超磁致伸缩换能器谐振频率自动跟踪方法

为了能有效地减小换能器的体积,实现同位控制及对换能器工作频率的自动调节,提高换能器的工作效率,提出了超磁致伸缩换能器的谐振频率自动跟踪方法。根据超磁致伸缩材料压磁方程,建立了超磁致伸缩换能器速度、阻抗及所受外力的自感知模型;分析了利用感知阻抗自动搜索谐振频率的工作原理,在无需安装检测谐振频率传感器的条件下,实现换能器谐振工作点的自感知,并能方便、快速地自动跟踪系统的谐振频率。在研制的实验装置上,比较分析了扫频方式和搜索感知阻抗方式跟踪谐振频率的一致性,验证了换能器谐振频率自动跟踪方法的可行性与正确性。     

Fe-Ga快淬薄带磁致伸缩性能研究进展

Fe-Ga快淬薄带与Fe-Ga铸态试样相比,饱和磁致伸缩性能明显增加。概述了目前磁致伸缩Fe-Ga快淬薄带研究的主要问题,阐述了镓含量、第三添加元素、甩带线速度和热处理对Fe-Ga快淬薄带微观结构及磁致伸缩性能的影响。重点介绍了Fe-Ga基快淬薄带磁致伸缩增强的机理,除了产生磁致伸缩的基本原因外,薄带〈100〉择优取向以及类B2结构的出现是导致其饱和磁致伸缩应变增大的主要原因。探讨了铁镓合金薄带研究中急需解决的问题,并提出获得稳定、较高磁致伸缩系数和降低成本是未来的研究方向。     

电磁机械同步共振无接触传能与转换方法研究

基于电磁耦合谐振式无线电能传输技术,为电能-机械能的无线传输、转换和控制提供途径,从而为不易拖带电线的微型机器人等用电机构的供能提供便利.建立漏感等效电路并分析了系统整体性能,然后针对超磁致伸缩材料特性建立了电、磁、机械(力)场路耦合模型,并得出系统整体传递函数.实验制作了电磁-机械同步共振系统样机,其测量结果表明由示波器监测的励磁电压频率与通过上位机采集的磁致伸缩棒振动频率一致,同时实现了在间距为30 cm频率为10.07 kHz时电能-机械能的同步转换.     

棒状铁镓合金磁特性测试装置的设计与实验

磁致伸缩水声换能器作为电-机械-声能量转换器件是声呐系统中重要的大功率电磁装置，其核心驱动元件铁镓合金棒需工作在高频（f>1 kHz）激励条件下，为对此类高频大功率磁致伸缩器件的优化设计提供指导，需要准确测试棒材的高频磁特性。以往的测试装置由于高频激励时导磁回路铁损大、励磁回路电阻抗高以及棒材磁导率低等特点，难以保证铁镓合金棒内获得均匀且数值较高的磁通密度。该文基于电磁场理论设计了一种棒状铁镓合金高频高磁通密度磁特性测试装置，首先根据电磁损耗机理选择高频磁心材料并利用参数化扫描的方法优化其尺寸参数，在此基础上，建立三维有限元模型仿真计算棒材内部磁场大小及分布；然后以提高电磁转化效率为目标，设计测试装置的电路部分并依据串联谐振原理进行阻抗匹配；最后制作样机并进行实验测试。结果表明，该测试装置在1 kHz下，磁通密度幅值最高可达0.89 T，比常用的AMH-1M-S动态磁特性测试仪（最高可提供0.1 T磁通密度幅值）提高约9倍，且操作简单、稳定可靠。     

考虑磁致伸缩逆效应的非晶合金开关磁阻电机减振方法

非晶合金用于电机铁心可极大地提高电机效率,然而,其较大的磁致伸缩系数和极强的应力敏感性（即磁致伸缩逆效应）在增大铁心振动噪声的同时,限制电信号对铁心磁性能的精确控制能力。该文提出采用磁致伸缩逆效应对铁心磁化状态进行调制,以抑制非晶合金开关磁阻电机电磁振动的减振思路。首先,基于宏观热力学理论,建立考虑磁致伸缩及其逆效应的非晶合金材料力-磁耦合本构关系;其次,提出非晶合金开关磁阻电机的定子齿加压结构,并考虑静态预应力、脉动电磁应力对非晶合金磁特性的影响,构建开关磁阻电机力-磁双向动态耦合模型并求解;最后,计算应力作用前后定子铁心的磁通密度分布。通过实验与仿真对比发现,定子齿加压结构的径向电磁应力可减小44.5%,因此该减振方法具有可行性。     

