电容补偿型硬标签质检技术设计与实现

合格的硬标签是电子商品防盗系统(Electronic Article Surveillance,EAS)可靠工作的基础。此类标签电路由线圈和电容串联而成,其组成的LC谐振频率F是硬标签关键参数。在研制全自动硬标签生产设备中,对其在线质检技术尤为关键。针对现有单、双线圈检测标签F存在的不足,设计了电容补偿型非接触单线圈式硬标签F检测技术。基于Proteus软件频率分析功能,对此检测方法的等效电路模型进行仿真,验证了方法的可行性。同时,设计MSP430F149处理器为核心的硬标签F测量的软硬件,对其信号处理单元电路的功能也进行Proteus仿真验证,达到预期效果。此检测技术的实测效果表明,测量硬标签F误差在±15 Hz内,为下一步将此技术用于全自动标签生产设备中提供了技术支持。

压接型IGBT器件内芯片电流测量线圈宽频特性与参数选择

印刷电路板(PCB)Rogowski线圈适用于大功率压接型IGBT器件的电流测量,是器件结温测量与失效状态监测的重要手段。结合PCB Rogowski线圈本体的阻抗特性和外部测量环境,进行了电流传感器的积分环节的优化设化,以达到最优的信号质量和最小的干扰噪声。研究了积分器电路阻容参数对传感器输出特性的影响,并结合传感器的高频稳定性、增益和带宽的测量需求,确定了传感器阻容参数的最优取值范围。设计出一款可测量压接型IGBT器件内芯片电流的监测装置,在压接型IGBT动态测试电路平台上测量芯片的脉冲电流,并与商用传感器的测量结果进行对比,验证了该传感器良好的高频感知精度,其可用于压接型IGBT器件内部芯片的电流测量。

并联电容器组成套装置常见缺陷及诊断分析

并联电容器组成套装置作为无功补偿装置在电力网络中大量存在,起到改善电压质量、降低线损的作用,然而由于夏季负荷较大,频发故障,多数是由三相电压不平衡导致的保护跳闸。文章将例举几种常见的故障原因并进行案例分析,提出检修策略,为运行中的电容器组成套装置的运维与检修提供一定参考。

涟钢Ⅱ站接地方式研究与讨论

涟钢公司由于电网接地电流较小,系统接地方式采取消弧线圈加不接地方式。近年来,随着公司发展,系统网络日趋复杂。系统内部分区域发生单相接地故障时,出现消弧线圈欠补偿,导致故障电缆持续拉弧、燃烧的现象。为此,从单相接地电容电流数学模型出发,对各区域接地电流进行计算,并核算现有消弧线圈补偿能力,为后续网络发展接地方式的选取提供理论基础。

基于对称法与相位法的新型消弧线圈

分析了当前自动跟踪补偿消弧线圈技术的发展以及存在的问题,提出了基于对称法与相位法相结合的新型消弧线圈设计方案,介绍了电容电流检测方法和装置结构。该方法利用了零序电压U0与脱谐度v关系曲线的对称性以及U0与线电压UBC的相位关系,无需反复调节消弧线圈电感值就可快速、精确地跟踪测量电网电容电流。根据该方法研制出的新型消弧线圈试验和现场运行均表明,该型消孤线圈具有响应速度快、补偿精度高、无机械动作可靠性高等特点。

分布电容对Rogowski线圈动态特性影响研究

在简单分析测量脉冲电流的微分式Rogowski线圈的工作原理基础上,详细论述了Rogowski线圈分布电容的计算方法、测量原理以及分布电容对线圈动态特性(即时域和频域)影响机理。为确保传感器具有良好的动态特性,必须串接最佳阻尼电阻,给出了最佳阻尼电阻的计算方法。仿真和现场测试结果表明,本文提出的方法,对于设计具有合理电磁参数Rogowski线圈,确保传感器具有较好的动态特性,起到理论指导作用。

