井下低压电网绝缘参数研究

作者用实验统计的方法,分析了井下低压电网绝缘电阻的直流伏安法测量值与交流补偿法测量值各自所遵循的统计分布规律,以及附加直流电压对这两种测量值所引起的不同效果。在电介质理论基础上,说明了绝缘电阻的直流伏安法测量值与交流补偿法测量值之间存在很大差异的内在原因,并由此提出了采用绝缘电阻直流伏安法测量值真实反映交流补偿法测量值的函数关系。同时也讨论了电网电容的分布特性。     

求解一阶一端口网络阻抗函数及其等效电路的三电阻法

用二端口网络参数推出了一阶一端口网络阻抗函数的一般形式,分析了各项物理意义,提出了通过计算或测量三个特定一端口电阻电路的等效电阻来求解阻抗函数及其等效电路的三电阻法,它为使用计算机或通过实验测量来确定一阶一端口网络阻抗函数及其等效电路提供了简易易行的方法。     

基于线圈阻抗动态测量的GMM自传感模型

为了提高超磁致伸缩微位移变形控制的精度与实时性,针对一般超磁致伸缩微位移控制中存在的迟滞非线性问题,提出将超磁致伸缩材料(GMM)的磁感应强度作为反馈量构成闭环控制系统的方法.通过谐振电路测量探测线圈动态阻抗的方式,使得探测线圈阻抗的变化反映GMM内部变化的磁导率,从而计算获得GMM的磁感应强度.实验结果表明,当交变电流或直流电流通入励磁线圈时,通过谐振电路测量探测线圈动态阻抗获得GMM的磁感应强度,其平方值与GMM微位移变形始终保持良好的线性关系.     

自诊断机敏水泥基材料力-电性能测试方法研究

用不同的方法对组分确定的机敏水泥基材料力-电性能进行测试，所得到的数据有很大的差别．通过对直流电路、直流电桥、交流电路及交流电桥等方法的分析比较，指出直流电路和电桥的方法不能消除机敏水泥基材料本身存在的极化，使得反映其力-电性能的阻抗趋于稳定；而交流电路和电桥方法则可以得到稳定的阻抗值．比较数字电桥在串联和并联等效方式下的交流阻抗结果可知，串联等效方式的交流阻抗值小且稳定性好．     

电极微分电容的交流阻抗测量方法

微分电容作为电极重要参数之一，它的测量对于揭示电极表面状态和某些电化学反 过程极为有利。在提供了交流阻抗测量微电分电容方法的同时，筛选出适合在无浓差极化条件下获得准确结果的数据处理方法。交流阻抗数据是通过测量已知参数的模拟电解池而获得的。通过对同一组实验数据分别用复数平面图法、Ｂｏｄｅ图法、阻抗频谱法（实频特性法和虚频特性法）、特征频率法进行处理，发现：复产面图法、阻抗频谱法在取得微电容参数方面优     

电极微分电容的交流阻抗测量方法

微分电容作为电极重要参数之一 ,它的测量对于揭示电极表面状态和某些电化学反应过程极为有利。在提供了交流阻抗测量微分电容方法的同时 ,筛选出了适合在无浓差极化条件下获得准确结果的数据处理方法。交流阻抗数据是通过测量已知参数的模拟电解池而获得的。通过对同一组实验数据分别用复数平面图法、Bode图法、阻抗频谱法 (实频特性法和虚频特性法 )、特征频率法进行处理 ,发现 :复数平面图法、阻抗频谱法在取得微分电容参数方面优于其他方法 ,尤其是复数平面图法在稀疏采样的情况下仍能保持较高的准确度。在频谱法中实频特性法选取低频数据点和虚频特性法选取高频数据点都有利于提高准确性。     

快速求取电压有效值与频率的一种新方法

为了快速测量供电线路的电压有效值与频率参数,提高继电保护的速动性,笔者提出了只需要5个样本值就可以同时求出电压有效值与频率参数的算法,该算法可大大提高供电线路参数的测量速度.同时给出了该算法的具体实现步骤.实例分析表明该算法能够高效快速的求取电压有效值和频率.     

一种矢量阻抗测量电路的原理与设计

针对常用频带和阻抗范围、低功耗场合的矢量阻抗测量应用,该文提出基于矢量伏安法和同步检波技术的自由轴法数字化矢量阻抗测量方法,采用直接数字频率合成芯片产生激励信号和用于检波的参考信号,通过测量被测对象上的电压与电流,以计算阻抗的实部和虚部,并给出了基于两端对网络模型的测量校准与软件补偿算法.介绍了该测量系统的结构方案,及以嵌入式CPU、DDS芯片、混频器、椭圆滤波器等为主的电路实现.该测量系统已获实际应用.     

