电磁加载下铝板闭合裂纹的动态特性分析

板状或类板状金属结构在各类装备中应用广泛,闭合裂纹作为金属疲劳损伤的早期表现形式之一,一直是工程检测中所面临的难题。该文通过对铝板上的闭合裂纹进行电磁加载,激励闭合裂纹处于波动状态,并通过采集和分析应力波实现对闭合裂纹的检测。论文建立电磁加载下金属闭合裂纹的三维有限元模型,并在裂纹界面引入非线性弹簧模型,计算电磁加载下闭合裂纹区域的电磁场和位移场分布特征,分析不同电磁加载条件下金属闭合裂纹的动态特性,并对该检测方案进行实验,验证激励电流和加载位置等参数对电磁加载效果的影响。实验结果表明,闭合裂纹的存在,使得电磁加载下铝板中应力波的二次谐波成分更强。     

电磁加载下金属板闭合裂纹的超声调制实验研究

板状类金属从加工制造到使用过程中不可避免会产生微小缺陷,如闭合裂纹。针对非线性超声检测金属闭合裂纹信号弱且易受外界干扰的问题,在闭合裂纹处进行电磁加载,增强其对超声波的调制作用。建立了电磁加载下含闭合裂纹金属板的超声调制仿真模型,通过改变电磁加载参数,研究其对超声非线性的影响,并对仿真结果进行了实验验证。仿真与实验结果表明,电磁加载下含闭合裂纹的金属板超声调制可以实现对闭合裂纹的检测;应综合考虑激励主频、二次谐波与超声调制分量相互之间的重叠问题,合理选择电磁加载频率和激励电流。     

PEMFC动态加载时的内阻特性

分析了质子交换膜燃料电池（PEMFC）的电阻组成,讨论了电池在不同加载策略下其电阻的动态变化情况,并结合在线测得的电池内阻值进行分析,从膜内水含量的角度讨论内阻变化原因,指出电池在不同电流密度下均对应一个相应的内阻值,电流密度越大,电池的内阻值越小;定义了起始内阻Ri的概念,发现电池动态加载时,起始内阻越小,极化程度越小;实验结果发现,电池水淹时内阻会持续下降,提出可以利用实时电池内阻的大小判断电池的实时运行情况。     

涡流式电磁声发射检测声波响应特性

涡流式电磁声发射检测由于其局部非接触式加载方式,适用于恶劣环境下对金属构件损伤在线检测,同时也是对传统声发射技术的有利补充。针对不同电磁载荷条件下电磁声发射产生的声波响应问题进行深入研究。通过引入电致塑性理论和自由电子运动理论,分析涡流加载下裂纹尖端位错滑移速率变化及声发射能量释放机理,探究不同磁场方向加载下电子的定向移动对声发射响应影响,利用希尔伯特黄变换方法实现对声发射信号的特性分析。实验结果表明:电磁声发射过程中应力波特征与电磁加载条件密切相关。因此,电磁声发射过程为定向移动电子越过障碍势垒产生的特定声波响应。     

升压变换器动态响应特性

研究了直流升压变换器动态响应特性。运用小信号的分析方法建立了直流升压变换器的动态模型,分析了系统的动态响应时间与各个器件之间的关系,计算了升压变换器反馈控制回路的补偿函数,从而提高变换器的静态性能和动态性能。仿真分析和实验研究验证了该动态模型的合理性。     

降压型变换器动态响应特性分析

根据降压型开关变换器的工作原理,利用状态空间平均法以及欧拉公式建立了降压变换器的动态响应小信号数学模型,根据模型分析了降压型开关变换器的动态响应特性,探讨了动态响应的时间与器件之间的关系,依据小信号数学模型设计了补偿校正网络对动态响应进行改善,补偿后系统良好的动、静态性能验证了数学模型的准确性.     

基于Simulink的PEMFC动态响应特性研究

利用MATLAB/SIMULINK软件平台建立电池的瞬态响应仿真模型。在考虑空气系统时间滞后的基础上分析减载时PEMFC发动机输出功率的瞬态响应特性。受空气系统的时间滞后影响,输出功率的瞬态响应特性不平滑出现波动。经研究发现,随空气压力不平衡性的增大,电池堆输出电压、功率的波动变大,为了控制输出精度在±0.1%,空气压力的不均匀度应控制在2%以内。     

K型热电偶动态响应特性研究

热电偶的动态特性对工业现场测温有至关重要的影响,探讨了K型热电偶在有保护管与无保护管状态下的动态特性。在每种状态下分别进行了等阶跃不同初始状态与不等阶跃相同初始状态的动态测试实验。根据传感器的动态特性的数学模型,对获得的12种动态变化下的实验数据进行了分析,得出了不同状态下的时间常数,研究了时间常数的影响因素。     

基于DDS技术的电磁声发射涡流加载电源

电磁声发射技术是一种新型的无损检测技术,通过对导电部件进行电磁加载产生洛仑兹力,进而激发声发射效应,并通过这个效应来进行无损检测。传统的电磁声发射技术使用电极直接加载的方式引入电磁激励,存在激励电流过高、加载不方便等缺点。本文使用电磁线圈引入电磁激励,利用电磁线圈激发的瞬时电磁场加载在缺陷处,激发缺陷自身产生声发射信号,以提高对金属薄板中微细缺陷的检测能力。针对电磁声发射技术要求电源的输出功率较大、输出脉冲数可以调整并且电路的输出频率变化较大的特点,本文设计了一种基于直接数字频率合成技术的新型涡流激励电源。该电源主要包括信号产生、功率放大、串联谐振三部分,其中控制电路为核心部分。实验结果证明,该系统工作稳定,参数调节方便,能够满足电磁声发射检测对激励源提出的要求。     

