倾斜偏心对同步发电机转子力学特性的影响

气隙偏心是一种常见的发电机机械故障。已有研究主要关注正常和轴向气隙均匀偏心对转子受载和振动特性的影响,较少关注轴向气隙非均匀偏心,即转子倾斜偏心。作为补充,全面分析转子倾斜偏心状态下故障程度差异对同步发电机转子力学特性的影响。其中,转子力学特性包括转子不平衡磁拉力激励特性和振动特性。以一台5kVA的两极故障模拟发电机为研究对象,分别进行理论分析、有限元仿真计算和实验验证。结果表明:正常情况下转子不平衡磁拉力为零,转子振动频率以常规基频和定子传递的各偶次谐波为主。在转子发生倾斜偏心故障后,转子不平衡磁拉力/振动以二次谐波为主。随着偏心程度增加,转子不平衡磁拉力/振动的二次谐波幅值将增大。此外,转子不平衡磁拉力沿轴向非均匀分布,在气隙越小的位置不平衡磁拉力越大。

气隙静偏心故障对永磁风力发电机定子绕组振动的影响

端部绕组振动是导致绝缘磨损和退化的关键因素之一,综合分析永磁风力发电机气隙静偏心故障前后定子端部绕组的振动特性。首先,推导正常情况和气隙静偏心故障下的气隙磁通密度,得到端部绕组的电磁力表达式;然后,基于电磁-结构耦合模型,得出绕组电磁力、应力应变等力学响应特性;最后,实测3 kW故障模拟发电机在正常和气隙静偏心故障情况下的定子绕组振动响应。实验结果与理论分析、有限元计算结果基本吻合。结果表明:气隙磁通密度随偏心程度的增加而增大(气隙减小处),随偏心故障加剧端部绕组电磁力/振动增大,绕组电磁力/振动以偶倍频为主。另外,直线段绕组和端部绕组的连接处为振动磨损危险位置。

N含量对S32750双相不锈钢中二次奥氏体析出行为的影响

随着行业对双相不锈钢品质及性能要求的提升,二次奥氏体已经成为影响S32750双相不锈钢应用的关键因素之一。二次奥氏体是“温度-冷却速率”共同作用的一种亚稳态产物,与铁素体相呈近K-S或N-W位向关系,且对N有富集作用,可按形貌将其分为针状二次奥氏体和孤岛状二次奥氏体。研究了N含量对二次奥氏体析出行为的影响。通过制备w[N]为0.02%、0.09%和0.17%的试验钢,并借助热模拟及EBSD检测可知,随着N含量增加,二次奥氏体由弯曲羽毛状向板条形针状转变,且奥氏体相的整体比例增加。经计算可知,奥氏体相的析出方式与本征吉布斯自由能相关,即受到成分与试验温度的影响。

超疏水纳米涂层技术研究进展及应用

受自然界荷叶、玫瑰花瓣等植物超疏水现象启发,超疏水涂层在自清洁、油水分离、防冰等领域被广泛应用。然而,传统超疏水涂层依赖于其表面微观粗糙结构和特殊涂层材料,制备工艺复杂,耐久性差,防腐蚀性能不足。超疏水纳米涂层由于其独特的形貌和功能,使超疏水涂层变得多功能、通用、耐用、高效。本文综述了近些年来不同纳米材料超疏水涂层的设计与制备,针对不同超疏水纳米涂层的优缺点进行了评述,并简述了其在各个领域的潜在应用,如防菌、传感器、微流体、催化等。最后,本文指出了关于使用纳米技术的超疏水涂层的最新发展和未来趋势,通过对其新颖的制备策略和对其独特性质的研究为该领域的研究人员提供一定的理论和技术参考,推进超疏水纳米涂层在诸多领域的应用。

