多注行波管慢波结构的耦合阻抗研究

文章从理论上分析了多注行波管耦合阻抗原理,利用自行研制的数值软件建立了多注行波管慢波结构模型,模拟了多注慢波耦合特性,得到耦合阻抗曲线,并分析了相关参数对多注行波管耦合阻抗的影响;最后得出结论,多注行波管耦合阻抗较大,故其波注互作用效果明显,增益较高。     

电感偶合谐振腔链型慢波系统的设计和冷测

本文提出了用于大功率行波管的电感偶含谐振腔链型慢波系统的设计方法,用此方法设计出了一套电子注电压为30千伏的慢波系统,对此系统进行了色散特性和偶合阻抗的测量。对色散特性进行了实验和理论比较。比较表明,计算的上截止频率和实测结果相差只有0.6%,下截止频率相差2.8％。     

电感偶合谐振腔链型慢波系统的设计和冷测

本文提出了用于大功率行波管的电感偶含谐振腔链型慢波系统的设计方法，用此方 法设计出了一套电子注电压为３０千伏的慢波系统，对此系统进行了色散特性和偶合阻 抗的测量。对色散特性进行了实验和理论比较。比较表明，计算的上截止频率和实测结 果相差只有０．６％，下截止频率相差２．８％。     

电子注在周期永磁聚焦系统中运动状态的计算机模拟

根据周期场聚焦电子注的基本理论,利用行波管仿真软件TWT设计了某行波管的周期永磁聚焦系统,模拟计算了电子注在周期永磁聚焦系统中的运动状态,分别考虑了峰值磁感应强度对静态理想电子注和电子枪发射的电子注的聚焦,过渡区对电子枪发射的电子注聚焦的影响,分析了电子注在周期永磁聚焦系统中的传输特性,确定了聚焦系统的周期磁场与过渡区磁场分布规律,为实现周期永磁聚焦系统的一次装管成功提供了有价值的参考。     

介质加载开放式矩形波导慢波结构高频特性分析

矩形波导慢波结构及其变态具有易于微加工、横向尺寸大、散热好等优点,是一种有潜力工作于毫米波段或亚毫米波段的高频系统。利用近似场匹配的方法推导出了介质加载开放式矩形波导慢波结构的色散方程和耦合阻抗表达式,并采用数值计算方法分析了加载的介质对慢波结构的色散及耦舍阻抗的影响。     

休斯型耦合腔电磁色散特性研究

微波电子器件中填充等离子体是提高其输出功率和效率增加工作带宽的有效途径之一.利用电磁场分析理论模型,研究了行波管耦合腔高频慢波结构的色散特性,建立了填充等离子体耦合腔高频慢波结构的色散分析模型.研究表明,填充等离子体后高频慢波结构的色散行为发生了重大变化.首先是当电磁波频率高于等离子体频率时,色散频谱有一个微小的上移;其次是当电磁波频率低于等离子体频率时,发现了一种新的电磁波模式——混合模.工作在混合模的行波管具有更宽的带宽,可达到未填充等离子体时的带宽的一倍以上.混合模是体积模,电场在电子通道的对称轴附近最强,更有利于电子与微波之间能量的有效交换,易于实现大功率微波电子器件.     

等离子体填充相对论行波管

相对论行波管是近20年来发展起来的一种重要的高功率微波器件,它利用电子注中的慢空间电荷波与结构波发生同步互作用来实现高频信号放大.近年来研究发现,当在微波器件中填充了等离子体以后,器件的输出功率和互作用效率得到显著提高,同时等离子体还可改善电子注的传输质量,甚至取消笨重的外加磁场.综述了等离子体填充相对论行波管的研究背景和国内外的发展概况,报道了该类器件在理论和实验研究两个方面的最新进展,具体分析了等离子体加载两种慢波结构--波纹波导和螺旋线中电磁波传播的色散方程,预测了该类器件的发展趋势,提出了一些建议.     

