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电力系统中的雷电暂态感知、监测和应用

高电压技术 2024年第8期50卷 3303-3323页

作者：杨庆柯锟胡军姚子恒吴世林何金良输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆400044 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

雷电是造成电力系统故障的首要原因,实现对雷电暂态电压电流信号的感知、监测和数据应用对于维护系统安全稳定运行具有重要意义。面向日益复杂的新型电力系统结构形态,传感器件在满足雷电宽频测量的基础上,监测装置正朝着微型化、高精... 详细信息

雷电是造成电力系统故障的首要原因,实现对雷电暂态电压电流信号的感知、监测和数据应用对于维护系统安全稳定运行具有重要意义。面向日益复杂的新型电力系统结构形态,传感器件在满足雷电宽频测量的基础上,监测装置正朝着微型化、高精度、强互联和易取能方向发展。因此,该文基于雷电暂态感知方法、监测装置关键技术和雷击数据统计应用的研究现状,首先介绍了基于不同原理的电压/电场和电流/磁场传感技术,并分析了各自的优缺点;其次梳理了传感器微型化、时间同步、通信和供能等关键技术的最新进展;随后通过对雷击暂态波形的统计分析,探讨了监测数据在雷击故障识别与定位中的应用;最后对电力系统中雷电暂态感知、监测与应用进行总结并对其发展趋势作出展望。

关键词：电压/电场传感技术电流/磁场传感技术微型化技术时间同步供能与通信统计分析雷击故障识别与定位

超高速激光金属沉积增材制造K648高温合金的显微组织与性能

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第7期34卷 2192-2203页

作者：王开明刘炜都东常保华刘冠胡永乐仝永刚张明军张健鞠江长沙理工大学汽车与机械工程学院长沙410114 清华大学机械工程系高端装备界面科学与技术全国重点实验室北京100084 中南大学机电工程学院长沙410083 香港城市大学材料科学与工程系中国香港999077

采用一种新型的超高速激光金属沉积工艺以提高高铬高温合金的制造效率。分别使用透射电子显微镜、拉伸试验机、磨损试验机和电化学工作站对超高速激光金属沉积高铬K648高温合金的析出相生长行为、高温力学性能、耐磨性和耐腐蚀性进行研... 详细信息

采用一种新型的超高速激光金属沉积工艺以提高高铬高温合金的制造效率。分别使用透射电子显微镜、拉伸试验机、磨损试验机和电化学工作站对超高速激光金属沉积高铬K648高温合金的析出相生长行为、高温力学性能、耐磨性和耐腐蚀性进行研究,并与传统激光金属沉积工艺进行比较。结果表明,超高速激光金属沉积K648合金的析出相尺寸明显小于传统激光金属沉积工艺制备的K648合金,700℃下的高温强度更高,且具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。总之,超高速激光金属沉积制造的K648高铬高温合金具有良好的综合性能。

关键词：增材制造超高速激光金属沉积 K648高温合金显微组织演变性能

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微型超级电容器的激光加工研究进展(特邀)

中国激光 2024年第16期51卷 339-355页

作者：闫剑锋郭恒赵宇智王素梅曲良体清华大学机械工程系高端装备界面科学与技术全国重点实验室北京100084 北京理工大学机械与车辆学院北京100081 清华大学化学系北京100084

超级电容器是一类新型储能器件,具有比电容量高、瞬时功率密度大、循环稳定性好等优势。微型超级电容器具有小型化、集成度高的特点,在微电子、柔性电子、移动设备等领域有着广阔的应用前景。目前,已有多种技术能够实现超级电容器的制造... 详细信息

超级电容器是一类新型储能器件,具有比电容量高、瞬时功率密度大、循环稳定性好等优势。微型超级电容器具有小型化、集成度高的特点,在微电子、柔性电子、移动设备等领域有着广阔的应用前景。目前,已有多种技术能够实现超级电容器的制造,其中激光加工技术以其非接触、无掩模、无需特殊环境等优势而备受关注。作为激光加工技术的前沿,超快激光加工能够将超级电容器尺寸缩小至微纳尺度,并对微电极的特性进行调节,进一步提高微型超级电容器的电化学性能与集成能力。本文综述了激光加工微型超级电容器的方法,介绍了超快激光加工微型超级电容器的最新研究进展,并对本领域的研究前景进行了展望,展示了超快激光在加工微型超级电容器方面的应用潜力。

关键词：微纳加工超级电容器储能器件超快激光

利用神经网络逆控制系统提高Turbo码译码性能

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北京航空航天大学学报 2005年第9期31卷 989-993页