改性硅溶胶封孔剂对多孔Al_(2)O_(3)陶瓷绝缘性能和微观结构的影响

采用甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷对硅溶胶进行改性制得有机硅改性硅溶胶封孔剂,并通过浸渍和加热固化的方法对多孔Al_(2)O_(3)陶瓷片进行封孔处理。研究了固化温度和固化时间对封孔Al_(2)O_(3)陶瓷片绝缘性能的影响,并对多孔Al_(2)O_(3)陶瓷片封孔前后的微观结构进行了表征。结果表明,较佳封孔条件为固化温度120℃、固化时间60 min,此时封孔Al_(2)O_(3)陶瓷片的直流和交流击穿电压分别达到最大值10.76 kV和6.01 kV,1000 V绝缘电阻不低于9999 MΩ。封孔Al_(2)O_(3)陶瓷片表面为改性硅溶胶涂层,呈致密无孔隙状态且与基体结合紧密,涂层厚度约为25μm,表面水接触角提高到86.93°,封孔层深度约为10μm。

基于光电振荡器的变电站设备高精度温度监测系统

为有效监测变电站设备的实时温度,提出一种基于光电振荡器的高精度温度实时监测系统。首先,将温度信息映射到光电振荡器的振荡频率;然后利用现场可编程逻辑门阵列对温度参量进行实时解算,并通过4G模块将数据无线传输至终端,完成变电站设备温度的在线监测。通过实验验证了本系统对变电站设备温度实时监测的可行性和有效性。

考虑时滞效应的模糊主动隔振系统的设计与性能

为了更好地实现精密仪器的振动控制,提出基于考虑时滞效应的模糊主动控制隔振系统。该系统采用神经网络,根据当前时刻模糊控制器的输出以及平台的输出数据,实时预测下一时刻平台的运动状态,提前施加作动力对平台进行主动控制。仿真实验表明,神经网络的预测较为准确,可靠度较高且设计方案合理,能有效预测实时信号并且抑制信号的振荡。系统融合了神经网络对时滞效应的补偿作用和模糊控制器对不确定性的处理能力,可实现精密仪器振动的智能化控制。

发电机转子倾斜偏心对绕组相电流的影响

分析了发电机转子倾斜偏心故障前后的定子绕组相电流,推导出正常情况和转子倾斜偏心故障下的气隙磁通密度,得到定子绕组相电流的解析表达式。利用有限元仿真软件建立发电机故障前后的三维模型,对相电流进行了求解计算。在模拟发电机上进行了实测,三者所得结果基本吻合。结果表明:相电流在正常和转子倾斜偏心情况下仅具有50、150 Hz等奇次倍频成分;随着转子倾斜偏心程度增加,无论是单端转子倾斜偏心故障还是双端转子倾斜偏心故障,相电流的50、150 Hz倍频成分幅值都将增大;在倾斜偏心程度相同情况下,相对于双端转子倾斜偏心故障,单端转子倾斜偏心故障显著增加了相电流的50、150 Hz倍频成分幅值。

双馈异步风力发电机气隙静偏心下电磁转矩特性分析

本文对双馈异步风力发电机气隙静偏心故障下的电磁转矩波动特性进行了综合分析。首先,推导正常和气隙静偏心工况下气隙磁密,然后得到正常和静态气隙偏心条件下电磁转矩的解析表达式,最后,对双馈异步发电机进行有限元计算。有限元计算结果与理论分析基本吻合。结果表明,气隙静偏心故障会使气隙磁密的空间阶次发生改变,但频率成分不会发生变化。此外,电磁转矩各谐波频率成分幅值也增大,其中,485Hz、585Hz和685Hz的高次谐波增幅最为明显。

基于ARIMA-LSTM-RBF组合模型的风机出力短期预测

为响应中国“双碳”目标,以风电为代表的新能源在电网出力中的比重不断提升,有效的风机出力预测对于提前制定电网的调度与发电计划尤为重要。由于风电数据具有不规则性强、季节性强等特点。为此,针对单模型预测方法无法解决风电间歇性的同时保证预测精度的问题,提出一种利用差分自回归移动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)时间序列、长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络和径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络建立组合模型对某地区风机出力进行短期预测。首先,进行数据预处理及序列平稳性分析与处理,得到平稳性序列并通过ARIMA预测,其次,将不满足残差白噪声分析判定的不规则数据通过LSTM预测;然后,使用RBF神经网络学习和模拟得出预测值以提升精度;最后,基于某风电接入系统数据进行仿真。通过与其他单一模型预测方法对比,结果表明:所提出的组合模型预测方法能够对季节性强和不规则性强的风电数据进行预测并且有更好的预测精度,为相应设备的运行与调度提供参考,提升供电可靠性。

