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西北工业大学魏炳波：材料教育未来发展的几点思考
拔尖创新人才培养学术活动
中国高等教育博览会
2024-06-05
级联直流变直流汇集并网拓扑及移相控制方法
新能源发电广泛通过交流母线接入柔性直流电网之后，并入交流大电网当中，即采用交流汇集，直流送出的形式。交流汇集侧由于与大电网相脱离，因而容易发生宽频振荡等稳定性问题，造成系统故障、停运、保护甚至烧毁设备等严重后果。系统稳定及振荡的问题成为限制新能源经柔直送出大规模并网的一个瓶颈问题。
采用直流汇集的方式能够有效改善交流系统当中的宽频振荡问题，提升新能源并网惠及发电的稳定性和可靠性，提出的技术解决方案提出了新能源发电，经级联直流，dc/dc变流器并网拓扑及移相控制方法，能够有效地改善新能源经柔直，汇集并网送出的稳定性和可靠性，并且通过一项控制的方法，可使输出的直流电流和电压更加平稳。
在级联DC/DC实现MPPT控制的基础上，针对独立输入串联输出的级联DC/DC系统结构在光照不均时不能实现均压的问题，以及DC/DC输出侧串联电压跨度大、并网电流纹波大的问题，在拓扑中增设LC滤波器，又提出一种组合电平法的移相控制策略，在保证传输线路电压稳定的同时，有效减少了并网电流的纹波。
创新点
针对模块化级联DCDC系统，当光照不均时，DCDC输入功率不同，由于输出侧串联，输入功率的不同会导致输出侧的均压问题，为此，在原有的DCDC拓扑基础上增加一个后级均压单元，由一个二极管和开关管组成，并且采用移相控制策略，可有效实现输入功率不同时，级联模块输出侧的均压稳流效果。
市场前景
新能源直流汇集直流升压是未来建设多电压等级直流电网的重要组成部分，其中升压变流器是其中的关键技术装备，因而其控制特性显著影响系统的持续稳定可靠运行。
应用案例
新能源直流升压汇集示范工程
华北电力大学
2023-07-20
回旋行回旋行波管波管
回旋行波管为高功率宽带毫米波放大器，是雷达、信息对抗领域装备的“心脏”，项目研发的回旋行波管国际领先。输出功率100kW以上，是普通微波器件的100倍以上。 该产品研发解决了战略装备缺乏有效大功率源，无法启动的瓶颈问题，成功的推动了雷达等装备列装进程。
电子科技大学
2021-04-10
毫米波新基片结构器件
2016国家自然科学奖二等奖，基片集成类导波结构是近十几年来微波毫米波学界发展起来的一种新型高性能平面导波结构。基片集成类导波结构具有极低的电磁泄露和互扰，其品质因素和功率容量远高于传统平面传输线。国内外数百所大学和研究机构都对其开展了大量研究，它也成为微波毫米波领域最受关注的研究分支之一。 项目组作为国际上该领域的主要贡献者之一，以基片集成类导波结构的工作机理与创新应用为主线，对这类结构及器件的传输特性、损耗机理等基础科学问题进行了深入研究，提出了半模基片集成波导等多种新型平面导波结构，发展了相应的设计方法，并发明了一系列新型高性能微波毫米波器件，部分器件已得到实际应用。
东南大学
2021-04-11
爆轰波结构观测实验系统
本系统可通过实验方式，观测爆轰波传播过程中内部结构，记录内部横波碰撞、反射、消失及再生成过程，直观显示爆轰波横波与纵波结构。横波是爆轰自持机理中不可缺少的因素，实际爆轰具有三维结构，横波在极径方向上的传播与发展可能导致各处横波强度不同。侧壁与端面胞格结果是爆轰三维结构在不同截 面处的几何体现，端面烟膜可直观显示爆轰纵向波结构。本系统可选取合适方式记录管道中不同位置横波结构，与对应的纵向波结构对比分析。同时，还可改变边界条件，研究爆轰波在圆管及环形隧道中的传播特性。另外，预混气体被点燃后能否形成爆轰波直接关系到爆轰实验是否成功，而爆轰实验中预混气被点燃至形成爆轰波需经过一定时间。本系统可加速爆轰波形成过程，提高实验效率。还可根据需求测定爆轰波传播速度、压力等参数，描述爆轰传播行为，对实验结果数字化，可定量分析爆轰的不稳定性。为燃烧学、爆轰机理、爆炸事故预防等多方面应用提供理论支撑。
