CO2短路过渡焊电压和电流最优匹配的智能控制

研制了一种以80C196KC数字单片机为核心器件,通过软件方式实现CO2短路过渡焊电压与电流自动形成最优匹配的智能控制系统。系统通过PID（P为比例,I为微分,D为积分）参数自适应模糊控制器,可维持所选定电流不变。同时,系统采用优选法（0．618法）和变步长法相结合的分段寻优控制器,实现以最高短路过渡频率为目标的电弧电压自寻优。实验证明：当焊接电流在110－220A范围内时,经智能系统控制后的CO2焊短路过渡频率较控制前要高;寻优后的电弧电压与稳定后的电流形成最优匹配,达到了稳定熔渡过程、减少飞溅、改善成形的目的。     

行波磁场对RH精炼过程混合特性的影响

建立了RH精炼装置内混合行为的数学模型,考察了不同励磁电流参数下行波磁场对RH精炼装置内混合特性的影响.计算结果表明:混匀时间随电流强度的增大而减小,并且近似成线性关系;混匀时间随电流频率的增加先减小后增大,并且在30Hz时达到极小值;在励磁电流强度为200A,频率为10Hz的条件下,在上升管或下降管施加行波磁场混匀时间可缩短9%～17%;在相同操作条件下,在上升管处施加行波磁场混匀时间小于在下降管施加行波磁场的混匀时间;同时在上升管和下降管施加行波磁场,混匀时间可缩短18%～26%;混匀时间随吹氩量的增大而减小,在吹氩量为1600NL/min时混匀时间达到极小值,吹氩量继续增大时,混匀时间反而增大.     

不同磁场条件对双流铸造7075铝合金组织的影响

成功研制了双流低频电磁半连续铸造铝合金的设备,使用该设备实现7075铝合金连续稳定的铸造,为工业实现多流低频电磁半连续铸造提供实验基础.利用此铸造设备,对比研究双流铸造中不同磁场条件对7075铝合金组织的影响.研究发现:相邻线圈电流方向相反时铸锭宏观组织略微好于线圈电流方向相同时;随着电流强度的增大,晶粒逐渐得到细化,当电流强度大于160 A后,磁场作用基本达到最佳效果;励磁电流频率小于等于10 Hz或者大于等于30 Hz均无法改善合金组织,当励磁电流频率为20 Hz的时候,铸锭晶粒相对细小,分布均匀,且宏观偏析得到了显著抑制.     

霍尔效应—从线性到非线性

提出了霍尔效应中存在霍尔电压与励磁电流的非线性对应关系这一设想.在霍尔电流IS=9.00mA的条件下,通过不断增加励磁电流来研究霍尔电压与励磁电流的关系.当励磁电流IM超过1.6A后,确实出现了霍尔电压与励磁电流的非线性对应关系,验证了设想.     

短路比不同的无整流子电动机的过渡特性解析

本文以采用接近开关作位置检测的突极式无整流子电动机为对象,介绍了逆变器直流侧电源电压大幅度跃变时,电动机过渡特性的解析方法,并对不同短路比的无整流子电动机的过渡特性做了解析计算和理论分析,给出了不同负荷情况下逆变器可控硅的换流界限。 研究结果表明: ①当逆变器直流侧电源电压急剧增加时,短路比愈大,逆变器直流侧动态电流的增加愈大,但换流充裕角△(γ-u)的减少却变小。 ②逆变器可控硅的换流界限随着短路比的增大而提高。     

模拟型晶体三极管焊接电源的研制

本文介绍了利用国产元件研制成一台模拟型晶体三极管焊接电源,能适用于MAG、TIG、MIG焊,焊接性能良好。本电源能用于连续电流焊,也备有波形发生器,可输出方波、矩形波、三角波以及前沿带尖峰冲剌脉冲波,用于脉冲焊。本电源静态精度高,电压、电流稳定度也很高,当网路电压波动±10%时,输出电压和电流波动<±0.1%,频率响应反馈控制时为10KHZ。本电源还为MAG焊短路过渡时设计了电子电抗器,短路时间常数可以在很宽范围内任意调节,而且可以分别调节短路开始和短路后期的di/dt,也能限制短路峰值电流,以减少飞溅,这是一般电抗器不具备的功能。文中还对研制模拟型晶体三极管焊接电源中常遇到的大功率晶体管保护、振荡和脉冲频率等问题谈了自己体会。     

