磁阵列微波放电中和器的电子引出机制

微波放电中和器作为微波离子推力器系统的重要组成部分,在维持航天器电位平衡、中和羽流方面发挥着重要作用,其电子引出性能直接关系到电推力器系统的工作状态.在磁阵列微波放电中和器的磁场结构定型实验中,发现调转磁阵列朝向后引出电流的伏安特性曲线差异极大.由于磁阵列微波放电中和器的放电室直径仅10 mm,介入式探针诊断对等离子体干扰大,本文采用了一体化粒子模拟方法对中和器的工作过程进行仿真,仿真结果与实验现象相符合.通过对比不同磁场结构、工作电压下的等离子体参数分布,发现引出孔附近的电势分布决定着中和器的电子引出能力;并进一步揭示了离子在中和器电子引出过程中发挥的关键作用,阐明了磁场结构对中和器电子引出能力的影响机制.最后,本文总结了微波放电中和器有效引出电子的两个必要条件:1)磁场梯度指向引出孔,引导等离子体迁移;2)引出孔附近有足够的离子抬升电势,降低或打破电势阱.

欧洲汽车动力系统多元化的发展趋势和展望

当前,全球能源结构处在变革时期,低碳和零碳化是包括汽车行业在内的所有经济运行和规划活动中的重中之重。汽车动力系统的能源呈现多元化的发展趋势,始于轻型车的电动化已成为不可逆转的总体方向,而氢时代在到来之前面临各种技术和非技术类等诸多问题的挑战。电动化带来的一个更为广泛应用的新技术是人工智能(AI),从而使得汽车动力系统逐步突破传统设计方法的局限得以适应更加复杂的环境条件并获得高效率。该文介绍欧洲汽车动力系统电动化和多元化的发展趋势,针对欧盟正在考虑中的电力合成燃料等问题并结合动力系统智能化等发展趋势,对欧洲汽车技术领域在2035年前的研发动向作出相关思考以及展望。

“双碳”背景下“电力电子技术”课程实验教学改革探讨

要实现“双碳”国家战略目标,习近平总书记强调要构建以新能源发电为主体的新型电力系统,作为新能源发电的核心技术,电力电子技术课程教学也必将迎来新的变革。文章针对目前“电力电子技术”课程实验教学现状,提出了实验教学环节中的一些不足,从改进教学实验设备、实验教材及实验方法等方面对如何提高该课程实验教学质量做了初步分析与探索。

“双碳”战略背景下铁氧体磁性材料及器件发展机遇

新型电力电子(PE)系统的构建是减少二氧化碳排放的重要手段,磁性材料及器件是构建该系统最重要的电子元件之一。介绍了最新PE系统中使用的磁性材料及器件,证实了磁性材料及器件在新型PE系统中的重要作用。分析了我国铁氧体软磁材料发展状况及与世界最先进水平之间存在的差距,提出要与系统设计者加强交流合作,共同推进新型PE系统的发展,让磁性材料与器件为实现“双碳”目标做出更大的贡献。

氮气工质10厘米ECRIT中和器实验研究

10厘米电子回旋共振离子推力器(ECRIT)可以多类型气体工作,应用于吸气式电推进系统具有可行性,研究氮气工质ECRIT的ECR中和器是研究氮氧工质ECRIT的基础.当传统氙气工质10厘米ECRIT的ECR中和器以氮气为工质工作时,由于氮气分子量较低,离子容易漂移出中和器,引出电子电流减小,已不适合以氮气为工质工作.本文基于10厘米传统ECR中和器,以抑制离子漂移出中和器、提升电子引出性能为目的,实验研究适用于氮气工质工作的双极ECR中和器.结果表明,在气体质量流率0.04 mg/s、输入功率10W的条件下,以氮气为工质工作,引出电子电流134 mA时,传统ECR中和器所需的阳极电压为150 V,而双极ECR中和器仅需50 V的阳极电压,下降了约67%;阳极电压40 V时,传统ECR中和器的功率损耗为1204.82 W/A,而双极ECR中和器的功率损耗为95.23 W/A,约为前者的8.3%.氮气工质双极ECR中和器的离子屏蔽效果显著,电子引出性能得到改善.