谐振式耦合悬臂梁力传感器设计与检测性能分析

谐振式力传感器的检测性能取决于谐振敏感元件的几何尺寸、结构形式和传感机制,目前,单纯依靠减小尺寸提高检测性能的方法已经处于瓶颈期。为了研究发展新型谐振式力传感器,协调非线性振动与谐振结构检测性能之间的矛盾,从而探索灵敏度更高的传感机制,提高其检测性能,提出了一种压电驱动的谐振式磁耦合悬臂梁力传感器。首先,对磁耦合悬臂梁的结构进行了设计和理论建模,通过理论分析了外界压力对磁耦合悬臂梁结构振动特性的影响,随着压力增大,磁耦合悬臂梁之间的距离减小,谐振频率增大。其次,实验验证了分岔跳跃动力学行为的优点,相比单根谐振梁共振时的最大振幅提高了2.8倍,然后研究了基于分岔跳跃特性和基于倍频响应的两种压力检测方案,分别利用分岔跳跃时的临界频率与模态耦合时高阶响应频率实现了压力检测,并对灵敏度和线性度进行了分析。实验结果表明,基于分岔跳跃特性的检测方案振幅变化明显,是基于倍频特性检测方案的5倍左右,易于检测,克服了非线性因素带来的不良影响;基于倍频响应的检测方案输出灵敏度高,是基于分岔跳跃检测方案的4倍左右,信噪比大,为设计不同检测原理的谐振式力传感器提供了一定的参考价值。     

磁致伸缩致动器的输出位移与输入电流频率关系实验研究

针对设计的超磁致伸缩致动器(Terfenol-D 棒φ10mm×85mm)进行了实验研究,主要考虑具有偏置磁场和无偏置磁场时交流输入电流频率与位移输出特性之间的变化关系.通过对致动器建立纵向振动方程,计算得到谐振频率应在1.026～3.078kHz和1.660～4.980kHz范围内.同时实验结果表明谐振频率在2.2kHz附近,与理论分析一致.谐振时致动器的位移输出最大可达68μm,且输入输出为倍频关系.实验研究揭示了超磁致伸缩致动器的频率域输入输出特性,为致动器的优化与应用奠定了基础.     

考虑磁致伸缩效应的电机应力数值仿真与实验

电机振动噪声的来源之一是电机定子铁心硅钢片的磁致伸缩效应。首先建立电磁-机械耦合数值模型,并在有限元分析软件中进行计算,研究磁致伸缩力单独作用与电磁力单独作用对电机定子硅钢片的影响。数值仿真结果表明:电机定子结构中磁致伸缩力为主要应力来源,定子铁心硅钢片中低频振动频率为供电频率的1倍频率与2倍频率。根据仿真思路设计实验,取出电机转子以保证主磁路通过电机定子,通过振动测量设备采集电机定子表面的振动信号进行分析,对仿真结果进行证明。计算理论与实验方法对分析磁致伸缩效应对电机定子振动噪声的影响具有重要的指导意义,对电机低噪声化的研究具有一定的学术意义和参考价值。     

不同铁磁材料变压器铁芯磁致伸缩及振动噪声特性分析

实际运行工况下,非晶合金变压器的振动噪声要明显高于传统取向硅钢铁芯变压器,其原因主要是相同磁化条件下非晶合金的磁致伸缩现象通常高于冷轧取向电工钢片。因此,深入掌握不同铁磁材料的磁致伸缩特性是有效解决变压器铁芯减振降噪问题的前提和基础。本文首先测试了非晶合金带材在交变磁化下的磁致伸缩特性,得到了不同磁化强度下磁致伸缩回环曲线,以及磁致伸缩峰峰值与磁化强度的关系曲线,并与取向电工钢片的磁致伸缩特性进行了对比分析。在此基础上,仿真计算了一台非晶合金变压器铁芯三维主磁场分布,并结合上述磁致伸缩特性曲线,建立了铁芯振动位移数值仿真模型和声场仿真模型,完成了铁芯结构力场和声场的多物理场耦合计算,得到了磁致伸缩效应引起的非晶变压器铁芯振动位移与噪声分布。最后,对比分析了不同铁磁材料变压器铁芯的振动和噪声。研究结果表明,在同样磁化条件下,非晶合金带材的磁致伸缩应变是取向硅钢片的50倍左右,由此引起的非晶变压器铁芯噪声高于传统硅钢变压器铁芯20dB左右。     

Fe83Ga17合金的磁致伸缩性能和结构分析

采用定向凝固法制备出<110>轴向取向多晶Fe83Ga17合金样品,研究了热处理对合金磁致伸缩性能的影响。发现Fe83Ga17经过淬火处理后,饱和磁致伸缩系数明显增大。在25MPa预压力作用下,饱和磁致伸缩系数λs超过了300×10-6。中子衍射和差热分析表明,Fe83Ga17合金在炉冷过程中存在相结构变化,从而导致合金磁致伸缩系数的改变,淬火处理能够抑制合金中DO3相的形成,从而使Fe83Ga17合金的磁致伸缩应变增大。     