二氧化碳焊接弧压智能控制器

研制了基于短路过渡过程评价的二氧化碳弧焊电弧电压自寻优微机智能控制器,该智能控制器根据焊接电流的设定值对电弧电压进行自寻优调节,使焊接参数达到最佳配合,该控制器主要由弧压模糊控制模块与一元化推荐表组成,弧压模糊控制模块以二氧化碳弧焊过程中的熔滴短路过渡频率、燃弧时间与短路时间的比值,以及短路周期标准差等特征参数的综合值作为判据进行弧压寻优,实验表明,此智能控制器能显著改善二氧化碳焊机的性能,同时也降低了焊接飞溅。     

基于Comsol多物理场仿真的短路工况下变压器轴向电磁力的计算

过大的短路电磁力会影响变压器的安全运行及电网的稳定性。为了计算研究短路条件下变压器绕组的轴向电磁力，本文建立了110 kV/38.5 kV/10.5 kV的变压器“磁场-电路”耦合模型，使用Comsol Multiphysics软件对三相高压对中压绕组短路工况下的变压器进行了仿真，并得到了铁心磁密和内部辐向漏磁磁密的分布，B相高压中压绕组所受的轴向电磁力，以及在不同电流载荷下绕组所受轴向电磁力的变化规律。结果表明，变压器内部辐向漏磁磁密主要集中在绕组端部，峰值可达0.03 T，绕组中间位置，辐向漏磁磁密为0。绕组所受轴向电磁力的频率主要为50 Hz和100 Hz，且随着短路时间的增加，其二倍频特性愈加明显。随着短路励磁电流增加，绕组受到的轴向电磁力也会增大，且轴向电磁力增幅等于电流增幅的平方。     

弧焊逆变电源变结构控制规律的仿真研究

建立了CO2电弧焊的仿真模型，利用MATLAB软件对控制系统的动态过程进行了仿真试验。分析了输出回路中不同的直流电感（线性直流电感、可饱和电感、可变电感）对电源输出电流波形的影响，并获取得CO2短路过渡焊最佳的电流波形。仿真试验表明，只有采用可饱和电感和可变电感才能满足短路过渡过程中各阶段动态性能的要求，以达到减少飞溅的目的。     

短路过渡的CO2焊波形控制探索

针对CO2焊短路过渡飞溅产生的机理,研究了减小飞溅、实现波形控制核心技术问题,设计了实现波控的软、硬件方案,对电压、电流进行了有效控制.实验结果表明,该设计方案能明显减小飞溅、改善焊缝成形.     

气体绝缘363 kV快速真空断路器电场分析

具有快速开断能力的真空断路器能够在极短时间内开断短路电流,有利于减小短路电流对电网设备的冲击,但目前单断口的真空断路器难以直接应用于高电压等级电网。提出了一种全新的SF6气体绝缘的363kV真空断路器,采用40.5kV真空灭弧室的串并联结构,采用基于涡流驱动原理的操动机构实现短路电流的快速开断。对于高电压等级真空断路器,需要重点研究断路器内部的电场分布问题。基于总体设计结构的对称性对断路器单个单元和端部单元进行了简化,然后建立了对应的断路器三维多重介质有限元计算模型,分析了导电杆、灭弧室、接线端子等关键部件的电场强度。计算结果表明:电场严重集中于上下接线端子、转接法兰的圆角处。雷电冲击电压下,接线端子圆角和转接法兰圆角最大值分别为28.5kV/mm和22.9kV/mm,导电杆的表面最大电场为13.4kV/mm,真空灭弧室内外及其他部件均处于控制范围内。对接线端子的圆角半径进行了优化设计,确定其圆角半径为12mm,为样机的生产提供了参考。     

CO_2焊短路频率测量单片机系统的研制

在短路过渡CO2焊接过程中,短路频率越高,过渡熔滴越小,焊缝波纹越细密,焊接过程越稳定,飞溅越小、,焊缝成形越好,所以,对表征短路过渡过程的短路过渡频率的测量是具有重要意义。而单片机具有很强的抗干扰能力和很好的温度特性,在测量精度和速度上都能满足短路频率测量的技术要求。本文对利用单片机测量CO2气体保护焊短路过渡频率作了详细介绍,阐述了短路过渡原理及单片机测量频率的定时/计数原理,并针对现有的短路过渡测量系统硬件设计编制了相应的软件,完成了CO2焊短路频率测量系统的设计工作。通过实际的软硬件的调试,实现了对CO2焊短路频率的测量,并能够分辨出正常短路与瞬时短路。     

水蒸气保护下电弧堆焊工艺特点

通过分析不同焊接规范下的焊接电压和电流的波形 .研究了水蒸气保护下电弧及熔滴过渡的特点 ,发现其电弧过程行为有“燃弧—熄弧—短路”和“燃弧—短路”两种形式 .在焊丝直径和送丝速度一定的情况下 ,通过调节焊接回路中的电感量和电源电压 ,可以改变电弧的过程行为形式 .若电弧过程呈“燃弧—熄弧—短路”交替进行 ,并且熄弧时间最短时 ,短路过渡频率最高 ,在这种情况下 ,飞溅小 ,焊道成型好 ,焊接过程稳定 .     

