极间短路条件下柔性直流输电系统电磁暂态特性分析

以南澳±160kV中压柔性直流系统为例,配合直流断路器的应用,利用PSCAD/EMTDC仿真软件分析了极间短路故障时系统的暂态特性。首先介绍了南澳直流工程的系统拓扑和主回路参数,然后结合不同保护策略分析了系统对直流断路器的参数要求,提出了系统与断路器配合时直流限流电抗的调整思路。最后研究了线路长度、故障位置和断路器动作对暂态特性的影响。仿真结果表明,直流断路器可以快速开断故障电流,限制电流峰值,通过调整直流限流电抗可以实现系统与断路器的配合。研究结果对柔性直流输电系统参数设置和器件及设备选型有一定参考价值。     

基于DSMO的无位置BLDCM控制策略研究

永磁无刷直流电机(BLDCM)是多变量、强耦合的非线性系统,为改善连续域的控制方法不能较好预测系统的稳定性,提出基于离散滑模观测器(DSMO)的无位置BLDCM控制方法,并引入Sigmoid函数作为滑模观测器的控制函数,以削弱抖振;同时构建离散反电动势观测器直接提取反电动势信号,并利用李雅普诺夫理论证明其稳定性,进一步引入坐标旋转数字计算(CORDIC)算法,以提高电机转子位置的估算精度。实验结果表明,该控制策略能准确估计电机转子位置,同时削弱观测器的抖振问题,提高系统精度和可靠性。     

D型复合材料管连接性能研究

格构式复合材料塔采用了通过钢制螺栓机械连接的D型复合材料管,其中复合材料管制孔和螺栓预紧力对杆件承载力影响还没有相关研究,其承载特性不太清楚。为准确掌握D型复合材料管的连接性能,通过D型复合材料管的塔节间模型节点试验,得到复合材料杆件连接孔端部以劈裂和剪切破坏为主;通过有限元模型分析了螺栓预紧力对D型复合材料管连接性能的影响,结果表明D型复合材料塔用抗剪螺栓的预紧扭矩宜控制为220 N?m。     

Mild functionalization of carbon nanotubes filled epoxy composites: Effect on electromagnetic interferences shielding effectiveness

The effect of nitric acid mild functionalized multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) on electromagnetic interference (EMI) shielding effectiveness (SE) of epoxy composites was examined. MWCNTs were oxidized by concentrated nitric acid under reflux conditions, with different reaction times. The dispersion of MWCNTs after functionalization was improved due to the presence of oxygen functional groups on the nanotubes surface. Functionalization at 2 h exhibits the highest EMI SE and electrical conductivity of MWCNTs filled epoxy composites. However, EMI shielding performance of MWCNTs filled epoxy composite declined when the functionalization reaction time was prolonged. This was due to extensive damage on the MWCNT structure, as verified by a Raman spectroscope. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 42557.     

提高电磁平衡头运动平稳性的驱动参数优选方法

不平衡是旋转机械运行过程中的常见故障之一,为了在线消除不平衡需要设计主动平衡装置。提出了一种电磁式主动平衡装置的结构,阐述了其作动原理,基于此重点研究了电磁平衡头的运动平稳性。建立了平衡头的三维有限元简化模型,分析了不同驱动波形下平衡头的运动规律,据此确定了方波驱动方案。针对方波驱动电流大小和通电时间,通过Ansoft-Maxwell-3D仿真分析和实验验证可知,当线圈励磁电流的通、断电时间之比为1:1、通电时间为64 ms、电压大小为10.5 V时,方波驱动的电磁平衡头能够获得良好的作动平稳性。     

