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考虑异质器件混用与输出电平倍增的混合型MMC及其调控方法

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电力系统自动化 2024年第5期48卷 128-136页

作者：任鹏涂春鸣侯玉超郭祺刘海军王鑫国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南省长沙市410082 国网智能电网研究院有限公司北京市102209

首先,为提高模块化多电平换流器(MMC)输出波形质量、降低装置运行损耗,提出一种基于Si和SiC器件组合应用的混合型模块化多电平变换器(HMMC)拓扑结构。该拓扑每个桥臂包含N个Si绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件的半桥子模块,每相交流侧串联一... 详细信息

首先,为提高模块化多电平换流器(MMC)输出波形质量、降低装置运行损耗,提出一种基于Si和SiC器件组合应用的混合型模块化多电平变换器(HMMC)拓扑结构。该拓扑每个桥臂包含N个Si绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件的半桥子模块,每相交流侧串联一个直流侧电压为半桥子模块一半的SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)全桥子模块,整体经济性较好。其次,提出一种面向输出电平数倍增的HMMC高、低频混合调制策略,并充分发挥SiC MOSFET开关损耗低的优势,在减小HMMC输出谐波的同时降低整体运行损耗。此外,分析混合调制策略下HMMC异质子模块直流侧能量的波动规律,提出一种高、低频模块直流侧电压稳定控制策略。最后,仿真和实验验证了所提HMMC拓扑结构和调制策略的可行性,并将所提HMMC、基于单一器件MMC和现有HMMC在损耗和成本方面进行综合对比,证明了该方案在降低损耗和减小成本方面优势显著。

关键词：模块化多电平换流器 Si绝缘栅双极晶体管 SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管混合调制电压平衡控制效率优化

一种高性能低成本的中压异质器件混合型模块化多电平变换器及其控制策略

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电网技术 2024年第9期48卷 3686-3694,I0046,I0047-I0049页

作者：周志涂春鸣侯玉超郭祺任鹏刘红文杨金东国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南省长沙市410082 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南省昆明市650000

针对少子模块数的中压模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)装置损耗、成本等指标难以综合提升的问题,该文提出一种基于Si基绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)和SiC基金属氧化物半导体场效... 详细信息

针对少子模块数的中压模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)装置损耗、成本等指标难以综合提升的问题,该文提出一种基于Si基绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)和SiC基金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)混合的模块化多电平变换器,简称异质器件混合型模块化多电平变换器(heterogeneous device hybrid MMC,HDHMMC)。HDHMMC由全Si IGBT的低频模块和Si IGBT与SiC MOSFET混合的高频模块组成。针对此拓扑提出一种特定的高低频混合调制策略,充分发挥Si IGBT通态损耗低、SiC MOSFET开关损耗低的优势。此外,详细分析了高低频模块的能量波动机理,并针对高低频模块直流侧电容电压不稳定问题提出一种特定的稳压策略。仿真和实验结果验证了HDHMMC拓扑及其调制、稳压策略的可行性。最后,将HDHMMC与现有MMC拓扑进行损耗与成本对比,证明所提拓扑可以更好地平衡成本、效率、功率密度等性能指标。

关键词：模块化多电平变换器 Si IGBT SiC MOSFET 混合调制稳压策略

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冷轧带材多通道板形并行预报方法

中国机械工程 2024年

作者：段伯伟王东城徐扬欢刘宏民燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心金属成形技术与重型装备全国重点实验室

板形是冷轧带材产品质量的关键指标，工业中通过板形测控系统实现板形自动检测与控制。板形预报模型是板形控制系统的基础，建立高精度、高速度、高鲁棒性的板形预报模型对提高板形控制精度具有重要意义。本文采用集成学习方法研究一种... 详细信息

