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固態電容范文1
關鍵詞:太陽能,谷電,熔鹽,灰色關聯度,表面對流換熱系數
中圖分類號:O359 文獻標志碼:A 文章編號:1007-2683(2017)01-0080-06
0 引言
能源是人類進步和發展的物質基礎,經濟的發展和能源的利用有著密不可分的關系。我國工業化和現代化進程正向著深層次方向發展,這將對能源行業提出了更高的要求。我國能源結構是以煤為主的化石燃料?;剂系拇罅渴褂迷斐晌覈鞯匚廴緡乐?。開發和利用可再生能源的可謂“迫在眉睫”。太陽能有儲量大、分布廣、清潔型、經濟性的優點,被視為理想的替代能源。同時閱讀相關資料后知,隨著我國經濟的發展,電網的谷峰值逐年加大,給電網的安全運行帶來一定的安全隱患,為削減谷峰差《電力法》第四十一條規定國家實行分時電價,同時,政府對符合條件的低谷電用戶給予政策補貼?;谌埯}蓄熱技術已在太陽能熱發電電站實現應用,考慮到開發利用可再生能源和削減電網谷峰差兩個問題。設計了太陽能&電加熱聯合加熱熔鹽系統。雖目前太陽能熔鹽蓄熱電站已實現運行,對于熔鹽蓄熱的傳熱規律研究較少同時,在北京工業大學馬重芳、吳玉庭等驗證了經典關聯式對高溫熔融鹽傳熱的適用性的基礎上,考慮熔融鹽的流動與傳熱特性,直接關系到熔融鹽蓄熱循環系統和換熱器的設計與布置。
本文為解決管道彎頭的幾何形狀和熔鹽流速與彎頭內表面傳熱系數的關系的問題。理論計算了管道彎頭內表面的對流換熱系數,并采用灰色關聯分析的方法,比較了彎頭幾何要素和熔鹽流速分別對彎頭內側表面對流傳熱系數的影響程度的大小關系。
1 太陽能&谷電加熱熔鹽蓄熱系統原理
本文設計的熔鹽蓄熱系統如圖1所示,太陽能&谷電加熱熔鹽系統的基本原理是將太陽能和谷電以熱能的形式儲存在熔鹽蓄熱介質中,考慮到太陽能與谷電時間上的互補性,利用儲能技術解決了太陽能間歇性和谷電周期性和固定時間段的弊端,達到日間用低谷電、夜間用太陽能的效果儲存的熱能可作為吸收式空調的熱源和用于采暖。太陽能&谷電聯合蓄能系統由太陽能集熱器、電加熱器、高溫熔鹽罐、低溫熔鹽罐、循環管道等組成。系統采用雙熔鹽罐設計高溫熔鹽罐(罐內熔鹽溫度550℃)主要作用為蓄熱作用;低溫的熔鹽流回低溫罐(罐內熔鹽溫度300℃),主要作用為:①熔化固體鹽;②儲存液態熔鹽,熔鹽在系統中運行的阻力由熔鹽泵克服。熔鹽蓄熱系統以混合熔鹽(60%硝酸鈉和40%硝酸鉀)作為傳熱和儲能介質,混合熔鹽作為蓄熱材料其優勢為:液體溫度范圍寬、黏度低、流動性能好、蒸汽壓小、對管路承壓能力要求低、相對密度大、比熱容高、蓄熱能力強、成本較低等諸多優點。
2 太陽能&谷電加熱熔鹽蓄熱系統與用能環節的匹配
太陽能是一種間歇性、不穩定性的清潔能源,其能流密度受時間段、天氣情況、地理位置等諸多因素影響,同時蓄熱系統耗能模塊的能耗的變化會造成熔鹽蓄熱系統與耗能環節匹配不良。往往熔鹽蓄熱系統與用能環節匹配時需要依照用能環節的特性恰當選用補償器進行能源補償,因此匹配模式可分為
1)無補償理想模式
日間通過系統存儲的太陽能足以滿足夜間系統用能模塊的用能要求;夜間通過系統存儲的低谷電足以滿足日間系統用能模塊的用能要求。理想模式運行模式下的熔鹽蓄熱系統實現了日問太陽能夜用,夜間低谷電日用,此種模式是理想模式。
2)補償器補償太陽能
①由于夜間耗能模塊工作量的加大導致夜間工業設備的耗能量超過系統設計的日間存儲的太陽能能量;②由于天氣的不可控性和隨機性較大,日照量主要受天氣條件的影響因素較重,導致太陽能的系統輸入不穩定,日間存儲的太陽能無法滿足夜間能量需求。
3)補償器補償低谷電
相τ諤陽能熔鹽系統電力供給相對穩定,系統所裝配的電加熱爐的功率和數量是固定的,故此低谷電供給熔鹽系統的能量是穩定的,熔鹽系統需要能量補給時主要由于日間耗能模塊工作量的加大導致日問工業設備的耗能量超過系統設計的日間存儲低谷電的能量。
4)補償器補償太陽能及低谷電
①由于夜間耗能模塊工作量的加大導致夜間工業設備的耗能量超過系統設計的日間存儲的太陽能能量;②由于天氣的不可控性和隨機性較大,日照量主要受天氣條件的影響因素較重,導致太陽能的系統輸入不穩定,日間存儲的太陽能無法滿足夜間能量需求;③相對于太陽能熔鹽系統電力供給穩定,系統所裝配的電加熱爐的功率和數量是固定的,故此低谷電供給熔鹽系統的能量是穩定的,熔鹽系統需要能量補給時主要由于日間耗能模塊工作量的加大導致日問工業設備的耗能量超過系統設計的日間存儲低谷電的能量。此種模式為最不理想模式。