磁性液体传感器一阶悬浮力的理论计算和仿真分析

一阶悬浮力是磁性液体传感器的设计关键。利用任意多物理场直接耦合分析软件COMSOL multiphysics仿真分析了磁性液体一阶悬浮力,一阶悬浮力在最大偏心距纵坐标为-2.5mm,横坐标在-20~25mm的范围内呈周期分布,其平均值为38.43N。同时对没考虑磁场和流场耦合情况下的一阶悬浮力进行了理论计算,仿真和理论计算均表明一阶悬浮力与偏心距离间存在非线性关系,一阶悬浮力的理论计算结果大于仿真分析结果,偏心距越大,理论计算与仿真分析的结果相差越大。磁性液体传感器的设计应该考虑磁场和流场的耦合作用。     

用于输电线接头缺陷检测的磁通法仿真分析

根据高压输电线的接头中两段对接钢芯拉开的缺陷情况,提出了两种不同励磁装置形式的磁通检测方法。运用有限元分析法,以LGJ-400/35型钢芯铝绞线为仿真对象,进行了有限元的建模分析和计算,分析钢芯完整和拉开两种情况下磁路空隙中磁感应强度差值的大小。最终得出使磁力线平行于输电线轴向的漏磁检测方案对于输电线钢芯拉开缺陷具有最好的检测能力,钢芯拉开引起磁路中磁感应强度的变化更大,这为今后的实验和现场应用提供了依据。     

直流接触器断电不释放问题分析与研究

针对某型直流幅压接触器断电不释放问题,主要从接触器在长时间通电后,铁心剩磁因积累效应而增大产生的剩磁力,以及上下铁心吸合时极面上的防锈油漆在高温下出现较大黏结力两个方面进行了分析与研究。详细叙述了剩磁力和油漆黏结力对接触器的影响,通过计算和试验验证,明确了油漆黏结力高温下较大导致某型直流接触器断电不释放,并提出了相应的改进措施。     

Lactoperoxidase-mediated degradation of single-walled carbon nanotubes in the presence of pulmonary surfactant

Carbon nanotubes (CNTs) may elicit inflammatory responses following pulmonary exposure. Conversely, enzymatic biodegradation of CNTs by inflammatory cells has also been reported. The aim of this study was to study the degradation of oxidized single-walled CNTs (ox-SWCNTs) by lactoperoxidase (LPO), a secreted peroxidase present in the airways, and whether pulmonary surfactant affects this biodegradation. To this end, ox-SWCNTs were incubated in vitro with recombinant bovine LPO + H₂O₂ + NaSCN in the presence and absence of porcine lung surfactant (Curosurf®) and biodegradation was monitored using UV–Vis–NIR spectroscopy, Raman spectroscopy, and scanning electron microscopy. The interaction of recombinant LPO with bundles of ox-SWCNTs was confirmed by atomic force microscopy. Cell-free biodegradation of ox-SWCNTs was also observed ex vivo in murine bronchoalveolar lavage fluid in the presence of H₂O₂ + NaSCN. Our study provides evidence for biodegradation of ox-SWCNTs with a lung surfactant ‘bio-corona’ and expands the repertoire of mammalian peroxidases capable of biodegradation of ox-SWCNTs. These findings are relevant to inhalation exposure to these materials, as LPO serves as an important component of the airway defense system.     

有限元法的一种数据结构

稀疏矩阵非零元素压缩存储技术是处理大型有限元方程的必要手段,采用合适的数据结构是提高计算效率的关键。本文提出一种基于单元边索引的非零元素压缩存储方案,这种方案利用了单元边与总体矩阵中非零元素之间的一一对应关系,概念清晰。由于每个元素在压缩向量中的位置在网格划分阶段就确定了,因此在单元分析过程中就可以直接完成总体系数阵的压缩存储和边界条件处理,无需繁冗的寻址计算,矩阵的求解运算也非常便捷,最大限度地减少了有限元分析的内存需求,提高了计算效率。文中对相应的数据结构和算法描述做了详细的讨论,并通过一个涡流检测问题的有限元算例验证了本文方法的有效性。该方案可以方便地推广用于三维有限元问题和高阶单元。