板形是冷轧带材产品质量的关键指标，工业中通过板形测控系统实现板形自动检测与控制。板形预报模型是板形控制系统的基础，建立高精度、高速度、高鲁棒性的板形预报模型对提高板形控制精度具有重要意义。本文采用集成学习方法研究一种精度高、泛化能力强的冷轧带材板形预报方法。首先，以工业大数据为基础构建模型训练所需数据集，具有数据规模大、板形多样化程度高的特点。根据轧机与板形仪间的相对位置进行时间滞后补偿处理，消除数据之间的时间不同步。利用数据挖掘技术中的孤立森林算法对数据中的异常点进行清洗，提高了训练数据质量和模型性能。其次，基于极端梯度提升算法搭建多通道板形并行预报架构，利用处理后生产数据对此架构进行训练，得到冷轧带材板形预报模型（CCFD＿M）。最后，以模型CCFD＿M为基础，提出板形通道优化算法消除预报结果的“伪板形”问题，得到实用版冷轧带材板形预报模型（CCFD＿OM）。经测试集验证，模型CCFD＿OM的预报误差指标MAE和RMSE分别达到0.4044I和0.6816I，拟合性能指标R2达到了0.83，能够满足实际生产要求。

关键词：冷轧带材板形预报时间滞后补偿孤立森林算法极端梯度提升算法

镉高/低积累玉米根际微生物移植对玉米生长与镉累积的影响

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微生物学通报 2024年

作者：刘梅静杨仁媛李小艺李阳湛方栋魏恒云南农业大学资源与环境学院云南省生态环境科学研究院云南省重金属污染控制工程技术研究中心

【背景】根际微生物在作物镉耐性与累积中起着重要作用。【目的】探究根际微生物相互移植对镉高/低积累玉米生长及镉累积的影响。【方法】以铅锌矿区污染农田镉相对高积累（盘玉3号）和低积累（路单16号）的2个品种为研究材料，分析其... 详细信息

【背景】根际微生物在作物镉耐性与累积中起着重要作用。【目的】探究根际微生物相互移植对镉高/低积累玉米生长及镉累积的影响。【方法】以铅锌矿区污染农田镉相对高积累（盘玉3号）和低积累（路单16号）的2个品种为研究材料，分析其根际细菌群落结构特征，进而开展移植根际微生物的盆栽实验，研究根际微生物移植后2个品种玉米的生长及镉累积特征。【结果】2个品种玉米根际细菌群落组成相似，以变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)为主；优势属为链霉菌属(Streptomyces)、类诺卡氏属(Nocardioides)、大理石雕菌属(Marmoricola)等，但存在相对丰度的差异，盘玉3号根际类节杆菌属(Paenarthrobacter)相对丰度显著高于路单16号。移植试验发现，镉低积累玉米根际微生物导致镉高积累玉米根系生物量、蒸腾速率和根系交叉数分别增加26.3%、31.3%、462%，植株镉生物转运系数降低58.5%；镉高积累玉米根际微生物导致低积累玉米株高、生物量分别降低15.0%、21.3%，地上部镉累积量显著降低61.6%。Mantel分析表明，路单16号根际微生物中变形菌门、放线菌门、酸杆菌门的相对丰度与盘玉3号镉含量、镉累积量呈正相关，株高、生物量呈负相关；盘玉3号根际微生物中放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度对路单16号株高、生物量、生物转运系数有正相关影响。【结论】镉低积累玉米根际微生物能促进镉高积累玉米地下部镉的滞留，增强玉米对镉的耐性，根际微生物对玉米生长与镉累积起着特定的调控作用。

关键词：玉米镉高/低积累根际细菌移植镉累积

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典型城市车用尿素质量状况评估及监管建议

生态与农村环境学报 2024年

作者：朱利军崔阳阳易华炜王春雨薛亦峰北京市生态环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京首创环境工程有限公司

作为柴油车SCR系统还原剂，车用尿素溶液质量是柴油车NOx达标排放的重要因素。为了解和评估典型城市车用尿素溶液质量状况，研究选取了45个销售端车用尿素溶液和50个使用端车用尿素溶液样品，按照标准方法检测分析样品的尿素含量、密度... 详细信息

