西安石油大学电子工程学院：《电力系统继电保护》课程教学资源（电子课件，打印版）第五章 电网的高频保护 High frequency protection

针对机器人谐波减速器关节在转动过程中存在的波动摩擦力矩, 提出一种基于傅里叶级数函数和BP神经网络的建模方法, 并完善机器人的动力学模型, 修正了因波动摩擦力矩带来的关节力矩计算误差. 通过研究谐波减速器关节的波动摩擦力矩在不同影响因素下的变化特性, 采用傅里叶级数与BP神经网络结合的方法对波动摩擦力矩进行建模. 通过添加傅里叶级数函数作为BP神经网络的辅助输入, 克服了力矩误差曲线因存在高频周期性波动而难以拟合的困难. 在离线环境下训练神经网络, 完成对关节波动摩擦力矩的建模, 进而完善机器人的动力学模型和修正关节中存在的波动摩擦力矩. 验证实验表明, 使用完善后的动力学模型可以有效计算谐波减速器关节的波动摩擦力矩, 并使修正后的力矩误差维持在[-0.5, 0.5] N·m的范围之内, 方差为0.1659 N2·m2, 是修正前的24.23%

针对磨削加工过程中温度测量的需要研制了红外测温仪。本文介绍它的原理与结构。其主要特点是能够对0.4×0.6mm2的小面积辐射源进行非接触测温,能迅速反应出被测目标的微小温度变化。测温范围600—1700℃。该仪器还可用于感应炉熔区温度测量,高频淬火工件表面温度测量等。文中还简要介绍了磨削区表面温度测试情况

为了改善涂层的组织和性能，对超音速等离子喷涂技术制备的高铝青铜涂层进行高频感应重熔处理，研究重熔后涂层的微观组织结构特征和界面结合状态.感应重熔前涂层具有层流状组织特点，含有少量氧化渣、孔隙及未完全熔融颗粒，涂层与基体间以机械结合为主.感应重熔能消除未熔颗粒和夹杂，使组织致密、均匀，组织的层流特征弱化，孔隙率有所下降.基体元素和涂层元素相互扩散，在界面形成一条明显的白亮带，呈冶金结合状态，结合牢固，涂层的结合性能有所改善.重熔后扩散带和涂层表面的硬度较高，界面结合强度也由重熔前的25.110提升至83.358 MPa

采用1：1的水模型研究了高拉速条件下凝固坯壳对结晶器内的流场与液面特征的影响.结果表明：考虑凝固坯壳时结晶器内的流场出现了轻微的不对称现象，在高拉速条件下（2.4 m·min-1），有坯壳时结晶器液面最大平均波高与表面流速比没有坯壳时分别大31%和35%.对比有/无坯壳条件下自由液面形状可知：考虑凝固坯壳之后的液面变形程度比没有考虑时更大，更易导致卷渣的发生.液面波动的功傅里叶变换分析表明：考虑坯壳之后结晶器液面的高频率波动的振幅大于无坯壳的情形，所以考虑坯壳之后由于结晶器下部内腔变小，更多的流股能量集中在上回流区，使得上回流的湍流程度比无坯壳时要大，进而导致了液面波动与表面流速的增大.因此，为了缩小与实际连铸过程的差别，在高拉速的物理模拟中有必要考虑凝固坯壳的影响

采用矢量网络参数法在1~18 GHz频段内分别对电阻炉、空气和水浴中冷却的高碳铬铁粉的电磁性能进行研究.随着冷却速率的提高,高碳铬铁粉的相对复介电常数实部和虚部在大多数频率下均增大.空冷和水冷粉料的相对复介电常数虚部在12~18 GHz频率范围内因极化弛豫而产生较大的峰值.同一频率下相对复磁导率实部随冷却速率变化的趋势与相对复介电常数相反.水冷粉料的相对复磁导率虚部在3~5 GHz以外的频段内均大于另两组冷却粉料,且三组粉料的虚部在低频及高频条件下均具有峰值.在2.45 GHz的微波加热频率下,炉冷、空冷及水冷粉料的反射损耗分别为-2.30、-2.15和-2.07 d B.水冷粉料的介电损耗因子及磁损耗因子最大,微波场下具有最佳的升温速率与反应效果

超高速永磁无刷电机因其低电感和高换相频率而普遍面临转子与定子过热的困扰,而发热的一个重要原因是进行脉冲宽度调制(PWM)引起的高频电流谐波.对于逆变器处直接斩波调速方式,需要通过提高斩波频率以减小电流谐波.但对于像燃料电池汽车空压机用10 kW级电机驱动器,现有功率开关器件无法同时满足开关频率和功率的要求.因此在逆变器处斩波调速并不是驱动超高速永磁无刷电机的理想方案.为了减小定转子损耗,本文从减小电流谐波的角度出发,设计了一台前置Buck变换器无位置传感器控制方波驱动器.通过反电动势滤波电路以及换相位置补偿角的优化设计将无位置控制的适用范围扩展到3000~100000 r·min-1,对开发过程中遇到的关键问题进行了分析并提出了相应解决方案.最后,通过实验验证了该驱动器的控制性能

对北京重型机器厂炼钢分厂5t磁镜式双电极直流电弧炉(简称直流电弧炉)和同容量三相交流电弧炉熔化期产生的噪音和频谱、磁镜线圈产生的稳恒磁场进行了初步研究。研究结果表明,与三相交流电弧炉相比直流电弧炉是一种理想的炼钢熔炼设备。直流炉噪音以易消除的高频噪音为主,与交流炉比较在熔化期的噪音可降低级15dB。熔池搅拌强度大,整个冶炼过程不需要人工搅拌,而且电弧稳定、定向燃烧,熔池升温速度快(4~6)℃/min

采用光学检测法对高温铸坯进行表面裂纹在线检测,将高亮度绿色激光线光源照射到铸坯表面,利用激光的单色性在摄像机镜头前加装窄带滤色镜去除高温铸坯表面辐射光的影响,从而提高图像的对比度.通过非抽样小波对铸坯表面图像进行分解,计算分解后得到的低频分量和原始图像的尺度共生矩阵,以及高频分量的灰度共生矩阵,作为图像的纹理特征,并输入基于AdaBoosting算法的分类器进行分类.利用该方法对表面裂纹、水痕、渣痕、氧化铁皮和振痕等五种缺陷和伪缺陷样本进行识别,表面裂纹的识别率达86.75%,总体识别率达87.16%

为了探讨齿轮弯曲疲劳寿命计算问题,将齿轮疲劳总寿命分为两个阶段,即疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命.通过ADAMS软件仿真实验齿轮的工作情况,使其接近真实状况,得到齿轮载荷谱.根据齿轮载荷谱,利用有限元ANSYS软件分析在齿轮齿根危险截面处的最大应力.采用断裂力学、雨流法和Miner疲劳损伤累积模型,对考虑动载荷情况下的齿轮弯曲疲劳寿命进行预测,推导了齿根裂纹萌生期和扩展期的疲劳寿命计算公式.在高频疲劳试验机上对算例齿轮进行了双齿脉动加载齿根弯曲疲劳寿命实验研究,理论计算结果与实验结果基本吻合,验证了本文理论分析的正确性