太陽能和低谷電在熔鹽蓄熱系統與用能環節的匹配是系統運行的難點,關鍵在于如何根據天氣預測,實時調整系統集能部分與用能部分工作狀態,使整個熔鹽蓄熱系統的運行在貼近無補償理想狀態下工作,已達到最佳的節能性、經濟性和環保性。
3 經濟性分析與節能減排效果分析
3.1 經濟性分析
基于太陽能&谷電聯合加熱熔鹽儲能系統的經濟性與用能模塊的具體工作性質密切相關,特別適合于對分別集中在日間和夜間的用能場所進行捆綁供能。本文對一棟北京市商住樓住宅(1~2層為商場,3~12層為住宅,每層1 040 m2)利用太陽能&谷電加熱熔鹽蓄熱系統驅動吸收式中央空調情況進行分析。
住宅空調制冷集中在夜晚,時間段主要集中在18:00-次日7:00,實需制冷率與實需供暖率相差甚微,參照文資料,將實需制冷率取為21.4%,且制冷時間段主要集中在18:00-次日7:00,住宅能流密度120 W/m2(按空調設計手冊查?。虉隹照{制冷集中在日間(商場的營業時間為9:30-21:30),營業時間不間斷制冷,商場24小時實需制冷率為50%,制冷所需能流密度為300 W/m2(按空調設計手冊查取),樓宇每層1 040 m2,則商場總面積為2 080 m2,住宅總面積為10 400 m2。計算得,該商住樓每月住宅樓層與商場制冷需能分別為192 292 kwh和224 640 kwh。北京非低谷電電價為0.488 3元/kwh,低谷電價0.3元/kwh,符合國家的補貼政策可享受0.2元/kWh的補貼,因此低谷電實際電價為0.1元/kWh。采用常規電網電力驅動中央空調工作,每月需花費203 588元。采用太陽能&低谷電聯合加熱熔鹽儲能系統驅動中央空調,無補償理想模式下分析,住宅制冷所需能源為儲存太陽能,目前太陽能是無償性能源。商場制冷所需能量為夜間谷電的電能,每月可花費電費19 229.2元,故該商住樓每月可節省電費184 358.8元(每月按30天計算),節省電費比率為90.5%。
3.2 節能減排效果分析
2010年我國燃煤發電的能耗為312 g/kwh,節約1 kWh的電力相當于節約0.312 kg標準煤,可減少1.029 6 kg CO2排放。按上述商住樓分析,若采用常規電網電力驅動中央空調每月用電416 932 kWh,相當于消耗130 083 kg標準煤,產生429 273.2 kgCO2排放。采用太陽能&低谷電聯合加熱熔鹽儲能系統驅動上述商住樓住宅中央空調每月可節省電力192 292 kWh,相對于59 995 kg標準煤,可減少197 983.8 k CO2排放,節約標準煤比率、減排CO2比率為46.1%。
4 熔鹽管道彎頭的傳熱特性計算
在熔鹽蓄熱系統中存在管道彎曲的結構,考慮到熔融鹽的流動與傳熱特性,直接關系到熔融鹽蓄熱循環系統和換熱器的設計與布置。彎曲處存在二次環流的現象,其傳熱特性不同于直管段。故對熔鹽管道彎曲處的傳熱特性進行研究。
熔鹽系統管段的熱能傳遞(如圖2)所示。
熔鹽在管道中流動符合熱量平衡原理,可知在單位時間內Φ1、Φ2、Φ3之間存在數學關系式
Φ1=Φ2+Φ3 (1)式中:Φ1為流入管段的熱量;Φ2為流出管段的熱量;Φ3為經管壁進入到環境中的熱量。
Φ3為傳遞環境中的熱量,其大小將影響整個熔鹽系統和換熱器的效率。損失熱量傳遞過程中各個環節的換熱方式椋熔鹽存儲的熱量通過對流換熱方式傳遞到管道內側,又以導熱的方式傳遞到管壁外側,再以對流傳熱和輻射傳熱的方式傳遞到環境中。
熱量傳遞過程中的各個環節的數量關系為:
Φ3=Φa=Φb=Φc+Φd (2)式中:Φa為熔鹽以對流換熱方式傳遞給內側管壁的熱量;Φb為內側管壁以導熱的方式傳遞給外側管壁的熱量;Φc為外側管壁以對流換熱方式傳給環境的熱量;Φd為外側管壁以輻射傳熱的方式傳給環境的熱量。
熔鹽與內側管壁的對流傳熱量Φa=Φ3,通過計算熔鹽以對流換熱方式傳遞給內側管壁的熱量,與外界交換的熱量全部是由于熔鹽在內側管壁上的對流傳熱造成的,管道傳遞出熱能的數量與內壁的表面傳熱系數有直接關系。表面傳熱系數的大小與流體的物性(λ、ρ、Cp等)以及換熱表面的形狀、大小、布置、流速有密切關系。假設彎頭入口熔鹽的溫度為350℃。
本文用理論分析的方法對彎頭在流速不同情況下的表面傳熱系數進行計算,研究換熱表面的形狀、大小、流速與表面傳熱系數的關系。彎頭的示意圖見圖3。
需要說明的是:內徑d和彎頭半徑R均和換熱表面的形狀4、大小B存在函數關系。
A=f(d,R) (3)
B=g(d,R) (4)
用d,R可以間接描述換熱表面的形狀4和大小B。
為簡化研究做如下假設:①彎頭中熔鹽的流動為穩態流動;②熔鹽的物性參數在流動過程中不變;③彎頭截面未發生畸變;④彎管的布置方式相同;⑤外部環境條件不變。
故表面對流換熱系數只與內徑d、彎道曲率R、流速u有關。