一种快速分析周期性慢波结构色散特性的方法

分析了周期性慢波结构中的场分布特点,提出了一种利用粒子模拟软件Magic快速分析周期性慢波结构色散特性和描绘色散曲线的方法.以一个具体的慢波结构为实例,详细介绍这种方法的操作过程,并结合周期性慢波结构的场分布特点及其他电磁理论分析这种方法的原理,理论证明它的可行性.这种方法尽管有一定的误差,但是其操作简单而迅速,在进行一些微波电子器件的初步设计工作当中有一定的实际意义.     

W波段千瓦级正弦波导行波管电磁系统的理论研究

提出了一种可运用于W波段大功率行波管的两段式正弦波导电磁系统,设计了集中衰减器和输入输出结构,运用粒子模拟的方法研究了带状电子注与慢电磁波在该系统中的互作用结果.研究结果显示,该行波管能够在90-98GHz的频率范围内均获得1kW以上的峰值功率输出.这对宽带大功率毫米波辐射源的开发具有重要科学意义.     

用有限元法分析带膜片耦合腔中的场

本文用有限元法分析带有有孔金属膜片的耦合腔中的电磁场分布,这种耦合腔用作为高功率行波管的慢波线。导出了一些有用的公式,可用高速数字计算机求解。所述方法对谐振于TM_(010)模式的其它谐振腔也适用。     

小波变换奇异性在电力系统行波故障测距中的应用

输电线路行波双端故障测距具有很高的精度 ,但需要高速A/D采集、大量的数据存储、复杂的行波波头辨识 ,对近距离故障测量存在困难。提出利用小波变换的时频分析特性 ,结合行波传输的特点 ,对行波信号利用小波变换提取故障时行波的故障信息。利用GPS作为同步时钟 ,测量波头到达测量端的时刻 ,构成输电线路的行波测量网络 ,通过调度通信进行故障测距 ,可以提高测距的可靠性和精度     

基于行波衰减理论的多端直流网络故障定位

摘 要 多端环型直流系统中,线路发生故障时,故障行波传播到故障线路端点的行波记录仪存在多种路径。若故障行波到达故障线路两端行波记录仪的最短路径不是沿着故障线路向两端传播的,而是经过相邻线路向端点传播的,传统上利用初始行波进行故障定位的方法不再适用,存在盲区问题。为解决盲区问题,研究了行波的衰减特性。故障行波经相邻线路到达故障线路的行波记录仪时,受线路分支的影响,行波的波头幅值发生衰减,而沿故障线路直接传播时,未经过分支行波波头幅值变化大。因此,提出了基于行波衰减理论的多端直流网络故障定位方法。另外,根据波速随频率变化特性,提出参考波速的想法和在线测量波速的方法。在PSCAD中搭建四端直流输电线路模型,调整故障类型以及故障位置进行仿真分析,结果表明此方法可以实现快速在线定位,可见所提方法解决盲区问题的适用性及准确性。     

考虑输电线路阻抗频率特性的高精度行波定位方法

从理论上推导出了考虑集肤效应的三相输电线路的正序阻抗和零序阻抗随频率变化的公式,分析了输电线路的阻抗频率特性及输电线路阻抗的依频特性对行波定位和保护的影响,并提出了应用小波包分析对行波信号进行分解,分频段进行行波速度的计算并记录行波波头到达的时间来进行故障定位的方法.通过ATP仿真分析表明,该故障定位方法能有效消除行波色散特性的影响,提高故障定位的精度.     

