本发明公开了一种高温辊道窑辊子实时监测装置，包括传输辊子部、在线监测部，所述传输辊子部包括若干平行设置的辊道窑辊子，辊道窑辊子的自由端设置在自由端安装架上，所述在线监测部包括摆臂、角位移电容传感器、螺旋弹簧片、无线信号发射装置和计算机，所述摆臂上方贴住辊子的正下方，摆臂下方连接转轴，所述转轴一端设有螺旋弹簧片，转轴另一端设有角位移电容传感器、无线信号发射装置。当辊道窑辊子转动时，其自由端的径向跳动将由监测装置采集并产生电信号并转换成数字信号，输送给计算机进行分析判定辊子的运行情况。本发明可以实时监控炉窑内辊子运行情况；避免因辊子失效发生堵窑的生产事故，提高生产效率。

该设备研制成功，解决了广大学校直流电机实验元器件难以购置、难以管理、难以开出实验课的烦恼。该设备把交直流电机实验有机地融于一体，节省实验室，节省管理人员，节省资金。本设备安全可靠，实验操作方便，是较完善的电力拖动实验室设备。该设备是广大学校一步到位、上规模、上档次的理想选择。   结构与功能： 一、学生台桌：配有学生桌12台，尺寸：160×68×80cm，一台2座，桌左右各有一个元件储存柜，中间抽屉放工具。 二、示教控制台：能分别控制12台学生桌的电源，示教屏具有演示讲解功能。其它功能与学生实验桌基本一样。 三、学生实验桌中部装有通用实验底板，实验时把元件盒插入实验板，即可连线实验。 四、通用电力拖动实验台: 1、电源输入指示  2、UFU、VFU、WFU三相电源输入熔断器  3、电源总开关:具有漏电，过载、短路保护功能 4、电压换相开关:用来观察三相线电压，450V电压表指示。 5、电流表2A3只，分别指示U、V、W相电流输出值。  6、急停按钮:按到底切断实验台电源 7、三相四线输出接线座 8、三相电源插座  9、220v市电插座，供外接仪器使用 l0、电源开关:控制"交直流调压电源"  11、 FU：交直流调压电源保险座 12、0～240V交流输出 0～240V交流输出接线座 13、0～220V直流输出 0～220V直流输出接线座 14、电压表250V:指示调压电源的输出电压值 15、Ra、Rf调节旋钮　  16、Ra、Rf接线座  17、直流电机Ia、If指示表 实验项目  电力拖动实验室设备 1、闸刀开关正转控制线路 2·接触器点动正转控制线路 3·具有自锁的正转控制线路 4·具有过找保护的正转控制线路 5·倒顺开关控制正反转控制线路 6·接触器联锁的正反转控制线路 7·按钮联锁的正反转控制线路 8·按钮接触器复合联锁控制线路 9·自动往返行程控制线路 10·接触器控制串联电阻降压起动线略 11·时间继电器控制串联电阻降压控制线路 12·手动Y/△降压起动 13·接触器控制Y/△降压起动 14·时间继电器控制Y/△降压起动 15·QX3-13型Y/△自动起动控制线路 16·半波整流能耗制动控制线路 17·全波整流能耗制动控制线路 18·C620车床电气控制线路 19·手动降压起动 20·单相运行反接制动控制线路 21·电动葫芦电气控制线路 22·C6163车床电气控制线路 23·控制电路联锁控制线路 24·主电路联锁控制线路

成果描述：本实用新型公开了一种电力铺设用电线收拉装置,包括主体,所述主体上设有控制器、收线箱、电机箱,所述收线箱的箱体内部设有收线轮,所述收线轮的中心轴线上设有主轴,所述主轴的两端通过固定轴固定在所述收线箱内,所述固定轴与所述收线箱之间通过轴承连接,所述固定轴的一端设有紧固手轮,所述紧固手轮与所述收线箱之间通过螺纹连接,所述电机箱内安装有步进电机,所述步进电机的电机轴与所述固定轴传动连接,所述收线箱的箱体上设有导向装置,本实用新型有效解决了在收线轮收线的过程中电线扎堆卷曲在收线轮的表面,实现了电力铺设用电线收拉过程,有效保护电线不受损害,具有结构简单、使用方便、使用效果好等优点。市场前景分析：本实用新型有效解决了在收线轮收线的过程中电线扎堆卷曲在收线轮的表面,实现了电力铺设用电线收拉过程,有效保护电线不受损害,具有结构简单、使用方便、使用效果好等优点。与同类成果相比的优势分析：国内领先