采用Dittus-Boeher實驗關聯式,特征長度為內徑d。
Nu=0.023Re0.8Prn (5)
流體被冷卻,n=0.3。
式中:Re-雷諾數;Pr-普朗德數。
Re=(u×d)/v (6)
Nu=(ud)/Aλ(7)
Dittus-Boeher實驗關聯式只適用于直管段對于彎管要加以修正。
螺旋管修正系數Cr
對于液體
(8)
聯立式(5)、(6)、(7)和式(8)得彎頭處的
(9)
圖4、圖5、圖6分別表示3個變量單獨變化時對表面對流換熱系數的影響效果。
圖4說明表面對流換熱系數隨管道內徑的增大呈遞減趨勢的。
圖5說明表面對流換熱系數隨流速的增加呈遞增趨勢,且趨于線性。流速增加,流體對于管壁的沖刷強烈,導致對流換熱系數加大。
圖6說明表面對流換熱系數隨曲率的增加呈遞減趨勢。曲率增大,流體在彎曲管道中流動的速度方向變化減小,二次環流現象不明顯,對管壁沖刷不強烈,導致對流換熱系數減小。
5 對流換熱系數與彎頭的R和d以及流速u的灰色關聯分析
如前所述,彎頭的形狀、大小可用d、R間接描述,為進一步探究對流表面換熱系數與彎頭的R和d以及流速u的關系,分別為下表中的不同流速、不同曲率半徑、不同內徑的5種情況進行分析。
由于彎頭內壁的表面傳熱系數與彎頭的形狀、大小、流速之間(即d、R、流速)存在著相似或相異的關系,為衡量關系的遠近程度,故采用灰色系統理論中的灰色關聯發進行分析。具體過程
1)確定序列矩陣:系統參考序列因子(對流換熱系數)用Xn表示,灰色關聯分析中,內徑d為X1、彎頭半徑為X2、流速u為X3這3個因子為比較序列因子,這4個序列構成一個矩陣。
(10)
2)無量綱化:為去除數據中的量綱,并在數量上統一,用“初值化”的方法數據處理,并得到無量綱矩陣。
(11)
得到無量綱矩陣
(12)
3)求差序列
(13)
得到差矩陣,同時找到差矩陣中的最大值、最小值,分別記作max,min
(14)
p為分辨系數,取0.5。得到關聯矩陣。
5)求解參考序列和3N比較序列的灰色關聯度γ0k。
(15)
將表中的數據進行關聯度計算,得到3個參數對表面對流換熱系數的灰色關聯度。
γ01=0.431 8,γ02=0.451,γ03=0.505
6)排序并分析
排序結果:γ03>3/γ02>γ01 (16)
在本文研究的影響對流換熱系數的3個因素中,曲率半徑對表面傳熱系數的關聯度最高,流速次之,管徑與對流表面換熱系數關聯度最小。
6 結論
1)太陽能&谷電聯合加熱熔鹽蓄熱系統充分利用太陽能與谷電時間的互補性,特別適合于對分別集中在日間和夜間的用能場所進行捆綁供能。利用太陽能可減少化石燃料的燃燒,有利于減少用能過程的環境污染、有利于減小電網的谷峰差、有利于電網的安全運行。
固態電容范文2
【關鍵詞】數字網絡;內蒙古電視臺;內容生產;運營模式
內蒙古電視臺(NeiMenggu Television)是的省級電視臺,籌建于1960年4月。2008年,內蒙古衛視進行了全方位的改版,對原來的節目形態進行調整和優化,以系列化和主題化運作為主要節目構架。全新亮相的內蒙古電視臺開始了全國化擴張戰略,廣告與去年同期相比也大幅提升。由于近幾年地方衛視如湖南衛視、江蘇衛視等的崛起,內蒙古電視臺的發展受到嚴峻的挑戰。作為一個代表首府形象、傳播內蒙古的老牌電視臺,如何在“娛樂至死”的年代維護自身的地位,又不降低自身的水準,這是一個艱難的抉擇。
一、內蒙古電視臺的內容生產
IT技術的發展拓展了信息來源的渠道,大規模的媒體內容生產和消費的需求出現。內蒙古電視臺電視節目內容的線索除了傳統的新聞線索之外,還包括用戶爆料(電話、短信、手機終端和互聯網)以及網絡熱點匯聚分析(微博、論壇、QQ群)等。內容形態也是多種多樣,有視頻、音頻、文字、圖片等。這些資源,系統都有接入能力,并支持不同形態內容的,如臺網聯動、文視結合,可以做到融合生產,多渠道應用。不同欄目、不同形態的節目生產要整體策劃、互相造勢,在生產資源上可以考慮重復使用。
針對內蒙古電視臺原有的節目管理流程和方式,電視臺進行了重新的調整和創新。以往的項目流程設計主要考慮業務系統內部的流程控制和管理,例如節目編輯、審查、合成到演播室播出和歸檔。新系統摒棄了以往的用紙質作為主要的傳遞介質,改為無紙化辦公,用網絡貫通電視臺管理的內部流程,利于不同系統的流程定制以及整體流程高效、可管理。
二、內蒙古電視臺的運營模式
以往,內蒙古電視臺的經營領域幾乎只包括電視廣告,由于中國經濟發展速度減緩,國家針對廣告業的政策的嚴格化,再加上地方媒體行業競爭激烈,這種商業模式的增長空間已趨于萎縮,電視臺打破現有格局增大份額困難重重。在這種情況下,內蒙古電視臺努力發現經營領域里的盲點,創造與之相適應的新的商業模式,獲取了新的經濟增長。
