高功率密度高动态性能毫米波固态发射组件研究

随着雷达发射技术的发展,发射组件小型化、高功率密度化、高动态性能化成为研究的热点与难点。为提升发射组件的功率密度,基于氮化镓(GaN)器件与波导空间合成技术提出一种堆叠式发射组件设计方案,实现波导功分合成网络与组件盒体的一体化集成,同时将多路功放模块堆叠至功分合成网络之上实现组件的高功率密度小型化设计;为提升发射组件的效率,优化其脉冲负载条件下的动态性能,供电单元采用分布式结构,以“半桥LLC+双同步Buck”为主功率拓扑,半桥LLC与同步整流技术的应用实现组件成本的降低与效率的提升,创新性引入状态轨迹控制策略(OTC),在负载突变时,通过采集半桥LLC谐振槽电感电流、谐振电容电压与输出电压实现主拓扑的变频控制,从而优化发射组件的动态性能。以Ka波段200 W固态发射组件为例开展设计,实测结果表明,组件峰值功率达到213 W,平坦度达到±0.2 dB,输出杂散≤-59 dBc,在某频段组件综合效率最大为19.9%,提升了约2.1%,功率密度相比于同波段组件提升了17.98%,达到1 458 W/in3,组件脉冲负载切换动态调整时间提升了19.2%左右,具有明显的优势。

低密度高强度水泥浆在哈萨克斯坦油田热采井的应用

哈萨克斯坦Karazhanbas油田发育多套储层,但分布不均,是一个受构造控制的断块型的边、底水稠油油藏,埋深为300～500 m,地质构造非常复杂。针对该油田稠油热采的固井技术难题,根据紧密堆积理论、超细活性矿物材料物理化学性能和加工技术,研制出了由混合减轻增强材料BCE-620S以及配套的低温促凝早强剂等外加剂组成的低密度高强度水泥浆。该水泥浆在低温下具有良好的沉降稳定性、稠化时间短且可调、水泥石致密且不收缩、抗压强度发展快且强度高、游离液为零、API失水量低及防漏能力好以及良好的水泥石抗高温强度衰退性能。配合隔离液技术及相应的固井工艺技术,该水泥浆在该油田已成功固井10余口,经测井显示固井质量优良。

模块化高转矩密度高可靠性直驱轮毂电机设计

针对高转矩密度、高可靠性直驱轮毂电机性能需求,设计了一种多单元模块化直驱轮毂电机。通过理论分析、有限元仿真等方法研究了不同极槽配比、定子结构、永磁体充磁类型、磁钢固定方式等对电机电磁性能的影响,探索了适用于实现高转矩密度的电磁结构方案,并通过有限元仿真及台架试验验证了该设计方案及相关技术的有效性。

赵庄二号井低密度高强稳定型支护技术研究

为了优化煤矿巷道的支护设计,降低支护成本,以赵庄二号井2301工作面为工程背景,采用有限差分数值计算软件FLAC3D,分析了锚杆不同间排距的预应力场情况。井下实测结果显示,优化后的巷道掘进期间煤帮最大移近量94 mm,顶板下沉量最大为31 mm,巷道变形量不大,降低了支护成本,提高了掘进效率。

新型高密度高强度含钨钢的组织与性能

对新型高密度高强度合金钢进行700~1100℃不同温度淬火+400℃回火处理,进行硬度、准静态拉伸测试,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)等研究了淬火温度对合金钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:试验钢最佳淬火温度为800℃,后经400℃回火后可获得较好的强韧性匹配,此时抗拉强度为1907 MPa,屈服强度为1755 MPa,伸长率达8%。经热处理,试验钢基体析出细小弥散分布的μ相,随淬火温度提高,弥散分布的析出相数量减少,对试验钢产生的沉淀强化作用降低,强度因此降低。

羌塘盆地高密度高覆盖宽线采集技术试验

为了提高羌塘盆地地震资料采集质量,早日实现该地区油气地球物理勘探突破,2015年在北羌塘坳陷、中央隆起带和南羌塘坳陷分别进行了常规可控震源、低频可控震源、大吨位可控震源、炸药震源激发试验及高密度、高覆盖宽线采集试验,取得以下认识:(1)最佳激发因素。常规可控震源振动台次为3台1次,驱动幅度为70%,扫描频率为6.0~84.0Hz,扫描长度为18s;低频可控震源振动台次为2台1次,驱动幅度为60%,扫描频率为1.5~84.0Hz,扫描长度为16s;大吨位可控震源振动台次为2台1次,驱动幅度为70%,扫描频率为6.0~84.0Hz,扫描长度为16s。炸药震源为单井高速层下7m激发,最浅井深18m,药量18kg;组合激发方式为2口井×15m×12kg或3口井×12m×8kg。(2)尽管可控震源单炮的能量、信噪比、频谱及子波一致性与炸药震源相比并不占优,但可控震源激发在高密度高覆盖采集条件下仍能获得等同于或明显优于井炮激发质量的地震资料。(3)基于"环保、安全、经济、高效"考虑,羌塘盆地宜采用可控震源和井炮联合的高密度、高覆盖宽线采集方案,可控震源最佳观测系统为3L3S或2L3S,覆盖次数960次以上;井炮震源最佳观测系统为2L3S或3L2S,覆盖次数为300~360次。