电子开关带电过分相对PETT的影响及其抑制措施

分析了电子开关带电过分相的电气暂态过程,搭建了仿真模型并进行仿真。在电子开关带电过分相方式下,短时失电对电力电子牵引变压器造成了输入冲击电压、冲击电流以及直流侧电压波动的影响,且由于过分相前后输入电压的相位存在突变,其影响将会加剧。根据相应影响,整流级采用优化后的锁相策略,提高了相位跟踪速度,隔离级采用虚拟直接功率控制策略,减小了直流侧电压波动。最后在分相区前后相位差不同的工况下进行仿真,降低了过分相带来的影响,验证了措施的有效性。

基于深度强化学习的有源中点钳位逆变器效率优化设计

传统电力电子变换器设计多采用顺序设计法,依赖人工经验。近年来,电力电子自动化设计可通过计算机快速优化设计电力电子系统而备受关注。该文以有源中点钳位(ANPC)逆变器的效率优化设计为例,提出一种基于深度强化学习(DRL)的电力电子自动化设计方法,可实现在变换器设计需求变化时,根据设计目标快速得到最优的设计参数。首先介绍了基于DRL的逆变器效率优化整体框架;然后建立了逆变器的效率模型;接着通过深度确定性策略梯度(DDPG)算法的自学习不断训练智能体,获得了最小化功率损耗的优化策略,该策略能够快速响应设计规格变化提供最大化效率的设计变量;最后,搭建了140 kW的实验样机,实验结果验证了所提方法的有效性,相比于遗传算法和强化学习(RL),实测效率分别提高了0.025%和0.025%。

基于二次电子发射的中性束剖面诊断系统设计

阐述了NBI系统长脉冲束中二次电子的发射原理,分析了束能量与靶表面温度对二次电子发射系数的影响,通过有限元分析模拟建立实际靶板模型进行初步模拟验证,并提出了基于二次电子数据反演的束功率密度剖面的处理方法,给出了束诊断系统的设计流程图,分析了系统各组成部分和系统整体运行方式,确定了基于二次电子发射束剖面诊断探针设计。

不同处理方式对膨化玉米粉结构特性及风味的影响

膨化玉米粉存在冲调时易结块、风味不佳等问题,前期研究发现经磷酸化热处理、酶处理、食用胶干热处理及复合处理其冲调结块率减小,为探究该四种处理方式对其结构特性和风味的影响,采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X-射线衍射、顶空固相微萃取等方法结合气相质谱,研究正磷酸钠热处理(S_(1))、中性蛋白酶(S_(2))、黄原胶干热(S_(3))、正磷酸钠-中性蛋白酶处理(S_(4))对膨化玉米粉(PCF)结构特性及风味物质的变化。结果表明,4种方式处理后的膨化玉米粉仍为A型晶体结构,且没有引入和产生新的化学键或官能团;淀粉微观颗粒表面的孔洞和缝隙增多,其中正磷酸钠+中性蛋白酶处理粉较其它样品而言,表面空洞数量更多,裂纹更大。气相质谱共鉴定出130种挥发性成分,其中中性蛋白酶处理粉(57种)>正磷酸钠+中性蛋白酶处理粉(46种)>黄原胶干热处理粉(44种)>PCF(41种)>正磷酸钠热处理粉(40种)。利用ROAV法分析表明,膨化玉米粉的关键风味物质主要以酮类为主;经不同方式处理后,粉体整体风味略有差异,以醛类为主,具有青草香、橘香、脂肪味。该研究结果可为冲调谷物粉的风味改善提供理论基础。

