摘要：在微波成像诊断准光学设计中对等离子体介质对成像位置的影响进行了研究.采用射线追踪方法,在 J-TEXT 实验参数条件下,基于冷等离子体近似的色散关系,求解了电子回旋辐射成像(ECEI)诊断的极向成像位置.对比分析了射线追踪相较于传统准光学成像的成像位置的修正效果,发现聚焦位置位于高场侧和高密度等离子体情况下,实际观测位置与准光学设计位置有较大偏差.该修正提高了诊断数据测量的可靠性,优化了微波诊断信号分析.

摘要：目前的高压保护开关缓冲电路参数设计缺乏相关理论设计方法,同时缓冲电路方案由于设计过程中并未考虑分布电容影响,因此均为等参数设计方案,这种方法均压效果不够理想。为了解决目前参数设计中存在的问题,首先建立了含缓冲电路和杂散电感的MOSFET模型并对其关断过程进行了分析,从而得到了抑制电压尖峰的缓冲电路理论设计方法及表达式。针对串联均压未考虑分布电容的问题,通过构造等电位点,建立了含有分布电容的等效电路并进行分析,根据电荷方程等式得到了缓冲电路非等参数设计方法及表达式,该参数设计方法可以补偿分布电容造成的电压分布不均,并更好地指导高压保护开关的均压方案设计。为了验证参数设计的合理性进行了仿真分析,结果表明,最终得到的整体设计方案可以满足尖峰抑制以及均压的设计要求。

摘要：SF_(6)断路器关合操作时产生的关合涌流对弧触头会造成严重的侵蚀。为了研究弧触头在不同关合速度下的侵蚀情况,文中设计了模拟的SF_(6)断路器灭弧室,对CuW弧触头进行了不同关合速度下的关合侵蚀实验并对不同关合速度下的弧触头受力分析进行了仿真。研究发现每焦耳的质量侵蚀率并不是随着电弧能量单调增加的,4号触头的电弧能量最小,但是质量损失率却高达40 mg·kJ^(-1)。在相同电流下随着关合速度的增加,虽然燃弧时间和电弧能量会变小,但是弧触头的受力会随着关合速度的增加而增加,摩擦磨损侵蚀会变大,从而每千焦的质量损失率会增大。文中的研究结果对触头关合侵蚀电寿命的分析具有一定的指导意义。

摘要：为满足智能电网对先进传感技术和复杂电磁环境下高精度电流测量的需求,提出一种基于TMR传感器阵列和Newton-Cotes数值求积算法的电流测量方法。通过建立复杂干扰磁场环境的仿真模型,验证了不同状况下求积算法的准确性;设计了电流传感器的系统结构和硬件电路;制作了测量装置样机,搭建了实验平台,并进行了性能测试。结果表明,文中提出的方案具有较高的测量精度和抗外磁场干扰能力,在无聚磁环的情况下,0~16 A电流测量范围内最大相对误差分别为直流0.31%和工频交流1.00%,在电流导线位置和传感器姿态发生变化时仍能保持较高精度。

摘要：磁场测量技术是粒子加速器的核心技术之一,准确可靠的磁场测量数据可为磁铁准直安装、调试运行提供重要依据,确保束流品质。多极磁铁磁场谐波品质是影响束流输运的关键技术指标。针对传统绕制线圈几何尺寸及定位精度不高、测量重复性和稳定性难以控制等问题,该文提出一种基于印制电路板(PCB)技术制作一致性较高的谐波线圈方案,分别从谐波线圈测磁理论、PCB设计、机械结构设计等角度开展设计优化与系统实现,并搭建多极磁铁谐波磁场测量系统,进行绕制线圈与PCB线圈的实验测量比对。结果表明:与绕制谐波线圈相比,基于PCB方案的谐波线圈可实现更高的反抵率以及更为稳定、精确的磁场测量结果,验证了PCB谐波线圈在多极磁铁谐波磁场测量中的显著优势,可为国内PCB谐波线圈发展与工程应用提供参考。