作为柴油车SCR系统还原剂，车用尿素溶液质量是柴油车NOx达标排放的重要因素。为了解和评估典型城市车用尿素溶液质量状况，研究选取了45个销售端车用尿素溶液和50个使用端车用尿素溶液样品，按照标准方法检测分析样品的尿素含量、密度、折光率、不溶物、缩二脲等19项指标，建立车用尿素溶液质量评价方法对样品质量情况进行评估，并提出相关监管保障建议。研究结果表明：1）当前车用尿素溶液中尚存在一定的超标情况（不合格率为15%），其中销售端和使用端不合格率分别为2%和26%，需要重点关注使用端质量状况，表明当前市场尚存在一定量的以次充好或不达标的产品，部分车主未在规范的销售点购置或低价购置了不合格产品，或在加注使用环节，进入杂质导致了超标；2）超标指标主要集中在缩二脲、不溶物和尿素含量，不合格样品分别有8、6和4个，这些指标会直接或间接影响SCR系统的NOx的转化效率；3）建立了质量评价方法，考虑了超标情况以及不超标情况下结果接近最优值情况，本次重点评价的尿素含量、密度、折光率、缩二脲、不溶物、钙、钠这7项尿素质量指标，加权得分分别为83、91、84、66、84、97、97，密度以及金属钙、钠指标为优秀等级，尿素含量、折光率、不溶物为良好等级，缩二脲为合格等级，缩二脲整体质量相对比较差；4）后续监管中，一方面要确保生产销售端质量达标，加强抽检抽测力度，严厉打击超标行为；另一方面，使用端的车主或企业应选择正规的销售单位或供应商，检查产品的合格证或产品CGT认证等相关证明文件，管理部门可根据使用端不合格情况进行跟踪追溯生产销售源头。

关键词：车用尿素质量评估监管建议柴油车典型城市

退火处理对高压扭转ZXJ310镁合金体外降解性能的影响

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稀有金属 2024年第5期48卷 609-617页

作者：张家振马鸣龙李永军孙昭乾史文鹏郝雪龙张奎中国有研科技集团有限公司有色金属材料制备加工国家重点实验室北京101407 有研工程技术研究院有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京1000883 国标(北京)检验认证有限公司国家有色金属及电子材料分析测试中心北京101407

利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)、腐蚀失重实验以及电化学工作站研究了退火处理对高压扭转变形(HPT)ZXJ310合金的微观组织和体外降解性能的影响。结果表明:高压扭转态ZXJ310镁合金在150℃退火时,随着退火... 详细信息

利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)、腐蚀失重实验以及电化学工作站研究了退火处理对高压扭转变形(HPT)ZXJ310合金的微观组织和体外降解性能的影响。结果表明:高压扭转态ZXJ310镁合金在150℃退火时,随着退火时间延长(0~4 h),合金的平均晶粒尺寸由高压扭转态的98.3 nm,分别增长至169.8,217.6,220.2和259.5 nm。通过TEM观察可知,ZXJ310镁合金中的位错密度明显降低;电化学测试显示:随着退火时间延长,腐蚀电位明显增加,ZXJ310镁合金Nyquist图谱中的容抗弧半径逐渐增加,退火4 h后高压扭转ZXJ310镁合金的电化学腐蚀速率可以降低至0.32 mm·y^(-1);ZXJ310镁合金在模拟体液中的浸泡失重试验结果也表现出同样的趋势,3~4 h退火后的ZXJ310镁合金的耐蚀性显著提升;对ZXJ310镁合金的腐蚀产物分析可知,退火处理显著改善合金在模拟体液(SBF)溶液中的浸泡腐蚀行为,增加腐蚀产物膜层的致密性和稳定性,但不会对合金腐蚀产物的类型产生影响。不同状态下ZXJ310镁合金在相同浸泡条件下产生的腐蚀产物种类没有区别,浸泡120 h后均能产生含羟基磷灰石的Ca-P化合物。

关键词： ZXJ310镁合金高压扭转(HPT) 退火处理体外降解

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磁黄铁矿及共伴生有价金属生物浸出研究进展

中南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：付政刘学温建康高文成武彪中国有研科技集团有限公司高品质有色金属绿色特种冶金国家工程研究中心有研资源环境技术研究院(北京)有限公司有研工程技术研究院有限公司北京有色金属研究总院战略性有色金属绿色制造技术北京市工程研究中心

为了更好地解决磁黄铁矿及其共伴生有价金属的高效绿色回收利用的问题，本文对磁黄铁矿及共伴生有价金属的生物浸出研究进展进行了总结。首先，分析了磁黄铁矿的化学可浸性；其次，介绍了磁黄铁矿生物浸出过程及机理；最后，总结了菌种... 详细信息

