基于Y参数的压电变压器端口串-并联接特性研究

基于压电变压器的经典集总参数等效电路模型,压电变压器串-并联接的电气特性由导纳矩阵Y参数描述,导出了电压增益、输出功率和效率与单片压电变压器的模型参数和压电变压器联接个数的关系表达式,并采用径向振动型压电变压器模型参数进行了仿真分析.测试了电压增益为0.0816、输入和输出隔离的两片降压压电变压器,在相同负载20 Ω时,端口串-并联接后的电压增益达到0.0406.计算和实验结果表明,压电变压器端口串-并联接能够进一步提升降压比.因此,压电变压器串-并联接可以作为实现降压的一种方法.     

压电高压能源变换器工作频率特性

为研究压电变压器在高压能源变换器中充电过程的工作频率特性,利用基波分析法得出变换器输出电路的等效模型.分析变换器在充电过程中的频率特性,得出输出的等效电容随工作周期的增加而增加,等效电阻随工作周期迅速增加并达到最大,然后开始缓慢减小并趋于稳定值.整个变换器充电过程中,变换器的工作频率随着工作周期的增加而减小,但变化较小,9万个工作周期(约合1.1s)内,工作频率变化约为0.8kHz.     

多悬臂梁压电振子频率分析及发电实验研究

为了提高悬臂梁压电振子的发电能力,设计并制作了多悬臂梁压电振子,采用有限元方法对多悬臂梁压电振子的有效工作频率进行了仿真分析,并且进行了实验验证.在此基础上,对多悬臂梁压电发电装置进行了压电发电实验测试.研究结果表明,多悬臂梁压电振子工作的谐振频率范围为56~65 Hz,与实验结果基本吻合.相比于单悬臂梁压电振子,多悬臂梁压电振子能有效地拓宽其谐振频带并提高压电发电能力.当多悬臂梁压电振子外接负载为820Ω、工作频率为60 Hz时,多悬臂梁压电发电装置的最大输出功率达到4.9 mW,产生的能量能够满足网络传感器等低耗能电子产品的供能需求.     

压电驱动菱形放大式胶体微喷系统的建模与实验

为实现微电子封装领域各类胶体的精确微量分配,设计了基于菱形放大机构放大压电致动器位移的微喷系统,利用集总参数法建立了该系统的等效电器模型,通过实验验证了模型和仿真结果的可靠性,分析了系统参数对胶滴体积和脱离效果的影响.实验和仿真表明:撞针位移在0.3~0.5 mm时为有利于喷射胶滴的范围内;针对3 Pa·s黏度的胶体,当驱动气压在0.15~0.32 MPa时,喷射体积与驱动气压成正相关趋势;随着黏度的增大,相同条件下可获取的胶滴体积不断减小,需要的驱动力不断增大;对于特定黏度的胶体,在合适气压范围内,调控分配频率可实现对微喷体积的调节.      

压电合成射流激励器LEM方法研究

基于线性复合平板理论,将机-电-声等效方法应用于压电合成射流激励器,建立了激励器的集总参数模型(LEM).借助ANSYS软件和Matlab软件提取等效模型的关键参数,并使用Matlab软件对合成射流激励器的LEM模型进行了仿真.仿真结果与实验测试值进行了对比,两者吻合得较好.与传统仿真方法相比,所提出的LEM方法具有操作简单、耗时短、占用资源少和效率高等优点.      

架空输电线路地线取能方法

地线取能是电力系统输电网络中各类传感监测设备的一种供能方式。为此,文章对典型架空地线的取电原理进行了分析,建立了等效参数模型,对取电端口的等效电压、等效阻抗进行了数学推导。选择一条220 kV线路利用ATP-EMTP软件进行了仿真,研究了取能负载对地线电流分布的影响,分析了包括导线电流、接地电阻、档距范围、取能负载等因素对取电参数的影响规律。结果显示：受感应电势和地线自阻抗的限制,地线电流不超过10 A;取电电压随着取能阻抗的增大呈现增大趋势,最终稳定在27 V左右,当取能负载为2.5Ω时,获得最大取能功率为175.03 W。这些结果为后续取能器的设计提供了数据基础。     

内置压电臂流致振动能量收集研究

为了减少压电臂在水中的阻尼以及绝缘和腐蚀等问题,本文提出一种内置悬臂梁的水下压电能量收集装置。首先对带有质量块的压电臂进行了自由振动衰减实验,确定压电臂的固有频率、阻尼比以及机电耦合系数,得到了压电臂固有频率与阻尼比随负载电阻变化的规律。之后在水槽中进行了流致振动能量收集实验,通过调节流速大小,在同一流速下更换不同阻值负载,得到输出电压及功率随流速及电阻的变化规律。结果表明输出电压随着负载电阻的增大而增大,在某一流速下会产生锁频现象,使得输出电压及功率最大。数据分析得到各电阻的最大功率出现在U=0.816 m·s~(-1)处,系统的最大功率出现在电阻值为680 kΩ时。     

