MMC型柔性直流输电系统的中高频振荡无源阻尼抑制策略

较长的控制链路延时会导致基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电系统阻抗在高频段出现负阻尼区间,易与交流系统分布电容相互作用引发高频振荡。现有有源阻尼抑制策略虽可有效抑制高频振荡,但会恶化中频段阻抗特性,增加中频振荡发生的风险。为有效抑制中高频振荡,提出在MMC交流侧母线处并联无源阻抗重塑装置的无源阻尼抑制策略。首先,推导出MMC简化模型并验证其准确性。其次,根据奈奎斯特稳定判据与最小功率损耗约束设计阻抗重塑装置参数,实现MMC系统阻抗重塑。最后,应用阻抗法对比分析重塑前后MMC系统阻抗特性,分析阻抗重塑装置对MMC系统阻抗的修正效果。在PSCAD/EMTDC中搭建含无源阻抗重塑装置的MMC电磁暂态仿真模型。仿真结果表明,该抑制策略在中高频段均可有效抑制MMC系统的振荡现象,对系统稳态特性影响小,且基频功率损耗低。

高功率密度中高频变压器绝缘与散热研究进展与展望

围绕大容量电力电子变压器的发展需求,针对其中关键部件“高功率密度中高频变压器”的绝缘与散热研究进行综述分析。高功率密度对固体绝缘与散热性能提出新的挑战。首先,论述了高功率密度中高频变压器设计与应用时绝缘和散热的矛盾。其次,主要论述了高频绝缘失效的研究进展,包括绝缘击穿、局部放电、沿面放电、电树枝劣化等特性。然后,分析了目前高频绝缘的失效机理研究,包括热击穿、空间电荷效应、高频电导与自由体积效应。最后,论述了高频绝缘寿命的研究,分析了频率、温度、电压变化率du/dt等对绝缘耐电晕寿命的影响以及寿命模型。基于研究进展,提出了高频绝缘与散热的研究展望。该文综述研究对大容量电力电子变压器的设计与应用具有重要意义。

中高频自动连接系统发展现状与思考

通过分析中高频自动连接系统在海事无线电通信中的应用,包括其技术特点、发展背景及现状,提出我国海事行业应对中高频自动连接系统发展的相关建议。

DBD型中高频臭氧发生器的动态负载特性

在试验装置上测量了不同频率下DBD型臭氧发生器的V-A特性和放电功率,研究了臭氧发生器这种特殊负载的动态电容、功率因数等的变化规律。指出:① 在供电的每半个周期内出现微放电时,反应器的负载特性都发生急剧、跳跃地变化,发生放电时总动态电容变为未放电时的几倍。② 反应器的功率因数Pf随电气参数的不同而变化,如果波形和频率相同,在反应器工作电压范围内存在功率因数Pf的最大值。此外,基于以上负载特性的研究,简要讨论了中高频臭氧发生器中电源/反应器的匹配、电气参数的优化等问题。

中高频模块化多电平换流器阀损耗的精确计算方法与分析平台

针对模块化多电平换流器（modular multi-level converter，MMC）阀损解析计算结果不准确以及采用详细电磁暂态仿真计算耗时大的问题，本文提出一种利用MMC快速仿真模型精确计算中高频MMC阀损的计算方法。推导了利用MMC快速仿真模型精确计算MMC阀损的方法，提出MMC阀损的快速评估平台，并通过MMC详细开关模型与快速模型阀损计算结果比较验证了所提出的 MMC 快速计算模型阀损计算的准确性。而后对201电平 MMC 在50~1000 Hz 运行频率下的损耗进行了计算和对比，拟合了MMC阀损与有功功率以及MMC阀损与运行频率的关系。研究结果可以为中高频MMC的应用提供参考。

车辆悬架中高频振动传递分析与橡胶衬套刚度优化

利用ADAMS与NASTRAN软件建立了某微型轿车整车刚柔耦合动力学模型。通过ADAMS/Vibration模块建立虚拟激振台,分析悬架在路面中高频段激励下的振动响应与传递特性。从提高悬架隔振性能的角度出发,分析了底盘/悬架系统中副车架、扭转梁和橡胶衬套对整车振动的影响。采用ADAMS中的DOE技术对悬架系统中几个主要连接衬套的刚度进行灵敏度分析,在ADAMS/Insight中对衬套刚度进行优化,通过改变衬套刚度提高整车振动性能。仿真结果显示,地板处的垂向加速度均方根值在整个研究频率范围内由477.9 mm/s2降至454.2 mm/s2,降低了5%。

