Low power linear actuator for direct drive electrohydraulic valves

This paper presents a bi-directional permanent-magnet linear actuator for directly driving electrohydraulic valves with low power consumption. Its static and dynamic performances were analyzed using the 2D finite element method,taking into account the nonlinear characterization and the eddy current loss of the magnetic material. The experiment and simulation results agree well and show that the prototype actuator can produce a force of ±100 N with the maximum power being 7 W and has linear characteristics with a positive magnetic stiffness within a stroke of ±1 mm. Its non-linearity is less than 1.5% and the hysteresis less than 1.5%. The actuator's frequency response(-3 dB) of the displacement reaches about 15 Hz,and the most significant factor affecting the dynamic performance is identified as the eddy current loss of the magnetic material.

特高压阀侧套管数字孪生系统集成设计方法

提出了一种数字孪生系统的集成设计方法,以满足真实工况下的实际应用。首先,分析了阀侧套管数字孪生系统的功能需求并构建了数字孪生系统框架结构;其次,基于系统框架结构的功能模块设计研发了对应的实现方法;最后,用一起阀侧套管数字孪生系统的应用对该方法进行了展示和验证。所提方法为数字孪生系统的实际应用提供了一种设计思路,可以为电网的数字化转型提供实用而有效的解决方案。

余压发电技术在天然气J-T阀脱水工艺中的应用

天然气处理脱水工艺中利用焦耳—汤姆逊节流膨胀阀(以下简称J-T阀)降低天然气温度,以达到脱水工艺要求。脱水工艺过程中J-T阀前后有大量的压力能未被利用。由于J-T阀脱水工艺中天然气高压、含液,余压发电技术一直未能在J-T阀脱水工艺中应用。通过对某脱水脱烃装置现有工艺进行余压发电利用改造,提出相关优化措施,实现压力能的充分利用,达到节能、减排目的。余压发电技术对绿色能源利用的开拓具有参考意义。

35 MPa车载氢系统减压阀失效仿真研究

车载氢系统的安全和稳定对氢能车的正常运行非常重要,一旦其中的部件失效,可能会引发重大的安全事故。减压阀作为车载氢系统的核心部件之一,常常会受氢气的高压或高低温环境的影响而失效,导致无法正常减压,甚至会造成氢气泄漏。要使减压阀能够正常地将氢气减压到指定压力,使燃料电池正常工作,往往需要对其进行高低温环境耐压测试,以确保其结构设计合格。对减压阀进行高低温耦合动力学仿真,以验证其结构设计是否合格,并根据仿真结果提出相关优化结构和预防失效的指导建议。

电控增压泵高速电磁阀电磁力与能耗特性分析

为深入研究电控增压泵电磁阀电磁力与能耗特性,采用有限元分析方法建立了电控增压泵高速电磁阀的三维静磁场仿真模型,并用试验数据验证了模型的准确性;通过数值仿真分析开展了驱动电流和结构参数(线圈匝数、磁极半径、工作气隙)对电控增压泵电磁阀电磁力与能耗的特性研究,得出各参数对电磁阀电磁力与能耗间的权重影响及量化分析。结果表明:主副磁极半径对电磁力影响占比最大,为38.15%;驱动电流次之,占比为31.08%;线圈匝数对电磁力影响占比为17.06%;工作气隙对电磁力影响占比为13.71%。从能耗角度分析了电控增压泵电磁阀驱动电流、线圈匝数、主副磁极半径和工作气隙的占比,其中线圈匝数能耗占比最大,为54.85%;驱动电流次之,为44.99%;主副磁极半径和工作气隙能耗占比最小,仅有0.16%。

适用于大规模纯新能源发电基地送出的混合式直流输电系统

为满足大规模纯新能源发电基地送出需求,经过拓扑比选,选取在送端采用电网换相换流器(LCC)与模块化多电平换流器(MMC)混合级联拓扑、受端采用二极管-模块化多电平换流器(DMMC)拓扑的混合式直流输电方案。其中,由整流站MMC提供送端交流电压支撑,并与LCC配合作为送出功率平衡中转站。随后,设计系统的基本控制和故障穿越策略,使系统能够稳定送出新能源功率且兼具经济性与故障穿越能力。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建±800 kV/5000 MW双极直流输电仿真模型,验证所提控制与故障穿越策略的有效性,结果表明:所选拓扑适用于大规模纯新能源发电基地送出场景。

