IGBT开关诱导产生机械应力波的低压试验研究

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是新能源发电、智能电网、高压输电等领域实现电能有效变换和利用的关键电力电子设备。IGBT的状态监测是电力电子装置可靠性监测的基础。现有基于电磁热参数的检测方法难以同时满足快速、无损和在线的检测需求。在开关状态下,IGBT内部电磁力多物理场相互作用会产生机械应力波信号,信号的特征参数可有效表征IGBT的状态,因此未来有潜力成为一种新的IGBT状态监测方法。该文从信号的产生机理、试验系统的搭建、试验结果分析3个方面对低压条件下IGBT的不同开关状态所产生的声发射信号展开研究,得出IGBT在开通和关断瞬间都会产生应力波信号,并得出信号的主要组成成分和频率范围;开通时刻的应力波信号脉冲尖峰幅值与集电极电压V_CE呈线性相关;高频电磁波与V_CE相关,脉宽会影响频率点的密集程度,并且无V_CE时也会有应力波信号产生。     

应力波法在输油管道检漏系统中的应用

介绍了应力波法在输油管道泄漏检测系统中的应用。在不法分子凿击输油管道的过程中或输油管道由于自然原因突然发生泄漏时,产生的应力波会沿着管道向两端传播,利用管道两端的传感器采集应力波信号,并进行小波去噪,然后根据应力波到达两个传感器的时间差对冲击激励点进行定位。实验测试与实际运行结果表明,本检测系统定位平均误差小于0．22m,判断准确率高达90％以上,能够较准确检测输油管道的泄源点。     

锚杆锚固质量无损检测理论研究与应用

基于锚固体系的锚杆动力学及应力波运动学理论,研究了锚固体系的振动特征和锚固体系中瞬态应力波传播的能量衰减规律,进而提出瞬态应力波法是检测锚杆锚固质量的一种快速、便捷、可靠的无损检测方法。它是通过锚杆锚固质量检测仪接收瞬态应力波反射信号,通过数据信号分析,从而获得表征锚杆锚固质量的一系列参数,即锚固长度、波速及密实度。文章论述瞬态应力波法的基本原理及传播特征,并结合工程实例总结检测规律。     

应力波井筒数据传输技术综述

长期以来,油气勘探与钻井业对随钻数据传输技术进行了不懈的研究,产生了泥浆脉冲、电磁波、声波等无线数据传输技术及各类有线数据传输技术,各种传输技术都有自己的局限性,本文阐述了在钻井过程中使用应力波通过钻柱实时传输井下数据的关键技术,并介绍了应力波在钻柱传输特性,信号发送与接收,数字通讯及强噪声背景下微弱信号的混沌振子检测等方面的研究成果以及克拉玛依钻井工艺研究院研究的应力波MWD。     

超声纵向导波进行管道裂纹检测的数值模拟

简述了空心圆管中超声导波的基本理论,用有限元程序ANSYS对管道超声纵向导波裂纹检测进行了数值模拟.管道模型中,以删除单元模拟管道周向裂纹,通过对管道一端端部周向各节点施加经Hanning窗调制的10周期纵向单音频叠加信号,模拟纵向入射应力波,同端接收反射应力波,对含单、双裂纹的管道模型进行了数值模拟,通过裂纹反射波到达时间,可准确地判断出单、双裂纹所在位置,并对模拟结果进行了频谱分析,频域信号显示出管道中存在裂纹时幅值和频率成分的显著变化.     

应力波随钻测量技术研究进展

随着油气勘探开发的不断深入，钻井信息化、井筒可视化成为国内外钻井界的迫切要求，现有的泥浆脉冲、电磁等无线数据传输技术已难以满足技术发展的要求，应力波井筒数据传输技术已成为近年来国内外研究的热点之一。我院成功研制了具有独立知识产权的应力波随钻测量系统工业样机，本文介绍了其系统构成及工作原理，分析了室内试验数据及应力渡信号传输的影响因素。试验结果表明该技术的发展前景广阔。     

水介质受冲击后的应力波计算

从流体动力学基本理论出发,用应力波理论建立了以水作为介质的应力波传播模型,推导出介质受冲击后瞬时的应力波传播至某一点的超压值的计算方法,进行了压力的测试实验,并将计算值与实验结果进行了比较,证明该计算模型是可靠的.     

