巴魯夫桿式結(jié)構(gòu)位移傳感器測(cè)量系統(tǒng)秉銘

巴魯夫桿式結(jié)構(gòu)位移傳感器測(cè)量系統(tǒng)秉銘BTL7-E100-M1200-B-KA05能合理的描述工件3D電磁動(dòng)態(tài)變形過(guò)程。對(duì)于復(fù)雜線圈結(jié)構(gòu)，提出采用網(wǎng)格重劃技術(shù)實(shí)現(xiàn)空氣網(wǎng)格隨工件的變形而更新。建立含有均壓力線圈的3D電磁成形有限元模型，分析均壓力線圈的工作原理、板料上的磁場(chǎng)力分布情況。采用ANSYS/MECHANICAL軟件分析板料在均壓力線圈作用下的變形規(guī)律。通過(guò)分析線圈的受力情況，提出均壓力線圈容易發(fā)生失效的原因。采用松散耦合法和順序耦合法分析了脈沖電流第二半波對(duì)成形的影響。研究發(fā)現(xiàn)：隨著電流頻率的增加，第二半波對(duì)電磁脈沖成形結(jié)果影響加劇。如果僅考慮半波對(duì)成形的影響和高的電流頻率條件下，松散耦合的計(jì)算精度有可能會(huì)高于順序耦合法。但是當(dāng)?shù)诙氩▽?duì)成形的影響被考慮，無(wú)論在高的電流頻率還是低電流頻率，順序耦合法計(jì)算結(jié)果都與實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近。另外，采用順序耦合法研究了線圈與凹模尺寸的比值和電流頻率對(duì)板料電磁脈沖成形的影響。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)板料電磁自由脹形存在兩個(gè)明顯的厚度減薄區(qū)域。當(dāng)線圈與凹模尺寸的比值接近于1時(shí)，板料會(huì)得到大的厚度減薄量。同時(shí)存在的電流頻率使板料的變形量大。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流頻率會(huì)受到板料厚度和電流衰減系數(shù)顯著影響。因此，不能依據(jù)傳統(tǒng)觀點(diǎn)（即趨膚深度應(yīng)該小于或者接近工件的壁厚）來(lái)選擇電流頻率。結(jié)合實(shí)驗(yàn)和2D、3D有限元分析手段，深入研究了電磁漸進(jìn)成形方法對(duì)大尺寸板坯件和長(zhǎng)直壁管件的成形問(wèn)題。針對(duì)大尺寸板坯件成形，研究發(fā)現(xiàn)：板料高速變形并與凹模貼合時(shí)，板料變形時(shí)的空氣阻力隨著放電電壓的增加而增加。當(dāng)放電電壓大于某一臨界值（U=1700V），由于空氣阻力的原因，導(dǎo)致板料表面有凹坑出現(xiàn)。為了提高板料與模具的貼合質(zhì)量，需要在一個(gè)放電位置連續(xù)兩次放電成形。另外本文實(shí)驗(yàn)得到：當(dāng)?shù)姆烹妳^(qū)域個(gè)數(shù)N=4時(shí)，相鄰兩次放電區(qū)域存在的重疊率，使板料終成形好。針對(duì)長(zhǎng)直臂管件均勻變形的研究，采用“生死單元法”間接描述線圈移動(dòng)放電成形過(guò)程。與一次放電、兩次放電和三次放電實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合多端直流輸電系統(tǒng)中的高壓直流斷路器,其關(guān)鍵部件機(jī)械式快速隔離開(kāi)關(guān)在斷路器開(kāi)斷故障電流時(shí)需要在幾ms內(nèi)分閘到位。為此,提出了基于電磁斥力的快速驅(qū)動(dòng)器作為快速隔離開(kāi)關(guān)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。通過(guò)對(duì)電磁斥力機(jī)構(gòu)的線圈、金屬盤(pán)、控制電流和行程特性的基于等效電路法的建模仿真及裝置試驗(yàn),研究了其在幾ms內(nèi)操動(dòng)行程達(dá)25 mm的可行性。