(一)加強頻道的落地和推廣。內蒙古電視臺通過擴大覆蓋和提升收視率來獲取自治區市場以外的廣告份額。內蒙古電視臺積極進行頻道落地和推廣工作,在北京、上海、天津、重慶、廣州、長沙、西安、鄭州、太原等國內一些大中城市入網,收視人口近3億。
(二)開展電視廣告風險投資業務。長期以來,電視廣告總是把眼睛盯在黃金時間上,而非黃金時間的廣告時段,要么無人問津,要么被電視臺當成促銷手段無償贈送。與此同時,一些正處于開發期的產品或正處于成長期的企業,急于進行廣告推廣,但卻苦于經費不足。內蒙古電視臺在考察了成長性和信譽度等具體情況之后,同這些企業簽訂合同,在企業按一定比例繳納定金的前提下,利用非黃金時間的廣告時段先行播出該企業的有關廣告,等到半年或更久之后,根據合同規定和該產品開發或企業營銷的情況,電視臺再全額或部分收取剩余的廣告費。這是一種新的商業模式和廣告品種,有一定的風險性,但其實電視臺先行播出廣告的成本很低,企業交納的定金已經足夠支付。而且這一模式也利于新興企業的涌現,有利于培養電視廣告市場,有利于相關機構――電視臺和廣告主之間形成相互信任、相互合作的良好格局。
(三)合作經營獲取本地區外的廣告份額。內蒙古電視臺還通過合作經營、節目帶廣告播出的方式和向其他機構購買節目,利用對方的頻道和時段來獲取本地區以外的廣告份額。內蒙電視臺于2000年11月同北京電視臺簽訂合同進行合作,合作的模式大體是由北京電視提供節目,由對內蒙古電視臺提供頻道和時段播出,通過經營廣告來支付成本和分取利潤。
(四)公開發行和銷售音像資料和制品。長期以來電視臺向社會公開發行音像資料和音像制品,是很多省級電視臺都采取的一種策略,但是卻很少有能夠取得規模效益的例子。究其原因,主要是因為:第一,沒有對經營空間和商業模式給予足夠的重視;第二,在創作取向、推廣方向和播出檔期的安排上并沒有足夠地照顧到對社會的公開發行和銷售環節;第三,由于版權歸屬不清,影響了規模經營。第四,還沒有一個高效運轉的機構和一套行之有效的辦法來進入這一經營空間和支持這一商業模式。
三、意見和建議
當前內蒙古電視臺的發展面臨著優秀省級衛視和中央臺的雙重擠壓,再加上全球步入網絡化時代,電視臺的發展不能一成不變,應該看清形勢,瞅準時機,實現轉型。新媒體的崛起一方面為內蒙古電視臺發揮自身民族特色提供了支持,也對電視臺應變新形勢和新挑戰的能力提出挑戰。
(一)利用地域優勢,打民族牌。隨著媒體融合,內蒙古電視臺在全國媒體行業里,最具競爭力的是自身的資源優勢。對于自治區而言,民族文化和風情因其獨特性而具有不可替代性,深入開發和利用就可以很好的避免“娛樂至死”時代省級電視臺的節目同質化難題。
(二)參與西部媒介集團化發展,增強西部媒介的總體實力。我國西部地區,幅員遼闊,少數民族眾多,文化資源較為豐富。改革開放以來國家政策的傾斜,導致西部媒介發展資金較少,專業人員較少,媒介從業人員整體實力差,媒介發展力量薄弱。數字化時代,單靠媒介個體的力量已經無法在瞬息萬變的網絡時代里站穩腳跟。內蒙古電視臺應該在這種潮流下應積極拓寬業務范圍,努力創新,與相關行業合作,與中國東部市場進一步結合,甚至可以將發展觸角延伸到海外,借助集體的力量發展壯大。
固態電容范文3
摘要:
電力變壓器在運行過程中可能遭到雷電過電壓和操作過電壓的作用,由于其自身電壓等級、額定功率和設計布局等差異,導致入侵的電壓波形通常和IEC標準有很大不同,評估其絕緣強度時有必要開展不同波形參數沖擊電壓下典型絕緣擊穿特性試驗研究。為此設計并搭建了一套基于固態開關的沖擊電壓發生器,通過調節回路中電容和電阻參數,可產生包括標準雷電沖擊電壓和標準操作沖擊電壓等7種不同波形參數的沖擊電壓。實驗測試與回路仿真所得波形近似,沖擊電壓的波頭時間和波尾時間滿足標準規定允許的偏差范圍。
關鍵詞:
固態開關;沖擊電壓發生器;波形參數
0引言
電力變壓器在運行過程中除了要承受長期的工作電壓外,還可能承受短時的雷電過電壓和操作過電壓等不同波形參數過電壓的作用。對于大型電力變壓器的沖擊試驗,通常采用標準雷電沖擊電壓和標準操作沖擊電壓來評估其絕緣強度[1-3]。然而,由于電壓等級、額定功率和設計布局的差異都會改變變壓器回路參數,導致入侵的雷電沖擊電壓和操作沖擊電壓的波頭時間和波尾時間通常和IEC標準有較大不同,所以有必要開展不同波形參數沖擊電壓下變壓器典型絕緣擊穿特性試驗研究[4-5]。本文針對不同波形參數沖擊電壓發生器進行設計,為后續的變壓器典型絕緣沖擊擊穿特性試驗研究奠定基礎。沖擊電壓源一般采用Marx回路,通過球隙的絕緣和擊穿來控制主電容的充放電,進而獲得需要的沖擊電壓輸出。