典型铁路简支箱梁的中高频振动试验研究

以城际铁路32m双线、单线混凝土简支箱梁和高速铁路32m双线混凝土简支箱梁为研究对象,采用现场试验方法,对箱梁各板件在列车作用下的中高频振动响应进行测试分析。将测试结果与其他混凝土简支箱梁和U梁的试验值比较,讨论混凝土简支箱梁各板件中高频振动的影响因素。研究表明:混凝土简支箱梁各板件的中高频振动分布在200Hz以下,最大振动速度级主要出现在31.5~80 Hz频带;峰值振动主要由车轮-轨道系统固有频率决定,同时,与轴距相关的加载频率和板件的局部振动模态将影响中高频振动响应;板件尺寸、约束条件、振动传递路径决定中高频振动响应的大小,U梁的振动响应比更高运营速度下的箱梁大;等截面简支梁各横截面位置在列车通过时段内的总速度级没有明显差异。

地铁线路轨道中高频动态特性研究

地铁线路轨道中高频动态特性对轮轨振动噪声和钢轨短波长波磨的产生有重要作用。建立地铁整体道床轨道的三维实体有限元模型,结合现场力锤敲击法测试结果,计算分析地铁轨道的中高频动态特性,分析扣件刚度、轮对载荷对轨道中高频动态特性的影响。研究结果表明:普通扣件(垂向静态刚度约40 k N/mm)-整体轨道结构在150 Hz以下低频模态表现为轨道板和钢轨整体的垂向弯曲振动,在150 Hz^1 500 Hz中高频模态表现为钢轨相对于轨道板的弯曲振动、轨道板单独的弯曲振动和钢轨局部的扭转振动;扣件垂向刚度在10 k N/mm^40 k N/mm范围内变化对频率在750 Hz以下钢轨垂向动态特性有影响,对钢轨750 Hz以上的中高频模态振型影响不明显;轮对模态在1 500 Hz以下主要表现为弯曲和扭转振动,其对轨道的低频模态振型(钢轨和轨道板整体垂向弯曲振动)影响不明显,对轨道部分中高频模态(钢轨的垂向弯曲振动)影响明显。在400 Hz^1 100 Hz频率范围内,考虑轮对影响的轨道垂向模态频率增大,增大范围为10 Hz^56 Hz。

光学表面中高频误差的仿真分析

在光学设计和装调过程中,常常需要随时根据面形质量来预估光学系统的性能,传统的方法都是借助泽尼克多项式拟合光学表面面形来进行仿真评价。但非球面光学元件在加工过程中常常产生中高频误差,这类误差会引入小角度的散射,进而影响光学系统像质评价。提供了一种"点对应点"的仿真方法,通过准确评价面形质量获得高精度的像质预估结果,解决了传统的泽尼克多项式不能描述中高频成分的关键问题。该方法在实际光学系统中进行了验证,仿真结果和实测数据吻合度优于90%。

复杂机械结构中高频动响应能量有限元方法研究

从理论研究和应用研究两个方面追踪了国内外关于能量有限元的发展现状,并指出能量有限元已趋向于预示越来越复杂的结构动响应;接下来介绍本课题组近年来利用能量有限元方法针对实际复杂结构及复杂载荷环境中的高频动响应问题所做的研究工作,主要包括3个部分:一是在考虑多种传递波功率流耦合的情况下,发展了圆柱壳、截锥壳等复杂结构的高频响应能量有限元方法,从而得到了此类结构的中高频局部动响应特性;二是考虑在脉动载荷、混响室等复杂环境中,利用能量有限元方法并结合能量边界元方法预示了结构的高频振动特性和声振耦合特性;三是开发了能量有限元的计算软件,为其大规模应用奠定了基础。最后指出了能量有限元方法目前存在的问题和进一步研究的方向。