結(jié)果表明:仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果具有一致性;電磁斥力快速驅(qū)動(dòng)器的操動(dòng)行程能在幾ms內(nèi)達(dá)到25 mm。在驗(yàn)證了仿真方法正確的基礎(chǔ)上,根據(jù)仿真結(jié)果提出了電磁斥力機(jī)構(gòu)的一般設(shè)計(jì)原則:線圈的內(nèi)徑和金屬盤(pán)的內(nèi)徑,線圈的外徑和金屬盤(pán)的外徑都應(yīng)該設(shè)計(jì)成一樣大;金屬盤(pán)的厚度對(duì)于不同的設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)有參數(shù);線圈和金屬盤(pán)的初始距離應(yīng)盡量小。 電子信號(hào)的傳輸載體，其電磁干擾問(wèn)題是汽車(chē)電磁兼容問(wèn)題的重要組成部分。本文以混合動(dòng)力汽車(chē)為研究對(duì)象，在前人研究的基礎(chǔ)上主要對(duì)車(chē)內(nèi)幾種典型的輻射干擾源進(jìn)行仿真建模，把干擾源電磁輻射模型置入到整車(chē)模型中研究導(dǎo)線的電磁輻射敏感度，分析導(dǎo)線電磁輻射敏感度的多種影響因素，并據(jù)此總結(jié)車(chē)內(nèi)抑制輻射干擾的措施。本文的主要工作如下：1）基于麥克斯韋積分方程，介紹矩量法的基本原理，將連續(xù)方程離散化為代數(shù)方程組，并選定一組基函數(shù)和權(quán)函數(shù)將待求函數(shù)轉(zhuǎn)化為矩陣方程，求解此矩陣方程的系數(shù)矩陣。采用矩量法的原理建立簡(jiǎn)易天線模型，設(shè)置邊界條件，詳細(xì)推導(dǎo)求解天線上的電流分布。2）基于場(chǎng)線耦合的理論，求解出外界電磁場(chǎng)輻射下有損耗地面上方單導(dǎo)線傳輸線中的感應(yīng)電流，再根據(jù)散射理論詳細(xì)推導(dǎo)單位長(zhǎng)度阻抗和單位長(zhǎng)度導(dǎo)納，后建立有損耗地面上方傳輸線的微分線段模型。3）介紹了電磁干擾三要素，圍繞這三要素展開(kāi)分析。首先分析了車(chē)內(nèi)主要干擾源的輻射干擾機(jī)理；然后詳細(xì)介紹了輻射耦合，著重分析了共模輻射和差模輻射，推導(dǎo)了共模電壓和差模電壓的公式。根據(jù)干擾機(jī)理的分析建立各干擾源的電磁輻射模型。4）利用兩種不同的仿真軟件，計(jì)算整車(chē)環(huán)境下車(chē)內(nèi)導(dǎo)線在天線的電磁輻射下產(chǎn)生的感應(yīng)電流，分析計(jì)算結(jié)果的相對(duì)誤差和相關(guān)性，從而從仿真上驗(yàn)證車(chē)身模型的有效性。建立整車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)電磁輻射模型，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從而進(jìn)一步從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證車(chē)身模型的有效性。5）將建立的各干擾源的電磁輻射模型置入到整車(chē)模型中，仿真計(jì)算車(chē)內(nèi)電磁場(chǎng)的分布和車(chē)內(nèi)導(dǎo)線在干擾源輻射下的電磁輻射敏感度，驗(yàn)證了傳輸線等效模型的有效性，同時(shí)也為線束等效模型的整車(chē)級(jí)研究奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)導(dǎo)線電磁輻射敏感度的多種影響因素進(jìn)行分析，為了解決分析過(guò)程中的多種變量共存的問(wèn)題，采用單一變量.