基于现场测量的多孔材料声学特性参数估计

研究了一种基于现场测量估计多孔材料的特征阻抗和波数等参数的方法。该方法利用PU探头可以同时测量声场中某一点的声压和质点运动速度的特点,借鉴双空腔法原理,通过测量不同边界条件下多孔材料的表面阻抗,经过计算得到材料的特征阻抗和波数。并对不同的边界条件进行了比较,确定了比较合适的边界条件组合。通过试验值与计算值的对比,对该方法进行了验证。该方法克服了基于阻抗管方法的缺点,具有方便、快捷等特点。     

NiFe/Cu复合材料的巨磁阻抗效应研究

采用单脉冲电沉积技术制备NiFe/Cu复合材料,对制备材料的巨磁阻抗进行了研究。结果表明,镀液中硫酸亚铁体积质量为4g/L时,材料的巨磁阻抗具有最大值。研究了材料巨磁阻抗与驱动电流频率f的关系,测量了驱动电流频率在50kHz～2MHz内变化时样品的巨磁阻抗值,结果显示驱动电流频率f=100kHz时,样品的GMI效应最大,其值为190%。     

一种直接计算ATEM传输室谐振频率的简单方法

提出一种新的半解析方法，分析并计算了非对称横电磁波传输室谐振频率，通过计算等效为终端开路和短路的非均匀传输线的谐振频率计算了非对称横电磁波传输室谐振频率。采用矩量法计算了中间过程的电容分布和沿传输线的特性阻抗。通过解传输线阻抗转移公式和终端输入阻抗的气隙电容表达式的联立方程得出了数值结果。     

Interpretation of electrochemical impedance spectroscopy(EIS) circuit model for soils

Based on three different kinds of conductive paths in microstructure of soil and theory of electrochemical impedance spectroscopy(EIS), an integrated equivalent circuit model and impedance formula for soils were proposed, which contain 6 meaningful resistance and reactance parameters. Considering the conductive properties of soils and dispersion effects, mathematical equations for impedance under various circuit models were deduced and studied. The mathematical expression presents two semicircles for theoretical EIS Nyquist spectrum, in which the center of one semicircle is degraded to simply the equivalent model. Based on the measured parameters of EIS Nyquist spectrum, meaningful soil parameters can easily be determined. Additionally, EIS was used to investigate the soil properties with different water contents along with the mathematical relationships and mechanism between the physical parameters and water content. Magnitude of the impedance decreases with the increase of testing frequency and water content for Bode graphs. The proposed model would help us to better understand the soil microstructure and properties and offer more reasonable explanations for EIS spectra.     

电力操作电源系统的设计

为了进一步提高操作电源的稳定性,设计了一种基于AT89S51单片机控制的UPS-220V/3A电力操作电源系统.该系统主要由整流、直流变换、智能控制三大部分组成.首先整流部分利用该电路特有的两个控制环相互作用提高输入侧功率因数;然后直流变换部分采用高频逆变电路、高频变压器以及全波整流相组合以实现稳定的直流输出;通过输入模块和显示模块,调整充电电流等级和控制充电模式并进行显示;最后控制部分利用AT89S51单片机采集信号并进行处理,通过控制高频逆变模块来控制系统的稳定以及实现输出电压的可调.该操作电源系统在市电输入时能稳定电压;当市电断开或输入异常时,可对负载进行零时间切换供电.结果显示输出电压偏差在±0.5%以内,输出纹波系数在0.1%以内,供电稳定,负载正常运行.     

层状地基中考虑桩端应力扩散的单桩沉降计算

针对现行单桩沉降计算方法没有考虑桩端应力扩散效应的问题,基于虚土桩模型,提出一种考虑桩端应力扩散效应时层状地基中的单桩沉降计算方法.在土层处于弹性状态下,桩侧土采用双折线模型,桩端土采用虚土桩模型并考虑应力扩散效应,利用荷载传递法,推导出层状地基中考虑桩端应力扩散效应时的单桩沉降计算公式.进一步讨论了该方法中弹性极限位移、弹性抗剪切刚度系数、桩端土厚度和应力扩散角等参数对单桩沉降的影响.结合工程实测数据,对比了该方法计算的荷载-沉降曲线、由规范方法得到的荷载-沉降曲线和实测曲线,结果表明:考虑桩端应力扩散效应时单桩沉降计算方法计算得到的桩顶沉降值与实测值较为吻合,实际工程应用优于规范法.     

PWM/PSM双模式高压异步整流BUCK电路

为了在全负载范围内取得高转换效率,提出一种根据占空比来自动实现模式跳转的脉冲宽度调制（PWM）/跨脉冲调制（PSM）双模式的低功耗、高压直流电压转换电路.它的输入电压为3～24 V,输出电压为2.5～(VIN-0.5)V.当负载电流较大时,芯片采用开关频率为1 MHz的PWM工作模式;当负载电流减小时,采用开关频率降低的PSM模式,从而保证了在全负载电流变化范围内的高转换效率.PWM到PSM模式的跳转采用简单逻辑及最小占空比电路实现,达到了模式的自动转换.电路采用CSMC公司的0.5 μm 40 V高压混合信号模型设计并完成流片加工.测试结果表明,在5 V的输出下,当输入电压到达最大值24 V时,芯片保持了55%以上的转换效率.芯片在2种模式间可以实现平稳过渡,具有良好的负载电流调整特性.     