消声器中高频传递损失计算的有限元-模态匹配混合方法

提出了有限元-模态匹配混合方法用于计算消声器中高频传递损失,将消声器进出口面上的节点声学量展开为模态叠加的形式并代入有限元方程,以本征函数为权系数对进出口面上的声压进行积分,从而建立起以内部节点声学量和进出口模态幅值系数为未知量的线性方程组。结合边界条件计算得到消声器进出口面上的各阶模态幅值系数,进而得到进出口声功率用于传递损失的计算。分别对抗性和阻性消声器的传递损失进行了计算,验证了有限元-模态匹配混合方法在全频段范围的有效性。

轨道结构中高频振动特性分析

通过建立数学模型,分别将钢轨、轨道板和混凝土支承层简化为Euler梁和Timoshenko梁,基于谱单元法推导了板式无砟轨道结构单层梁和三层梁模型的谱单元刚度矩阵和谱元法求解方程。基于该模型,运用Matlab编制了计算程序,仿真分析了无砟轨道结构参数对轨道结构中高频振动和1阶垂向pinned-pinned频率的影响。计算验证了谱单元法在轨道结构的高频振动分析中的有效性和适用性。算例分析结果表明:扣件刚度在200-1000Hz范围对轨道结构振动有显著影响,减小扣件刚度有利于轨道下部结构减振降噪,增加扣件刚度有利于轨道上部结构减振;路基刚度在0-60Hz范围对轨道结构低频振动影响显著,增加路基刚度可降低轨道结构的低频振动;Euler梁模型与Timoshenko梁模型计算结果的差异主要在中高频范围,Timoshenko梁模型在中高频范围适应性更好。

中高频模块化多电平换流器死区影响分析

中高频运行下的模块化多电平变换器(MMC)死区影响严重。为了消除死区影响,对其进行了分析,提出了一种基于脉宽角选择的控制方法。分析表明,在死区时间内,基于波形合成法的中高频MMC子模块实际输出电压与桥臂电流方向有关,且由于死区密集,导致相单元总电压出现频繁的过压,使得子模块电容电压均值跌落,输出电压基波有效值降低;谐波环流增大,不利于桥臂电抗器的运行。利用优化控制策略消除了死区影响,避免子模块电容电压均值跌落,减小谐波环流。最后,搭建Matlab/Simulink仿真与一台样机对死区影响与控制方法进行验证。结果表明,死区影响的相对大小分别与死区时间与产生死区电平的子模块个数有关。同时,优化控制策略有效地消除了死区影响。

橡胶减振元件中高频机械阻抗的数值模拟

由于驻波效应,橡胶减振元件受宽频带激励会产生中高频段共振,导致减振效果下降,舰船水下中高频段声辐射量增大,因此掌握橡胶减振元件中高频振动隔离性能非常重要。基于有限元高频适用范围的关系理论结合大型通用有限元软件ABAQUS,采用结构阻尼法分析减振元件的高频振动特性(点阻抗、传递阻抗和隔振传递率),获得了与试验数据结果相一致分析结果,表明采用结构阻尼数值方法分析橡胶减振元件的动态性能是一种可行的中高频振动隔离性能评估手段。

基于压力增强的磁流变阻尼器中高频阻尼性能研究

为减小磁流变阻尼器在微振幅中高频激励下磁控耗能能力降低带来的影响,提出采用增加磁流变液初始压强来增加工作压强的方法以改善磁流变阻尼器在中高频激励下的磁控耗能能力.基于磁流变液的可压缩特性,构建磁流变阻尼器的力学模型,分析中高频时工作压强对阻尼力的影响;设计加工了无补偿装置的单杆直线液体弹簧式磁流变阻尼器,通过实验测试验证力学模型的准确性.正弦激励下的实验结果表明:增加磁流变阻尼器工作压强可以使阻尼曲线更饱满,且工作压强较高时,磁流变阻尼器耗能能力明显优于工作压强较低时磁流变阻尼器耗能能力;根据实验结果发现:相比于初始压强为标准大气压,当初始压强为5 MPa时,阻尼增幅最大为31.3%,耗能增幅最大为78.5%;此外,增加工作压强后工作区域磁场更容易饱和,等效刚度和等效阻尼系数都会随着工作压强的增加而上升.