文獻[6]對某沖擊電壓發生器的標準雷電沖擊電壓、標準操作沖擊電壓、500μs和1000μs長波頭操作沖擊電壓的輸出特性進行了試驗研究。通過對沖擊電壓放電等值回路的數學分析,給出了調波電阻的計算方法。文獻[7]研制了一種可產生IEC60060-1中規定的雷電全波的沖擊電壓標準波源,計算分析了回路中元件對輸出沖擊電壓波形參數的影響。該文采用半導體開關MOS-FET作為沖擊電壓標準波源的開關,保證了沖擊源的穩定性。文獻[8]設計并實現了一種基于固態開關的沖擊電壓源,較大抑制傳統依靠球隙電弧開關的沖擊源導通瞬間引起的強烈干擾,可實現對沖擊電壓波頭時間段內的局部放電檢測。本文基于文獻[8]2327方案,采用固態開關代替球隙,通過對回路中主電容、負載電容、波前電阻和波尾電阻的參數設計,搭建了一套可以產生包括標準雷電沖擊電壓和標準操作沖擊電壓的多波形參數沖擊電壓發生器,為后續的變壓器典型絕緣沖擊擊穿特性試驗研究奠定基礎。
1沖擊電壓發生器原理
圖1為傳統沖擊電壓發生器原理圖,直流電壓源通過保護電阻Rd對主電容C1進行充電,充電完成后觸發開關S導通,主電容對波頭電阻Rt和波尾電阻Rf放電,同時經波頭電阻對負載電容C2充電,形成上升的電壓波前,負載電容上的電壓被充到最大值后,反過來經波頭電阻和主電容回路一起對波尾電阻放電,形成下降的電壓波尾,從而產生沖擊電壓全波波形。通過調節波前、波尾阻值,實現不同波形參數的沖擊電壓輸出。國際電工委員會和國家標準對雷電沖擊電壓和操作沖擊電壓兩種波形的參數做出了明確的規定,為搭建沖擊電壓發生裝置提供了理論基礎和標準依據,其參數要求如表1所示。本文設計的沖擊電壓發生器采用圖1所示回路。其中回路開關選用高壓MOSFET組成的固態開關,參數指標為耐壓90kV,耐受電流100A,開通延遲時間為250ns,導通時間約為50ns,導通電阻為32Ω。為了產生標準雷電、標準操作等多種波形參數沖擊電壓,需要對回路各電容、電阻等元件參數進行設計。
2沖擊電壓發生器參數設計
2.1標準雷電沖擊電壓
本文選用的固態開關耐受電流為100A,為防止放電電流過大損壞開關,同時考慮到標準雷電沖擊電壓所用波前電阻和波尾電阻可能較小,因此電容選擇不宜過大,選用主電容為22nF,電容分壓器兼做負載電容,為0.3nF。根據圖1所示回路,忽略回路電感的影響,采用公式(1)和(2)來對回路的波前電阻和波尾電阻進行估算[9]。Tf=3.24•Rf•C1C2/(C1+C2)(1)Tt=0.693•Rt•(C1+C2)(2)式中:Tf為沖擊電壓的波頭時間;Tt為沖擊電壓的波尾時間;Rf與Rt分別為波頭與波尾電阻;C1與C2分別為主電容與負載電容的電容值。為了更準確獲得不同元件參數下沖擊源輸出的沖擊電壓波形參數,以及回路效率和回路最大電流,在對回路元件參數估算的基礎上,利用Matlab的電力系統元件模塊庫建立沖擊電壓發生器放電回路的仿真模型,如圖2所示,最終確定標準雷電沖擊電壓發生器參數如表2所示。當主電容充電電壓設置為50kV時,仿真沖擊源輸出電壓和電流波形如圖3所示,沖擊電壓波形參數結果如表3所示。沖擊電壓波形滿足標準雷電沖擊電壓要求,通過圖3(b)可以看出,50kV下回路中最大電流Ic為51.2A,未超過固態開關對回路電流的要求,通過進一步計算,當主電容充電電壓90kV時,達到固態開關最大電流限值。
2.2其他不同波形參數沖擊電壓
沖擊電壓發生器產生其他波形參數的沖擊電壓在原理上是相同的,只是波前時間和半峰值時間均較雷電沖擊電壓要長,這就要求沖擊電壓發生器的放電時間常數增加,即要求放電回路中的電容和電阻的大小增加[10]。考慮到開關有最大電流的限制,而且波頭和波尾電阻阻值的大幅度增加要保證使其具有很高的絕緣強度和熱容量,這在制作電阻的過程中難度很大[11]。綜合以上因素,考慮將主電容和負載電容適當增大,以獲得相對較小的波頭和波尾電阻阻值。設計中將主電容增大到200nF,負載電容在已有的電容分壓器上并聯一個0.85nF的耦合電容,則總負載電容增大到1.15nF。在產生波前時間和半峰值時間較長的沖擊電壓波形時,由于波頭電阻和波尾電阻的電阻值遠大于臨界阻尼電阻,此時電阻的電感對操作沖擊電壓波形的影響不大,因此回路中忽略電感的影響[11]。通過沖擊電壓發生器簡化回路的估算公式和電路仿真,最終確定6組不同波形參數的沖擊電壓發生器參數。當主電容充電電壓設置為50kV時,仿真沖擊源輸出沖擊電壓和電流等參數如表4所示。其中對于波形1,當主電容充電電壓為63kV時,達到固態開關最大電流限值。對于波形2,當主電容充電電壓為85kV時,達到固態開關最大電流限值。其他波形情況下主電容充電電壓小于100kV時,均能滿足固態開關最大電流限值要求。