低速滚动轴承故障信号捕捉与分离研究

根据低速滚动轴承故障诊断难度较大的特点，提出了利用应力波与小波分析进行低速滚动轴承故障诊断的方法.以低速运转Cooper轴承系列01B65 EX滚子轴承为例，建立了故障轴承的三维整体接触计算模型，运用有限元软件对其进行了分析，计算出外圈故障的最大应力应变及各元件之间的接触应力，将发生故障前后的外圈外表面应力应变和接触应力分布规律进行比较.在应力波实验分析的基础上，选择db6母小波、尺度j=4对实验所采集的故障信号进行小波分解，提取了故障的应力波信号特征频率，对低速滚动轴承故障进行了正确诊断.结果表明，应力波和小波分析是低速机械故障诊断的有效方法.     

集成式斜波产生与求和电路的设计实现

针对电流模式控制DC/DC变换器固有的不稳定性,提出集斜波信号产生与求和为一体的斜波补偿电路.与传统的斜波产生与求和分离实现的补偿电路相比,该电路基于电容的电荷转移特性,将电流采样信号加在电容的下极板,对电容进行周期性充放电,在上极板实现斜波信号和电流采样信号的叠加.采用该电路不仅可以保证系统的稳定性,而且结构简单,易于实现;结合新的电流限结构,可以消除斜波补偿对最大电感电流的影响.电路基于0-35 μm CMOS工艺设计,仿真和测试结果表明：集成式斜波补偿电路功能正常,性能良好.当输出占空比在15％～80％变化时,峰值电感电流最大值的相对变化量小于5.5%．     

互补SPWM波信号源死区时间的控制

互补ＷＰＷＭ波信号源是逆变器主电路的控制信号,为保证逆变桥不发生同臂直通现象,设定可调的死区时间是十分必要的。中介绍了采用普通顺件,为互补ＷＰＷＭ信号设定可调的死区时间,确保逆变器安全工作。     

低应变检测中振源及桩土相互作用的影响分析

敲击-回波法是基桩完整性检测的有效方法,基于一维应力波理论,可以根据桩顶反射波质点振动速度响应曲线（包括走时、幅值及相位）来确定桩体波阻抗变化范围及程度。然而,在实际中,桩是柱体而非杆件,截面变形不均匀。通过点源激发的波分量及在桩顶侧面的反射波,分析了桩顶近场三维波动现象,并基于圆柱中纵向波对远场波进行分析。结果表明,在测点位置及激振频率满足一定的要求时,三维波动特性及纵向波频散特性可以削弱,桩的动测信号可近似用一维应力波理论来分析。在桩土相互作用下,桩体中应力波随传播衰减,分析了桩土剪切波速差异对应力波衰减影响规律,结果表明,应力波衰减不仅与桩土剪切波速比值有关,而且还与桩土剪切波速绝对值有关,桩体剪切波速越低、土体剪切波速越高,应力波衰减越快。     

干涉配合紧固件的应力波安装法

用应力波安装干涉配合紧固件的原理，对３０ＣｒＭｎＳｉＡ钢紧固件进行了安装试验，并对安装后的螺栓作了疲试验，分析了安装损伤和应力波安装法的影响因素。     

单片机控制阶梯波信号发生器

本文从晶体管特性测试原理出发，叙述了传统的泵式阶梯波信号产生电路，探讨了应用于电力晶体管特性测试系统中的单片机控制阶梯波信号发生器。     

不同围岩级别和锚固介质下锚杆动测波形特征分析

基于应力波反射法,通过不同围岩级别和锚固介质中锚杆的瞬态动力响应实验研究,对锚杆的加速度响应曲线的波形特征进行分析.结果表明,随着龄期的增长,固端反射信号非常强烈,而底端反射信号越来越微弱,甚至很难识别;围岩和锚杆介质均匀密实的锚杆其信号相对平缓一些.     