部组件振动试验中高频超差问题的探讨

文章简要介绍了振动试验系统的工作原理,描述了部组件试验中高频超差的现象。通过分析,认为振动输入条件(参考谱)、控制参数、试验夹具、装夹方式、控制点的位置选择、系统的自振频率是造成高频超差的6个主要影响因素,为此给出了相应的措施。

耦合梁中高频抖动的行波分析与主动控制

为研究中高频扰动下耦合梁结构的动力学响应与主动控制,基于Timoshenko梁理论,考虑梁中转动惯量和剪切变形的影响,采用行波方法分别建立梁结构纵向运动、弯曲运动的单元模型与结点散射模型,进而获得耦合梁的行波动力学模型及其精确的中高频抖动响应;引入'功率流'的分析思想,并以此为目标函数,优化得到了最优控制力的大小与相位,然后对结构施加最优控制力,实现耦合梁结构的功率流主动控制。在此基础上,进行数值仿真分析,并与Euler-Bernoulli梁理论计算结果进行对比。结果表明,采用行波方法计算耦合梁结构的动力学响应准确可靠;Timoshenko梁模型较Euler-Bernoulli梁模型在中、高频段更为精确,且更接近工程实际;功率流主动控制可以明显降低耦合梁结构全频域内的抖动,验证了基于行波方法功率流主动控制的正确性与有效性。

骨科金属内植物置入后中高频电疗的应用

背景:中高频电疗是临床疾病治疗常用的物理治疗方法,广泛应用于各科,特别是骨科康复治疗。但康复治疗学通常将"局部金属植入物"作为中高频电疗的禁忌证,所以骨科金属内植物置入后通常不能进行中高频电疗。目的:综述目前国内外对骨科金属植入物置入后中高频电疗的研究现状,阐明中高频电疗对骨科金属植入物置入后对组织恢复的促进作用以及热损伤,探究中高频电疗在骨科金属植入物置入后对组织产生的影响及临床应用。方法:由第一作者应用计算机检索Pub Med数据及CNKI数据库,在标题和摘要中以"中、高频电疗,金属植入物,热损伤"或"middle and high frequency electrotherapy,metal implant,heat damage"为检索词,纳入与中高频电疗在骨科金属植入物置入后应用的相关研究文章。排除重复及较陈旧的文献。共40篇文献符合标准,中文33篇,英文7篇。结果与结论:随着钛合金等新的植入物材料的发展,越来越多的基础和临床研究发现治疗剂量的中高频电疗能够促进组织愈合,消除肿胀,并缓解疼痛。但目前还有许多疑问未完全解释清楚,比如中高频电疗对金属植入物周围造成损伤的剂量、造成热损伤的类型、组织学改变等;如果采用不同涂层的钛合金植入物,是否能减少热损伤,这些都需要进一步研究。

基于声能密度模型的中高频复杂声场预报方法

提出并推导了一种基于声能密度分布方程的声场预报方法。在能量和功率流的本构关系基础上建立声能密度平衡方程。应用直达声场和反射混响声场的叠加原理和边界面散射模型,建立了面向中高频复杂声场细节预报的数值计算方法。通过有限元计算结果在一个简单声场模型上对此方法做了验证,对比结果显示了声能密度法预报有可靠的精度和准确度。

一种基于北斗授时同步的中高频电台自动选频方法

中高频电台是船舶常规与应急通信的必备手段之一,通信双方电台一般在某个约定频率上尝试建立通信。但源于短波信道条件复杂且不稳定,存在多径干扰、信号衰落、干扰复杂等诸多不利因素,使得海事中高频电台一直存在呼叫频率选取困难、通信建立成功率低等问题。本文基于北斗卫星导航系统的精确授时功能,提出了一种基于北斗授时同步的中高频电台自动选频方法。该方法要求通信双方的中高频电台驻留在同一个预先建立的频率组内,双方电台的工作频率根据北斗授时时间同步变化,并利用双向信道探测技术完成通信双方中高频电台的呼叫频率选择,最终实现通信链路建立。假设预先建立的频率组内所有N个频率有相同的通信建立成功率,则相对于传统电台,具备自动选频功能的中高频电台的通信建立成功率可以提高N倍。