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等离子体鞘套宽带微波反射诊断方法

物理学报 2022年第23期71卷 317-328页

作者：杨敏王佳明齐凯旋李小平谢楷张琼杰刘浩岩董鹏西安电子科技大学空间科学与技术学院极端环境下信息与装备效能教育部重点实验室西安710071

飞行器再入过程中会产生一层包裹在其表面的等离子体鞘套,导致通信质量恶化,甚至中断,形成“黑障”现象.多年来“黑障”问题一直困扰着航空航天行业,其中一个非常重要的原因是,对等离子体鞘套测量上的局限导致对通信传输环境认知不足.所... 详细信息

飞行器再入过程中会产生一层包裹在其表面的等离子体鞘套,导致通信质量恶化,甚至中断,形成“黑障”现象.多年来“黑障”问题一直困扰着航空航天行业,其中一个非常重要的原因是,对等离子体鞘套测量上的局限导致对通信传输环境认知不足.所以,实现鞘套参数的在线原位测量是高超声速飞行器“黑障”问题研究中的关键.本文设计了一种用于再入等离子体鞘套诊断的宽带微波反射方法,通过理论推导得到宽带微波反射数据与等离子体参数之间的关系,进行有效诊断频点选择.再利用所选有效频点的反射数据反推得到等离子体参数,实现电子密度和碰撞频率的同时诊断测量.建立仿真模型并搭建实验平台,对该方法进行了仿真分析和地面实验验证,验证了该方法的有效性.该方法能够对再入飞行器或高超声速飞行器的等离子体鞘套实时诊断提供技术支撑.

关键词：等离子鞘套谐振点参数诊断微波反射法

基于动车组车载变压器频率响应优化模型的故障定位

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中国铁道科学 2022年第3期43卷 103-113页

作者：吴振宇周利军王东阳张桂南于兴宇江飞明周猛西南交通大学电气工程学院四川成都611756 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081

高速铁路动车组车载变压器采用单相分裂式绕组结构,4组高压绕组在油箱内部并联连接,导致无法独立测量各组的频率响应曲线,从而无法确定故障绕组。为解决上述问题,联合MATLAB软件与Maxwell软件,建立并验证考虑绕组相间电容的车载变压器... 详细信息

高速铁路动车组车载变压器采用单相分裂式绕组结构,4组高压绕组在油箱内部并联连接,导致无法独立测量各组的频率响应曲线,从而无法确定故障绕组。为解决上述问题,联合MATLAB软件与Maxwell软件,建立并验证考虑绕组相间电容的车载变压器频率响应优化模型;基于优化模型模拟不同故障绕组下多端口频率响应曲线演变规律,同时结合多条频率响应曲线的特征谐振点偏移规律识别故障绕组,解析故障绕组定位步骤,并进行故障模拟验证。结果表明:当靠近铁芯的外层牵引绕组出现故障时,高压绕组频率响应曲线不发生变化,但牵引绕组频率响应曲线变化显著,而当其他绕组出现故障时,高压绕组频率响应曲线均发生变化;当高压绕组出现故障时,牵引绕组频率响应曲线的第一谐振点和第二谐振点均向右偏移,而第三谐振点几乎不变;当远离铁芯的内层牵引绕组出现故障时,牵引绕组频率响应曲线的第一谐振点与第二谐振点均向左偏移,而第三谐振点则向右偏移。

关键词：车载变压器分裂式绕组频率响应法有限元轴向移位故障定位谐振点

基于扰动电压定向的自适应电流源侵入式序阻抗测量

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电力自动化设备 2022年第12期42卷 122-128页

作者：杨文莉马俊鹏孙瑞婷王顺亮赵静波刘天琪四川大学电气工程学院四川成都610065 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103

变流器宽频阻抗特性复杂、待测系统谐振点难以预测,增加了阻抗测量难度。为精确且稳定地实测变流器输出阻抗,提出了一种基于扰动电压定向的自适应电流源侵入式序阻抗测量方法。通过扰动电压定向控制,结合所提出的抗饱和策略,有效地实现... 详细信息

变流器宽频阻抗特性复杂、待测系统谐振点难以预测,增加了阻抗测量难度。为精确且稳定地实测变流器输出阻抗,提出了一种基于扰动电压定向的自适应电流源侵入式序阻抗测量方法。通过扰动电压定向控制,结合所提出的抗饱和策略,有效地实现了扰动电流自适应调整。结合阻抗测量装置的可测阻抗范围,优化设计了抗饱和策略的控制参数。仿真和实验结果表明,所提控制方法既可有效避免待测系统固有谐振点诱发的阻抗测量装置调制饱和问题,又能规避待测系统在测量过程中的潜在失稳风险。

