大电流检测技术探析

目前,在轨道交通、汽车制造、国防军工、电焊电镀、采矿冶金、电力公司、电器产品检验检测等企业和领域存在着高达几到几十千安的交流大电流、直流大电流、脉冲大电流发生装置.为了保障大电流的使用安全,促进行业的发展,保证产品的质量,对大电流进行准确地测量很有必要.本文对光纤传感器、霍尔传感器、罗氏线圈、分流器等目前主要的几种大电...     

一种低压大电流永磁直流电机结构优化设计

在不方便采用高压电源供电,而又要求有较高输出场合的电机,常常工作于低压大电流的状态下。该状态下的电机面临着损耗大,散热难等问题,因此常使用永磁直流电机作为驱动电机。针对应用于车载电动牵引工具中的低压大电流永磁直流电机,给出其总体结构优化设计方案;并使用Ansoft软件对电机进行仿真优化,得到样机的精确设计参数;对样机和现有电机进行了对比试验,着重对比了电流—效率和转矩—效率之间的差异,样机额定效率提高了6%。     

基于集成电流检测芯片的电源电流测量装置

电源电流的高效测量是电源电流测试技术应用于工程实际必须首先解决的关键问题,采用集成电流检测芯片MAX4173构建了一电流测量装置．经以CMOS管与非门电路为被测电路的性能测试仿真实验证实可满足瞬态电源电流的测量要求。     

基于微分环的脉冲大电流测量电路研究与仿真

通过对微分环脉冲大电流测量电路的系统原理和等效电路的详细分析以及系统的仿真模拟,得到了系统输出电压精确表达式、输出电压波形曲线以及系统阶跃响应曲线,仿真结果与简化表达式的理论研究一致,为工程设计提供了参考依据.     

基于现场总线技术的大电流整流控制系统

针对某电化厂大电流整流装置设计了一套现场总线控制系统（fieldbus control system,FCS）。给出了系统结构图,并详细说明FCS的设计方案。提出现场总线技术在大电流整流控制系统应用中需注意的几个问题。采用了这套FCS后,保证了装置的安全平稳运行,显著提高了该厂的生产效率和管理水平。     

基于PWM的电流输出数模转换电路

介绍了基于微控制器的PWM实现D/A转换的原理,在此基础上提出了以4～20 mA电流形式输出的数模转换电路的设计方案,并对转换电路的实现进行详细的理论分析.电路仿真及实际测试数据分析表明,提出的设计方案具有廉价、精度及分辨率高的特点,非常适合应用于自动化仪表中对D/A精度、分辨率、成本要求较高的开发过程.     

大直径薄壁大开孔塔结构的有限元分析

吸收塔是燃煤发电厂脱硫系统的核心设备，具有直径大、厚度小和大矩形开孔率等特点，目前尚无完全适用的设计规范可循。采用有限元法得到了设备在危险工况载荷下的应力和变形，并提出了可行的开孔区域加强措施，计算结果表明应力集中区域明显降低，提高了设备在开孔段的轴向稳定性。     

低压大电流母线桥振动噪声分析与控制

研究低压三相大电流母线桥正常运行中噪声偏大的问题。首先,采用棱边有限元法计算母线桥的三维涡流场,得到磁感应强度和电磁力在母线桥中的分布规律。然后,应用有限元和边界元结合的方法,将涡流场计算结果作为激励分析母线桥的振动声学特性,确定结构的主要振源和声源。根据分析结果,提出改善母线桥噪声的措施,并对各项措施进行数值模拟和试验研究。对比计算结果与试验结果验证了数值计算的可靠性和降噪措施的有效性。     

大跨距十字滑板的结构优化设计

主要讨论了大跨距滑板的结构问题。由于滑板的运动直接影响着被加工零件的表面粗糙度和形状误差,所以大跨距滑板的变形问题尤为重要,为了使滑板结构简单、紧凑以及变形量小,对滑板结构进行了分析和讨论,采用软件ANSYS对滑板模型进行有限元静态分析,获得模型在载荷作用下结构的应力应变值和结构的其它一些参数,从而为滑板结构优化设计提供依据。通过对结构进行优化设计,实现滑板即合理又经济的目的。     