基于注入信号的消弧线圈电容检测方法

为利于消弧线圈自动调谐,提出了一种电力系统电容电流检测方法,即向消弧线圈二次侧线圈注入变频小电流,寻找系统对地电容与消弧线圈励磁电抗的谐振频率,可直接计算出系统对地电容值。此法用于磁通补偿消弧线圈时,不增加系统硬件成本,并可直接得到调节消弧线圈电抗值所需的重要参数—电流补偿系数α。

基于信号注入法的可控硅投切电容式消弧线圈

提出了基于信号注入法的可控硅投切电容式消弧线圈设计方案。采用从消弧线圈的副边向电网注入变频电流信号,测量系统电容电流,利用可控硅投切电容实现自动调谐的方法。实际现场运行表明,该型消弧线圈具有调节速度快,补偿精度高,无谐波危害,且无机械动作可靠性高等特点。

螺旋炭纤维的微观结构与储能特性

采用扫描电镜、激光Raman光谱、X射线衍射(XRD)、热失重分析(TG)、低温氮吸附等研究手段,以平直炭纤维为参照,对比研究了碳氢化合物催化分解法制备的螺旋型炭纤维的微观结构特征。实验结果表明:整体上,螺旋炭纤维的微观结构要比平直炭纤维的结构更加无序;但螺旋炭纤维的外层结构较为有序。与中孔分布广、孔容低的平直炭纤维不同,螺旋炭纤维的中孔主要分布在3nm～4nm范围内,且有着较高的孔容,其比表面积几乎是平直炭纤维的10倍。这些结构特性使得螺旋炭纤维在抗氧化性、储氢、电化学电容等方面都体现出超越平直炭纤维的优势和应用潜力。

配电网电容电流实时测量技术

针对不对称度大的配电网,实现了自动投切可调消弧线圈并联固定电抗器的预随调接地方式,研究了配电网电容电流实时谐振测量技术。为提高电容电流测量精度,采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片和高精度晶振精确测量注入信号的电压电流相位差,利用线性插值算法精确计算配电网谐振频率。开发了消弧线圈自动调谐测控装置,实现电容电流的精确测量。模拟实验和现场运行结果表明,该电容电流测量技术具有测量精度高、测量范围广和测量简单等特点,可适用于经消弧线圈预调式和预随调式接地电网。

谐振接地电力网自动调谐的新方法

采用新的测量原理,提出了可同时对谐振接地电力网脱谐度和电容电流进行实时测量的新方法。测量过程在线进行,不启动消弧线圈的调谐机构,不干扰电网的正常运行,适宜用于电网的实时监测系统。在准确测量脱谐度和电容电流的基础上,可实现对消弧线圈的精确调谐。该方法适用于任何类型的消弧线圈。

配电网电容电流谐振测量方法的应用

谐振法测量电容电流在自动消弧线圈中得到广泛的应用,但存在测量误差偏大的问题。由此推导出连续无级可调消弧线圈谐振测量法的改进公式;推导出有级可调消弧线圈谐振法的一般公式。试验和现场运行表明,基于改进的谐振法所研制的自动消弧线圈电容电流测量精度明显提高,具有推广应用的价值。

基于信号注入法的快速消弧线圈接地技术

由于谐振接地技术中对地电容测量困难 ,提出信号注入法的解决方法 ,在消弧线圈设置的中性点电压互感器 (TV)的二次侧注入 2 5Hz的电流 ,在另一TV开口三角处测量该频率的电压 ,消弧线圈采用改进后的磁阀式电抗器。据此研制了以单片机 80C196KC为控制器核心的自动跟踪消弧装置。现场试验结果证明该装置结构简单、调节速度快、谐波危害小、补偿准确度高、无机械动作因而可靠性高。

一种计算电感线圈分布电容的简化模型

建立了计算电感线圈分布电容的简化模型.等效电路分析显示层间电容是电感线圈分布电容的主体.根据电场储能是由空间内电场强度分布决定的原理,分析了"Z型"和"U型"两种不同的紧密排绕方式线圈的电场储能,并推导出该两种不同线圈的等效分布电容的具体表达式.通过与实验数据比较,显示由上述计算方法得到的线圈分布电容是可靠的.其表达式简明,方便用于指导电感器和滤波器的设计,以及变压器分布电容等的预估.

