科考船实验室供配电系统的设计

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现代科考船安装有大功率变频器和精密科考仪器,日趋严重的电网谐波和日益增长的洁净电源需求形成严重矛盾;同时为了保障科考任务正常进行,实验室供电的连续性和安全性越发重要。为了向实验室设备提供洁净、连续、安全电源,本文分析了隔离变压器、电机-发电机组、UPS等设备的工作原理,介绍了电缆的选型、敷设、接地等的原则:有利于提高电网抗干扰性、连续性和安全性。并对普通隔离变压器、电机-发电机组、UPS的抗干扰性能进行了测试和对比:电机-发电机组输出的谐波最小,普通隔离变压器输出的谐波最大,科考UPS输出的谐波和电机-发
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贝叶斯网络在电力工程有效性和可靠性研究、电源品质分析、风险评估、电力监测和故障诊断中有重要的应用。提出了基于条件概率的贝叶斯理论方法如何在不同配电网节点和电力供应链结构中进行具体应用。根据相关实际系统,可以用RBD(可靠性框图)、割集或系集方法、事件树或失效树技术来构建贝叶斯网络。
本文针对特别重要的负载需要配置应急电源的应用场合,提出了一种含混合储能以及柴油发电机两级应急电源的电源供电系统。该系统具有4种工作状态,阐述了其控制原则,并建立了相应数学模型,完成了系统各状态之间切换控制策略的仿真验证。
随着舰船动力和武器系统向电气化方向发展,电力电子技术在系统中的应用更加广泛,电磁干扰(EMI)与电磁兼容性(EMC)问题正成为影响电力系统可靠性和安全性的重要因素。本文在探讨舰船电力系统电磁兼容分析重要意义的基础上,从电力电子变换装置、电力推进系统及电缆通道等方面介绍了国内外舰船电力系统电磁兼容建模与分析研究的最新动态,探讨了各种方法的特点和适用性,同时对电磁兼容相关分析与计算方法进行了梳理。研究结果表明,将电磁兼容性设计融入电力系统功能与性能设计有助于在研制初期规避系统性电磁兼容风险,提升研发效能。
本文针对TiFe合金抗毒化能力差的缺点进行试验研究,使用不同纯度的氢气对合金做分析比对试验,详细给出了在更换氢气后合金的具体衰退数据以及材料的PCT曲线,发现纯度不同的氢气对合金衰减率有重大影响,且会影响TiFe合金的储氢能力与储氢量。分析了可能造成TiFe储氢合金寿命衰退的原因。
本文针对基于级联DAB结构的中压高可靠直流变压器拓扑结构,提出了一种零回流功率调制策略。当输入侧直流母线电压波动时,此策略通过调节高压侧H桥的开关管驱动信号占空比,实现不同输入电压波动时高低压直流电压变比与中频变压器变比的匹配。并通过维持低压侧H桥的输出电压占空比与高压侧电压输出占空比的一致性,同时调节高压侧与低压侧H桥的移相角,实现不同功率条件下的零回流功率。可有效降低高可靠直流变压器损耗,提高运行效率。通过零回流功率调制策略与其他两种调制策略的理论分析与仿真对比,验证了零回流功率调制策略的优越性。
储氢技术是氢能燃料电池发展的核心问题,本文对燃料电池储氢技术在中国的专利申请进行统计,对申请时间分布、技术方向分类、主要申请人构成、法律状态等方向进行分析,为该领域研究人员及企业提供研究态势和发展思路参考。
针对金属基体的非金属材质涂层的厚度测量,提出一种基于数字解调与涡流技术的检测方法。针对拾取涡流信号的电感式传感探头,理论分析了涡流电感大小与涂层厚度之间的关系。设计了集激励与放大处理为一体的对称式低噪差分电路,并采用STM32单片机对差分放大信号进行采集与处理。应用基于数字解调原理的信号拟合算法,自动求解采集信号的特征值。以提离距离测量代替涂层厚度测量的方式,搭建了实验平台。使用位移平台按一定步长运动10~500μm的提离量,并利用光栅对平台运动位移进行实时计量。根据测量信号反演算提离量大小。实验结果表明
针对基于边缘的视觉里程计方法对光度变化敏感、提取边缘不稳定的问题,提出了基于深度相机的边缘融合直接位姿估计方法。融合了传统方法与深度学习的优势进行边缘提取,提高了边缘提取的信噪比;然后将提取的边缘进行基于直接法的相机位姿估计,并使用非参数统计的方法拟合边缘像素残差,给出参与计算的像素权重,使得所提方法对光度变化具有更强的鲁棒性。在TUM数据集上的实验结果表明:该方法取得了较好的位姿估计精度。
通过对不同锂离子电池正常工作和热失控的化学机理的对比分析,识别出不同锂离子电池的安全本质区别,初步确认锂离子电池热失控两个非常重要的因素是热量和氧气,依据热失控过程中是否释放大量的氧气,将船用锂离子电池划分为1级和2级两个安全等级。结合电池船用潜在风险、船舶结构和航行环境特点,将电池系统与船舶布置综合考虑,提出多层级安全防护策略。针对不同安全等级的锂离子电池在防控措施实施的差异化,提出船用锂电池从电芯到系统,再到全船的整套安全防护措施。
利用光体积描记法(PPG)的优点,设计了反射式光电肌肉收缩传感器电路。用可编程恒流源驱动红外LED发出红外光照射到肌肉组织中,光在肌肉中经过"香蕉状"的传输路径最终散射出来,出射光强与肌肉的收缩程度相关。光电探测电路将微弱的出射光信号转换为电信号。经过后继滤波和放大电路处理后,由单片机进行AD采样。经测试,电路的各参数符合预期。运用设计的电路检测肱二头肌的等长收缩,经过两种手臂姿态的测试和分析,电