基于二极管等效模型的2.45 GHz微波整流电路的设计

提出了一种提取二极管等效模型的方法,并基于该方法设计了微波整流电路.文中首先根据软件自带HSMS-282C肖特基二极管的电路模型,设计、加工并测试了一款工作于2.45GHz的微波整流电路;然后根据测试结果优化了二极管等效模型的相关参数;最后用得到的等效模型替代二极管重新设计了整流电路.其中,为了减少焊接产生的寄生参数对测试结果的影响,采用了阻抗阶跃微带线来设计低通滤波器.实验结果表明,基于本文得到的二极管等效模型设计的微波整流电路,其仿真结果和测试数据可以良好地吻合.在输入功率为20dBm、负载为500Ω时,整流电路实现了73.4%的转换效率.     

0.1μV直流放大器的噪声和漂移的分析

分析了无输入变压器单通道斩波式直流放大器的噪声和漂移,得出了等效输入噪声和等效输入误差电压公式,给出了一种低噪声直流放大器方案,并讨论了放大器的稳定性。实验表明,该放大器可克服一般输入变压器耦合式高灵敏度放大器体积大,成本高,输入阻抗低,被测信号源不能浮地等缺点;信号源内阻小于1kΩ时,灵敏度高于0.1μV,时间漂移小于1μV/7h,响应时间小于5s。     

共振式压电驱动器分析及实验研究

推导了压电陶瓷等效刚度和驱动力的表达式.考虑胶层及预压弹簧的影响,将压电陶瓷简化为等效驱动力作用下的弹簧,设计了共振式压电驱动器.建立了共振式电驱动器的动力学模型,并进行了共振式压电驱动器原理性实验验证.实验与理论分析结果误差在10％以内,结果表明等效弹簧模型在低频范围内能够较为准确地模拟压电陶瓷的动力学特性.共振式压电驱动器可以显著放大压电陶瓷的位移,克服压电陶瓷输出位移小的缺点,有较为广阔的用途.     

基于感应滤波的高压取电装置谐波抑制方法

为了解决偏远山村、通信基站、郊区工厂等负荷的供电问题,通过特制的大容量电压互感器(PT)可实现从高压铁塔或架空线路直接取电,从而实现灵活取电、就地供电的要求。取电装置的负荷中,含大量非线性负荷,而取电装置直接接入高压输电线路,必然在线路中注入一定的谐波。以110 k V输电线路的单相PT取电装置为对象,考虑接入负荷类型及容量,提出了一种基于感应滤波的高压取电装置谐波抑制方法。首先对110 k V输电线路单相PT取电装置的引下线及塔型布置方案、谐波源负荷情况进行分析,建立相应的仿真模型,得到取电装置注入电网的谐波含量与取电装置容量的关系,进而确定取电装置接入电网的容量限值。分析了基于感应滤波的单相PT取电装置的拓扑及等效电路,并推导了输出电压与输入电压的传递函数,设计了感应滤波绕组和调谐装置的参数。仿真结果表明感应滤波及其调谐装置对不同谐波成分均有良好的衰减效果。可见,利用感应滤波对取电装置进行谐波抑制能减小取电装置接入对电网的影响,具有良好的经济性和技术性。     

夹心式功率超声压电换能器负载特性研究

在等效电路理论的基础上，对大功率夹心式压电超声换能器的负载特性进行了研究，重点讨论了两种常用的负载，即超声清洗等液体处理技术中的液体负载以及用于超声加工和超声钻孔等技术中的固体负载，探讨了负载对换能器共振频率的影响。结果表明，对于液体介质，当液面的高度在一定范围内增大时，换能器的共振频率会降低，当液体负载横截面积增大时，液面高度对换能器共振频率的影响增大，对于固体负载，当超声加工工具的长度减小时，换能器振动系统的共振频率升高，当超声加工工具的横截面积较小时，工具长度对换能器系统频率的影响很小。     

基于小波分析的变频调速电动机运行噪声-负载特性

分析了交-交变频器输出电压、电流和时间谐波磁势的谐波族特征,指出了该特征对电动机运行噪声的影响。提出了一种改进M allat算法,并运用该算法对运行噪声进行了小波分析。该算法的计算量和占用的存储空间较标准M allat算法均减少了49.6%。同时,运用基于小波分析的频带能量法提取运行噪声的特征。经实验验证:电动机负载增加,运行噪声的86~172H z频带能量呈现一致性增加,该频带能量可以作为反映负载变化的主要特征。     

