程放电状态的分析,在阐述了传统的间隙电压在线检测与处理方法的基础上,提出了一种新的在线检测与处理方法。该方法利用积分电路对间隙电压进行积分,而后求取其在本分析周期内的平均值,这适合于间隙电压检测适用统计规律的特点。与传统方法相比,本方法无需使用高速数据采集器件和大容量存储器件,硬件成本显著降低,由于无需对大量数据进行处理,节省大量CPU时间,软件更趋简洁。此方法具有很强的工程应用价值,通过对运行结果进行对比,效果良好。     

低功率水工质脉冲等离子体推进器的工作特性

为了解决Teflon脉冲等离子体推进器存在的性能低、有污染等问题,设计了以水为工质的脉冲等离子体推进器系统,并研究了它的主要工作指标的能量阈值.分析了水工质脉冲等离子体推进器系统的放电类型形成条件及原因,通过放电电压和电流测试实验,对工作能量阈值进行了实验研究,得到了稳定运行能量对应的储能电容值.实验结果表明:在足够高...     

基于UHF的局部放电信号小波包去噪与模式识别研究

为有效检测GIS内部局部放电(PD),采用超高频法模拟局部放电实验,采集不同缺陷模型的局部放电信号。应用小波包分析和多种阈值去噪方法滤除白噪声,得到PD信号特征,并引入概率神经网络实现PD模式识别。实验结果表明:经验给定阈值方法去噪效果最佳,且去噪后PNN模式识别准确率可达92.31%,满足工程需求。     

基于超高频法的GIS自由金属微粒局部放电检测与特性研究

为了研究自由金属微粒对三相共筒式GIS设备运行的影响,提高局部放电检测水平,试验设计了3种不同形状、尺寸的自由金属微粒模型。采用逐步升压法对其进行试验,用超高频法测量了不同模型试品的局放起始电压,局放信号波形,对不同类型的自由金属微粒放电过程做了分析,建立了局部放电变化灰度图和脉冲分布图,获得了相应的图谱特征。试验结果表明,自由金属微粒尺寸较大,形状较规则,其局部放电正负半周差异性较小,放电幅值也相对较小;当微粒较小且形状越不规则,其局部放电越剧烈,放电量越大。另外试验结果还表明,在试验电压范围内,对于三相共筒式GIS,并没有发现自由金属微粒跳动情况。