新型电感储能型电磁炮脉冲电源拓扑

提出了一种用于电磁发射的电感储能型电磁炮脉冲电源拓扑。该拓扑中两储能电感充电时串联,放电时并联,以实现电流倍增。与meatgrinder电路相比,该电路两储能电感之间不需要磁耦合,具有设计简单灵活、容易制造的特点。为避免电感储能断路时断路开关出现过电压问题,用电容作为能量转换器件可实现开关的零电压断路。对该脉冲电源系统的工作原理进行了理论分析,搭建了小型实验系统,验证了该电源拓扑的可行性。以轨道炮为负载,对电感、电容参数对系统性能的影响进行了仿真分析,结果表明多个电源模块的并联运行能明显提高系统能量转换效率。     

电力变压器内部短路故障对短路电抗的影响

根据电力变压器设计短路电抗的计算方法,研究了电力变压器内部各种短路故障对短路电抗的影响,指出了内部短路引起沿轴向安匝分布不均匀,从而增强了横向漏磁场分量。横向漏磁场对漏电感的作用是增加的。当内部短路发生在原边侧绕组时,虽然横向漏磁场分量增加了,但是原边绕组励磁总安匝数相对减少了,而且它引起漏电感减小的作用大于横向漏磁场分量增加引起漏电感增加的作用,所以短路电抗是减少的;当内部短路发生在线端短路的副边侧时,原边侧的短路电抗可能大于正常值。无论内部短路发生在何处,短路电抗均不等于额定值,其值之增加或减少随短路位置的变化是非线性的。     

无冲击的晶闸管投切电容器

SVC是电力系统中的重要无功补偿设备,在维持系统稳定和电压稳定方面有重要作用.TSC是SVC的主要组成部分,对TSC的控制和操作直接影响着SVC的性能.TSC的投切问题一直是一个难点,要求投切可靠,响应迅速,同时没有电流冲击.针对传统的投切方式,提出了一种真正的过零检测意义上的投切方式,经过仿真和实验检验,能够圆满的解决TSC的投切问题.     

超高压变压器在操作波耐压试验下线圈电压分布的仿究真研

本文阐述了一个计算超高压变压器在操作波耐压试验条件下线圈中电压分布的方法。通过将各绕组线圈分割成单元建立计算等值电路。每一个单元由一条R-L-e串联支路和几条电容支路表示。感应电动势e是由铁心中的主磁通引起的。本文还建立了一个考虑磁滞和涡流效应的磁路模型,推导了广义节点方程和磁路方程。最后,本文给出一台500kV三相自耦有载调压变压器的计算实例并与实测值进行比较,结果表明本文方法可用于改善变压器绝缘设计。     

基于纵向模态超声导波陷频特性的钢绞线拉力测量新方法

试验发现了钢绞线结构中L(0,1)模态导波存在陷频这一固有声学特性,由此提出一种钢绞线拉力检测新方法。为测试钢绞线中导波陷频特性与拉力的关系,研制了一款柔性低频磁致伸缩传感器,可在30~160 k Hz范围内激励/接收L(0,1)模态导波。在直径17.8 mm和15.2 mm的两种7芯钢绞线上进行导波陷频检测试验,结果表明陷频特征频率与拉力的自然对数值呈良好线性关系,陷频旁侧峰值比随拉力增大而线性增加。试验中1 k N的拉力增量(应力增量约3 MPa)引起的声学参数(陷频特征频率和陷频旁侧峰值比)变化可被检测到并较好的符合标定关系方程。在额定工作载荷内,拉力估算相对误差小于1.5%,这表明新方法具有较高的拉力检测精度。同时,依据试验所得结论,给出了钢绞线结构中L(0,1)模态导波陷频中心频率与拉力关系的修正公式。新方法实施过程简洁,具有很好的工程应用前景。     

基于改进随机森林算法的铁磁材料硬度预测

为了提高基于巴克豪森噪声信号的铁磁材料硬度预测方法的精度并使其自动化,提出一组基于巴氏噪声自回归(auto regression,AR)谱一阶导数、二阶导数的预测特征;设计一种特征抽取算法,以统一频域特征的维度;通过改进随机森林算法的群投票机制减少噪声干扰与运算复杂度.通过2种金属的硬度预测实验,获得预期的结果,采用本文特征与算法的预测方法均方误差仅分别为60. 3、81. 3,与经典时域预测方法的均方误差229. 8、298. 7相比,所提出的特征与算法的预测方法具有明显的精确度和优越性.     