考虑直流侧CLC滤波的三相PWM整流器输出阻抗特性研究

PWM整流器能够实现AC/DC变换,既能为直流负载提供稳定的直流电压,又能控制交流侧电压电流同相位,实现单位功率因数;然而,一旦直流负载呈现负阻抗特性,系统可能出现震荡风险,影响系统稳定性.因此需要对其稳定性进行分析.CLC滤波电路对抑制三相PWM整流器直流侧纹波有一定作用,文中通过小信号建模方法推导出了考虑CLC滤波的PWM整流器直流侧输出阻抗,并通过扫频法验证了阻抗模型的准确性,并且分析了滤波参数、交流侧电感、电压外环比例系数和电压外环积分系数对阻抗的影响,当增大电压外环比例参数时,可以降低阻抗中频段幅值进而提高级联系统稳定性.     

低功耗无片外电容的低压差线性稳压器

设计了输出电压为3.3 V,最大输出电流为100 mA的无片外电容低压差线性稳压器（LDO）.该芯片采用并行结构的微分器和大米勒电容,通过比例调节和微分调节结合的方式,利用微分器电路在瞬间提供大的转换电流,克服了无片外电容LDO在负载和电源电压变化时输出电压跳变过大的问题.芯片采用CSMC公司0.5 μm工艺模型设计,并经过流片.测试结果表明,在5 V工作电压下,当负载电流从100 mA在1 μs内下降到1 mA时,输出电压变化小于600 mV;电路的静态电流小于4.5 μA.测试结果验证了电路设计的正确性.     

基于射频芯片A7105的航模无线收发系统的设计

基于射频收发芯片A7105,通过单片机WT51F516的控制处理,设计了一款2.4 GHz六通道航模无线收发系统。此无线收发系统核心部件采用射频芯片A7105与功放芯片AP1110,并使用跳频机制进行数据传输。基于ADS软件分析射频芯片外围电路和天线的阻抗特性并得到了50Ω阻抗匹配电路。此系统成功实现了100 m范围内的无线信号发射接收,具有成本低廉、功耗小、接收距离远的特点,并且能够应用在中低端航模中。     

电磁超声用大功率高频激励源研制

为了提高电磁超声换能器的换能效率,采用大功率高频激励源是一种有效的解决方法.针对提出的一种DE类射频功率变换器技术,建立了DE类射频功率放大器拓扑结构及其电路参数的设计方法.通过对DE类功率放大器电路仿真分析,利用TMS320F2812型数字信号处理器( digital-signal-processing,DSP)作为主控芯片,结合外围温度传感器、电流传感器、电压传感器实现了大功率高频激励源的驱动控制.通过选取UCC27531作为金属氧化物半导体盗效应管( metal-oxide-semicondutor-field-effect-transistor,MOSFET)驱动芯片,并以IRFP460作为开关器件构建变换器主电路,实现了功率MOSFET的高速驱动.实验结果表明：基于DE类谐振变换器设计的激励源,工作状态稳定,性能指标达到最大输出功率1.1 kW、负载电压峰峰值约270 V、负载电流峰峰值约26 A、最高输出频率1 MHz,能够满足电磁超声换能器的工作要求.     

钢筋水泥净浆同轴构件弯剪破坏过程的电磁特性初探

混凝土的损伤演化是其内部裂缝产生和扩展的过程,伴随损伤程度的发展,混凝土的电磁特性会产生相应变化。为探究钢筋混凝土构件损伤破坏过程中的力-电行为之间的关系和电磁波在其中的传播特性,借鉴同轴电缆结构,以中间和外部的钢筋为内、外导体,将介质相对较为均匀的水泥净浆作为电介质,设计了智能同轴钢筋水泥净浆构件（reinforced cement paste coaxial component,RCPCC）。根据电磁学的基本原理,对RCPCC构件进行了有限元分析,建立了反映RCPCC结构特点的损伤元件的等效电路简化模型及相应的电参数表达式,并据此分析了损伤程度对构件交流电路参数（串联阻抗值、串联电容和相角值）的影响。基于此,设计了RCPCC的弯剪破坏试验,利用LCR测量仪测量构件的交流电路参数随弯剪破坏过程的变化情况,同时用频谱分析仪记录了基波峰值在破坏时的变化情况。结果表明：RCPCC构件的弯剪破坏过程可划分为3个阶段,对应每个阶段的电磁特性参数变化速率不同,损伤演化的速率与所测得构件相关电参数变化速率一致;在破坏过程中力学和电学行为存在本征的必然联系,裂缝损伤发展会使串联阻抗值增大,串联电容和相角值减小;构件内部裂缝的发展会减小对电磁波传播的阻碍,引起基波峰值增大,基波峰值可表征构件的破坏程度。试验结果所呈现的规律与理论模型分析结果具有很好的一致性,验证了模型的可靠性。