大型火电机组动态频率响应特性

当电网发生解列故障时大型火电机组的动态频率响应特性对于维持系统频率安全和稳定具有至关重要的作用。以频率最大偏移量及其出现时刻为研究关注点,建立了解列后大型火电机组频率调节动态模型,提出一种通过求解四阶线性定常非齐次状态方程组确定频率最大偏移量及其出现时刻的方法。以此为基础,采用一台600MW火电机组的实测参数,深入分析了机组一次调频限幅、调差系数、前馈系数3个重要参数对解列后电网频率动态过程的影响。研究结果可用于指导解列后电网频率安全稳定措施的制定。     

污秽绝缘子高频泄漏电流特征的研究

泄漏电流和污闪放电的发展过程密切相关,监测泄漏电流是评估绝缘污秽状态的重要手段。为克服传统泄漏电流法的缺点,笔者通过人工污秽试验方法,研究了玻璃绝缘子的高频泄漏电流,并对几种污秽表面状态的高频泄漏电流的幅值、波形和频谱特征进行了分析,提出了污秽绝缘子的高频泄漏电流特征,以及高频泄漏电流特征参数与等值盐密的相关性。     

大电流下SiC MOSFET模块的暂态温度特性研究

由于碳化硅(SiC)的材料特性,在极端温度下,碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOS-FET)相对传统硅基器件有突出优势.目前对SiC MOSFET暂态温度特性的研究,主要以单管小电流实验为主,大电流下暂态温度特性的研究还不充分.为分析和验证大电流下暂态温度这一特性,在理论分析的基础上,以CREE 1200...     

Research on the Crack Detection of Conductive Components Using Pulsed Eddy Current Thermography

Crack of conductive component is one of the biggest threats to daily production. In order to detect the crack on conductive component, the pulsed eddy current thermography models were built according to different materials with the cracks based on finite element method (FEM) simulation. The influence of the induction heating temperature distribution with the different defect depths were simulated for the carbon fiber reinforced plastic (CFRP) materials and general metal materials. The grey value of image sequence was extracted to analyze its relationship with the depth of crack. Simulative and experimental results show that in the carbon fiber reinforced composite materials, the bigger depth of the crack is, the larger temperature rise of the crack during the heating phase is; and the bigger depth of the crack is, the faster the cooling rate of the crack during the cooling phase is. In general metal materials, the smaller depth of the crack is, the lager temperature rise of the crack during the heating phase is; and the smaller depth of the crack is, the faster the cooling rate of crack during the cooling phase is.     

管道裂纹涡流检测线圈阻抗信号的快速仿真

使用放置式线圈对管道进行涡流检测,不同走向的裂纹可以获得相同的检测灵敏度。在对这类问题进行数值模拟时,由于线圈在无缺陷管壁中产生的场不存在解析解,难度很大。当管道半径远大于线圈尺寸时,管壁可看作平板导体,问题得到简化。如果管道半径不是远大于线圈尺寸,可以通过对平板模型的修正获得比较准确的数值仿真结果。     

高频轴向磁通永磁电机永磁体涡流损耗三维解析模型

针对现有二维解析模型在计算轴向磁通永磁电机永磁体涡流损耗存在精度不足的问题,该文提出一种能够精确计算该类电机永磁体涡流损耗的新型三维解析模型。该模型利用精确子域法和电阻网络模型,能够同时考虑定子开槽、定子谐波电流、涡流反作用和涡流三维分布的影响。利用有限元法验证了精确子域模型计算得到的空载和电枢磁场分布,并在理想空载下,验证了解析模型永磁体表面涡流密度和永磁体涡流损耗值,分析电机在高频运行下涡流反作用对永磁体涡流损耗的影响。最后,对1台7kW、4000rpm的轴向磁通永磁电机进行空载脉宽调制(pulsewidthmodulated,PWM)电压供电实验和空载正弦波电压供电实验,得到因PWM谐波电流引起的永磁体涡流损耗,将实验结果,有限元结果与解析结果作对比,验证了该解析模型的正确性。     

一种高温非接触式电涡流间隙传感器

介绍了电涡流传感器的工作原理,分析了激励信号的幅值、频率稳定程度对传感器输出漂移的影响。设计了一种应用于电厂空气预热器漏风间隙测量的电涡流传感器,该传感器在温度为340~360°C的工作环境中可以保持较好的线性,取得满意的效果。     

High Dynamic Range Measurement with Arrayed Frequency Converter

When measuring multicarrier communication systems such as an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) or UWB wireless signal, there is a problem that the effective measuring dynamic range of the measuring instrument may be reduced, since the peak‐to‐average power ratio (PAPR) of the measured signal is significantly high. In order to solve this problem, we propose a technique that maintains the measuring dynamic range by dividing the measured signal into multiple bandwidths to decrease the measured signal power. We made a prototype of the measuring equipment, confirmed the operation of the algorithm, and verified the effectiveness of dynamic range improvement is 5 to 8 dB in relation to a conventional circuit. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 184(2): 28–35, 2013; Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com). DOI 10.1002/eej.22367     

计及动态频率响应约束的高比例风电电力系统机组组合模型

风电具有强不确定性,其大规模并网极大地削弱了电力系统抵御频率波动的能力.为保障高比例风电电力系统的频率安全,该文从电力系统机组组合角度提出改进措施.首先,建立电力系统源-荷-储多主体动态频率响应模型,依此构建电力系统整体动态频率响应模型,并采用全系统等效调速器方法对模型进行简化.在此基础上,进一步提出系统受扰后的最大频...