基于谐波分析的磁弹拉力测量改进方法研究

基于磁弹检测机理,提出一种磁弹拉力测量改进方法,即将谐波分析法应用于磁弹信号处理,通过统计信号频域各阶次谐波幅值,引入电气工程中表征波形相对正弦波畸变程度性能参数——总谐波畸变率来表征结构拉力。采用双套筒线圈式磁弹传感器在7芯钢绞线中获取磁弹检测试验信号,对比时域与谐波分析两种处理方法的特点,结果表明,谐波分析法处理过程更为简洁,所确立的标定方程的特性参数(线性拟合方程确定系数、斜率)随统计阶次增加而趋于稳定,且均优于时域处理结果,线性拟合方程确定系数可达0.996以上。同时,应用于高压输电导线的拉力测试,结果再次验证了总谐波畸变率与拉力间的良好线性关系。针对两种试验对象,当总谐波畸变率为1时,不同谐波统计阶次对应的标定方程对拉力的估算值间的相对误差均小于3%(其中7芯钢绞线最大为2.4%,高压输电线最大为2.9%)。该方法为磁弹拉力测量提供了一种新的表征及数据处理手段。     

磁致伸缩与磁弹一体化传感器的研制

为开发具有缺陷检测与应力测量双功能的单体传感器,设计出一种包括静态偏置磁路和内、外层感应线圈的一体化传感器结构,可工作于磁致伸缩与磁弹传感器两种模式。结合磁致伸缩与磁弹基本理论,以能量转换效率和应力测量灵敏度为指标,采用有限元仿真法对一体化传感器的偏置磁场进行优化选取。一体化传感器的试验测试结果表明,传感器工作于磁致伸缩传感器模式时,可在直径6.3 mm钢杆中激励产生L(0,1)模态超声导波并有效检测出宽度和深度均为1 mm的槽型缺陷,增加外层感应线圈的驱动直流可对静态偏置磁场强度进行补偿以使接收的缺陷回波信号幅值增加,提高传感器的缺陷检测能力;工作于磁弹传感器模式时,随激励信号幅值增大,传感器的应力测量灵敏度和测量结果线性度均有提高,其中测量结果线性拟合确定系数最高达0.992 4,表明一体化传感器可用于高精度应力测量。     

基于神经网络和支持向量机的导波弯管腐蚀损伤程度辨识研究

利用导波的远场检测优势和机器学习模型,开展管道弯曲处腐蚀损伤程度智能辨识方法研究.在普通碳质钢管弯头处加工不同程度的腐蚀缺陷,按腐蚀程度分为10个等级.采用自激自收和一激一收两种信号激励接收方式,在管道中激励具有非频散的T(0,1)型超声导波,采集得到不同腐蚀程度缺陷对应的导波检测信号.在时域和频域对检测信号进行分析,提取多个导波信号特征值用于表征损伤程度,并通过BP神经网络和支持向量机两种分类模型对数据进行训练分析得到缺陷损伤辨识模型,实现弯曲处腐蚀程度的准确辨识.研究中分析两种模型的超参数对缺陷辨识模型精度的影响,对比研究两种模型对弯管腐蚀损伤辨识的性能.试验结果表明,两种损伤辨识模型对不同激励接收模式下的导波检测信号均能取得较优的分类效果.相较于BP神经网络,支持向量机在小样本条件下对弯管腐蚀损伤具有更好的辨识效果.     

北201井高强低密度水泥浆的研制及应用

北201井是中国石化东北油气分公司为录取北正镇断阶带地质参数及相关的油、气、水资料而部署的一口重点探井,从开钻到下套管固井前,累计堵漏时间长达690 h;同时在2 200³ 715 m气窜问题突出;另外,根据工程设计要求,该井还要采取压裂施工作业。为此,开展了水泥浆配方设计及性能评价工作,并研制了具有抗高温、沉降稳定性好、低失水、抗污染能力强的低密度增韧水泥浆体系。应用表明,该体系解决了北201井深层易漏失固井难题。