控制器开发：控制系统平台底层软件开发、硬件电路设计、电路板制作焊接、后期的调试与维护工作；产品验证：可完成控制器的温度、振动、盐雾等可靠性验证；物料保管：为公共实验平台的小型设备及电子元器件提供便捷的保管场地及环境

1．传感器模块：光敏传感器，热敏传感器，声敏传感器，磁敏传感器，气敏传感器，力敏传感器，位移传感器，条形磁铁等所有必要数量的元器件。 2．数字电路模块：D触发器，JK触发器，编码器，发光二极管，七段译码器，石英晶体，数码管，译码器，与非门，非门，四输入与非门，与门，或门，整流二极管，光电二极管，TTL集成电路，COMS集成电路等全部必须元器件。 3．电磁继电器模块：直流继电器，交流继电器，干簧管继电器，延时继电器，直流接触器，交流接触器，保险丝，热继电器，微型直流电机等全部元器件。 4．电子控制系统模块：磁弹簧，单晶晶体管，电感，光敏二极管，敏二极管，微型直流电机，稳压管，线圈，音乐集成，音频变压器，运放集成等全部必须元器件。 5．其他必要的附属电路（AC/DC转换和稳压）以及公用、备份元器件等。教学功能：模块化实验系统，完成教材中的全部学生实验。采用印刷电路板作为载体，集成了教材中所需的常用电子元件（电阻、电容、发光二极管、三极管、电位器、开关、晶闸管等）、常见传感器（温度、磁敏、光敏、声音、湿敏、气敏等）、逻辑门电路、控制电路、继电器、被控对象（蜂鸣器、扬声器、电机等），还包括红外遥控小灯示教电路、晶闸管工作过程示教电路、数码管显示电路等，所有器件和电路都有标识，方便学生认识操作学习。2、电源电路和实验板整合在铝合金箱中，便于操作和管理。实验板上全部釆用插接式连接方式和拨动开关，所有器件均有便于接入电路的接口插座，方便学生调整线路，改进了先焊接电路再试验的传统方法，可让学生有更多时间进行探究和实践。全方位的提供学生的动手区间。能使学生了解和熟悉电路板上的知识（如焊盘、走线等），使学生对电子产品设计有初步了解。可自己外扩实验所需元件，便于新课题的探索实践。实验箱内自带限流保护电路，当学生线路接错导致短路时，保护电路会自动切断电源，过载红色指示灯亮，关闭电源后可自动恢复。支持两种供电方式，交流220V由电源线接入或直流12-14V直接由板面接入。实验箱内自带电压转换电路，板面输出3V、5V、9V直流电。

传统电力变压器过于单一的功能已不能满足电网对新能源柔性接入、电能质量治理等方面的需求。基于完全可控器件的电力电子变压器（Power electronic transformer，PET）得到了越来越多的关注。本项目陆续提出了电力电子变压器的新型拓扑结构、无通讯线数据HUB实现方法、容错设计等核心关键技术，研制了适应不同场合的基于H桥级联型结构、模块化多电平变流器（MMC）型结构以及混合型结构的电力电子变压器。相关产品现已通过第三方权威机构的检测验证，并得到成功应用，取得了较好的经济效益和社会效益。

一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 磁悬浮轴承是利用电磁力实现转子无接触支撑的新型支撑设备，对于高转速和高精度的场合，磁悬浮轴承在旋转机械中得到了广泛应用。在磁悬浮轴承系统中，电力电子控制器用于控制磁轴承线圈电流，从而产生用于悬浮的电磁力，是重要组成部分之一。 现有技术的痛点问题：目前在此领域广泛使用的电力电子变换器存在使用器件较多的不足之处，从而带来体积大、成本高等缺点，不利于系统的集成化。对于多轴磁悬浮轴承，存在较大的优化空间。另外，磁悬浮轴承中电力电子器件是最易失效的部件之一，威胁磁悬浮轴承的运行可靠性。如果在高速旋转过程中出现器件失效，将造成严重后果。

