汤春球[1]2002年在《内燃机车柴油发动机新型负载试验的研究》文中研究说明本文研究了新型大功率半导体器件IGBT的驱动与保护的原理和应用技术，根据IGBT的诸多优点，提出了采用IGBT对机车干阻试验台进行技术改造的方案，使之具有自动化、数字化等功能。 机车负载试验是铁路机务部门检修机车很重要的环节。目前，主要有两种负载方式，一种为水阻，另一种为干阻，干阻对环境无污染，有极好的发展前景。原干阻试验台由于全部采用可控硅作为开关元件，所以开关电路复杂，不能对负载进行灵活的调节，风机电机不能调速。本论文利用大功率半导体器件IGBT改造机车干阻试验台，并利用计算机测控技术、PWM技术、和权电阻技术(数字技术)改造原干阻试验台。新设计的干阻试验微机测控台具有连续调节电流、数据处理、结果分析等功能。 第一章综述了目前国内机车负载实验的状况，分析了水阻试验台和原干阻试验台的缺陷，提出了采用IGBT技术改造新的干阻试验台，并展望了功率半导体的发展前景。 第二章研究了IGBT的驱动和保护的原理和技术，并介绍了专用的驱动器M57962L和IGBT的保护方法。 第叁章和第四章提出了新的干阻试验台的方案，根据方案对负载进行校核，温度校核，并研究了直流电机的PWM控制技术的原理。 第五章给出了两次试验的数据和试验结果，并对试验结果进行了分析，肯定了IGBT在干阻试验微机测控台中应用的可行性。 最后对系统的调试结果进行总结，提出了研究工作展望。
汤春球[2]2006年在《内燃机车干阻负载试验系统设计及试验研究》文中研究表明机车负载试验的作用是机车在非走行状态下进行进一步的检查与调整，是铁路机务段和机车工厂等部门对内燃机车的检修质量的一个重要判断的标准与检验手段。目前，主要有两种负载方式，一种为水阻，另一种为干阻。干阻对环境无污染，占地面积小，有着极好的发展前景。但是，传统的干阻负载试验系统在负载控制及调节、风机电机的控制、自动化技术发面存在着一系列困难，限制其推广应用。本文具体针对原江岸机务段干阻试验系统进行技术改造，主要研究并解决大功率半导体器件IGBT在机车干阻负载试验台中的应用问题，并设计出新型的干阻负载试验系统。本文的主要研究内容如下：1．研究干阻负载试验系统中直流大电流的开通与关断问题，并根据IGBT的特性讨论并研究多只IGBT并联使用中的均流问题，以及IGBT在直流大电流工况下的驱动与保护技术。2．基于机车恒功率负载试验的要求，研究适合于DF_7A、DF_7B、DF_7C、DF_4A和DF_4B等型号的内燃机车全负载试验范围内的电阻带串、并联形式和控制方式以及恒功率电流连续调节的实现；3．研究电阻带的散热直流风机电机在宽电压变化范围内的恒流调速控制技术；并根据机车负载试验的要求，研究基于干阻负载试验系统的计算机测控技术，以及干阻负载的调节控制算法。4．根据实际的IGBT的工作状况，研究多IGBT热阻耦合模型和传热分析方法，采用数值计算分析的方法对IGBT的散热系统进行进行理论分析，为IGBT的热保护提供理论依据。基于本文的主要研究内容，本文的主要研究成果如下：1．首次提出采用IGBT作为负载电路的开关元件。由于负载电路中电流过大，深入研究多只IGBT并联工作情况下电流均流的问题，研究结果认为：IGBT正的温度系数有助于消除或者抑制电流不均的现象产生。设计了IGBT的保护缓冲电路，并根据其电路模型研究分析了缓冲电路的参数选择。2．首次提出采用数字电路中AD的权电阻网络模型应用于干阻负载试验系统中，从原理上解决困扰干阻试验的技术难题，并提出了负载电路的设计方案。理论和试验证明其调节精度满足机车恒功率负载试验要求，达到水阻调节精度，为干阻负载方式的推广使用奠定坚实的基础。3．采用IGBT和PWM为核心的控制技术，实现电阻带散热风机电机在电压大幅变化的情况下恒流调速，使风机电机安全，平稳的运行，研究讨论了风机电机拖动模型，并计算运行中因斩波而引起的脉动电流。4．设计并介绍了干阻负载试验的计算机测控方案，建立了机车负载试验系统，实现了试验过程的全程监控，自动采集存储、分析和处理试验数据、故障报警和机车自动卸载。设计了模糊算法和对分算法相结合的控制算法，实现对负载快速准确的调节。5．基于流体的相似原理，研究了强迫风冷散热中换热系数与风速的关系。利用数值计算的方法，计算了IGBT的散热器的温度场分布，并基本与实验数据相吻合。通过散热器的温度反推IGBT的结温，实现对IGBT的热保护，使系统安全稳定运行。