基于DSP的PWM整流器预测电流控制技术分析

介绍了PWM整流器预测电流控制,建立了PWM整流器的数学模犁,并对整流器的牵引工况和再生工况进行了分析.仿真和基于TMS320LF2408的实验样机的结果验证了该控制算法不仅能有效抑制注入电网的谐波电流,获得稳定的直流输出电压,还可以实现单位功率因数和能量双向流动,系统具有良好的动、静态特性.     

基于恒流源的矿用隔爆兼本安型瞬变电磁发射机研制

由于瞬变电磁技术对水体反应灵敏,已被应用于煤矿井下水害探测。为提高探测精度,研究了恒流发射技术,采用脉冲宽度调制与功率场效应管结合,保证发射电流在探测过程中保持恒定;为提高二次场强度,采用了电感反向截断技术,利用电感中电流突然关断产生反向高压原理,缩短电流关断时间;通过外部中断与微控制器内部定时器配合,记录发射电流关断时间;采用隔爆兼本安型结构设计,保证仪器在井下安全使用。最后通过实验室测试和充水巷道探测,验证了仪器的准确性和有效性。     

基于低温电流比较仪的微弱电流放大器设计

文章设计并制作了一款基于低温电流比较仪(CCC)的低噪声电流放大器,可以用于pA量级微弱电流的精密测量。该放大器由最大匝比2 000∶1的超导比例线圈、直流超导量子干涉器以及超导屏蔽等组成,建立了该放大器等效输入电流噪声、电流灵敏度以及反馈回路模型,在此基础上提出了降低放大器噪声和提高放大器灵敏度的方法。实验结果表明,CCC超导比例线圈与匝数为12的检测线圈的耦合系数可以达到0.61,当CCC电流放大比例为2 000∶1时,在1 Hz频率下,放大器的等效输入电流噪声为30 fA/Hz^0.5,电流灵敏度为4.71 nA/Φ₀,该放大器的性能在对峰峰值为6 pA的方波电流测试中得到了验证。     

装载机工作装置结构受力分析

装载机工作装置的结构和性能对整机的尺寸、生产效率、生产成本及市场竞争力等存在显著影响。以缩短设计周期、提高设计精度、及时发现并修改设计不足之处、最终获得满意方案为目的,针对装载机在结构受力最大、最危险工况作业前提下进行有限元分析,找出潜在设计问题,提出改进方案,提高装载机的整机性能。与先制定设计方案、再采用理论力学的方法计算其在最危险工况各杆件受力的传统机械设计相比,能够有效地分析机构运动过程中的运动特征和规律。     

气侵对井下环空流量电磁测量系统的影响研究

井下环空流量电磁测量系统可以实时获取井下环空流量信息,但环空流道侵入的气体会对其测量结果产生影响,导致测量系统无法准确对钻井过程中出现的溢流和井喷问题进行预警。针对环空流量电磁测量系统受气侵影响的问题,研究首先通过建立气侵对环空流量电磁测量系统影响的理论模型,获得了环空流量电磁测量系统虚电流密度函数;其次,采用有限元仿真软件对侵入气体的不同存在状态进行动态模拟,分析环空流量电磁测量系统的虚电流分布规律;最后,搭建模拟实验平台进行不同两相混合流量下的含气率影响实验。实验结果表明,随着环空流道内两相混合流体含气率在0%～5%范围内增加,不同两相混合流量下的环空流量电磁测量系统输出电压均呈现下降趋势,采用二次函数拟合不同两相混合流量下环空流量电磁测量系统输出电压与含气率关系,可决系数R~2在0.98以上,拟合残差e小于0.011;最终通过归一化的输出电压与含气率关系式校正环空测量流量。研究成果可用于降低气侵对测量结果的影响,提高井下环空流量电磁测量系统的测量精度。     