传统的方式对嵌入式算法的编写以及实物调试都有比较高的要求，控制板性能有限、底层代码编写学习成本高、硬件资源调用不直观、算法实现与代码调试不方便，因此需要耗费学生与科研人员大量的时间与精力。 采用快速控制原型（RapidControlPrototyping简称RCP），那么就可以高效的、便捷的完成了前期算法的验证，研旭推出的电力电子仿真系统只需在MATLAB的Simulink搭建控制算法模型，下载到RCP控制器中，即可实现控制过程。 本系统将RCP控制器与可定制的功率硬件、电机结合在一起，通过模块化的方式，便于搭建各种不同类型的功率变换系统，非常适合高校、科研院所进行电力电子装置级和系统级的控制算法的验证。 系统同时可集成各类测试电源和检测仪器，一体化的结构，让学习开发更为方便省力。 系统特点： 更方便，更易上手 在Matlab中设计的控制算法自动生成代码，自动加载到实时目标机中运行，避免了繁琐的编程和Debug工作； 使用门槛低，会Matlab仿真即可完成实验测试工作，所有测试工作只需一人即可完成。 更灵活，更开放 硬件模块化设计，多种拓扑结构的功率硬件可选，同时，可根据需求定制各种不同的功率硬件，拓扑结构、功率级别、传感器的数量位置等均可以变化； 软件模块化设计，算法编程和监控全部采用基于模型的可视化设计方法，提供各类验证过的算法模型，可直接组合调用，大大缩短研发时间。 更可信，更可靠 功率级的算法验证，完美复现实际系统，具有很高的可信度； 采用高可靠性的功率模块和经过完善测试的接口模块，故障率低； 具备软件保护和硬件保护双重保护，安全性高； 具备数字仿真和物理电路双重验证，设计更灵活，实验数据更具说服力。

