感应加热用传导冷却YBCO高温超导磁体的热稳定性实验研究

与传统的高频交流感应加热技术相比,高温超导直流感应加热技术能够大幅度提升低电阻率、非铁磁性金属材料的透热处理加工效率。在高温超导感应加热系统中,超导磁体的热稳定性是保证系统安全稳定运行的关键。本文对传导冷却YBCO高温超导磁体进行通流实验,通过布置在磁体不同位置的多个温度传感器来监测各部分的温度情况,以温度能否在安全范围内趋于平稳作为判定条件研究超导磁体的热稳定性。同时,本文还研究了磁体载流的幅值与上升速率对磁体温升的影响。结果表明,高温超导磁体在传导冷却条件下,其长期安全稳定运行电流值的安全裕度因子选择通常比浸泡冷却式磁体略低,对于运行的实验磁体,安全裕度因子可取为0.65;传导冷却磁体远端导热性能差,可通过增加导冷点以及改善传热的方式来弥补冷却不均的缺陷;在磁体能够稳定运行的一定范围内,电流不同的上升速率对最终温升无明显影响。本文的研究成果将为今后大型传导冷却超导磁体的热稳定性分析与安全运行提供有价值的参考。     

同步双频感应加热电源的研究与实现

双频感应加热技术利用不同频率涡流趋肤深度不同的特点在齿轮等表面非均匀工件的淬火应用中有着显著的优势,基于双逆变桥结构的同步双频感应加热电源为主要研究对象,重点研究并解决了双频功率输出、阻频性能等技术要点,设计了同步双频感应加热电源功率合成电路及元件参数,搭建同步双频感应加热电源实验平台,分别对中、高频电源单独工作及联合工作时负载波形进行研究分析,验证了所设计的同步双频感应加热电源中双频各自输出的稳定性及相互独立性,实现了10 kHz中频及200 kHz高频10~30 kW的功率合成。     

高温超导电缆发展及其应用概述

随着高温超导技术的发展,高温超导电缆已经在输电系统中有了实际应用。与传统电缆相比,高温超导电缆具有传输容量大、损耗低、体积小、重量轻、可靠性高、节约资源、环境友好等优势,有望在未来电网发展中发挥重要作用。本文介绍了高温超导电缆的结构及特点、基本设计原理、传输电流与导体层电流分布及交流损耗等技术问题,并对高温超导电缆在交流和直流输电系统中的应用以及目前世界各国对高温超导电缆的研究及成果做了介绍。     

单逆变桥双频感应加热电源的数字化逆变控制

在对齿轮等具有凹凸结构的金属工件的感应加热淬火中,同步双频感应加热具有加热均匀、效率高、成本低等优点。在单逆变桥同步双频感应加热电源的电路结构基础上设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的逆变控制系统,实现了数字锁相环、数字化正弦脉宽调制(SPWM)的模块设计,进行了理论分析和仿真研究。并在MOSFET高频感应加热电源搭建的实验平台上,对开环电路和闭环电路分别进行试验,验证了逆变数字化控制策略的正确性和可行性。     

薄膜电容器模组应用于感应加热设备

随着技术的进步及产品的成熟,感应加热设备所应用的场合越来越多。如商用电磁炉,注塑机炮筒加热,工业冶炼金属,工件表面加热处理等等……感应加热设备功率也越做越大,从早期的三相12kW、15kW、20kW,到目前的30kW、60kW、120kW……感应加热设备市场前景广阔。薄膜电容器作为感应加热设备关键元器件之一,其可靠性及稳定性在设备中占据重要的地位。本文介绍一款新型的带铝壳散热结构的薄膜电容器模组,应用于感应加热设备上,大大简化了设备内部安装工艺,让机芯可全密封工作。     

单桥"寄生中频"双频感应加热电源的研究

感应加热技术如今已经广泛应用在工业领域中,对于齿轮这种复杂的工件,采用双频感应加热技术可以使得齿轮表面加热均匀,硬度高。研究了一种新型的同步双频感应加热技术,采用高频电源"中频寄生"的方式产生双频,从而实现对齿轮的加热。主要分析了单逆变桥的复合谐振网络以及"寄生中频"产生的原理,利用Saber仿真软件进行电路的搭建与仿真。最后搭建实际电路进行验证,通过示波器测得稳定的双频电流波形,从而验证了单逆变桥"寄生中频"双频感应加热技术的可行性。     

