基于FDTD的粗糙地面宽带前向电磁散射研究

采用指数型分布粗糙面模拟实际的粗糙地面,运用FDTD方法研究了超宽带高斯脉冲电磁波入射粗糙地面时的宽带前向电磁散射问题;通过数值计算得到前向散射系数随频率的变化曲线,并与时谐场源激励下的结果进行了对比;分析了不同的粗糙地面高度起伏相关长度、均方根高度,土壤湿度和入射角下前向散射系数随频率的变化关系,得到了指数型分布粗糙地面的宽带前向电磁散射特性。数值计算结果表明各参数的变化对前向电磁散射系数的影响比较明显,入射波不同极化方式下的前向散射系数也有显著变化。     

纳秒脉冲下温度、频率对尼龙6电老化的影响

尼龙6作为绝缘材料经过长时间运行后,绝缘性能会受老化的影响而劣化。目前对此类绝缘材料的研究多集中在常温和工频下,在ns脉冲条件下的研究较少。为了研究温度、频率对尼龙6中电树枝引发的影响,实验采用了固态ns脉冲发生器MPC50D为激励源,其具有30 ns的下降沿和70 ns的脉冲宽度;使用温度循环实验箱SP-80U控制实验温度。实验的温度设定为-40~60℃,频率设定为20~1 500 Hz。实验结果表明:温度对尼龙6中的电树枝引发电压有明显的影响,随温度的升高电树枝引发电压下降明显;频率对电树枝的影响并不明显,只在200 Hz以下出现了较明显的趋势;尼龙6、聚四氟乙烯(PTFE)和有机玻璃(PMMA)中的电树枝形态差异巨大,尼龙6中为丛林形,PTFE中为树枝形,PMMA中为层裂形;ns脉冲下击穿通道出现了放电引发的扇形结构。实验数据为尼龙6在ns脉冲下的绝缘应用提供了参考。     

预电离对高功率脉冲氙灯辐射特性的影响

为了加深对高功率脉冲氙灯预电离放电的认识,通过电学特性测量、能量辐射效率测试、高速摄影和辐射光谱测量等手段研究分析了预电离放电对脉冲氙灯辐射特性的影响。实验结果表明:与单独主放电工作的脉冲氙灯相比,选取合适的主–预放电延时可以使脉冲氙灯辐射效率提高3.8%~5.1%;当延时较小时,预电离回路出现电流振荡现象,且与氙灯的最大辐射效率相比,此时辐射效率下降幅度10%。此外,预电离放电能够改善脉冲氙灯辐射光谱特性,有利于提高辐射光谱与激光工作介质的匹配性,从而提高放大器增益水平。     

基于可饱和脉冲变压器的多路同步技术及其应用

多路同步的高电压脉冲有广泛应用前景。为此,对基于可饱和脉冲变压器的多路同步技术路线进行了详细阐述,并开展了实验验证。在此基础之上,提出了多次级可饱和脉冲变压器多路同步控制的新型LC发生器。在该发生器中,可饱和脉冲变压器先后承4重功能,极大地减小了系统的复杂程度。实验中,初级输入电压为910V时,输出电压幅值达到110 k V,系统总的升压倍数达121倍。此外,引入半导体断路开关,可使实验中输出脉冲的上升沿在20 ns以内。同时将半导体断路开关与电感储能型脉冲形成线相结合,提出了低阻抗方波脉冲的产生方案。研究结果表明:提出的技术方案确实可行,对脉冲功率技术向固态化、小型紧凑化以及可重复频率运行方向发展具有较大的探索意义。     

脉冲放电等离子体再生吸附AO7饱和活性碳

为了说明脉冲放电等离子体对吸附有机物饱和活性炭的再生作用,以酸性橙II(AO7)为目标物,建立了吸附AO7饱和活性炭的气液混合的脉冲放电等离子体再生体系,考察了该再生体系中的关键因素,包括水溶液电导率、载气流速、活性炭量及再生时间对活性炭再生效果的影响规律。研究结果表明:一定的放电操作参数下,在实验所考察的参数变化范围内,增加水溶液电导率,减少活性炭投加量,活性炭的再生效率随之提高;较高的水溶液电导率(1 000μS/cm)和较低的活性炭添加量(1 g)有利于活性炭再生;适宜的载气流速(2 L/min)和放电作用时间(60 min)下的活性炭再生效率较高;相应操作条件下的活性炭在20.4 kV脉冲峰值电压和50 Hz脉冲频率的等离子体作用体系中的再生效率可达71.6%。     