 巴魯夫桿式結(jié)構(gòu)位移傳感器測(cè)量系統(tǒng)秉銘BTL7-E100-M1200-B-KA05供電系統(tǒng)尤其是牽引回流系統(tǒng)對(duì)信號(hào)設(shè)備的強(qiáng)電磁干擾的研究,特別是對(duì)于列車(chē)特殊運(yùn)行工況以及牽引網(wǎng)故障條件下的瞬態(tài)電磁影響研究具有迫切性和必要性。本論文以此為背景,圍繞我國(guó)高速鐵路牽引供電系統(tǒng)以及列車(chē)特殊運(yùn)行工況對(duì)信號(hào)電纜的瞬態(tài)電磁影響進(jìn)行研究和討論,主要研究?jī)?nèi)容如下:從理論角度對(duì)牽引網(wǎng)故障狀態(tài)下接觸網(wǎng)短路的暫態(tài)過(guò)程原理以及列車(chē)過(guò)分相時(shí)暫態(tài)過(guò)程的產(chǎn)生原理進(jìn)行了研究。分析了短路電流的狀態(tài)及傳播途徑,以及騷擾信號(hào)設(shè)備的機(jī)理和方式;利用數(shù)學(xué)模型分析了列車(chē)運(yùn)行特殊工況下的暫態(tài)過(guò)程產(chǎn)生瞬態(tài)騷擾的機(jī)理。根據(jù)高速鐵路牽引供電系統(tǒng)及軌旁信號(hào)電纜的特性,建立了基于多導(dǎo)體傳輸線的瞬態(tài)電磁影響分析模型,采用更適用于瞬態(tài)干擾計(jì)算分析的時(shí)域有限差分法對(duì)多導(dǎo)體傳輸線方程進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo),結(jié)合高速鐵路牽引供電系統(tǒng)及線路條件的實(shí)際特點(diǎn),基于Carson理論推導(dǎo)了包含頻率相關(guān)損耗的差分近似公式,得到更符合實(shí)際情況的單位長(zhǎng)度傳輸線一次參數(shù)。采用仿真模型,分別對(duì)列車(chē)正常運(yùn)行工況、牽引網(wǎng)短路故障條件以及列車(chē)過(guò)分相特殊工況下,牽引網(wǎng)及列車(chē)產(chǎn)生的各種暫態(tài)過(guò)程在牽引回流各途徑中的傳播,和對(duì)信號(hào)電纜的瞬態(tài)電磁影響進(jìn)行了計(jì)算和分析。并結(jié)合我國(guó)新建高速鐵路及客運(yùn)專(zhuān)線的聯(lián)調(diào)聯(lián)試及運(yùn)行試驗(yàn),采用實(shí)測(cè)方式獲得的牽引回流以及信號(hào)電纜受瞬態(tài)電磁影響的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比分析和驗(yàn)證。針對(duì)信號(hào)電纜平行接近長(zhǎng)度與列車(chē)運(yùn)行所處位置和短路發(fā)生位置,電纜屏蔽接地方式,大地導(dǎo)電率以及暫態(tài)過(guò)程合閘相位角等影響因素對(duì)信號(hào)電纜的瞬態(tài)電磁影響計(jì)算結(jié)果的影響規(guī)律進(jìn)行了深入的分析,得到了信號(hào)電纜芯線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算結(jié)果隨平行接近長(zhǎng)度變化關(guān)系;列車(chē)運(yùn)行位置以及短路位置變化與對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度信號(hào)電纜芯線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系;分析得出了信號(hào)電纜芯線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算結(jié)果隨大地導(dǎo)電率變差而增大;雙端接地方式對(duì)騷擾的抑制效果優(yōu)于單端接地方式,尤其對(duì)列車(chē)過(guò)分相暫態(tài)過(guò)程引起的高頻率騷擾分量抑制的效果更明顯;合閘/分閘時(shí)刻在電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí),可以有效防止暫態(tài)過(guò)程對(duì)信號(hào)電纜產(chǎn)生瞬態(tài)騷擾的一系列重要結(jié)論。本文緊密結(jié)合高速鐵路運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的瞬態(tài)電磁干擾引起的安全問(wèn)題,通過(guò)建模仿真計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)研究得出了豐富的結(jié)論。研究成果對(duì)于高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)干擾防護(hù)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供了參考依據(jù)和重要數(shù)例,對(duì)于保證信號(hào)設(shè)備正常工作、從而保障鐵路運(yùn)營(yíng)安全具有重要意義。同時(shí),成果對(duì)新建高速鐵路動(dòng)態(tài)驗(yàn)收階段接觸網(wǎng)人工短路實(shí)驗(yàn)及線路電磁兼容測(cè)試的測(cè)試斷面選擇和設(shè)置、以及測(cè)試數(shù)據(jù)的評(píng)判也具有指導(dǎo)意義。 

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BTL5-S172B-M1200-HB-FA20-C BTL11E7