卢娇[3]2017年在《车辆电源带载性能安全性评测及其故障诊断的仿真研究》文中研究指明随着现代武器装备向高精尖发展,新型负载尤其是非线性负载日趋多样化,车辆电源以其运行稳定和供电可靠,已成为野外作战训练时军队武器装备不可或缺的电能来源,如何确保战训时车辆电源带载的安全、可靠性,以及如何在车辆电源出现故障时迅速、准确地定位故障发生的位置,即如何用好、管好车辆电源,已成为一项意义重大且亟待解决的工作。基于此,本文以30k W车辆电源为背景,主要进行了以下几方面的研究工作:1)车辆电源的建模与模型校准本文从30k W车辆电源的组成及其内部结构出发,将其划分为柴油机及其调速系统与发电机及其励磁系统两大子系统,建立了车辆电源系统及线性负载模型与系统仿真,并结合发电机特性曲线修正了其运行中的边界;依据GJB1488-1992中9大性能指标和GJB235A-1997中4类电站分类准则,在30k W机组测试平台上进行了相关的实体试验,并与所建模型下的同类仿真实验结果进行了对比分析,验证了所建仿真平台的可用性。2)车辆电源与一类非线性负载匹配的预测建模考虑实际战训中的非线性负载类型的多样性与建模的复杂性,在建立了准确的车辆电源模型后,重点针对一类应用最为广泛的单相不可控整流电容滤波型非线性负载进行了深入的仿真研究。首先建立了此类非线性负载的仿真模型;其次,在不同负载功率和不同直流电压纹波率下,通过一系列仿真实验,获取了相关的数据;最后,采用ELM方法分别建立了车辆电源非线性带载能力预测模型、特定直流电压纹波下非线性负载最佳滤波电容匹配预测模型,并在GUI下得以实现,为30k W车辆电源实际承载一类非线性负载提供了依据。3)车辆电源故障诊断方法研究考虑到军方用户对车辆电源故障诊断与维修定位的需求,在已建立的车辆电源仿真模型的基础上,重点针对车辆电源常见故障类型的故障诊断进行方法研究。首先,根据车辆电源在实际使用中的常见故障确定了本文所要研究的故障类型;其次,在深入分析车辆电源工作机理并总结专家经验的基础上,确定了故障征兆与原因的对应关系;接着在已建立的车辆电源仿真平台上进行了故障类型故障模拟实验,并采集各类故障下的样本数据;最后,采用PNN方法建立了车辆电源常见故障分类模型,并通过GUI人机交互界面给出指示,实现了车辆电源常见故障的诊断,为军方用户及时维护提供了依据。
余先涛[4]2005年在《铝合金表面激光熔覆Ni基合金及其摩擦学特性研究》文中指出本文深入研究了铝合金表面激光熔覆Ni基合金的工艺和材料配方,得出了熔覆层激光熔池的流动性是铝合金表面激光熔覆的关键的重要结论,为铝合金表面激光熔覆的激光扫描参数、熔覆层粉末的物理参数和成分配方的确定奠定了基础。本文的研究具体体现在以下方面: 1、理论分析了激光作用下熔覆层粉末材料在基体表面的熔凝过程和成型机理,推导了表现熔覆层主要特征的熔覆层横截面面积和熔覆层稀释率的理论公式,并详细论述了铝合金表面对激光能量吸收率的影响因素和确定方法。 2、提出了铝合金表面激光熔覆参数确定的一般原则,即熔覆层激光熔池流动性控制原则,在此原则下,激光功率密度、扫描速度、熔覆层粉末粒度、预置厚度和粉末成分配方的确定必须使激光熔池具有合适的流动性。 3、对比了不同激光功率密度、扫描速率和不同粉末粒度、粉末预置厚度条件下所形成的熔覆层,确定了铝合金表面激光熔覆的工艺参数范围。 4、通过对多种Ni基金属粉末配方的铝合金表面激光熔覆层断面的显微硬度分布、金相组织图、表面形貌的SEM图和熔覆层的不同部位的元素成分组成的能谱图的分析表明:(1)单一Ni基粉末的的熔覆层气孔和微观裂纹少,熔覆层质量好;(2)WC粉末和Si粉末的添加提高了熔覆层硬度,但它使熔池流动性变差,容易使熔覆层中的气孔增多和出现裂纹,应用中要控制它们的量或添加稀土元素;(3)稀土的添加可以增强熔池的流动性:(4)在粉末配方中,考虑各种元素对熔覆层性能提高的同时,更要考察其对熔池流动性的影响。 5、提出了采用基体预热和改变激光扫描参数解决铝合金表面激光多道熔覆中的基体表面欠熔和过熔问题的方法。 6、利用显微硬度数据、摩擦系数的变化、表面的SEM形貌分析和能谱分析手段对熔覆层进行干摩擦的磨损试验,阐述了熔覆层的磨损机理,评价了不同配方熔覆层的磨损性能,进一步确立了铝合金表面激光熔覆Ni基合金的工艺参数和熔覆层粉末配方。 7、设计了发动机铝合金活塞环槽的激光熔覆加工装置,提出了活塞环槽激光熔覆中的关键技术及其解决办法,获得了活塞环槽的熔覆层及其分析数据。
参考文献：
[1]. 内燃机车柴油发动机新型负载试验的研究[D]. 汤春球. 武汉理工大学. 2002
[2]. 内燃机车干阻负载试验系统设计及试验研究[D]. 汤春球. 武汉理工大学. 2006
[3]. 车辆电源带载性能安全性评测及其故障诊断的仿真研究[D]. 卢娇. 兰州理工大学. 2017
[4]. 铝合金表面激光熔覆Ni基合金及其摩擦学特性研究[D]. 余先涛. 武汉理工大学. 2005