芘污染土壤的脉冲放电等离子体修复分析

脉冲放电等离子体作用于难生物降解有机污染物表现出高氧化性。土壤污染物中,多环芳烃具有高稳定性特征。为此,以典型多环芳烃——芘为目标物,建立了多针-网电极形式的脉冲放电等离子体土壤修复体系,考察了该体系用于芘污染土壤修复时其主要电气参数如脉冲峰值电压、脉冲频率和电极间距,以及系统空气载气速率等变化对修复体系中芘降解速率的影响规律。制成的模拟芘污染土壤中,芘的初始质量分数为0.01%。研究结果表明:建立的芘污染土壤修复体系中,升高脉冲峰值电压和脉冲频率可以提高修复体系的输出功率,有利于修复体系中芘的降解;加大电极间距不利于修复体系中芘的降解,10 mm的电极间距条件下该修复体系中芘的降解速率较高;相较0和2 L/min,该修复体系采用1 L/min的空气体积流量时的芘降解效果最佳。     

驱动脉冲边沿调制技术及其在开关尖峰抑制上的应用

随着现代电力电子技术的发展,功率半导体器件的开关速度和功率等级不断提高,关断尖峰成为其面临的非常严峻的问题。提出一种驱动脉冲边沿调制技术,通过调节前脉冲群的密度和宽度,能够在不改变外部电路的情况下,实现对脉冲边沿斜率的调节。将该技术应用于基于数字控制的驱动电路上可以降低功率半导体器件的开关尖峰,并且使驱动电路具有通用性。使用绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为全控型功率半导体器件的典型代表,搭建测试平台,实验结果验证了该方法的正确性和实用性。     

一种四管动作的高压大功率三电平变流器双脉冲测试方法

多电平逆变器适用于高压大功率的应用场合,但其结构复杂,所需的功率开关器件众多,给电路的设计和性能测试带来很多新问题。为了测试各开关器件的电压电流应力、缓冲电路抑制电压尖峰的效果和层叠式复合母排的性能,该文针对一台高压大功率二极管箝位型三电平变流器,提出一种四管动作的双脉冲测试方法,该方法不同于用常规的斩波电路进行双脉冲测试,而是在实际装置中进行,能够模拟变流器正常工作时的所有换流模态,更真实地反映各功率开关器件的动态特性。若双脉冲的时序和脉宽设计不当,功率开关器件会出现非正常的换流模态和很大的关断过电压,过大的关断过电压可能导致器件失效。该文深入研究了产生过电压的原因并得出故障时封锁脉冲的时序。该文研究成果为二极管箝位型三电平全桥电路的测试提供了有效手段,对于设计可靠的三电平变流器具有理论和现实意义。     

模型电缆空间电荷测试方法研究

介绍了直流电场下电缆绝缘的电场分布,阐述了模型电缆空间电荷测试的重要意义。分析了PEA法和PWP法空间电荷测试方法原理,在此基础上对PEA法模型电缆空间电荷测试方法存在的问题进行分析,并探讨了PWP法模型电缆空间电荷测试方法的优越性。     

基于FPGA的改进型全数字锁相环的设计

针对脉冲密度调制技术调节谐振逆变器输出功率时系统易失锁的问题,提出了一种改进型全数字锁相环,详细分析了这种全数字锁相环的工作原理。利用通用的现场可编程门阵列器件(FPGA)实现改进型全数字锁相环的片上系统设计。最后通过仿真和实验证明,对于不同频率的跟踪信号,当起始相位误差约为最大值180°时经过10~11个输入信号周期系统就可以快速而准确的锁定。而当负载电流降至很小的值时改进锁相环的采样保持电路能够保证逆变器工作在谐振频率点附近,从而避免失锁。