作者：董正宏周辉朱仁峰装备指挥技术学院电子工程系北京101416

对Turbo码译码逆模型建立问题,提出使用神经网络结构的非线性滤波器来建立Turbo码译码自适应逆模型.采用最优常系数比例因子统计得到Turbo码期望衰减系数,通过利用期望衰减系数训练神经网络非线性自回归外输入NARX滤波器,建立全局范围内... 详细信息

对Turbo码译码逆模型建立问题,提出使用神经网络结构的非线性滤波器来建立Turbo码译码自适应逆模型.采用最优常系数比例因子统计得到Turbo码期望衰减系数,通过利用期望衰减系数训练神经网络非线性自回归外输入NARX滤波器,建立全局范围内的Turbo码译码逆输入输出映射模型.在线性逆控制系统中采用该自适应逆模型,与非线性逆控制结构的自适应逆控制系统相比,具有系统结构简单、运算量小等特点.仿真结果表明在信噪比大于0dB时,该自适应逆模型算法收敛迅速、稳定,计算误差保持在较小的范围之内.自适应逆译码模型从译码机理角度提供了一种改善译码性能的新途径.

关键词：译码模型神经网络 Turbo码自适应逆控制系统

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具有薄外壁的闭孔泡沫铝棒的弯曲行为

稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 667-675页

作者：王增张赞刘楠楠夏兴川张子晨丁俭王佳成崔李鹏邱子轩王玉江刘永长河北工业大学材料科学与工程学院天津300401 邢台学院物理与电子工程学院河北邢台054001 天津大学材料科学与工程学院天津300350 陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072

通过熔融发泡法制备了具有薄外壁的铝泡沫棒(aluminum foam bar,AFB)。通过悬臂梁弯曲实验和有限元模拟研究了跨度、直径和孔隙率对其弯曲变形行为的影响。采用高速摄像机记录了AFB的弯曲变形行为,并得到了载荷和位移之间的关系。基于... 详细信息

通过熔融发泡法制备了具有薄外壁的铝泡沫棒(aluminum foam bar,AFB)。通过悬臂梁弯曲实验和有限元模拟研究了跨度、直径和孔隙率对其弯曲变形行为的影响。采用高速摄像机记录了AFB的弯曲变形行为,并得到了载荷和位移之间的关系。基于三维有限元的X射线微断层扫描技术(Micro-CT)重建AFB,并进行了数值模拟。结果表明,跨度对破坏行为有重要影响,跨度的增加导致了能量吸收能力下降。此外,直径和相对密度的增加也使得峰值载荷提高。有限元模拟结果与实验结果相吻合,这说明孔壁在弯曲过程中由于不同类型的应力而失效。在失效过程中,裂纹遵循孔壁最薄弱的路径传播。

关键词：泡沫铝棒悬臂梁弯曲失效机制有限元模拟

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基于热流密度的石墨烯发热膜电路设计

材料导报 2024年第S1期38卷 100-103页

作者：张晋豪袁英才李恒王鑫李文浩郭淼胡乃奇张宇朋数字化印刷装备北京市重点实验室北京102600 印刷装备北京市高等学校工程研究中心北京102600 北京市印刷电子工程技术研究中心北京102600 北京印刷学院机电工程学院北京102600

在石墨烯发热膜功能需要的基础上,通过热传导分析,提出热流密度计算公式。基于热流密度分析结果和石墨烯原膜电学特性,提出石墨烯加热膜电路设计方法。对丝网印制石墨烯原膜,在导电特性测试的基础上,运用基于热流密度的电路设计方法,制... 详细信息

在石墨烯发热膜功能需要的基础上,通过热传导分析,提出热流密度计算公式。基于热流密度分析结果和石墨烯原膜电学特性,提出石墨烯加热膜电路设计方法。对丝网印制石墨烯原膜,在导电特性测试的基础上,运用基于热流密度的电路设计方法,制备出石墨烯加热膜。设计实例的理论计算与实测结果基本一致,表明该设计方法切实可行。

关键词：石墨烯电路设计电热性能发热膜

冷喷涂和超音速火焰喷涂FeCoCrNiMn高熵合金涂层的耐腐蚀性能对比研究

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机械工程学报 2024年第14期60卷 117-125页

作者：王琳婷朱丽娜李润杰康嘉杰卢晓亮中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 中国地质大学(北京)郑州研究院郑州451283 矿冶科技集团有限公司北京100160