“双碳”目标下电子信息类专业课程思政与劳动教育协同育人机制研究

针对“双碳”目标对电子信息类专业人才培养提出的新要求,结合“新能源”“新制造”“新农业”三大应用领域的课程思政要素分析、劳动教育途径探索,积极构建“双碳”目标下电子信息类专业课程思政与劳动教育协同育人机制,以三大领域为载体,以专业教育为纽带,以实践平台为依托,形成“教学+实训+校企合作”三级联动的长效机制,以绿色理念下的劳动教育协同育人,积极构建“双碳”目标下特色鲜明的电子信息类人才培养模式,为地方经济发展绿色化、可持续化提供智力支持。

湿态中性LTNR的性能及在电子雷管中的应用探究

为探究湿态中性三硝基间苯二酚铅在电子雷管生产、使用中的可行性,通过试验验证其发火性能,并将其应用于电子雷管用引火药头,研究使用该引火药头的电子雷管的性能,研究表明,以湿态中性三硝基间苯二酚铅为引火药头的电子雷管发火可靠性高,综合性能稳定,药头感度、雷管感度不太高,本质安全性高,可实现电子引火药头的自动化、连续化等人机隔离生产,具有较好的应用前景。

宽束冷阴极离子源的工作特性研究

介绍了一种用于离子束辅助沉积光学薄膜的改进的宽束冷阴极离子源,详细叙述了该源的工作原理和放电过程,并对离子源的工作特性进行了研究。结果表明,这种离子源可以在4.5×10-3Pa的高真空度下长期稳定工作,在4.5×10-3Pa^9.7×10-3Pa的真空度范围内,离子源的放电电压为400 V^1200 V。采用法拉第筒测试的离子束流密度约为0.5 mA/cm2~2.5 mA/cm2。五栅网测试的离子能量表明,当放电电压650 V时,离子能量为600 eV^1600 eV,其值大小随引出电压不同呈线性变化,离子平均初始动能约为480 eV。该离子源具有较大的离子束发散角,在±20°的范围内,可以得到相当均匀的离子密度,离子束发散角可以达到±40°以上。在本文述及的离子源中,我们设计了电子中和器,消除了离子源在真空室内的打火现象,中和器的电子发射能力取决于灯丝电流和负偏压大小,但负偏压的影响更为显著。了解和掌握离子源的这些工作特性和参数,可以方便对镀膜过程的微观环境(离子密度、离子能量等)进行控制。

基于差补调制方式的级联H桥逆变器单元故障控制方法

为了增加级联H桥型逆变器单元故障后的输出能力,采用逆变器中性点偏移的工作方式,使逆变器非故障部分继续工作,输出最大幅值的对称线电压,但同时中性点的偏移也造成了电压谐波的增加。该文以6单元串联H桥系统为例进行分析,提出中性点偏移前后采用差补调制方式来控制逆变器,可以减少电压的谐波含量,且参数易于调整。与目前所采用的其它控制方法相比,该方法不仅提升输出合成电压的幅值,而且有效控制了电压的谐波含量,从而减少故障对系统的影响,提高级联H桥逆变器系统的可靠性。系统故障前后的仿真和实验结果表明所提出的控制方法是正确和有效的。

基于负偏压收集极的绝缘体二次电子发射系数测量

建立了一个主要由单把脉冲电子枪和一个二次电子收集极构成的测量装置用于室温下绝缘体二次电子发射系数的测量。通过给收集极设定负偏压,本文提出了一种新的电荷中和方法,有效地中和了在测量过程中累积在样品表面的电荷。采用双通道示波器对二次电子电流和样品电流进行了测量,根据相应脉冲电流的峰值确定了样品的二次电子发射系数。成功测量了尼龙样品的二次电子发射系数与一次电子能量的关系曲线,并与文献测量结果进行了比较,结果表明本文的测量装置和测量方法简单易行。

基于零序电压注入的三电平中点箝位整流器中点电位控制方法的研究

三电平NPCPWM整流技术中一个重要的问题是中点电位的波动问题。该文首先建立了αβο坐标系下中点电位波动的数学模型,揭示了控制输入的ο轴分量(即零序电压分量),作为一个控制自由度,对中点电位的影响。并提出了一种完全消除中点电位波动的控制方法,通过理论分析,所需零序电压的准确解析计算方法,以及中点电位平衡控制的内在规律被给出。另外,为了得到三相调制电压的符号,文中提出了一种符号滞后判断方法,证明了上述控制方法的实时性。最后,通过系统的仿真,验证了理论分析的正确性,以及该控制方法的优异性能。

