基于逆阻型IGCT器件的固态式直流断路器设计及研制

直流系统是支撑高比例新能源接入与灵活高效用能的重要技术方向。固态式直流断路器(solid state DC circuit breaker,SSCB)具有开断速度极快、无电弧、寿命长等优点,在中低压直流系统的故障保护中得到广泛应用。随着电力电子器件的发展,固态式直流断路器的拓扑结构、工作性能也在不断进步。为此基于逆阻型集成门极换流晶闸管(intergated gate commutate thyristor,IGCT),提出了一种新型的固态式直流断路器结构及设计方法,通流支路采用逆阻IGCT反并联结构实现双向通流,缓冲支路采用金属氧化物避雷器(metal oxide varistor,MOV)-电容结构来抑制过电压,吸能支路采用MOV吸收系统能量。进一步地,给出了关键元器件的参数设计方法,并验证了有效性;设计了性能良好的重力热管散热器,单个模块散热功率可达700 W;提出了主被动结合的控保策略,提高断路器的保护性能。最后,研制了固态式直流断路器样机,可用于750 V以内的低压直流系统,额定通流可达2 kA,可在百微秒内开断10 kA故障电流,成本低、体积小、高可靠,具有良好的应用前景。

转鼓式固态生物反应器的研究进展

固态发酵是指微生物在含水量极低的固体物料上进行生长、代谢,以获得初生代谢产物和次生代谢产物。固态反应器因其各种工艺参数的在线监测与自动控制,在食品发酵、生物制药、饲料生产等领域有着越来越广泛的用途。根据罐温、溶氧、pH等工艺参数而采用不同的控制模式。在固态发酵过程中,由于微生物生长环境、物料、传质等诸多因素的差异,设计反应器并实现智能化、程序化是有待解决的关键性共同问题。主要对转鼓式生物固态反应器的应用、特征进行分析并对一些目前存在的弊端提出疑问。

固态体积式真三维立体显示发光二极管投影光源

针对固态体积式真三维立体显示对高亮度和色温可调的要求,设计了采用大功率、单芯片发光二极管(LED)的投影光源。理论计算了投影光源的亮度,结合液晶光阀对不同波长透过率的影响,对理论设计结果进行了修正。考虑寿命、散热等影响因素,提出了采用大功率红绿蓝LED加白光LED的投影光源方案。针对选取的LED发光特性,采用混合集光方法设计了准直器,并进行了仿真和实际测试。测试结果表明:采用准直器后,LED的发散角从±75°减小为±20°。搭建了真三维显示系统样机,测试其屏前亮度达到149cd/m2,且无闪烁,立体感强,但存在视角较小的问题。实验显示,设计的投影光源满足固态体积式真三维立体显示的要求。

固态体积式真三维立体显示器

为了追求更加真实的立体显示效果,实现真正的三维物理空间显示,合肥工业大学研发了第二代固态体积式真三维立体显示器,文章介绍了显示器的整机结构及系统设计,并对显示效果进行了测试。介绍了显示器的各组成部分及作用,主要包括LED光源、方棒积分器、中继系统、全反射棱镜、分色棱镜、三片数字微镜器件、投影镜头、折叠光路、显示体和控制电路等。然后进行了系统设计,包括液晶光阀制作、光源设计和电路模块设计。搭建了样机并测试了整机显示效果,亮度达到123cd/m2,色彩饱和度达到78.43%NTSC色域。显示图像颜色鲜艳,亮度较高,立体感较强。

环境光对固态体积式真三维显示闪烁的影响研究

为了优化固态体积式真三维显示中的闪烁现象,研究了环境光对于显示闪烁的影响。通过傅里叶变换在频域获得环境光与成像光信号叠加后的频域能量分布,分析了环境光影响显示闪烁的原因。同时,设计完成了两组视觉感知实验并进行统计分析。结果显示,环境光的频率、最大光强及占空比对于真三维显示的闪烁程度有显著性影响,显著性差异小于0.001。其中,环境光的频率是影响显示闪烁的首要因素,环境光频率与显示刷新率相匹配是消除环境光对闪烁影响的主要途径;降低最大光强或提高占空比有助于消除闪烁。闪烁程度评价模型的评估结果与实验结果的相关系数大于0.99,研究结果对于基于层叠屏的三维显示闪烁程度优化具有积极的启发和指导作用。

