多泥沙电站高水头低出力水轮机水力设计策略

在多泥沙河流运行的水轮机,经常受到严重的泥沙磨损危害,机组的检修周期及运行寿命普遍较低。特别是对于高水头低出力要求的水轮机,机组磨损情况往往更为严重。为提高机组的抗磨损性能,水力设计阶段需专门考虑降低流道流速进而提高抗磨损性能的方法。本文以木扎提河三级水电站小水轮机的设计为例,综合考虑易磨损部位的相对流速及机组水力性能,确定了适用于高水头小流量多泥沙电站的水轮机水力设计策略。研究表明常规降低转速的方法对转轮及导叶出口流速、密封间隙内流动均有显著影响,转速降低的程度应通过流场对比分析合理确定。在高水头电站导叶尾部磨损更为严重,通过采取增大分度圆、优化导叶翼型及相对位置等可有效降低导叶后相对流速。采用长短叶片转轮,可大大降低转轮内部流速,提高在高含沙条件下机组的抗磨损性能,提升水轮机的运行稳定性及安全使用寿命。本文的研究可为多泥沙电站的水轮机设计策略提供有效参考。     

基于Boost-class E变换器的高升压比S.E.L驱动电源设计与研究

针对采用智能电致发光（S.E.L）技术的交通标识电源输入电压低及驱动电压频率高、幅值大的问题,提出了一种基于带软开关的Boost电路与E-class电路级联的高升压比高频逆变驱动电路。利用S.E.L材料在驱动频率下高阻抗特性,采用带电流源特征的E-class变换器,实现对负载两端电压的提升。所提变换器在满足负载所需驱动频率及驱动电压时,可同时实现两级变换器的零电压导通。最后,通过一台升压比为14的样机验证了分析的正确性。     

雷击碳纤维叶片的表面场强分布与附着特性研究北大核心CSCD

风电场中使用碳纤维叶片的风机正在逐年增多,为了研究碳纤维应用在风机叶片时的雷击附着特性,文中建立了碳纤维和玻/碳纤维混合风机叶片的三维电磁场仿真模型,基于有限积分法和理想边界拟合技术,通过计算不同材料叶片表面场强分布,分析了下行先导位置和叶片材料影响雷击附着特性的原因,研判了接闪器对碳纤维叶片的保护能力。研究结果表明:全碳纤维叶片表面场强分布特性与玻璃纤维叶片相似,但更早且更易产生上行先导;玻/碳纤维混合叶片表面场强分布受材料特性影响呈明显的差异化分布,碳纤维部分较玻璃纤维部分更易受雷击;下行先导的位置对叶片表面场强分布的影响与材料特性相关;雷击附着特性分析显示传统叶片接闪器对碳纤维叶片的保护能力有限。     

动车线缆导通性自动测试系统研究

传统动车内部线缆导通性的测试费时费力,增加了误检的概率,严重影响动车线缆检测结果的准确性、可靠性,极大降低了动车在行驶过程中的安全稳定性。基于开尔文四线检测电阻法对动车线缆的导通电阻进行测量,确定是否存在断线或短路故障;针对检测出的故障线缆,基于时间反演法对故障点进行精准定位,同时利用Matlab/Simulink进行仿真试验,验证了所提故障定位方法的准确性。在此基础上研制了动车线缆导通性自动测试系统,并进行了现场应用,测试试验结果表明,导通性自动测试系统测试速度快、准确性高、操作方便、可显著提高工作效率。     

水滴特征对汽轮机叶片司太立合金水蚀的影响

汽轮机叶片在运行过程中受蒸汽凝结水作用会发生水蚀损伤,镶嵌司太立合金是通用的抗水蚀防护方法。通过数值计算研究了水滴的速度、尺寸对司太立合金水蚀的影响规律。结果表明:水滴速度和尺寸均会对司太立合金应力产生显著影响,随着水滴碰撞速度的增加,司太立合金最大等效应力升高,当速度超过293 m/s后,最大等效应力大于屈服强度,并产生较高的次生应力;随着水滴尺寸的增加,最大等效应力显著提升且超过司太立的屈服强度,但当水滴半径超过750 μm后,碰撞最大等效应力基本不变,且大尺寸水滴在高速碰撞过程中分裂成更小的水滴,并与司太立合金继续发生碰撞,产生高于司太立合金疲劳极限的次生应力;碰撞速度和水滴直径越高,其产生高于疲劳极限的次生应力峰数增加,加速司太立合金的疲劳损伤。     

多级孔板泄洪洞水流空化特性

多级孔板泄洪洞是一种利用水流强剪切混掺而实现消能的内消能工形式,而抗空化空蚀性能是影响多级孔板泄洪洞安全运行的重要指标之一。本文以小浪底1号孔板泄洪洞为例,在水力学原型观测资料的基础上系统分析了多级孔板泄洪洞的空化特性,并结合几何比尺为1:40的减压模型试验资料分析了缩尺效应对初生空化数的影响。结果表明：水流空化数对库水位的变化不敏感,而初生空化数则随着库水位的升高而增大,受此影响,库水位越高时各级孔板发生空化水流对应的闸门开度越小;缩尺效应对多级孔板泄洪洞初生空化具有显著影响,经模型试验测得的初生空化数须进行缩尺效应修正;对于多级孔板泄洪洞,其结构尺寸和水流流速是影响初生空化数的主要参数,基于此提出了减压试验初生空化数的缩尺效应修正方法,经与原型观测资料对比,误差小于2%。相关成果利于深化对多级孔板泄洪洞水力特性的认识,有助于多级孔板泄洪洞的推广应用。     

基于定转子分数槽集中绕组的双馈感应电机感应电压仿真分析*

在测量电机转子侧感应电压时,使用示波器自带的快速傅里叶变换功能,可简化计算过程,便于进行谐波分析。但在实验过程中,理论值与实际测量值往往会有一定的误差,因此提出了一种计算示波器测量数值与理论模型数值误差的方法。通过建立仿真模型并计算得出理论值,再将有限元计算结果通过MATLAB软件进行快速傅里叶变换处理后,与示波器运算结果进行对比,得出平均误差。     

散热片数对湿式潜水感应电机噪声影响分析

针对感应电机运行中的噪声问题,通过对一台160 kW潜水感应电机进行多物理场耦合有限元计算,结合解析法对径向电磁力的阶次和频率进行探究,分析了电机气隙中径向电磁力波的时空特性,并通过声学仿真进行了噪声的相关计算。考虑径向电磁力的二维傅里叶分解得到的结果和机壳模型模态的阶次与频率,分析说明了噪声的来源,提出可通过如调整电机机壳散热片数等方式改变电机模态在阶次与频率上的分布或降低机壳振动系数实现噪声控制的目的。