饮水机的永磁体恒定磁场阻垢实验与机理

饮水机水垢可能引起健康问题,磁化水具有一定的阻垢作用。提出一种固定于饮水机水池外壁的永磁体恒定磁场发生装置,其经济性与易安装维护明显优于工业流体阻垢方法中常见的螺线管恒定磁场装置,同时采用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics分析两者圆柱水池内部的磁感应强度分布规律。针对普遍认可的磁场对水体内各种游离离子的洛仑兹力（离子理论）和带电粒子的洛仑兹力（粒子理论）机理进行永磁体实验验证,结果表明：后者强于前者;恒定磁场能够减缓CaCO₃生成,在常温下的阻垢率可达29%;与空白组相比,长期烧水状态下永磁组饮水机的阻垢效果明显。最后,基于pH和钙离子浓度推算了溶液中各个组分的浓度,其中的CaCO₃含量用于阻垢率的计算解决了其难以测量的困难。     

一种基于离散时域模型的单相PWM整流器控制参数多目标优化设计方法

单相PWM整流器一般采用电压外环比例积分、电流内环比例谐振的双闭环控制方法，在实现交流侧高功率因数的同时稳定直流侧输出电压，因此受到国内外学者的广泛研究。然而，在内外环控制参数设计阶段，传统设计方法一般根据经验选取控制参数，参数选取范围较大，且无法量化评估控制参数的时域控制效果，导致参数优化整定困难。为此，该文提出一种基于离散时域模型的内外环控制参数多目标优化设计方法。首先，采用传统设计方法确定电压外环比例、积分控制参数以及电流内环比例、谐振控制参数的安全设计空间；然后，基于离散时域模型将安全设计空间正映射至控制参数的时域性能空间，实现电流内环控制参数对交流侧功率因数以及电压外环控制参数对直流侧电压超调量的量化评估。在此基础上，通过进一步约束性能目标得到性能优化设计空间，考虑内外环控制参数的耦合效应，对内外环性能优化设计空间进行重新组合，再将其映射至性能空间，得到内外环控制目标帕累托最优前沿下的最优设计空间，从中选取内外环控制参数的优化设计点，在典型工况下实验测得的交流侧功率因数为0.981 26，直流输出电压超调量绝对值为1.37%，证明了所提优化设计方法的正确性。