浅议蓄电池选购、验收、使用和维护

本文从蓄电池的选购、验收、使用和维护的角度对提高蓄电池系统安全进行探讨。     

谐波及其危害与治理

从谐波的基本概念开始,阐述了谐波基本指标,谐波的危害、谐波的限制措施、谐波测量以及谐波治理等方面的知识并作了具体的分析。     

现代电力与FACTS＆DFACTS技术

现代社会正在进入以信息技术为先导的知识经济时代,要求作为信息基础的电力供应具有高可靠性和高动态品质。文章对现代的电能质量问题及其危害性进行了分析。在介绍国内电能质量控制技术研究发展现状的同时着重指出柔性交流输电（flexible AC transmission system,FACTS）及配电系统柔性交流输电（distribution flexible AC transmission system,DFACTS）技术是提高现代电图供应可靠性和动态品质的重要途径。文中还根据我国电力供求两方面的现状指出改善电能质量是一项系统工程并具有迫切性。     

德、法两国报刊、图书出版业考察有感

阐述了德、法两国报刊、图书出版业的发展趋势和概况,通过对欧洲书展和法、中文化交流活动的介绍,分析了德、法两国报刊、图书出版业的特点。结合宁夏的实际情况,借鉴国外先进经验,提出了本地区电力行业科技期刊的发展模式及思考。     

SF6断路器巡视维护及常见故障原因分析与处理

SF6断路器是电力系统中的一个重要设备。在110kV及以上电压等级中,最常用的开断电器是SF6断路器。介绍了其特点,总结了正常巡视检查定期维护的方法,分析了产生故障的原因,并提出了在出现常见故障时采取的措施,为电网运行管理部门预防该类事故提供参考,从而确保安全优质持续供电。     

阻尼、调谐或滤波等电抗器的标准和应用及电抗器IEC新标准草案

对《电抗器》JB标准与IEC、GB标准之间内容关系不明确之处进行了讨论,介绍了IEC标准中阻尼电抗器、调谐电抗器与串联电抗器三者的概念、标准和应用,同时对新标准IEC60076-6《电抗器》的草案进行了简要介绍。     

变电站与典型用户谐波分析和抑制软件的开发应用

分析了供用电系统中变电站谐波抑制及无功补偿的特点,总结了化工类、冶金类和计算机类用户等谐波源负荷谐波发生特点及补偿治理方案,在此基础上开发了谐波问题分析与抑制的仿真软件。采用所开发的软件,可仿真计算变电站第三绕组安装滤波器滤除中压侧谐波的滤波效益、补偿效果,进行滤波前后谐波电流、母线电压和电容器组谐波放大问题分析,校验电容器安全运行状况;也可仿真计算化工类、冶金类及计算机类用户谐波发生量及计算其所需补偿无功功率,进而设计出典型的补偿滤波方案。测试结果表明,该软件计算准确,运行稳定,使用方便。     

在线稳定节能综合监控与预警系统的设计与应用

基于调度自动化系统平台,介绍了电网在线稳定节能综合监控与预警系统体系框架、功能模块以及主要特点。该系统在实时采集数据的基础上,可直观展示电网的稳定模式域、稳定裕度指标、稳定和网损的相对关系、无功补偿水平等电网运行状态信息,有利于调度员清晰直观了解电网运行态势。该系统可快速定位电网安全隐患,自动智能控制和语音预警。该系统的工程化实施,可大幅提高电网实时稳定节能综合监控和预警能力,实现电网的智能化调度。     

具有智能化特征的安全稳定分析与控制决策技术

安全稳定预警与控制辅助决策是智能电网调度技术支持系统不可缺少的应用类功能。在分析安全稳定分析与控制决策计算工作特点的基础上,提出安全稳定分析与控制决策支持智能化的主要特征：自动化和自适应性。介绍了自动化的安全稳定分析计算技术,包括输入数据准备、任务执行和输出结果的自动化处理;阐述了自适应电网运行工况、外部环境和硬件运行状态的安全稳定分析技术,包括调整应用功能的输入数据和妥善处理安全稳定性交互影响,以及根据分析计算任务要求动态优化调度计算资源。这些技术已用于安全稳定综合防御系统,提高了分析结果的适应性和分析计算的效率,在电网运行规划、计划安全校核、超短期安全态势预测、调度操作安全校核和在线分析与控制等电网调度运行管理中发挥作用。