多民族交融叙事:早期民国少数民族题材电影的审美自觉与历史绵延(1930~1948)

中国民族学的研究范式逐渐从“族别研究范式”转向“族际研究范式”以及“多元一体”研究范式等并存的格局。但中国少数民族题材电影的研究依旧停留在“族别研究范式”之下,其研究范式亟待更新。本文便以早期民国的少数民族题材电影为例,运用“族际研究范式”和“多元一体研究范式”对这一时期少数民族题材电影进行史论分析。因为这一时期的电影正是通过讲述多民族交往交流交融的故事并在此过程中裹挟、孕育着少数民族的叙事元素,这由此形塑了早期民国少数民族题材电影以多民族为书写对象的艺术表征与文化风貌,也即多民族交融叙事。这不仅从历史发生学的角度论证了少数民族题材电影在“族际研究范式”和“多元一体研究范式”上的亲缘性,促成其研究范式的转向,也从实证的角度揭示出少数民族电影史在多民族交融及民族共同体建构上的价值贡献与时代意义,促使其融汇于中国民族学研究的主流。

光伏发电大量并网下电力负荷调节模糊PID自动化控制研究

为平衡光伏发电大量并网后电网各节点的负荷偏差,该文优化设计光伏发电大量并网下电力负荷调节模糊PID自动化控制方法。模拟光伏发电大量并网过程,根据电力负荷数据的变化规律,预测并网环境中的电力负荷与调节控制量,综合考虑电网线路状态、线路容量等因素,选择电力负荷调节线路,生成电力负荷调节模糊PID自动化控制指令,在模糊PID自动化控制器作用下,实现电力负荷调节控制任务。

微生物诱导碳酸盐沉淀修复铜污染黄土的试验研究

利用微生物诱导碳酸盐沉淀修复重金属污染场地是一种具有较大潜力和应用前景的修复技术。然而,由于在生物矿化应用于西北地区污染场地时黄土中富含的碳酸盐、各种矿物以及周围环境酸碱度(pH值)对重金属赋存形态影响甚剧,其中的内在影响机制仍有待更进一步的探究。通过一维土柱试验考虑不同Cu(II)浓度(500、2000 mg/kg和4000 mg/kg)来制备污染黄土试件,后通过注入不同体积(50m L和100m L)的细菌胶结液对其进行修复,以Tessier顺序提取、土壤pH值测量和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析不同深度土样的修复效率。结果表明,注入细菌胶结液可将可交换态的Cu转变为生物毒性更低的赋存形态(比如碳酸盐结合态Cu),然而当Cu(II)浓度较低(500 mg/kg)时,未见类似的Cu赋存形态转变。因为土柱不同深度土样Cu赋存形态的转化与周围环境pH值紧密相关,且pH值与注入细菌胶结液的体积呈正比关系,碱性环境进一步促进了Cu和黄土中矿物的配位吸附,但是当碱性环境进一步提高时,修复效率因铜氨络合物的生成而显著降低。这些发现强调了将微生物诱导碳酸盐沉淀(microbially induced carbonate precipitation,MICP)技术应用于铜污染场地复原治理的潜力。

基于微胶囊技术的自愈碳酸盐沉淀材料修复强酸环境下的含铅废水研究

铅(Pb)金属的积累会对周围环境造成严重威胁,并对肝脏和肾脏造成损害。在过去的几年里,微生物诱导碳酸盐沉淀(microbial-induced carbonate precipitation,简称MICP)技术由于其较好的可操作性已被广泛应用于污染场地复原再利用。然而,极端环境(比如强酸条件)会导致碳酸盐沉淀的降解,增加Pb^(2+)迁移扩散和二次环境污染风险。将基于微胶囊技术的自愈碳酸盐沉淀材料应用于含铅废水修复,其研究结果表明,在孢子萌发阶段微胶囊不仅防止了孢子受到恶劣pH条件的威胁,而且为孢子的生长和繁殖提供了肌苷和酵母提取物等营养来源,还为它们的附着提供了额外的位点,进而实现了细菌孢子与Pb^(2+)的成核,最终达到90%以上的修复效率。从扫描电子显微镜(scanning electron microscope,简称SEM)、扫描电子显微镜与能谱仪(scanning electron microscope with energy dispersive X-ray spectroscopy,简称SEM-EDS)和X射线衍射(X-ray diffraction,简称XRD)等细观测试中识别了白铅矿和方解石矿物,而在傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectrum,简称FTIR)测试中证实胞外聚合物(extracellular polymeric substance,简称EPS)的存在,这些细观测试结果证实了细菌孢子和矿化产物共同参与了Pb^(2+)的修复。