焊接电弧声与飞溅的相关性研究

建立了计算机检测分析系统，对ＣＯ２焊接电弧声与飞溅的关系及影响飞溅的因素作了深入研究．结果发现了焊接飞溅与短路结束时电弧声能量及短路平均声能量成线性关系，从而提出用电弧声能量来表征焊接飞溅的新型传感方法．     

基于相位差的轴向磁通无铁心电机早期轻微匝间短路故障诊断

针对轴向磁通定子无铁心电机早期匝间短路故障问题,提出一种基于零序分量和定子电流分量相位差的轴向磁通定子无铁心电机的早期匝间短路故障诊断和定位方法。首先,根据定子绕组电感极小的特点建立了匝间短路故障数学模型;其次,对故障前后的短路电流、相电流、零序分量等进行了傅里叶分析,通过零序电压基波幅值变化对匝间短路故障进行识别;最后,通过对比零序电压基波与定子三相电流初相位差来进行故障相定位。结果表明,匝间短路故障相的相电流基波初始相位与零序电压基波初相位差的绝对值近似180°,而健康相的相位差与180°相差较大。基于相位差可以实现轴向磁通无铁心电机早期匝间短路故障的诊断与定位,为永磁电机的匝间短路故障诊断提供了参考。     

分散式双馈风电机组接入配电网的不对称短路电流实用计算

针对现有双馈风电机组(double fed induction generator,DFIG)短路电流解析计算过于复杂,难以进行工程计算的情况,提出了一种针对DFIG不对称短路电流的实用计算方法.通过建立不对称故障的含DFIG配电网复合序网图及正序增广模型,分析DFIG短路电流各序分量构成;计及不对称故障后DFIG低电压穿越策略,分析撬棒投入和未投入时短路电流负序周期分量,推导了短路电流负序周期分量计算式.以正、负序等值电压,计算阻抗及转子电流为依据,分析撬棒投切动作区域,制订故障后DFIG不对称短路电流负序周期分量计算曲面,最后给出DFIG接入配电网的不对称短路电流实用计算步骤,并通过算例验证方法的正确性.所提方法能有效降低含DFIG配电网不对称短路电流的计算难度,适用于工程中DFIG不对称短路电流计算.     

基于模块化多电平换流器的直流系统故障电流分析及故障穿越测试

半桥型模块化多电平转换器(half-bridge modular multilevel converter,HBMMC)具有阻止直流链路中的短路的能力,而全桥型模块化多电平转换器(full-bridge modular multilevel converter,FBMMC)可以产生双极性电压从而阻止直流链路中的短路电流快速清除直流侧故障,是实现直流故障穿越的理想拓扑。研究极间短路故障的特征及其数学模型,提出计算故障电流的改进分析法。基于临界故障电阻分析,研究模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的传输系统的直流短路穿越的能力。分别模拟两种运行模式:第一种运行模式中MMC可以用无功功率支持交流电网,但不会传输有功功率;第二种运行模式中MMC可以在故障期间传输有功功率。在PSCAD/EMTDC软件中构建FBMMC-HVDC仿真模型,验证所提概念的可行性。     

靶向振荡磁场发生器的研制

针对药物靶向治疗中难以产生足够磁场强度和梯度的交流脉冲磁场问题,提出了采用双极性脉冲电流产生靶向引导磁场的新思路,研制了一种适用于磁性药物聚焦和控制药物释放的靶向振荡磁场发生器,其主电路拓扑利用负载能量回馈,减少电路损耗,提高电流幅值和电流脉冲陡度,从而提高磁场强度和磁场强度变化率。该装置输出频率0.125~32 Hz,磁感应强度达1.3 T,正弦磁场、单极性和双极性脉冲磁场的磁性微粒聚焦效果和振荡效果的对比实验,证明双极性陡脉冲强磁场更适用于靶向治疗。双极性脉冲强磁场中磁性微粒聚集速度快,聚焦效果好,振荡现象明显。