固态压阻式压力传感器的计算机辅助分析与设计(一)

本文从压阻效应理论、力学结构及有关微电子工艺理论等几个方面,总结了国内外单晶硅压阻式压力传感器技术的发展及其计算化辅助分析和设计工具的发展,提出了固态压阻式压力传感器计算机辅助分析和设计软件系统的体系结构,阐述了固态压阻式压力传感器的数值分析方法,传感器设计参数的容差分析与设计等方法,并讨论了有关设计问题。

利用过零式固态继电器实现功率调整的方法

提出了一种基于微处理器和利用固态继电器实现交流功率连续调整的方法。文中给出了具体的硬件控制电路、软件算法及详尽的程序清单。该方法已成功的应用于蒸汽锅炉加热功率控制。

一种用于固态体积式真三维显示的片源编码的改进方法

随着固态体积式真三维显示技术的快速发展,人们对该技术显示片源的要求不断提高,本文提出了一种用于固态体积式真三维显示的片源编码的改进方法。该方法对具有景深的虚拟场景提供3种处理模式:模式一,直接对RGB值和深度值进行编码、传输、解码;模式二,将RGB值转换成YUV值,再对YUV值和深度值进行编码、传输、解码;模式三,将RGB值转换成YUV值,对YUV值和深度值进行编码,再将编码后的YUV值转换成RGB值,对RGB值传输、解码。分别对这3种处理模式在工程样机上进行立体显示效果测试和编码效率的对比测试。实验证明:3种模式都能够达到立体显示要求,模式二和模式三生成的立体图像更逼真细致,模式二和模式三的编码效率比模式一的提高了至少3倍。该改进方法使生成的片源更具有灵活性和普适性,对YUV信号进行编码能够更贴合人眼对亮度的敏感度、使立体显示中的颜色信号更加充裕。

固态体积式真三维立体显示器显示体驱动电路设计

固态体积式真三维立体显示器显示体是由多层大尺寸液晶光阀组成,高速投影光学引擎将对应深度的图片投射到对应深度的液晶光阀上成像,经过人眼合成即可实现立体显示,因此驱动显示体使其与高速投影光学引擎相匹配是显示立体图像的重要保证。介绍了单层液晶光阀驱动电路,该电路具有驱动能力强,响应速度快,可实现双极性驱动的特点。在解决多个上述电路并联引起振荡叠加的基础上设计了显示体驱动电路和驱动控制电路。在分析60Hz刷新频率下显示体闪烁的原因之后,基于传统驱动方式提出了一种新的驱动方式,解决闪烁现象。可以实现真三维立体无闪烁显示,对于单层48cm(19in)液晶光阀,上升时间和下降时间之和为0.5ms,实现了快速驱动。满足了固态体积式真三维显示体驱动设计要求,为大尺寸液晶光阀驱动提供了一种方法。

嵌入式高速固态存储器的设计

现代的数据处理技术需要较快的数据采样率和较宽的数据带宽,这就要求采用嵌入式高速固态存储器来实时记录海量的数据。介绍了NAND FLASH的选型、嵌入式高速固态存储器的组成原理、现场可编程门阵列(FPGA)的实现逻辑及存储器的性能计算,最后对本设计进行了总结和展望。

固态体积式真三维立体显示器双灯照明系统设计

为了提高固态体积式真三维立体显示器的显示亮度,根据方棒照明系统的特点,设计了一种基于直流驱动、平行光出射的双灯照明系统。该设计根据光学扩展量守恒原理,提出了一种通过延长投影光源汇聚距离的方法以实现双灯照明。通过光学仿真分析,对设计的双灯方棒照明系统进行优化,提高方棒照明系统的光能利用率和照明均匀性。搭建实际系统,并进行了测试。测试结果表明:采用双灯直流汞灯照明后,2层散射态光阀后的成像亮度为41 711cd/m2,是单灯的1.4倍,有效提高了固态体积式真三维显示器的成像质量。

固态体积式真三维立体显示效果优化

为了优化固态体积式真三维的立体成像效果,显示出更加逼真的立体图像,对编码图像的灰度级和成像显示体的对比度进行了研究。论文从固态体积式真三维立体显示器成像原理出发,介绍了固态体积式真三维的电路系统、光学投影系统和成像显示体,在分析和研究影响立体显示效果的主要因素后提出了两种改进的方法。一种方法是通过降低图像刷新频率,提高编码图像数据位数,从而提高像素灰度等级,另一种方法是改变液晶光阀的盒厚,以此增强显示体的对比度。在真三维样机上,成功实现了32级灰度,将颜色种类从4 096种提升至32 768种,对比度相比原样机提高了1.2倍,主观感受到更加丰富的图像细节和色彩。优化效果明显,可以显示出细节更加清晰、颜色更加丰富和效果更加真实的三维立体图像。