北京科技大学
2021-04-13
脉冲红外热波无损检测设备
脉冲红外热波（热像）无损检测设备以闪光灯为热激励源，以红外热成像方式检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、速度快、非接触、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于大型复合材料和金属板壳结构内部缺陷检测的可视化、数字化、定量化的检测设备。主要检测对象有：航空航天复合材料结构的内部分层、脱粘、异物和撞击缺陷；蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水；各类多层胶接结构的脱胶；铝蒙皮和金属板背面的腐蚀；热障涂层的内部脱粘、厚度不均；固体发动机绝热层和包覆层脱粘；壁画空鼓，等等。该设备是自行研制的设备，具有自主知识产权。 技术指标：1. 脉冲能量：3000～6000J；2. 图像分辨率：320*240；3. 检测时间：10～20s；4. 单次检测面积：300mm*200mm以上。
北京航空航天大学
2021-04-13
调制红外热波无损检测设备
调制红外热波（热像）无损检测设备以频率可调的余弦波(Look-in法)或阶跃函数方式对检测对象进行连续光热激励，以红外热像的相位信息检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、非接触、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于大型复合材料和多层胶接结构内部缺陷检测的可视化检测设备。与脉冲热像法相比检测设备简单、检测深度更深，但检测时间较长。主要检测对象有：航空航天复合材料结构的内部分层、脱粘；蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水；各类多层胶接结构的脱粘；固体发动机绝热层和包覆层脱粘；壁画空鼓，等等。该设备是自行研制的设备，具有自主知识产权。 技术指标：1. 加热功率：1000～4000W；2. 图像分辨率：320*240；3. 检测时间：20-300s；单次检测面积：300mm*200mm以上。
北京航空航天大学
2021-04-13
太赫兹液晶材料与波片
本发明提供一种在太赫兹频段具有大双折射的液晶泪晶材料，该液晶材料具有目前THz 频段内最大的双折射率，兼具宽温液晶相(-15~1500 C) 和低粘度的特点，能够实现低工作电压、快速响应、紧凑型THz 调制器件的制备。
南京大学
2021-04-14
针对受时间反演对称性保护的量子自旋霍尔的研究
在应变的InAs/GaInSb量子阱中，量子阱中的应力使其能带发生改变，从而使得体态杂化能隙得以增大，这直接导致了边缘态电子费米速度的增加，因而螺旋边缘态中的相互作用效应变弱。实验上测量得到的边缘态电导以及其对外加磁场的响应清楚地表明该系统中的量子自旋霍尔态是一种Z2拓扑绝缘体，其性质受到时间反演对称性的保护。而且，InAs/GaInSb量子阱中螺旋边缘态的相干长度最长可达10微米以上，远大于之前所有有关量子自旋霍尔态研究工作中报道的数值。另外，螺旋边缘态的相干长度还可以被栅极调节，这显示了边缘态电导与边缘态电子费米速度，也即边缘态相互作用强度密切相关。
北京大学
2021-04-11
一种实现现场总线拓扑结构实时重构的通信单元
本发明公开了一种实现现场总线拓扑结构实时重构的通信单元，包括第一、第二数据处理模块和二个端口，二个端口均设有接收模块和发送模块，其中任一端口的接收模块均通过第一数据处理模块或第二数据处理模块与另一端口的发送模块连接，在第一、第二数据处理模块之间设置有双向电子开关。本发明采用一个双向电子开关即可实现数据流向的灵活切换。具有双环结构的主从通信系统中采用两个处理模块，分别处理各自通信链路上的数据信息信号，真正提高了一次通信操作中的数据信息信号冗余度，实现数据信息信号双环结构。
华中科技大学
2021-04-14