双局部行进波对流的高精度数值模拟

文章采用高精度紧致格式,对双局部行进波的对流形态进行数值模拟,探讨了具有中等Soret效应的混合流体双局部行进波的形成过程,并进一步分析了双局部行进波的存在区间对相对瑞利数r的依赖性。研究发现:当分离比为φ=-0.47时,延展行进波向双局部行进波过渡的过程依赖于r。数值模拟结果显示,当r=1.23时,得到了稳定的双局部行进波。文中分析了双局部行进波的稳定性对r的关系,确定了存在稳定的双局部行进波的r的范围为r=1.23～1.61。     

解耦变换在电力系统暂态保护中的应用研究

电力系统暂态保护具有响应快、准确度高、不受工频振荡及过渡电阻影响等特点.相模解耦变换是实现暂态保护的关键技术之一.本文给出了解耦变换的概念,详细分析了暂态保护中各种解耦变换的特点,并提出了新的解耦变换对称分量变换.仿真实验论证了研究结果的正确性.     

行波超声波电机的动力学模型仿真

在Kirchoff薄板理论的基础上,推导了行波型超声波电机定子的振型方程,并根据该振型利用Hamilton能量变分原理,建立行波型超声波电机整体的机电耦合动力学模型.为了分析电机输出特性,模型中考虑了定转子间摩擦界面上的相互作用力.在该模型基础上,以定子直径100mm行波型超声波电机为例,分析其输出性能,分析了在施加100~700N轴向预压力情况下,电机运行特性及输出特性.最后测试了实际电机,结果表明,所给出的动力学模型仿真结果与测试结果吻合.     

基于行波电流极性差异的交直流混联系统纵联方向保护方法

交直流混联系统中逆变站的换相失败使交流线路发生频率偏移,导致工频量纵联方向保护的可靠性受到影响。本文提出一种基于行波电流极性差异的交直流混联系统纵联方向保护方法,利用线路区内、外故障时,传播到两端保护的电流故障初始行波波头之间极性差异构成纵联保护。该方法仅利用电流初始行波极性差异进行方向判别,消除了电容式电压互感器无法准确传输宽频带电压信息导致保护的低可靠性问题,且利用高频电流进行计算,避免了交直流混联系统频率偏移的影响。仿真结果显示,基于行波电流极性差异的纵联方向保护方法能够准确、快速地识别单相故障和多相故障,适用于交直流混联系统。     

一种改进的混合三端输电线路故障定位算法研究

针对混合输电线路故障多、定位精度差等问题,提出一种基于改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和Teager-Kaiser能量算子相结合的混合三端输电线路故障测距方法。首先对输电线路故障电压信号使用新型相模变换进行解耦,以消除线路间的电磁耦合现象;然后利用改进的CEEMDAN和Teager-Kaiser能量算子对解耦后的故障电压信号进行分解,提取了故障初始行波到达检测点的时间,再根据故障时暂态电压行波零模分量和线模分量的故障特性,提出一种基于零模和线模时间差的故障分支判别方法;最后为解决无法得到行波波速精确值的问题,采用基于零模线模时间差的行波测距方法得到了精确的故障定位数据。基于仿真模型,对比改进CEEMDAN算法和传统CEEMDAN算法,验证所提改进算法的有效性。仿真结果表明,所提算法不受故障类型、过渡电阻、波速、时间不同步的影响,具有较高的测量精度。改进CEEMDAN算法能够有效改善故障信号经传统CEEMDAN算法分解后带来的随机性问题,具有较高的工程应用价值。     

基于HHT的高压直流输电故障测距算法的研究与仿真

本文介绍了用希尔伯特黄变换(HHT)对直流输电线路进行故障测距的方法。首先对测得的故障电流行波信号进行经验模态分解(EMD)得到一系列对应固有模态函数(IMF),对IMF进行希尔伯特(Hilbert)变换得到其时频图。根据时频图中的频率突变点得出故障行波到达两侧测量点的时间,并且根据其对应时刻的瞬时频率和具体线路的参数计算出其波速度。用改进的双端测距理论对直流线路进行测距。并对测得误差总体趋势和误差因子进行详细分析。相关仿真分析用EMTDC环境进行,仿真结果证实了所提方法的有效性。