餐饮废油制生物柴油的排放特性

研究利用餐饮业废油脂制造生物柴油的方法.通过对比实验,研究增压柴油机燃烧餐饮废油制生物柴油和普通柴油对发动机动力性、经济性和排放特性的影响.研究结果表明:对于实验发动机,在油泵最大喷油量保持不变时,直接燃烧餐饮废油制生物柴油对柴油机动力性的影响小于2.5%;无论在全负荷还是部分负荷工况下,燃用餐饮废油均能大幅度降低柴油机的排气烟度、PT、CO和HC排放量,但是会引起NOx的排放量上升.     

一种节能型交通电动机实验系统

异步电动机变频调速的应用越来越普遍,在电动机投入系统之前应知道在不同频率下电动机的四象限运行特性。传统的实验方法是以一台它励直流电动机作为模拟负载,这样测试系统结构复杂,耗能大。为了克服不足本文提出一种以交流异步电动机作为模拟负载的变频调速实验系统,提出了一种新的频差控制方法,描述了系统能量流动过程和节能原理,最后以电机负载特性的实验验证了频差控制的可行性及正确性。     

基于EMD载货汽车动态载荷信息处理技术

为在载货汽车安全状态监测中获取真实稳定的载荷状态信息,对基于位移传感器的车辆载荷状态动态检测装置实时采集到的电压信号进行了处理. 根据载货汽车动态载荷信号的特点,以经验模态分解(EMD)算法为基础,去除传感器信号中的低频动态载荷,从而获得稳态的车辆载荷信息. 基于LabVIEW软件的编程功能,实现了对载货汽车动态载荷信息的处理及结果显示. 通过不同载重量、速度、路面环境条件的实车道路试验的验证,系统测量结果误差小于5%,满足实时监测车辆载荷状态的要求.     

抗性负载下常见形状函数变幅杆振动特性的比较

利用数值计算方法，分析和比较了3种常见形状函数变幅杆在抗性负载下的振动特性．结果表明，变幅杆的共振频率随容性负载增大而升高，随感性负载增大而降低；位移振幅放大系数随容性负载增大而减小，随感性负载增大先增大后减小．圆锥形变幅杆的共振频率和位移振幅放大系数受负载的影响相对较小，但是在小负载情况下，悬链线形变幅杆和指数形变幅杆有位移振幅放大系数大的优势。     

低路堤软土地基在交通荷载作用下的动力特性试验研究

设计并制作了低路堤软黏土地基模型。测试了软黏土地基在交通荷载不同强度、不同频率下的动土压力和孔隙水压力;以及土压力和孔隙水压力随深度的变化。获得了低路堤软粘土地基在交通荷载作用下的动力特性发展规律。研究表明:在交通荷载循环作用下,无论荷载强度、荷载频率的大小,软黏土地基的土压力和孔压都是随着埋深的增加而呈衰减趋势。随着荷载频率的增加,土压和孔压的波动变化明显加剧,但压力值并不是随着荷载频率的增加而简单的增长或减小;随着荷载强度的加大,某一深度处土压力受到的最值变化不是很明显,而孔隙水压力却显著的发生了变化。     

城市纳污河道废水化学强化一级处理的研究

针对山东省淄博市猪龙河和白家河城市纳污河道水质的特点，进行了化学强化一级处理该河道废水的研究.初步筛选出聚合氯化铝（PAC）、阳离子型聚丙烯酰胺（CPAM）、阴离子型聚丙烯酰胺（APAM）和聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）混凝剂，研究了它们对该废水中COD、溶解性COD（SCOD）、浊度、总氮（NT）和总磷（PT）的去除效果，选出了适于该废水水质的混凝剂为APAM和PDMDAAC.研究了pH值和表面负荷对混凝效果的影响.研究结果发明，APAM在最佳投加量0.3?mg/L时，对COD和SCOD的去除率分别为44％～64％和33％～67％；PDMDAAC在最佳投加量0.5?mg/L时，对COD和SCOD的去除率分别为51％～60％和21％～67％.APAM和PDMDAAC对NT去除率较低，约为15％～20％，但对PT具有较高的去除率，为60％～80％.APAM和PDMDAAC对COD的去除效果受pH值影响较小，在pH 7～10范围内均具有较好的混凝效果.研究结果表明，表面负荷从0.8?m3/m2·h提高到1.2?m3/m2·h时，COD和浊度去除率变化不大. 〖GK2*2]Abstract