自动消弧线圈的测量及调谐改进方法

自动消弧线圈在运行中存在着电容电流测量误差偏大、调谐过多等问题,针对这些问题,笔者进行了分析,得出互感器输入信号过低导致了电容电流测量误差偏大,应尽量增大中性点电压以减小互感器误差,提高电容电流测量精度。对于调谐过多的问题,笔者提出了几种改进方法。这些方法的应用提高了电容电流的精度,减少了调谐次数,增强了产品的性能和可靠性,试验结果和现场运行证明了这些方法的可行。

扫频检测电网对地电容的改进型方法

为配合随调式消弧线圈的使用,提出了一种扫频检测系统对地电容的改进型方法。在寻找系统谐振频率时,以幅值判断代替传统的相位判断,使检测更为方便准确;通过对电抗参数的合理设计,确定注入变频信号的频率范围,使其避开电网频率,这样有利于检测信号的分离;改进了扫频方式,缩短了电容检测的时间;针对文中的方法,提出了一种简单实用的信号处理算法,能有效消除工频及其他噪声对检测信号的干扰。模拟试验验证了所提出方法的有效性。

电磁超声换能器新型线圈阻抗及匹配电容的计算

为提高电磁超声换能器(EMAT)的换能效率及信噪比,研究了EMAT线圈阻抗匹配的方法。考虑到检测材料属性、线圈提离以及线圈在高频激励下的集肤和邻近效应等因素会影响线圈的阻抗大小,线圈的分布电容也会对线圈的匹配产生影响,针对EMAT线圈的等效电路,采用有限元方法计算了不同提离情况下的线圈阻抗和分布电容,以此为基础,对线圈的匹配电容进行了计算,并通过实验验证了计算方法和结果的正确性。计算和实验结果表明,线圈电阻随提离增大而减小,线圈电感随提离增大而增大,线圈分布电容随提离增大而减小,变化规律均符合指数规律。

Rogowski线圈信号电阻对纳秒级脉冲大电流的响应

研制了一种自积分型Rogowski线圈,从电路理论和电路仿真角度分析了信号电阻的寄生电感和线圈对地电容对测量信号的影响。采用电阻并联的方法,制作了小电感信号电阻。在定标和大电流测量实验中,小电感信号电阻的使用,消除了测量信号的平顶振荡和波形畸变,验证了理论分析的正确性。经定标,采用小电感信号电阻的Rogowski线圈对方波脉冲前沿的响应为11 ns,灵敏度为4.25 mV.A-1。该线圈性能稳定,已用于测量长脉冲强流电子束加速器二极管的电流,测得的电流波型平顶较好,半高脉宽为180 ns,幅度约为15.36 kA。

基于恒频注入信号计算配电网分布电容的方案与应用

基于恒频信号注入技术的基本原理并结合实际应用,提出了从消弧线圈副边、从母线电压互感器二次绕组和从并联电容器组中性点注入恒频电流信号的3种实现方案,对3种方案的工作原理进行了详细分析,并推导了基于恒频注入信号计算配电网等效对地分布电容的表达式。从实际应用的角度讨论了注入信号的检测方法,设计了具体的滤波实现方案。实验室仿真与现场测试结果表明所提方法能够较准确地计算出配电网的等效对地分布电容,验证了恒频信号注入方案实现的可行性。

雷电流测量用大型Rogowski线圈输出波形振荡现象分析

针对大型Rogowski线圈输出波形的振荡现象,在讨论自积分Rogowski线圈工作原理的基础上,建立模型分析了Rogowski线圈的频率响应特性以及振荡产生的主要原因。分析结果表明:线圈的屏蔽层与线圈间、线圈匝间存在的分布电容导致了输出波形的振荡。实验证实,减小该分布电容可使振荡明显变小,从而为改进柔性大型Rogowski线圈的屏蔽设计提供了依据。