不同介体厌氧流化床微生物燃料电池产电特性研究

在空气阴极、单室、无膜液固厌氧流化床微生物燃料电池(AFBMFC)中,以污水和椰壳活性炭为液相和固相,分别以亚甲基蓝(MB)、中性红(NR)及铁氰化钾为电子介体,考察电子介体的种类和浓度对厌氧流化床微生物燃料电池产电性能的影响。实验结果表明,亚甲基蓝可以提高AFBMFC产电量,但增加幅度较小;添加铁氰化钾后,电池正负极逆转,且产电量减小,使用这两种介体产电性能均不理想。添加中性红后,MFC的内阻显著降低。以1.7 mmol·L-1中性红为电子介体时获得最大输出电压650 mV,最大输出功率密度330 mW·m-2,COD去除率为91%。对于厌氧流化床微生物燃料电池而言,中性红是一种较为理想的电子介体。

Analytical Expressions of Dual-Frequency Plasma Diagnostic Theory

Based on the fundamental ideas concerning microwave attenuation in plasma, we obtain a new expression of transmission attenuation of microwaves as a function of the incident wave frequency. And with reasonable hypothesis, analytical forms of the electron density and the electron-neutral collision frequency are derived from the equations of the transmission attenuation of microwaves at two near frequencies. This method gives an effective and easy approach to diagnose the unmagnetized plasma.

氩气和氪气作为ECR中和器工质的性能比较

为比较使用不同气体工质的电子回旋共振(ECR)中和器的性能,在真空环境下,用一个电子收集板模拟离子的作用,将电子电流从ECR中和器中引出,实验研究了以氩气和氪气为工质时,ECR中和器引出电子电流的大小以及中和器的性能。实验结果表明:以氩气为工质,ECR中和器在体积流量0.8 m L/min时,88.6 V电压可引出103.8 m A的电子电流,工质利用效率和电子损耗分别为1.278 9 W/A和194.573 W/A;以氪气为工质,ECR中和器在体积流量0.6 m L/min时,75 V电压可引出108 m A电子电流,工质利用效率和电子产生损耗分别为1.783 2W/A和176.7 W/A。以氪气为工质的中和器性能明显优于氩气,但2种工质都可以满足ECR离子源中和离子束流的需要。

电子回旋共振中和器内静磁场及微波电磁场的数值计算

为了研究电子回旋共振中和器内静磁场和微波电磁场的分布规律,设计合理的磁路结构以形成电子回旋共振区,并使微波强电场区与电子回旋共振区重合,采用有限元分析软件对中和器内的静磁场和微波电磁场进行了数值计算。计算结果表明:永磁体及磁轭的尺寸均影响电子回旋共振区的分布;天线伸入长度越长,微波电场越强。微波频率为4.2GHz时,六块相同的长12mm,宽8mm,高5mm的条形永磁铁与磁轭组成的磁路结构,可以产生合理的电子回旋共振区。L型天线伸入长度为5mm时微波强电场区可与电子回旋共振区重合。

一种新颖的同时考虑中点电位平衡和窄脉冲消除及死区补偿的三电平空间电压矢量脉宽调制方法(英文)

该文引进了一种简洁高效的三电平 SVPWM 算法。在此基础上,提出一种中点电位控制和窄脉冲消除方法,同时进行了死区的补偿。仿真和实验结果表明,该方法实现简单,输出波形谐波含量小,中点电位得到很好的控制,并较好地解决了窄脉冲问题。同时由于进行了死区补偿,使逆变器在低频输出时波形明显改善,提高了系统在低频时的转矩输出。在用 TMS320LF2407 DSP 为开发平台的三电平实验样机上取得了良好的效果。