为了更好地解决磁黄铁矿及其共伴生有价金属的高效绿色回收利用的问题，本文对磁黄铁矿及共伴生有价金属的生物浸出研究进展进行了总结。首先，分析了磁黄铁矿的化学可浸性；其次，介绍了磁黄铁矿生物浸出过程及机理；最后，总结了菌种类型及选育驯化、接种量、pH、矿浆浓度以及矿石的预处理等对生物浸出工艺的影响，分析了磁黄铁矿中镍和金等共伴生金属的回收工艺。研究结果表明：磁黄铁矿在酸性条件下的氧化主要在于表面富硫层的循环反应；磁黄铁矿的生物浸出主要有间接作用、间接接触作用和直接接触作用3种机理，浸出反应的本质为铁硫的氧化，原电池效应、细菌产生的胞外聚合物(EPS)和铁矾及硫钝化层对生物浸出也有着重要的影响；不同菌种对磁黄铁矿的浸出效果不同，适当提高细菌接种量和降低矿浆浓度，保持较低的p H值，对选用菌种的驯化以及使用硫酸对脉石进行预处理，能够提高磁黄铁矿生物浸出的效果；磁黄铁矿的生物浸出对其伴生的镍、钴和金等有价金属具有良好的浸出效果，浸出率均可达80%以上。未来对磁黄铁矿生物浸出的研究重点在于钝化层的调控机制，通过各种调控手段抑制或控制表面钝化层的生成；同时进行生物浸出液中铁含量的平衡调控及铁的资源化、高值化利用，并逐步将实验室研究应用于工业生产。

关键词：磁黄铁矿生物浸出浸出机理共伴生有价金属资源利用

1180 MPa级超高强钢冷连轧过程的厚度综合控制技术

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中国机械工程 2024年第2期35卷 347-353,370页

作者：张文军王文奇张晓东林威张燕东白振华燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心秦皇岛066004 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室秦皇岛066004 中国重型机械研究院股份公司西安710018

针对超高强钢在冷轧过程中厚度波动大以及带头带尾厚度超差的问题,首先根据金属秒流量模型建立了厚度超差预测模型与辊缝调节量预估模型;随后开发了轧制过程中的厚度控制系统,并进行了辊缝调节量优化;最后建立了带钢头尾轧制过程中的轧... 详细信息

针对超高强钢在冷轧过程中厚度波动大以及带头带尾厚度超差的问题,首先根据金属秒流量模型建立了厚度超差预测模型与辊缝调节量预估模型;随后开发了轧制过程中的厚度控制系统,并进行了辊缝调节量优化;最后建立了带钢头尾轧制过程中的轧制速度与张力优化模型。以国内某冷连轧机组的第1机架为技术应用对象,选择两种典型的超高强钢进行生产测试,测试结果表明:超高强钢AR4146E1与DU6220A1的厚度超差长度分别从70.3 m、36.89 m下降到了16.85 m、16.33 m。

关键词：厚差控制系统辊缝超高强钢冷连轧

小冲杆技术及其在材料与铅铋脆化效应研究中的应用

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中国腐蚀与防护学报 2024年第3期44卷 567-575页

作者：和雅洁陈灵芝阮章顺付晓刚纪琤龙斌中国原子能科学研究院、反应堆工程技术研究所北京102413

第四代反应堆中铅冷快堆是一种非常有发展前景的堆型。在铅冷快堆包壳材料设计时,需要重点考虑包壳材料与高温铅铋的相容性,关注其抗液态金属腐蚀能力,尤其是腐蚀介质与应力耦合时材料性能的变化。小冲杆实验(SPT)是一种使用小尺寸样品... 详细信息

第四代反应堆中铅冷快堆是一种非常有发展前景的堆型。在铅冷快堆包壳材料设计时,需要重点考虑包壳材料与高温铅铋的相容性,关注其抗液态金属腐蚀能力,尤其是腐蚀介质与应力耦合时材料性能的变化。小冲杆实验(SPT)是一种使用小尺寸样品评估材料服役条件下力学性能变化的实验方法,这种方法可以直接在正在使用的材料中提取样品而不损害其完整性,因此小冲杆测试非常适用于所研究材料数量有限或研究在役材料的情况。本文简要介绍了小冲杆测试技术,归纳了小冲杆测试与标准尺寸测试实验的相关性,阐述了使用小冲杆技术进行的关键材料力学性能研究,特别阐述了小冲杆测试在研究结构材料液态金属脆化效应(LME)方面的应用。结果可为小冲杆技术应用于研究材料液态铅铋脆化效应提供技术方法及理论支持。

关键词：小冲杆测试结构材料力学性能液态金属脆化效应