高密度高强度脱硫石膏砌块的技术研究与生产实践

针对出口市场需求的高密度高强度石膏砌块进行研究,通过对脱硫石膏掺加减水剂,提高脱硫半水石膏浆体的流动性,增强二水石膏结晶体密实度,进一步增强石膏的强度。依据半水石膏转化二水石膏的理论基础,采取倒推法确定半水石膏配料,水作为填充剂充满石膏砌块模具容积。生产出的高密度高强度脱硫石膏砌块符合欧洲标准EN12859:2011要求,密度平均值1230kg/m^3;断裂荷载146KN;抗压强度14.5MPa,满足了出口市场需求。

机载行波管发射机高密度高压电源结构设计

从高压电源的组成、结构设计和热设计三方面对机载行波管发射机高压电源结构设计进行了详细论述,提出了一种紧凑的结构形式,使其功率密度比达到近1 000 W/kg,体积比655 W/L,而且工作稳定可靠,便于生产。

新型高密度高强度合金钢绝热剪切微观组织研究

新型高密度高强度合金钢密度介于钨合金与超高强度合金钢之间,具有良好的强韧性,在武器战斗部壳体材料领域有着较高的应用潜质。利用分离式霍普金森压杆装置对新型高密度高强度合金钢帽形试样进行动态压缩试验,研究其在动态压缩载荷下的绝热剪切行为及微观组织变化。结果表明:试样在加载气压为0.38~0.4 MPa(打击速度为17.93~18.75 m/s)动态压缩下,发生了绝热剪切行为,有绝热剪切带生成,剪切带中心区域析出相剪切破碎,周围基体发生了大变形扭曲;裂纹沿着剪切带扩展,最终相互连接,材料断裂失效;当加载气压高于0.4 MPa(打击速度大于18.75 m/s),试样断裂。

低密度高强度水泥浆体系分析

利用水泥浆进行固井作业时,当遇到溶洞型碳酸、裂缝性地层时井漏的机率大大增加,导致固井质量无法满足要求,甚至固井失败,而使用低密度水泥将可有效避免井漏情况的发生。

低密度高强度弹塑性水泥浆体系室内研究与应用

为克服地层承压能力低、封固井段长、水泥浆性能要求高等难点,通过优选减轻剂材料,合理设计液固比,设计了1.25g/cm^(3)~1.50g/cm^(3)低密度高强度水泥浆体系,其API失水<50mL,流变性好,水泥浆沉降稳定,直角稠化,满足现场应用要求,并取得了较好的应用效果。

基于耦合电感的高功率密度高增益DC/DC变换器

提出一种高功率密度高增益DC/DC变换器,该变换器在文献[1]所提高增益变换器的基础上不增加任何元器件,只改变二极管与电容的连接方式,使其电压增益和工作效率得到了提高。采用无源箝位电路吸收并利用了漏感能量,开关管的漏感尖峰显著下降,并且实现了零电流开关(ZCS)开通。由于漏感原因,所有二极管都是ZCS自然关断,不存在二极管反向恢复问题。最后,分析了所提变换器的工作原理、性能特点,推导出其电压增益表达式,并通过300 W的样机验证了理论分析的正确性。

高功率密度高压电机定子调同心度的工艺改进

定子调同心度是吊入式定子结构高功率密度电机的关键制造工艺,不同调整方法的调整效果、耗费的人工都不相同。鉴于此,分析了气隙调整法、同心度调整法调整定子同心度工艺的缺点,介绍了利用激光跟踪仪调整定子同心度的具体方法,通过相关分析确认基于激光跟踪仪的3D视图评价法是定子调同心度的最佳工艺。

高功率密度高效率高压三相异步电动机的研制

以YGKK450-4-1 720 kW-6 kV电机为例,介绍了高功率密度高效率高压三相异步电动机的研制过程及其试验结果。针对高功率密度和高效率等特点,提出了一些应对措施,如对电磁参数、内外风路结构、定转子结构等进行优化和仿真分析。通过试验及与类似电机的对比,说明了优化仿真计算的正确性,以及YGKK450-4-1 720 kW-6 kV电机的先进性。