移动式填充床固态发酵反应器的设计及单宁酶中试发酵

通过对单宁酶固态发酵工艺分析,结合传统厚层通风制曲的结构,设计了移动式填充床固态发酵反应器。利用设计的固态发酵反应器以发酵茶梗为基质中试化生产单宁酶,探究10、15、20 m3/h通风量对单宁酶中试化发酵效果。结果表明:在通风量为10、15、20 m3/h的条件下,发酵达到的最大酶活分别为8.21、8.08、8.41 U·gds-1,达到最大酶活的时间分别96、120、144 h。利用设计的填充床固态发酵反应器以茶梗为基质发酵生产单宁酶,不仅原料来源广泛、价格低廉,还能有效提高单宁酶酶活。

102cm固态体积式真三维显示器投影光源设计

针对102cm固态体积式真三维立体显示器的亮度要求,设计了基于UHP光源的四灯投影光源系统,并通过复眼均光系统实现均匀照明。仿真结果表明,光源系统总的光通量为50 009lm,为理论计算值的1.21倍,且光斑均匀性达到86%。完成102cm固态体积式真三维立体显示器的装配、测试,测得屏前静态全白场亮度138nit,图像立体感较强,无明显分层现象。仿真和样机测试结果均表明,设计满足102cm固态体积式真三维显示的亮度要求。

20cm口径人工观测雨量桶和JDZ固态翻斗式雨量器雨量观测误差分析

作为重要的水文观测项目,降水量影响着人们日常生产生活,特别是我国西北地区,地处内陆,降水稀少,有效的雨量观测可带给人们诸多方便。分析降水变化,研究其时空规律,可为水文科学与水文气象预报提供科学参考,实现水资源的合理利用。传统的人工雨量器观测受到距离限制,无法实现自动化。随着科技的进步,固态翻斗式雨量储存器广泛运用于水文测验中。根据阿勒泰地区群库勒水文站的雨量数据,分析JDZ02-1型翻斗式雨量传感器和普通人工观测间的误差,阐明翻斗式雨量传感器的应用价值。

固态压阻式压力传感器的计算机辅助分析与设计(二)

五、传感器系统综合性能指标的 容差分析、容差设计及综合优化 压力传感器的基本特性参数如灵敏度、线性度、量程和零点误差以及零点温度漂移、灵敏度温度漂移、极限断裂应力和固有频率等,都不同程度地取决于材料类型、晶向、力学结构、几何尺寸、杂质浓度、容差控制等与压阻效应、力学结构和制作工艺有关的内容。如表1所示。灵敏度取决于晶向选择、力学结构类型、几何尺寸、电阻在膜片上的位置及杂质浓度等。非线性来自压阻效应的非线性及力学结构的应力非线性。为减小压阻效应的非线性的影响。

磁阀式高压固态软起动装置在潜水电机中的应用

本文介绍了凉水井提灌站采用的HDQ型磁阀式高压固态软起动装置的工作原理及性能特点,以及应用在高压潜水电机的优越性。

浅析磁阀式固态软起动装置在韶钢4号烧结机的应用

磁阀式固态软起动装置由高压磁阀式软起动柜、星点柜等组成,主要用于限制起动电流,减小电网压降;采用融阀式固态软起动装置可以实现高压电机起动时,能满足系统对起动的要求,还可以很好的保护电力系统及机械装置。同时,不产生高次谐波电流、操作过电压及切换冲击,并且做动平衡是可以多次启动,不会对系统造成安全隐患。

磁阀式高压固态软起动装置在大功率同步电机中的应用

韶钢5号烧结主抽风机原采用水电阻起动,投运已近十年,设备老化,起动极不稳定,起动时间长.为了保证烧结设备生产长周期稳定、可靠、安全运行,提升起动可靠性,更换水电阻起动装置为磁阀式高压固态软起动装置,更新后运行状况良好,各项指标均能达到要求,为高炉生产稳定运行提供了可靠保障.