关键词：阻抗测量扰动电流自适应控制扰动电压定向谐振点

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频变特性下自耦变压器绕组FRA建模研究

中国铁道科学 2022年第2期43卷 134-142页

作者：周利军周祥宇林桐吴振宇高仕斌张陈擎宇西南交通大学电气工程学院四川成都611756

以1台含梯级叠铁心自耦变压器的分裂式绕组为研究对象,通过数值计算和均质化建模获得频变下含梯级叠铁心的导磁特性;然后,运用有限元软件计算绕组电感和电阻的频变特性;再以变压器绕组线饼为单元,在MATLAB中建立考虑频变特性的绕组状态... 详细信息

以1台含梯级叠铁心自耦变压器的分裂式绕组为研究对象,通过数值计算和均质化建模获得频变下含梯级叠铁心的导磁特性;然后,运用有限元软件计算绕组电感和电阻的频变特性;再以变压器绕组线饼为单元,在MATLAB中建立考虑频变特性的绕组状态空间方程的解析模型,计算正常及轴向移位故障下绕组的频率响应;最后,通过实验验证模型的正确性。结果表明:随着频率的逐渐增大,变压器叠铁心的各向异性相对有效磁导率和绕组的电感均逐渐减小,而绕组的电阻逐渐增大;理论值与实测值对比,正常、轴向移位故障下绕组频率响应曲线变化趋势一致,这2种情况下考虑频变特性的谐振点频率最大误差分别为-3.35%和5.42%;考虑和未考虑叠铁心梯级影响时,谐振点频率最大误差分别为-3.35%和-8.48%。可见,考虑叠铁心梯级影响后再均质化建模可提高绕组频率响应的建模准确度,有效提高了绕组电感参数计算精度,解析获得频率响应曲线也更加准确。

关键词：自耦变压器分裂式绕组频变特性频率响应状态空间方程谐振点

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无极灯泡体温度对谐振点稳定性影响的研究

无极灯泡体温度对谐振点稳定性影响的研究

作者：张洋洋西安工业大学

学位级别：硕士

无极灯是近年来发展起来的一种新型的照明用电光源,它具有高光效、长寿命、高显色性、无频闪等优点,所以广泛应用于道路、隧道、广场、矿工、厂房、教室等场合。尽管无极灯具备了很多优点,但无极灯也并不是完美无缺,无极灯的发光效率和... 详细信息

无极灯是近年来发展起来的一种新型的照明用电光源,它具有高光效、长寿命、高显色性、无频闪等优点,所以广泛应用于道路、隧道、广场、矿工、厂房、教室等场合。尽管无极灯具备了很多优点,但无极灯也并不是完美无缺,无极灯的发光效率和稳定性,直是无极灯研究人员所关心的问题。光效的提高不仅仅意味着更加节能,也意味着无极灯工作稳定性大大改善,而稳定性是一个产品是否成熟的的重要标志。本课题在此背景下展开无极灯泡体温度对谐振点稳定性影响的研究,试图通过实验研究温度对无极灯工作的影响,寻找提高无极灯光效的方法。本文首先介绍了无极灯的工作原理,从而引出影响无极灯发光效率的各个因素,并重点研究了温度对无极灯工作状态带来的影响。为了通过实验研究温度对无极灯工作状态的影响,根据现实条件搭建测量装置,分别对温度、照度和功率进行测量。该装置MCU采用的是ST公司的STM32F103系列芯片,经数据采集模块得到的模拟数据通过12位模数转换器送给单片机进行处理,然后进行显示并通过RS232接口将数据传送给计算机。经过对该装置的标定与测试,完全可以满足测量需求。最后,设计实验方法,用设计的测量装置对无极灯进行测试,得出数据,并通过数据分析温度对无极灯工作的影响。本课题通过设计一种无极灯快速测量装置,研究了温度对无极灯工作的影响,为提高无极灯的发光效率提供了参考依据。

关键词：无极灯谐振点光效温度 STM32

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LCX多种开槽方式的谐振点抑制方法的研究

LCX多种开槽方式的谐振点抑制方法的研究

作者：杨倩哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

泄漏同轴电缆,是一种配置连续缝隙天线阵的馈电线。由于它可以沿其轴向和其径向周围空间辐射电磁能量,所以泄漏同轴电缆具有传输线和辐射天线的双重特性。泄漏同轴电缆具有信号覆盖均匀,低耦合损耗,易于安装,环境污染少等优点。在许多... 详细信息