3回路搭建和實驗測試
3.1回路搭建
依據確定的元件參數,在實驗室搭建沖擊電壓發生器,對不同元件參數下的輸出沖擊電壓波形進行測試。為了盡量抑制沖擊電壓發生器所帶來的干擾,采取了以下措施:
(1)沖擊電壓發生器回路接地線全部采用銅皮接地,保證接地良好。
(2)沖擊電壓發生器高壓引線采用直徑6mm的光滑銅管,長度盡量縮短,且將接頭處進行打磨處理,防止高壓引線發生局部放電混入測量系統。
(3)測量示波器通過隔離變壓器連接電源,保護示波器并隔離部分干擾。
3.2實驗測試
依次對上述7組不同波形參數的沖擊電壓回路進行實驗測試,主電容充電電壓5kV逐級加壓到40kV,經過電容分壓器輸出到示波器對電壓波形進行紀錄,每種波形參數每個電壓等級下分別進行5次試驗,取偏差最大情況。試驗中通過示波器采集的沖擊波形包含微小振蕩,導致選取具體電壓和時間坐標時會出現偏差。本文處理方式是當選取某個電壓及其時間坐標時,依據首次出現該電壓的對應時刻作為其時間坐標。圖4為試驗中獲得的30kV下標準雷電和標準操作沖擊電壓實測波形與仿真沖擊電壓波形的對比,通過對比可發現實測波形與仿真波形基本相同,波前時間和半峰值時間均滿足要求。經統計分析7組不同波形參數沖擊電壓回路在各電壓等級下的輸出波形,得到各組實際輸出電壓與主電容充電電壓的關系,經計算獲得7組不同波形參數沖擊電壓的回路效率如圖5所示。各組不同波形參數沖擊電壓的回路效率為88.1%~97%,且隨著波頭時間和波尾時間的增大有下降趨勢,回路效率與仿真結果近似,滿足實驗要求。對實驗波形進行分析可以得到各組不同參數沖擊電壓的波頭時間和波尾時間,同仿真的結果相對比,可得到波頭時間和波尾時間的偏差百分比如圖6所示,偏差計算如式(3)所示。其中,波頭時間的偏差范圍為-15%~25%,最大偏差25%出現在1.2/50μs波形10kV電壓下。波尾時間的偏差范圍為-8%~14%,最大偏差25%出現在1.2/50μs波形10kV電壓下。由圖5可知,對于波前時間,隨著電壓等級的升高,各沖擊電壓波形偏差逐漸由正偏差(波前時間偏小)趨向于負偏差(波前時間偏大);對于波尾時間,各沖擊電壓波形偏差比較穩定,基本不隨電壓等級的變化而變化。實驗測試結果與仿真結果存在一定誤差,該誤差產生的原因主要為回路中調波電阻的寄生電感導致?;芈分懈麟娮柙O計時采用康銅絲無感反向繞法制作盡量減小電感,并同時考慮足夠的絕緣強度和熱容量。但實際為產生不同的波形參數并滿足固態開關電流要求,電阻阻值選擇較大,因此存在微小寄生電感,導致誤差產生。同時沖擊電壓放電的不確定性,也會對誤差的產生有一定影響。通過實測數據可知,各誤差均在允許范圍內,滿足實驗要求。η=(T*-T)/T*(3)式中:η為波頭時間或波尾時間的偏差百分比;T*為各組沖擊電壓參數仿真計算獲得的理論波頭時間或波尾時間;T為沖擊電壓實驗測試獲得的實際波頭時間或波尾時間。
4結論
本文搭建了一套基于固態開關的沖擊電壓源,通過調節各電容和電阻的阻值參數,可以實現產生包括標準雷電沖擊電壓和標準操作沖擊電壓等7種波形參數沖擊電壓。實驗測試與回路仿真所得波形近似,其中標準雷電沖擊電壓和標準操作沖擊電壓的波頭時間和波尾時間滿足標準規定允許的偏差范圍。本文所設計沖擊電壓源可為后續的變壓器典型絕緣沖擊擊穿特性試驗研究奠定基礎。
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固態電容范文4
為什么火?五電容E5200處理器
早期的奔騰E520 0是兩電容版本(注:指處理器背面的電阻和電容排列與酷睿2E7200系列完全相同,最明顯的特征就是只有兩顆陶瓷電容),而新上市的E5200則完全不同,背面電阻和電容多了很多,通過對比可以發現它竟然與酷睿2雙核最高端的E8200完全相同,陶瓷電容多達五顆(圖1),所以我們可以確定“五電容”版E5200就是Intel中高端的E8X00系列處理器的簡化版本。
根據經驗來看,“名門之后”的五電容版E5200的超頻能力要比兩電容版E5200更好。果不其然,眾多玩家通過實戰測試證實了這一點(圖2),于是一傳十、十傳百,E5200處理器在中低端又火了一把!
如何買到性能最強的五電容E5200處理器
對于不喜歡超頻的用戶來說,五電容E5200和兩電容E5200在性能功耗發熱方面幾乎沒有任何區別,由于兩電容版還要便宜幾十塊錢,因此就沒必要強求五電容版了。但對于超頻玩家來說,五電容意味著更高的頻率和更強的性能,為此多付出一些絕對值得,要知道五電容版E5200搭配原裝散熱器風冷就能穩超4GHz,性能增60%!