爆破破岩机理的实验研究

通过实验研究了在耦合装药及药包总爆炸能（Ｅ）大致相同的情况下，冲击能力（Ｅ）与膨胀能（Ｅｂ）之间分配比例铁变化，对爆炸应力波峰值及介质破碎质量带来的影响。实验结果表明，柱状药包爆炸时，在介质中先后产生原生爆炸应力波和次生爆炸应力波，前者与Ｅｂ的作用密切相关，后者与Ｅｂ的作用直接相关；介质破碎块度分布主要取决于这两个应力波共同作用的结果。据此，作者提出了原生爆炸应力波，次生爆炸应力波与介质中存在的缺     

厚壁圆筒在动载荷作用下的应力分析

应用应力波理论，采用围道积分的方法，对受均匀内压的圆柱形空腔的应力进行分析，得到在圆孔中作用一个突加载荷时平面问题的解。再根据火炮内膛压力的变化，拟合成动态载荷的曲线方程，由应力波在炮管中的传播以及在内外管壁的反射的理论，通过计算机的优化计算，获得了径向应力和环向应力沿管壁的分布，并对厚壁圆筒在动态载荷下的应力分析作一些说明。     

矩形截面细长杆应力波的探讨

用数学物理方程对矩形截面细长杆的应力波进行了讨论,结果表明,细长杆的应力波由右传播波和左传播波组成,直杆的应变ε,应力σ和位移Ｕ（ｘ,ｔ）与右传播波移速度ａ密切相关,ａ值取决于材质（Ｅ,Ｐ）或外因（Ｗ）和内因,锥杆的应变ε（ｘ,ｔ）应力σ（ｘ,ｔ）和位移Ｕ（ｘ,ｔ）主要取决于设计因素,其次取决于材质和性能;直一锥组合杆的应力：σｎ＝σｚｎ（ｌｎ／ｌｎ－ｘｎ）,某级直－锥组合直的锥部截面部为结构薄弱     

基于数/模变换技术的多种波形发生器的设计

介绍了一种基于数/模变换技术、集成化的多种波形发生器的设计方法。将周期性变化的连续信号经过采样、编码后,获得相应的波代码,波代码存放到EPROM存储器中,一片EPROM存储器可以存储多种波形的波代码,利用波形选择电路选择某种波形的波代码输出,经D/A转换器和放大器输出连续变化的模拟信号。电路中通过改变存储器输出波代码的速度来调节输出信号的频率,改变放大器的放大倍数来调节输出信号的幅值。     

基于声频应力波法的隧道锚杆无损检测应用研究

锚杆的锚固质量关系到锚固结构的安全性,对其进行安全可靠的检测至关重要,根据无损检测理论,通过对应力波在一维杆结构体系传播的规律分析,由施工工艺缺陷在无损检测中的波形来判断锚杆的长度以及密实度情况。对某隧道工程10根?25的中空注浆锚杆的无损检测,检测结果与实际情况没有太大差异。分析表明基于声频应力波法的锚杆无损检测是可行的,声频应力波法能快速、准确地检测出锚杆质量。     

分布式槽波地震仪模拟电路的研制

为了得到准确的测量数据和较高的同步精度,设计一种能同步检测四通道的地震槽波信号的电路方案,对电源管理模块和信号调理单元设计方案进行了改进。电源管理模块使用低压差线性稳压电源,大大提高了电源的精度和稳定性,最大限度地抑制了电源本身的噪声,同时实现低功耗。在信号调理单元的设计中,选择低通滤波和程控放大器电路组合,提高对槽波信号的检测精度和电路抗干扰能力。结果表明设计的分布式槽波地震仪模拟电路系统稳定,具有较高的同步和信号检测精度,满足实际应用要求。