泄漏同轴电缆,是一种配置连续缝隙天线阵的馈电线。由于它可以沿其轴向和其径向周围空间辐射电磁能量,所以泄漏同轴电缆具有传输线和辐射天线的双重特性。泄漏同轴电缆具有信号覆盖均匀,低耦合损耗,易于安装,环境污染少等优点。在许多无线通信无法实现的场合或外界传播条件非常恶劣的情况下,泄漏同轴电缆仍可实现自由通信。因此,泄漏同轴电缆主要应用于无线电信号无法传播或传播效果很差的闭域或半闭域空间内,可以解决无线通信中的通信盲区问题。本文从泄漏同轴电缆的基础理论出发,首先,介绍了泄漏同轴电缆的物理结构、分类、和泄漏同轴电缆的主要的电气性能指标(主要包括泄漏同轴电缆的使用频带、耦合损耗、传输损耗),讨论了影响这些电气性能指标的因素,分析了这些性能指标之间的关系,相互的影响。其中的重点是使用频带问题,为本文下面的分析作了理论铺垫。其次,分析了自由空间中垂直开槽泄漏同轴电缆和倾斜开槽泄漏同轴电缆的辐射场,辐射原理,以及泄漏同轴电缆的辐射模式等问题。最后,根据这些理论原理,讨论了一种八字开槽泄漏同轴电缆的单模辐射频带的扩展方法,并总结了单模频带的扩展与泄漏同轴电缆一个开槽周期内开槽孔数目的关系。虽然利用在泄漏同轴电缆的一个开槽周期内增加开槽数目的方法,可以扩展泄漏同轴电缆单模辐射频带的宽度,但由于开槽孔数目增加,开槽孔之间产生干扰十分严重,导致了一些频率点无法进行通信,这样的点就是谐振点。本文针对泄漏同轴电缆的两种开槽方式,垂直开槽和倾斜开槽,分析、讨论了其谐振点问题。利用在泄漏同轴电缆外导体表面上开设仿真槽的方式,抑制泄漏同轴电缆的谐振点,给出了相应的理论分析,推导了泄漏同轴电缆的反射系数的公式,以及增设仿真槽以后的公式。并利用这些公式进行理论仿真,总结了在垂直开槽泄漏同轴电缆的一个开槽周期内的不同位置开设仿真槽,对于谐振点抑制的规律。同时,对所讨论的泄漏同轴电缆进行建模仿真,比较直观地看到了仿真槽的开设对于泄漏同轴电缆的谐振点的抑制作用。对于理论仿真和建模仿真进行了比对,并分析了垂直开槽泄漏同轴电缆和倾斜开槽泄漏同轴电缆的不同点。

关键词：泄漏同轴电缆单模辐射仿真槽谐振点

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泄漏同轴电缆谐振点抑制方法的研究

泄漏同轴电缆谐振点抑制方法的研究

作者：贾雁飞哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

泄漏同轴电缆,也称连续天线,它是遵循特定的电磁场理论,沿着同轴电缆的外部导体周期性或非周期性配置开槽口而形成的。沿着同轴电缆的轴向分布的每一个狭窄开槽口都是一个电磁波辐射波源,电信号在泄漏同轴电缆中传输的同时,能把电磁能... 详细信息

泄漏同轴电缆,也称连续天线,它是遵循特定的电磁场理论,沿着同轴电缆的外部导体周期性或非周期性配置开槽口而形成的。沿着同轴电缆的轴向分布的每一个狭窄开槽口都是一个电磁波辐射波源,电信号在泄漏同轴电缆中传输的同时,能把电磁能量的一部分按其设计要求从特殊开槽口以电磁波的形式辐射到周围的外部空间。泄漏同轴电缆不仅具有实现有线通信的功能,更重要的是它具有通信无盲区的无线通信功能,它是有线通信、无线通信、电磁场与电磁波、电波传播等理论相互渗透、相互交融的产物。本论文对泄漏同轴电缆的一些特性参数进行了理论研究,首先,简要介绍了泄漏同轴电缆的结构、分类和几个电气特性参数,其中主要介绍了耦合损耗和传输衰减,以及它们与频率、电缆长度和开槽角度之间的相互关系。接着,讨论了泄漏同轴电缆的辐射条件、辐射波的三个工作频段。然后,介绍了传输线的基础理论,其中重点介绍了传输线的几个特性参数,包括:特性阻抗,反射系数和电压驻波比。最后,重点分析讨论了泄漏同轴电缆的谐振点,提出了在泄漏同轴电缆表面周期性地增加开设仿真槽的方法,对泄漏同轴电缆进行数学建模,分别推导出了垂直开槽的泄漏同轴电缆在没有开设仿真槽之前和开设仿真槽之后的反射系数公式,进而得到电压驻波比与频率的关系式,通过仿真分析发现,在泄漏同轴电缆每两个辐射槽之间开设单个仿真槽可以达到抑制或消除谐振点的目的,仿真槽与辐射槽的相对位置不同,被抑制掉的谐振点不同。而开设多个仿真槽不但不能抑制谐振点,反而会使电缆的原有性质变坏。谐振点被抑制之后,原来不能传输信息的频带得到利用,通信质量大大提高。

关键词：泄漏同轴电缆反射系数电压驻波比仿真槽谐振点