E5200分為散裝與盒裝兩種,散裝當然很好識別,直接挑處理器背面有五顆電容的版本即可。而盒裝只能通過“天窗”看到處理器表面標識(注:盒裝處理器的外包裝,在處理器正面采用透明的外殼)。于是,我們只有通過處理器表面的編號來判斷是否是五電容版本,根據經銷商交代,數字“Q83”(08年第30周以后出廠)打頭的幾乎顆顆是五電容,而“Q82”打頭的也有部分是五電容版,但不好判斷,所以買盒裝的朋友一定要買帶“Q83”字樣的。
完美發揮五電容E5200處理器超頻潛力的主板推薦俗話說好馬配好鞍,如果沒有好主板的支持,五電容E5200體制再好也是暴殄天物。相信但凡購買五電容E5200的朋友大多是追求性價比的超頻玩家,所以這里筆者就精挑細選了幾款適合超頻45nm處理器的高性價比P45主板,供大家選購時參考。
七彩虹戰旗C.P45 X3 Ver2.0
七彩虹P45X3售價僅599元,但價低質不低,全固態電容、全鐵素體電感和低阻MOSFET的扎實用料十分養眼,5相供電對付四核處理器都夠用了,E5200超頻4GHz自然是綽綽有余。其次,處理器超頻主要是超外頻,因此主板的發熱量不容小視,七彩虹P45 X3在主板北橋上安裝了厚大的散熱片,消除了后顧之憂。
該主板為P45北橋搭配ICH10南橋組合,提供了6個高性能的SATA II接口。在磁盤接口附近還專為超頻玩家設計了“開機、重啟和清空BIOS”按鈕,這樣玩家們就可以更容易將E5200的實力釋放出來。板載IDE控制器、ALC 8838聲道聲卡、8111C千兆網卡、SPDIF同軸輸入和光纖輸出,配置應有盡有。
盈通P45封神版
這也是一款全固態電容設計的“P45+ICH10”主板,它的價格也是599元,其最大的特點就是同時支持DDR2和DDR3內存,在DDR3內存價格直逼DDR2的情況下,顯然頻率更高的DDR3內存能夠發揮E5200的強大超頻性能。
盈通P45封神版的處理器供電也是五相,在供電電路的MOS管部分安裝了碩大的散熱片,并通過熱管與南北橋相連,一勞永逸的解決了主板上面三大熱源的發熱問題,省去了超頻玩家很多麻煩。而且該主板在輸出接口部分設計了一個清空BIOS的按鈕,超頻失敗后再也不用拆機箱拔電池了。
昂達P45S
昂達這款P45售價更便宜,僅為549元,配置上雖然較前兩款差點,不過細節部分還是可圈可點的。處理器供電部分為四相設計,固態電容加鐵素體電感,對付E5200超頻綽綽有余,主板南北橋上的散熱投計也很到位。由于Intel的ICH10南橋芯片刪去了對IDE控制器的支持,考慮到不少人還有使用老光驅和硬盤的需要,昂達特意板載了一顆額外的ATA133磁盤控制芯片,特別適合升級用戶選購。
技嘉GA-EP45-DS3L
前面推薦的P45主板均為國產通路品牌,性價比很高,但并不適合對品牌要求較高的用戶,下面就推薦一款臺系一線大廠的P45主板,型號為技嘉GA-EP45-DS3L,當然價格不便宜,最低售價799元。這款技嘉P45主板雖然定位低端,但在配置和功能上絲毫不輸給千元以上的豪華P45主板,它同樣是全日系固態電容搭配鐵素體電感,默認支持1600MHz前端總線和1200MHz的DDR2內存,可以最大限度榨取E5200的超頻價值。
技嘉所倡導的DES動態節能技術在這款主板上也有所體現,可以讓電腦在空閑時將功耗降至最低,安靜省電又環保。技嘉主板對玩家超頻的服務是最人性化的,隨主板免費提供了各種監控和超頻軟件,能最大程度方便玩家超頻E5200處理器。
固態電容范文5
1、電解電容并聯在電瓶上可以有效地保護電瓶瞬間大電流放電。
2、例如當電動車啟動瞬間,需要很大的啟動電流。電瓶和電容同時向電機供電,而電容可以瞬間對電機提供強大的電流。對電瓶有一定的保護作用。
3、電解電容是電容的一種,金屬箔為正極(鋁或鉭),與正極緊貼金屬的氧化膜(氧化鋁或五氧化二鉭)是電介質,陰極由導電材料、電解質(電解質可以是液體或固體)和其他材料共同組成,因電解質是陰極的主要部分,電解電容因此而得名。
4、同時電解電容正負不可接錯。鋁電解電容器可以分為四類:引線型鋁電解電容器;牛角型鋁電解電容器;螺栓式鋁電解電容器;固態鋁電解電容器。
(來源:文章屋網 )
固態電容范文6
超耐久的獨自
2006年,Intel酷睿2處理器帶來了全球超頻熱潮,此時為了能夠提升主板壽命同時帶來良好的超頻穩定性,我在技嘉科技研發人員的努力下閃亮登場,配合IntelP965芯片組,以全固態電容的設計帶來的穩定供電和超長壽命征服了廣大注重品質的超頻發燒友,同時也將酷睿2處理器的超頻世界紀錄一次又一次刷新。沒錯,我的名字就是技嘉超耐久系列。在首款GA-965P-DQ6取得成功以后,憑借著全球采購以及高出貨量帶來的成本優勢,我被全線運用在了技嘉高、中、低端主板產品上,實現了全固態電容供電設計的普及。