用于高功率密度光束控制的光寻址光阀研制

为解决光寻址液晶光阀在高功率密度光束控制领域的应用限制,介绍一种可用于高功率密度激光系统的光寻址液晶光阀,该光阀开关比不低于140∶1,可在高于2300 W/cm^(2)的连续激光系统中正常工作。同时,所研制的光阀可在高重频吉瓦(GW)级功率密度的fs脉冲激光系统中正常工作,在该系统最大功率密度激光作用下,光阀未见明显温度变化,该脉冲激光系统最大平均功率密度超过300 W/cm^(2)。

先导式高精度电液比例阀控制器电路设计

电液比例阀广泛应用于电气化工程机械及一些高精度液压机床等领域。其中比例阀控制器是构成电液比例阀系统的关键部件。针对国内先导式电液比例阀控制器自研程度低、功能单一等问题,自主设计了一款高性能控制器。为保证推挽电路工作的可靠性,设计死区电路实现“快关慢开”的时序逻辑;并采用电压抬升方案设计“浮动地”,降低电路对宽电压供电的敏感性。该控制器能够同时输出6路高精度控制信号,还可复用为大功率输出。为验证控制器性能,设计了电气试验平台。测试结果表明,该控制器可耐受宽电压输入;输出信号在10 kHz频率下,误差低于0.3%,具备较高精度;设置为32 V/2.5 A功率输出功能时,器件壳温稳定在39℃,能够实现长期可靠工作。

高水头抽水蓄能电站球阀动水关闭试验研究

高水头抽水蓄能电站机组进水口之前常安装有球阀,且球阀应具备在任何运行过程中动水关闭且不产生有害振动的能力。为检验球阀及其附属设备的动水关闭稳定性,本文进行球阀动水关闭试验。在机组带25%Pr、50%Pr、75%Pr、100%Pr(Pr为额定功率)的情况下分别进行试验,对阀体和支座振动、阀体沿水流方向位移、阀前压力和转轮区压力脉动进行分析。结果表明,在导叶拒动的情况下,进水球阀能可靠地切断水流;机组各部件振动幅值较稳态工况更大,但都未发生异常振动。球阀在带100%Pr的最极端工况下仍能可靠关闭,且球阀及相关设备未产生有害变形和损坏。研究成果可为其他高水头抽水蓄能电站的球阀动水关闭试验提供参考。

电力电子器件在柔性直流输电中的应用与发展

柔性直流输电是以新能源为主体的新型电力系统的核心技术,具有有功无功独立控制、响应快速灵活、扩展性强、无换相失败等优点,广泛应用于新能源送出、异步电网互联、孤岛供电和远距离大容量输电等场景。电力电子器件在柔性直流输电中起着交直流变换的重要作用,目前国内外的柔性直流输电工程普遍采用3.3 kV和4.5 kV等级的功率器件(IGBT),为满足“双碳”目标下大型新能源远距离大容量直流输电送出工程和远海风电场大规模开发利用的需求,功率器件也向着更高电压、更大电流的方向发展。文章对柔性直流输电技术中电力电子器件的发展现状和趋势进行梳理,以国内多个有代表性的柔性直流输电工程为例,系统地阐述了电力电子器件在柔性直流工程中的应用现状,重点介绍了应用于柔性直流的电力电子器件主要技术特点。最后,展望了高压大功率电力电子器件的应用方向与发展趋势。

亚临界机组单个高调阀全关对机组的影响研究

针对亚临界机组单个高调阀全关问题展开阐述,引入某火电厂亚临界机组运行案例,对机组参数、运行情况等进行简要介绍,并分析单个高调阀全关的影响,指出单个高调阀全关会引起汽机主控异常,导致负荷响应缓慢等问题。在此基础上,探讨单个高调阀全开的防范优化措施,给出提高凝汽器真空、降低辅汽用量、修改调门指令等建议,经运行测验发现部分举措收效良好,具有一定的借鉴参考价值。

比例阀运用于核电汽轮机控制系统研究

电液转换阀作为汽轮机控制系统关键元件,对汽轮机控制系统性能至关重要。文章着重研究比例阀在核电控制系统中控制特点,分析比例阀与伺服阀在汽轮机液压系统的优缺点。由于高性能比例阀具有响应速度快、流量大等特点,可以实现阀门执行机构的快速响应和甩负荷不间断闭环控制,改善调节系统品质,抑制甩负荷转速飞升,大幅提高电力系统暂态稳定水平和调节系统的动态性能,具有较好的社会经济效益和推广效应。