大型圆环部件利用感应加热的热套工艺方法

指出了传统的热套工艺难以控制温度、工件表面发蓝且变形大,工件加热吊运及找正的时间长,热量损失严重,热套时可能因温度控制不当而卡住等缺点,并指出感应加热热套工艺有设备简单、可在工地现场操作减少运输时间及成本,工期短,工作加工尺寸精度容易控制等优点。详细介绍了感应加热热套工艺的技术方案及检查方法、仪器设备等。     

基于MgB2高温超导材料的吉瓦级远程直流输电研究

本文主要探究以具有成本效益和环保特性的新型高温超导材料(MgB_2)作为直流输电电缆,以液氢作为冷却剂,实现吉瓦级远程直流输电的可能性。首先分析超导直流输电的必要性及其优势,说明超导直流输电的基本模型,然后介绍MgB_2超导电缆和液氢制冷系统,接着阐述基于十二脉动换流器的直流输电控制策略。最后使用PSCAD软件完成超导直流输电系统仿真,在相同传输条件下进行MgB_2高温超导电缆和传统电缆的线路功率损耗比较,证明了超导直流输电系统具有线路损耗低,容量不受限制的优点,为MgB_2高温超导材料在超导直流输电领域的开发设计提供初步依据。     

感应加热电源关键技术研究

感应加热以其节能、高效、无污染等优点,在工业生产中得到广泛的应用。本文以中频感应加热电源为研究对象,对感应加热电源调功方式、逆变技术、频率跟踪技术等关键技术进行了比较分析,并在MATLAB环境下对感应加热电源进行仿真分析,仿真结果与分析结果一致,所以,MATLAB仿真能为感应加热电源的分析与设计提供支持。     

感应滤波对新型换流变压器短路电抗的影响

针对感应滤波技术是否影响新型换流变压器短路电抗的问题,简要介绍了直流输电系统的接线方案及感应滤波技术的基本原理,并论述了换流变压器短路电抗在直流输电系统短路故障中的作用,推导出判断换流变压器短路电抗变化的方法。在此基础上,通过理论计算和仿真计算,研究滤波前后换流变压器短路电抗的变化情况。结果表明,感应滤波技术对新型换流变压器短路电抗的影响非常小,可以忽略不计。感应滤波既能改善换相特性,又不会恶化短路特性,克服了传统直流输电系统两者不可兼顾的缺点,说明新型换流变压器应用于直流输电系统具有独特优势。     

关于高频电源的高次谐波

高频电源已广泛应用在加热,焊接、淬火、熔炼、介质加热、电台等方面。本文对感应加热的高频电源高次谐波进行了研制与探讨,研究了高次谐波分量对工件感应加热的影响,研制成功了高频设备可控硅调压装置,取得节能37.6％与污染减少的显著成效,荣获1985年国家发明三等奖。并提出下列看法,供     

银及其合金感应穿透加热的研究

感应穿透加热技术用于加热供挤压用的银及其合金锭子可以获得高质量的挤压制品。该技术具有极高的热效率和使被加热的锭子具有良好的加热质量。银及其合金的感应加热特性及工艺与黑色金属相比较有极大的差异。感应电源频率的选择、感应线圈的设计制造、保证感应器获得最大的功率输出,以及在通入可燃性保护气氛的条件F感应器工作的安全可靠性是中频感应加热设备研制的关键。正确地制定银及其合金锭子的感应加热工艺是应用本研究的重要条件。     

基于ANSYS的曲轴红套感应加热数值模拟

应用感应加热理论,建立了电磁场与温度场耦合的有限元数学模型,利用通用有限元软件ANSYS对大型半组合式船用曲轴曲拐感应加热过程进行了模拟分析,得到了随时间变化的工件温度与变形分布图,并分析了感应加热整个温升过程的特点与影响因素,结果表明,通过调整加热装置的频率、电流强度、加热位置等工艺参数,可以建立优化的曲轴红套加热工艺。     