“中重型高功率密度高效清洁柴油机关键技术”通过验收

“中重型高功率密度高效清洁柴油机关键技术”是中国兵器工业集团北方通用动力集团有限公司北方发动机研究所承担的国家重点项目，近日，该技术通过了国家科学技术部高技术中心组织的专家验收。该项目填补了国家军民两用高端V型车用柴油机的科研空白，形成了具有国际先进水平的自主研发设计能力和具有自主知识产权的中重车及工程机械动力战略产品。

浸油式高功率密度高速永磁同步电动机油磨损耗分析

结合流体粘性力学理论,利用流体分析软件CFD计算了一台TYC-50-6永磁同步电机,得到了油磨损耗值和温度场模型,另通过对样机进行满载对拖试验得到了电机内部元件温度分布,两者比对较吻合,从而印证了该计算方法的准确性。

1 A/mm高电流密度金刚石微波功率器件

基于自对准栅电极制备技术,研制了具有低导通电阻和高电流密度的氢终端金刚石微波功率器件。采用高功函数金属Au与氢终端金刚石实现了良好的欧姆接触,接触电阻为0.73Ω·mm。得益于较低的源漏串联电阻和低损伤Al2O3栅介质原子层沉积工艺,金刚石微波器件的导通电阻低至4Ω·mm,饱和电流密度达1.01 A/mm,最大跨导为213 mS/mm,最大振荡频率达58 GHz。研究了该器件在2 GHz和10 GHz频率下连续波功率输出特性,发现在15 V低工作电压下即可分别实现1.56 W/mm和1.12 W/mm的输出功率密度,展现出自对准技术在研制高电流和高输出功率金刚石微波器件上的潜力。

高电流密度PEM水电解OER催化材料研究现状与分析

因强酸性、高过电位以及强氧化环境等问题,商业化质子交换膜(PEM)水电解析氧(OER)阳极需采用高载量的贵金属材料,且目前尚无替代的非贵金属催化剂,导致成本居高不下。以高电流密度(HCD)提升功率密度是PEM水电解未来发展趋势,但随着电流密度升高,水电解反应过电位也近似线性增长,需要催化材料更高的电导率和更快的物质运输,以降低电流和电解效率的损失。因此,开发高性能OER催化剂对推动PEM水电解制氢产业的发展意义重大。介绍了PEM水电解与可再生能源的契合性,从OER四电子反应机理出发,揭示OER催化剂研究意义;结合已有的研究报道,从形貌尺寸、表面结构、传电能力、电化学反应微环境等四方面,分析了高电流密度下OER催化材料的研究现状及其提高PEM水电解传输效率的原因;对高电流密度PEM水电解OER催化材料未来的发展趋势提出建议并进行了展望。

某高热密度风冷机箱热设计与仿真

论文设计了一种高热流密度强迫风冷机箱,为满足机箱总热耗800W的散热需求,通过风道设计、风阻计算、风机选型对机箱进行散热设计。同时,利用Ansys Icepak分析软件对机箱进行热仿真分析。结果显示,环境温度50℃下,机箱内部安装16个热耗50 W模块时,发热芯片壳体温度最高为71.4℃;机箱内部安装10个热耗80W模块时,发热芯片壳体温度最高为85.6℃,满足散热设计需求。机箱进出口温差约9.6℃,风机工作点合理,理论计算与仿真结果接近。

应急排水抢险车高功率密度便携式潜水电泵的研发及应用

随着我国各大城市内涝频发和洪涝灾害日益严重,应急供排水抢险装备的重要性日益凸显。为满足这一需求,总结了应急排水抢险车及高功率密度潜水电泵技术发展现状,并研发出一种新型大流量潜水电泵,采用永磁同步电机驱动,具有高功率密度、大排量、轻巧便携的特点。为了提高潜水电泵的综合性能,采用数值模拟和试验验证相结合的方法,对潜水电泵内部流动特性进行分析。计算模型为SST k-ω湍流模型,重点选取了0.6Q、0.8Q、0.9Q、1.0Q、1.1Q和1.2Q工况;选取具有代表性的速度分布云图,对比分析不同流量下泵内部流动结构及其变化规律;提取叶轮叶片与导叶叶片的叶片压力载荷曲线。装备了高功率密度便携式潜水电泵的应急排水抢险车具有广阔的应用前景,顺应了应急排水行业发展趋势。本文的研究有助于提升潜水电泵的水动力性能,从而提高防灾救灾能力。