1000MW火电机组深度调峰下供热能力提升改造及应用

某1 000 MW火电机组深度调峰时,背压式汽轮机排汽压力降低,排汽无法进入供热联箱。对背压式汽轮机进行排汽改造,增加高温再热器抽汽管道,并且分析计算不同中压调节阀开度下的机组供热能力。结果表明:通过关小中压调节阀开度来提高高温再热器压力,可以确保背压式汽轮机在机组调峰阶段安全连续运行;通过高温再热器抽汽提升了单台机组的供热能力,机组负荷降低至350 MW时,实现供热抽汽质量流量达到115 t/h,供热抽汽压力不低于1 MPa,温度维持在320℃左右。

阀控铅酸蓄电池典型AGM隔板与HV隔板性质的研究

介绍了阀控式铅酸蓄电池中使用的典型超细玻璃纤维隔板与HV公司的添加有机纤维隔板的特性,分析了在充电前、充电后隔板的厚度变化、隔板中纤维的性状、拉伸强度的变化,探讨了在组装成电池后分别采用这两种隔板的电池在性能方面的优劣,特别是电池的大电流放电、恒功率放电性能。

数字液压阀及其阀控系统发展和展望

作为液压系统中重要的控制元件,液压阀负责实现整个系统的控制功能。随着传感器技术和电子技术的发展,数字阀因其更容易实现计算机控制而日益受到研究者的重视。本文综述了国内外数字液压阀的发展历程、研究现状及应用领域。通过回顾液压阀的控制方式,讨论了新的液压控制技术在数字阀领域的应用。并以可编程阀控单元为例,说明了广义数字阀的技术特点。最后,对数字阀的发展前景进行了预测:模块化、高响应、高效率是今后发展的方向。

新型高压晶闸管阀过电流试验回路的建立

分析和比较了瑞士ABB、瑞典ABB、TOSHIBA和SIEMENS公司的几种高压晶闸管阀过电流试验回路的工作原理及其优缺点.根据国际大电网会议(CIGRE)关于高压串联阀电流电压强度的技术导则以及国际电工委员会关于静止无功补偿装置阀和高压直流阀的试验标准的要求,提出了一种新型过电流试验回路的主电路方案:由大电流源提供加热电流,由谐振回路提供过电流及相应的闭锁电压,由高电压回路辅助实现高压直流阀的特殊试验要求.该试验回路调节更灵活、试验模式更多、试验能力也大为提高:高电压回路的电压参数提高至80kV,过电流峰值提高到47kA,频率范围扩展到50～350Hz.

高温高压核电闸阀流固热耦合分析

以高温高压核电闸阀为研究对象,分析了流固热三场耦合的原理。数值模拟后得到流体的压力、速度和温度分布,以及闸阀的变形和应力分布。通过对闸阀施加载荷,分析压力和温度对闸阀性能的影响。模拟结果显示,流体在阀座部位产生压力波动,并在底部产生涡流,流体压力能转换成热能。在不限制闸阀整体自由变形的情况下,因热产生的变形较大,因流体压力产生的应力较大,热变形能减小闸阀因流体压力作用而产生的应力。

灵活用于SVC阀和HVDC阀运行试验的新型联合试验装置

为了便于大功率串联晶闸管阀的运行试验,在分析现有大功率串联晶闸管阀试验技术和IEC标准对试验装置的要求的基础上,通过对新型联合试验装置原理电路的分析,提出了一种适用于多种阀试品的联合试验装置。该装置可提供多种灵活用于以SVC阀为主的双向阀试品和以HVDC阀为主的单向阀试品运行试验的试验方式,并且试验能力高、适用试品范围广,为大功率串联晶闸管阀技术的研究提供了很好的试验平台。

高压直流输电技术现状及发展前景

为满足国内直流输电工程的建设需要,紧跟直流输电设备制造水平的前沿技术,对直流输电技术发展的最新成果进行了总结。总结了特高压直流运行方式的特点,指出将电流自然换相技术与柔性直流技术相结合构成多端直流输电技术是未来直流输电技术的发展方向;介绍了多换流站共用接地极技术、换相直流输电技术、大功率半导体器件及换流变压器的应用现状;分析了3种光电式电流互感器的特点;总结了直流输电控制保护系统的发展现状;最后结合生产实际,阐述了跨区电网运行中采用区域直流集控技术的优势。

大功率拖拉机电液提升器比例下降阀仿真与优化

为改善液压系统响应特性,提高控制精度,基于状态空间法,建立了大功率拖拉机电液提升器比例下降阀的动态数学模型及仿真模型,在Matlab/Simulink中进行仿真及参数优化设计,选用四阶龙格库塔算法,得到阀结构参数和性能参数对开闭过程、流量变化动态特性的影响。最终确定先导阀阻尼孔直径为1.0 mm,主阀阻尼孔直径为1.2 mm,主阀大端直径为20 mm,先导阀阀芯直径为8 mm。