中频感应加热温度智能控制研究与实现

研究了中频感应加热工件温度智能控制问题。运用神经网络自学习控制解决温度优化控制问题,采用阶跃响应数据构成辨识感应加热对象的网络训练模式。确定了对象仿真器网络及控制网络结构。设计制作了温度智能控制系统。经多种现场实验,得出了实验结果。     

感应加热电源站动态特性的仿真研究

随着感应加热电源系统容量的不断扩大,进一步发展由多个逆变器并联工作的感应加热电源站业已成为研究的新课题。本文借助于计算机仿真,对感应加热电源站的动态特性如负载及备用电源的投切、停机及故障保护等进行了初步研究,以供感应加热电源站分析与设计参考。     

全桥移相感应加热电源最佳工作模态研究与仿真

感应加热较传统电阻加热、火焰加热具有高效、节能、节材、安全的特点,感应加热电源最佳工作状态的选取是评价感应加热电源是否先进的重要指标,对电源功率开关器件降低能耗具有重要意义。本文通过对感应加热电源的工作模态进行分析,得出了感应加热电源最佳工作状态的特点,并通过MATLAB仿真验证结论的正确性,对进一步提高感应加热电源的性能具有借鉴意义。     

高温超导直线感应电机的优化设计

详细讨论了高温超导直线感应电机的结构设计和初级绕组排列方式,给出了高温超导带材临界电流和背景磁场的关系曲线。采用Maxwell有限元电磁分析软件对高温超导直线感应电机进行了详细的电磁分析,并对初级绕组匝数、初级铁心槽高和初级铁心槽宽等关键参数进行了参数扫描和优化,分析了它们对电机电磁力、初级槽漏磁通和电机临界电流的影响,提出了高温超导直线感应电机的优化设计方法。根据得到的高温超导直线感应电机优化设计参数制造了一台完全相同的铜绕组实验样机,测试了样机在不同电流和速度下的推力,对比相同条件下得到的有限元电磁仿真结果,可以得到一个修正推力仿真结果的系数,这个系数对研究不同电机参数的电机推力很有意义。     

超导限流器对感应电动机负载的影响分析

随着高温超导技术的发展,超导限流器成为研究热点之一。针对一种新型桥路高温超导限流器,分析了其对感应电动机启动及短路故障动态过程的影响,建立了含超导限流器的感应电动机的电磁暂态方程。基于Matlab的Simulink平台进行了仿真研究,并结合实验室超导限流器样机进行实验研究,仿真和试验结果表明超导故障限流器可以有效限制启动电流和故障电流,可以缓解大容量电动机启动困难及在短路故障时向短路点提供短路电流问题。     

感应滤波型直流输电系统运行特性研究

感应滤波技术通过实现阀侧两个绕组间的谐波磁势平衡将负载特征谐波抑制于换流变压器的阀侧,换流变压器的绕组结构及滤波器的接入点与传统方案存在差异,因此感应滤波器的接入必须会给直流输电系统产生一定的影响。以CIGRE直流输电标准测试系统仿真模型为参考,在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序中,建立了基于感应滤波技术的新型直流输电测试系统仿真模型,并对两种测试系统的稳态和典型故障运行特性进行了对比研究,重点分析了感应滤波对新型直流输电系统运行特性的影响;仿真结果表明感应滤波可明显减少交、直流侧电流的谐波含量,且具有较好的故障恢复能力。     

高温超导磁悬浮轴承研发现状

高温超导磁悬浮轴承作为具有自稳定优势的高温超导磁悬浮技术最具代表性的应用之一,可实现无源的高速无摩擦旋转运行,为大幅度提高现有机器设备的性能及升级换代提供了新的途径.本文综述了近年来美国、德国、日本和韩国等国内外小组开展的高温超导磁悬浮轴承代表性样机研发现状,探讨了该项技术的关键难点问题,指出了当前研究的热点,阐述了可能的应用前景.