在深海钻探中,钻探零部件承受海水钻井液的侵蚀,OH-和Cl-等腐蚀介质使其服役环境十分苛刻,影响钻进效率甚至设备安全,因此在钻探零部件表面进行防护具有十分重要的意义。高熵合金被视为耐蚀性材料的新发展方向,在再制造工程领域有广泛... 详细信息

在深海钻探中,钻探零部件承受海水钻井液的侵蚀,OH-和Cl-等腐蚀介质使其服役环境十分苛刻,影响钻进效率甚至设备安全,因此在钻探零部件表面进行防护具有十分重要的意义。高熵合金被视为耐蚀性材料的新发展方向,在再制造工程领域有广泛的应用前景。采用冷喷涂(Cold spray, CS)和超音速火焰喷涂(High velocity oxy-fuel, HVOF)制备的FeCoCrNiMn高熵合金涂层以模拟海水钻井液为介质,连续浸泡(15 d、30 d、45 d),探究两种涂层在不同浸泡时间的耐腐蚀性能。结果表明,CS涂层相对于HVOF涂层表现出了更大的阻抗值和更小的电子传递速率。Cr在合金表面可以形成一层以Cr_(2)O_(3)为基础的保护性钝化膜,呈现出较优的钝化性能。浸泡45d的CS和HVOF涂层表面均有Cl元素富集的点蚀出现,随着浸泡时间的延长,点蚀区域可能剥落造成涂层内部的缝隙腐蚀。所以,CS涂层和HVOF涂层均可以在深海钻探中对钻探零部件起到防护作用,对比得出CS涂层的耐腐蚀性能优于HVOF涂层。

关键词：冷喷涂超音速火焰喷涂 FeCoCrNiMn 高熵合金涂层腐蚀

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火炮身管疵病深度测量系统

光学精密工程 2010年第10期18卷 2221-2230页

作者：曾朝阳赵继广装备指挥技术学院光电装备系北京101416 装备指挥技术学院航天装备系北京101416

为了准确获取火炮身管疵病深度参数,提出了一种新的基于等效多基线立体成像的疵病深度测量方法,并采用单摄像机建立了疵病深度自动测量系统。首先,对摄像机采用Tsai两步法进行标校。接着,采用等效多基线立体成像法获取疵病图像。在此基... 详细信息

为了准确获取火炮身管疵病深度参数,提出了一种新的基于等效多基线立体成像的疵病深度测量方法,并采用单摄像机建立了疵病深度自动测量系统。首先,对摄像机采用Tsai两步法进行标校。接着,采用等效多基线立体成像法获取疵病图像。在此基础上,利用标校数据和图像的位置参数,通过疵病特征提取和疵病图像立体匹配处理,获取疵病深度图像的输出,从而得到准确的疵病深度值,实现对火炮身管疵病深度参数的精确测量。测试结果表明:该疵病测量系统得到的疵病深度测量绝对误差技术支持。

关键词：火炮身管疵病深度测量立体成像图像匹配

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构网型变流器:物理本质与特征

高电压技术 2024年第2期50卷 590-604页

作者：迟永宁江炳蔚胡家兵林伟芳刘宏志范译文马士聪姚骏中国电力科学研究院有限公司北京100192 华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074 输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆400044

全球能源产业变革促进了电力系统电力电子化转型,以新能源为主体的电力电子化电力系统中同步机占比低,系统呈现低惯量、弱阻尼特征,引发了一系列运行问题。构网型变流器本质为电压源,能够主动构建电压频率,为系统提供惯量支撑,有利于改... 详细信息

全球能源产业变革促进了电力系统电力电子化转型,以新能源为主体的电力电子化电力系统中同步机占比低,系统呈现低惯量、弱阻尼特征,引发了一系列运行问题。构网型变流器本质为电压源,能够主动构建电压频率,为系统提供惯量支撑,有利于改善系统稳定性,是提高新能源主动支撑能力的有效手段,近年来成为研究热点。该文从电力电子化电力系统的运行问题出发,梳理了下垂控制、虚拟同步机控制等典型构网型控制策略的实现原理及内在联系,建立构网型控制策略的统一数学模型;通过类比稳态条件下同步机与构网型变流器的电压频率构建原理,揭示了构网型变流器的物理本质,从电压频率构建、惯量阻尼支撑、同步机制等角度解释了构网型变流器的内涵与特性,可为构网型变流器的稳定与控制提供理论参考。

关键词：构网型控制新能源并网变流器物理本质电压频率构建稳定控制电力电子化电力系统

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