摘要：针对高压SiC模块的封装关键问题(即绝缘性能、寄生参数、热管理),该文提出多目标加权优化方法,实现6.5kV SiC MOSFET模块多个性能指标的折中和优化。首先,通过建立电、热、力多物理场有限元模型分别对量化指标寄生电容、焊料层热应力以及电场强度进行建模,并对三者进行加权优化,得到最优尺寸参数以保证6.5kV SiC MOSFET模块的整体性能;然后,通过对外壳和端子的设计,保证模块外部绝缘可靠的同时尽可能降低寄生电感,实现模块寄生电感和外部绝缘性能的折中;最后,通过双脉冲实验、耐压测试等验证所研制模块的性能优势及多目标加权优化方法的有效性。结果表明,所提研制模块能够在4 500V/14A的条件下可靠工作;在寄生参数、绝缘性能得到优化的同时,保证了模块整体性能的优越性。

摘要：以逆变器为主电源的交流电网对供电有很高的可靠性要求,当负载侧发生短路故障时,系统要求能够迅速切除故障支路,然后恢复对其他支路的正常供电,实现选择性保护。逆变电源组网具有短路电流不随短路点位置改变的特点,且逆变器处于限流运行时短路电流由逆变器控制。目前已有的逆变电源组网保护策略大多需要使用基于微处理器的数字继电器。针对380 V等级的逆变组网短路保护问题,提出了一种基于“阶梯限流”的短路保护策略,与断路器和熔断器等配电系统的常规保护元件进行配合就可以实现选择性保护,无须再使用较为复杂、昂贵的数字继电器,控制算法简单、易于实现。此外,给出了详细的保护整定过程和设计实例,可以用来指导系统的保护设计。实验结果表明,采用所提出的限流策略和保护整定方法,可以迅速把故障支路切除,实现选择性保护,避免扩大停电区域,验证了所提出策略的有效性。

摘要：在永磁同步电机长线缆驱动系统安装LC滤波器可能会引起谐振,导致转子初始位置辨识失败。主动阻尼控制能够抑制LC滤波器引起的谐振,从而保障转子初始位置辨识的成功。在估计的同步旋转轴系上注入高频电压信号,对高频电流响应解调后得到两种可能的结果,对应不同的极性。根据电机磁路的饱和效应,施加不同的直流电流激励并对比每种激励下的实验结果,可以完成极性辨别。在注入高频电压信号和施加直流电流激励的过程中,LC滤波器将引起系统谐振。针对这一问题,提出一种基于高通滤波器的主动阻尼控制方法,在传统电流环的基础上增加一个反馈通路,等效地增大谐振频率处的系统阻尼;然后进行主动阻尼控制方法的参数设计和稳定性证明;最后开展实验,得到成功抑制谐振后的实验结果,证明所提考虑谐振抑制的永磁同步电机长线缆驱动系统转子初始位置辨识技术的有效性。

摘要：为了保障碳化硅(silicon carbide,SiC)在发生短路故障时可安全可靠的关断,需在掌握其短路特性基本规律的前提下,针对SiC短路耐受时间较短、短路下器件漏源极电压拐点不明显等特征,展开去饱和保护电路(desaturation fault protection,DESAT)电路中关键参数的研究,并制定其工程化设计的参考标准。在此基础上,文中进一步提出基于氮化镓(gallium nitride,GaN)的高速、低传输延时的DESAT短路保护电路,短路保护电路的驱动动作延时仅为常规基于硅器件DESAT电路的23.2%。所提出的氮化镓DESAT电路为SiC MOSFET短路保护电路的更优越的实现方案。

摘要：增材制造技术(即3D打印)因具有高设计自由度、高材料利用率、高成形效率和精度等优势,逐渐成为高效轻质高功率密度电机设计与制造的研究热点。该文旨在对3D打印电机的性能及其应用作系统性综述。首先,对3D打印电机的发展脉络进行简要概括。其次,分别对3D打印铁心、磁钢、绕组,以及散热和机械支撑结构的研究现状进行总结,并与传统工艺加工的样件进行性能对比。随后,介绍了适用于增材制造的结构设计方法——拓扑优化。最后,根据目前的研究情况归纳了3D打印电机未来的发展趋势和面临的挑战。