2007年,全固態電容設計不僅征服了廣大用戶,同樣也令技嘉的對手們感到信服,因此我被各大廠商廣泛借鑒采用,甚至連通路廠商也在以全固態電容設計作為賣點。我的光芒似乎變得有些暗淡了。不過2007年年末,鐵索體電感和低電阻晶體管兩種高品質用料的加入讓我獲得新生,更低的工作溫度、更加純凈的供電電流讓我又能傲視群雄,走在主板品質的前列,加上隨后D.E.S Advanced動態節能設計帶來的超高用電效率,我似乎已經變得非常完美了。
不過,在主板同質化日益嚴重的今天,技嘉和競爭對手們都明白,只有不斷完善自己的技術,讓自家的產品做到人無我有、人有我強才能夠最大程度地突出品牌差異化,贏得用戶的垂青和信賴。于是我在保留了全固態電容、鐵素體電感、低電阻晶體管以及D.E.S Advanced節能技術的基礎上又配備了全新的2盎司技術。這個名字聽起是不是有些晦澀難懂?我來給大家解釋吧。
我的改變在于將傳統主板PCB含銅量從1盎司增加到了2盎司??蓜e小看了增加的這1盎司,這可意昧著制造成本的大量提升。配合全固態電容、鐵素體電感、低電阻晶體管的設計,我將提供給主板以及主板上搭載的其他硬件更純凈的電流以及更高效的電路內部執行效率。而由于主板PCB的電源層與接地層電阻值變成了原有的1/2,主板在工作時的溫度大幅度降低,給處理器、內存以及顯卡的超頻帶來了更好的條件。光聽我講可能大家還不能真正了解我的實力,下面就來看看對于我的實際評測吧。
第三代超耐久主流先行
在上期《電腦迷》雜志新品SHOW場欄目中,我們已經對技嘉超耐久3代主板做了簡單的介紹。相信大家已經對新一代的超耐久系列主板充滿了期待。因此《電腦迷》評測室積極爭取到了首批測試的機會。本次技嘉并沒有采用高端先行的戰略,而是以主流產品作為先鋒,評測室收到的是針對主流用戶的GA-EP45-UD3R。這當然最好,因為類似GA-EP45-UD3R這樣的主流產品更能貼近廣大用戶。
針對主流市場的GA-EP45-UD3R采用六相供電設計
GA-EP45-UD3R采用六相供電設計,全固態電容、鐵素體電感、低電阻晶體管等高檔用料全數保留,并且將傳統主板PCB含銅量增加到了2盎司,讓這款產品具備了更強的電氣性能。由于是針對主流用戶設計的產品,因此它只是標配Silent Pipe熱管靜音散熱器,不過對于主流用戶來說同樣足夠用了。產品的內存和主板北橋電路均使用了獨立的兩相供電設計,超頻電壓控制芯片,不僅能夠保證電壓穩定,同時也兼顧了以20mV步進的細致電壓調節功能。雙BIOS設計歷來是技嘉主板的特點,這款產品也不例外,同時它也加入了Smart Backup智能備份系統,為整機安全提供了良好保障。而D.E.S Advanced這個目前被認為是擁有最高用電效能的綠色節能技術仍然得到保留。下面我們就對這款產品的基礎性能、超頻能力以及節能效果進行詳細測試。
成本提升帶來至高電氣性能
GA-EP45-UD3R雖然采用了第三代超耐久設計,不過P45+ICHlOR芯片組并沒有改變,基礎性能并沒有太大提升。第三代超耐久設計的關鍵是為主板帶來更強的電氣性能。高發熱帶來的電子遷移是超頻最大的障礙,而大幅超頻后其實并非只有CPU溫度提升,電壓的增加同樣會導致處理器供電電路里的MOSFET場效應管、電感等元件的溫度上升,共同限制超頻。超耐久3代主板將PCB板內部的含銅量增加了一倍,繼而使主板PCB的電源層與接地層電阻值變成了原有的1/2,大幅減少了主板供電電路的工作熱量,從而讓主板贏得了更好的超頻環境。
通過內存異步,我們將DDR2 1066內存設置為667MHz的低頻起跳,然后將處理器工作電壓增加到1.55V。最終,倍頻設置為9的情況下找到了手中這顆Core 2 Quad Q6700的最佳超頻狀態,即9×417MHz。此時,處理器的主頻已經提升到了3.75GHz,前端總線也已經由原來的1066MHz提升到了1668MHz。Super PI 1M耗時由原來的19.257秒縮減為13.752秒,縮短了5秒之多。而這還僅是在風冷散熱下的超頻成績,若是擁有水冷甚至是骨灰級的液氮散熱,那么超耐久3代帶來的超強電氣性能將能夠得到更加充分的體現。
超頻不忘節能
D.E.S Advanced技術擁有目前最好的電效能。因此第三代超耐久系列不僅提供了超強的超頻能力,同時也保留了D.E.S Advanced這樣能夠給用戶帶來實惠的節能技術。 在不開啟D.E.SAdvanced技術時,主機的最低瞬時待機功耗僅為121.46W,滿負載瞬時的最大瞬時功耗則達到了219.12W。而當我們開啟D.E.S Advanced技術時,主機的待機最低瞬時待機功耗減小到了117.29W,滿負載的最大瞬時功耗也降低到了201.13W。最小和最大瞬時功耗分別減少了3.43%和8.21%。而前后兩種狀態下主機的性能損耗幾乎可以忽略。