基于磁悬浮式基因生物成像扫描仪电磁结构设计

针对常规基因生物芯片成像系统由于基因芯片位姿调整频繁而引起的调整机构机械磨损的关键问题,设计一种基于磁悬浮的基因生物芯片成像扫描仪。根据基因生物芯片成像扫描仪的工作原理及磁悬浮技术的结构特点,建立由电磁参数与成像分辨率组成的系统微分阵列,通过理论优化确定电磁结构参数,采用有限元分析法对系统进行电磁热结构耦合分析,优化分析结果并搭建实验测试装置。利用本装置对基因生物芯片成像扫描仪进行参数标定,验证扫描仪磁悬浮系统结构设计结果,并与进口PCR仪进行实验测试数据比对。结果表明,本文设计的磁悬浮式基因生物成像扫描仪电磁结构匝数为340 N时产生的有效电磁面积为180 mm~2,此时磁悬浮系统精度误差小于0.15 mm,与仿真数据基本吻合,与美国Bio-Rad数字PCR系统做T790M突变检测的数据对比实验所测得结果CV<5%。本文设计的基于磁悬浮的基因生物芯片成像扫描仪精度可以满足基因生物芯片成像检测的要求,为提升调整装置使用寿命方面提供核心技术保障,在提升临床肿瘤筛查、基因诊断技术中发挥重要的作用。     

圆柱电磁齿轮传动的研究

根据电磁场原理及有限元分析方法,分析推导了电流和工作气隙与转矩的关系,并用ANSYS有限元分析软件仿真分析出电流及气隙与转矩的关系,研究结果表明随着电流的增加和气隙的变小转矩都会变大。分析所得结果为电磁齿轮传动系统进一步设计提供了理论依据和实际参考。     

基于有限元法的过盈配合应力分析

针对传统理论计算分析方法仅适用于外廓简单配合零件的局限,利用有限元法模拟了轴毂过盈配合分析过程,分析结果与传统理论分析结果具有较好的一致性.在此基础上,对某机构复杂轴毂配合情况进行了有限元法计算,该方法为复杂外廓零件的过盈配合计算提供了有力的依据.研究成果为校核连接零件强度、计算传动能力提供了依据,从而能更好地利用过盈配合的结构形式为机械设计服务.     

基于Workbench的过盈配合设计

为了保证过盈连接的可靠性,分析影响过盈连接可靠性的各因素并对最小过盈量进行修正。采用Workbench软件分析圆盘-轴和齿轮-轴相同过盈量的接触应力大小,圆盘-轴的接触应力与理论计算结果几乎一致,但齿轮-轴的接触应力与理论计算结果相差较大,得出公式法计算的接触应力仅适用于厚壁圆筒结构。分析过盈连接件在离心力和高温作用下的接触应力与等效应力,变化趋势与理论计算推测一致。基于公式法和有限元法,考虑各因素对过盈连接的影响,提出一种求实际过盈量取值范围的方法,使得过盈连接更为可靠,为过盈连接的设计提供一种新思路。     

矿热炉短网补偿双闭环控制系统的研究

由于矿热炉内部工况变化的随机性,电极与矿料放电拉弧经常处于动态起伏状态,使短网存在大量的谐波电流和功率因数品质偏低等严重问题,本文提出了一种基于电流分解、倍频变换的软测量方法,在不增加硬件和免除常规坐标变换等复杂运算的基础上,较好地实现了对短网基波电流、谐波电流以及功率因数的检测。同时设计了以功率因数为控制目标,融合无功补偿和谐波电流抑制功能的双闭环控制系统,经过仿真和实际测试较好地验证了该电流预测方法及补偿控制规律的可行性,为其它电力变换设备等实施无功功率补偿、谐波抑制以及故障诊断和保护等方案提供了可参考的模型。