基于点云数据的变电站三维建模方法研究

为提高变电站后期监测与运维管理能力,运用三维激光扫描技术,构建基于点云数据的变电站三维模型。首先,运用三维扫描设备采集变电站点云数据,通过概率统计方法、自适应密度体素滤波算法(adaptive density voxel filtering algorithm,ADVFA)及基于密度的空间聚类算法(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)对变电站点云数据集进行顶部与地面切除、压缩和去噪预处理,减少数据运行的难度与时间。其次,构建变电站电气设备点云数据快速提取方法和匹配模型,由特征编码、特征解码和特征学习3个模块组成邻域特征聚合方法对预处理后的电气设备点云数据进行分割提取,基于图像识别的快速匹配方法,完成分类设备点云与模型库设备种类的相对匹配,提高电气模型精细匹配效率。最后,通过算例分析验证所提出的基于点云数据的变电站三维建模方法的有效性和合理性。

黄土黏附特性评价-室内试验和微观响应机制研究

隧道在黏土地层中开挖经常会发生堵塞,以往的工程证明黄土作为一种低塑性的黏性材料容易黏附刀盘后形成堵塞,造成盾构机向前推进,严重者导致大幅增加工期。为探究西北黄土地区盾构隧道施工的黏附机理,通过搅拌黏附试验和流动度试验,研究以砂、高岭土、膨润土为添加剂对粉土的黏附性、流动性和稠度的影响。此外采用微观原子力显微镜测试探究不同黏性材料的形貌和黏附特性,得到不同黏性材料的微观高度曲线和土样表面与金属探针的黏附力曲线,从而建立以宏观试验参数特征与微观试验的定量关系。结果表明:粉土高差最大(22nm),在土壤黏附的内在影响机制中分子间作用力占据主导地位。高差极小(小于3nm)的高岭土和膨润土则创造了水膜产生初始条件,对于这些细颗粒则由水膜张力主导黏附行为。砂对低塑性粉土有很好的降黏效果,添加砂会显著降低黏附特性,增加流动性。粉土中加入高岭石和膨润土有不同的减黏效果,由于水分难以侵入高岭石的细观结构,降低了黏附特性,然而膨润土的掺入增加了混合土的液塑性极限,增大了水膜厚度,也导致黏附特性降低。稠度指数曲线表明粉土占比更多的低稠度混合土难以结块卡住刀盘但容易黏附于刀盘上,而膨润土占比更多的混合土不仅在高稠度容易引起黏附问题,在低稠度更容易吸水团聚后黏附刀盘,影响刀盘掘进效率。

压实黄土的气体突破压力及渗透性试验研究

生活垃圾中有机物降解会产生大量的垃圾填埋气体,如CO_(2)、CH_(4)。填埋气体在不能有效收集和排放的情况下,可能会导致填埋场覆盖层的失效或是发生气爆事故。为探究填埋覆盖层气体的突破压力与排放,采用逐步加压法对不同干密度、饱和度和围压条件下的压实黄土进行气体突破压力试验,通过压汞(MIP)试验对气体突破压力进行预测。结果表明:压实黄土在饱和状态下,气压较低时的气体排出速率很小可以忽略不计,当气压达到阈值时,气体排出速率急剧增加;气体突破压力随干密度和围压的增大而增大,与围压相比干密度对其影响更为显著。另一方面,压实黄土的气体突破压力与固有渗透率在对数坐标下具有较好的线性关系;MIP试验表明,可采用汞饱和度与入汞压力曲线出现拐点时的入汞压力对气体突破压力值进行预测。研究结果为西北黄土地区垃圾填埋场覆盖系统的优化设计提供有益见解。