新型电力系统仿真分析、测试验证。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 随着“双碳目标”国家能源战略的确定和新型电力系统概念的提出，我国能源转型力度持续加大，逐步形成了大量新能源接入电力系统的局面。由于风能、太阳能等新能源与常规能源禀性差别很大，其并网发电系统具有显著不确定性、波动性和机械惯量缺失等特点。此外，高比例电力电子装备、新一代直流输电、多能互补的综合能源、各类大规模储能电站、各种通信及自动化新技术装置等因素使得新型电力系统组成要素愈加复杂，动态特性蕴含诸多未知，造成系统规划设计、装备制造、系统集成和运行控制等都面临史无前例的挑战。目前，电力科研院所、规划设计单位、装备制造厂家、教育培训机构等对新型电力系统开展仿真分析、测试验证的需求很大、很迫切。同时看到，新型电力系统的这些新型场景对仿真技术要求苛刻，门槛很高。 1）新型电力系统需要精细化动态模拟。人们对新型电力系统动态行为的认识还不够深入，无论是基础理论层面还是工程技术层面还处于广泛讨论、观点碰撞或局部示范试验阶段。然而，电力设施的新技术路线试错成本极高，不太可能对所有备选方案和技术选项都逐一示范。因此，开展大量深入的仿真研究是推进新型电力系统实施的必要手段。对于新型电力系统，需要深入开展仿真研究的领域包括：①新型电网体系结构研究；②新能源接入电网关键技术； ③ 新能源电网保护与自动化技术； ④源网荷储协同控制与优化调度；⑤新型配电网的电能质量分析与控制；⑥人工智能等新技术对新型电力系统的支撑。 2）新能源基地并网需要做稳定性评估。大规模陆上及海上风电集中接入局部电网有可能引发次/超同步振荡、宽频谐波谐振等电网安全稳定性问题，需要对这些问题进行机理及应对策略分析。所以需要对包含多类型新能源装备的局部电网做精细化动模仿真测试。然而，百千台级风光机组电磁暂态详细建模与仿真是一个卡脖子难题。 3）软、硬件在环仿真是必要的。新能源及储能电站的电力电子变流器控制及保护策略是厂家核心机密，对外不公开。由于控保策略对装置外特性及其接入系统的响应特性有重要影响，故需要分析内部核心控保策略。需要将新能源及储能控制器实物或黑盒模型接入测试平台开展动模仿真，以对其多时间尺度动态响应特性进行精细化分析。软、硬件在环试验对仿真平台提出了更高要求。 4）超大规模储能电站的仿真难度大。①单个储能机组的设备形态发生改变，从两/三电平变流器向模块化多电平变流器（MMC）的复杂结构演变，甚至采用储能跟变流器集成，故需要对这种复杂新形态做精细化测试验证。②超大规模、超大机组的储能电站包含较多并联储能单元或者储能机组，吉瓦时级储能电站，需上百台机组并联。另外，储能变流器的控制策略正从电流源型向电压源型转变，控制策略趋于复杂化，故需要大量的储能变流器的控制装置接入测试平台，才能对实现对储能单机以及多机之间协调控制性能测试，进而实现超大规模、超大机组的储能电站的精细化仿真。 5）现代直流输电控制与保护测试提出更高要求。超/特高压直流输电系统应用于新能源基地外送的控制保护策略及其硬件在环试验对实时仿真平台硬件资源要求苛刻，既要对直流输电系统建模，又要对新能源基地建模，应用场景的复杂性对仿真平台要求更高。 1 技术分析（创新性、先进性、独占性） 1.1 国产化实时仿真技术现状 实时仿真是指仿真模型执行进度与系统时钟完全同步的一类仿真，具备这种特性的仿真装置称为实时仿真器。新型电力系统的认知、试验、生产、培训需求快速增长，形成了实时仿真领域巨大潜在市场。但目前RTDS、RT-LAB等进口设备依旧垄断市场，对于大规模新能源场站、县域规模万节点级电力系统、多端特高压直流输电等应用场景电磁暂态仿真，所需的仿真资源巨大，平台造价极高。且关键核心技术处于卡脖子状态，平台应用的灵活性和开放性受到很大限制。只有开发和推广国产化实时仿真技术才能为顺利推进新型电力系统建设过程中的研究和生产提供自主可控的工具和手段。 1.2 UREP与进口设备的对比试验  为了实现电力实时仿真器的国产化替代，彻底解决电力实时仿真领域的技术“卡脖子”问题，国产实时仿真器UREP需要与国际主流技术进行对比，力求达到甚至超过目前世界最先进的技术。对标对象为行业公认的电力系统实时仿真仪（RTDS）和行业广泛使用的RTLAB，以上两款设备均为加拿大生产。对比试验方案如图1-1所示。制定标准（典型）测试算例，分别在UREP、RTDS和RTLAB环境下搭建测试算例的仿真模型，在完全相同的测试条件和试验内容下得到各种仿真器的仿真结果，比较仿真结果的一致性。同时比对仿真规模、建模效率和编译时间等关键指标。             图1-1  国产UREP与进口设备对标方案 1.2.1电气网络仿真对比    图1-2表示了一个多支路网络，基于图1-1中三种仿真器搭建该模型，通过不断增加支路数扩大网络规模，直到仿真器过载，得到仿真器的算力极限。         图1-2  多支路电气网络 在50us仿真步长下，对于图1-2案例RTLAB最大仿真规模为78个 三相节点，UREP也为78个 三相节点，二者相同。在编译速度方面，RTLAB编译时间为3分52秒，UREP编译时间为1分12秒，UREP是RTLAB的3.22倍。      图1-3  基于RTDS的仿真模型  当基于RTDS建模时，如图2-5，每块PB5最多允许24个节点；当基于NovaCor建模时，在超大步长150us下可以达到100节点，在50us步长下仿真规模未知。 2.2.2 双馈风机仿真对比   双馈风机含有电机、传动链、电力电子变流器和控制系统，是具有代表性的新能源元件。在在50us仿真步长下，对于如图1-4案例，RTLAB最大仿真规模为6台，UREP也为6台，二者相同。在编译速度方面，RTLAB编译时间为7分0秒，UREP编译时间为2分12秒，UREP是RTLAB的3.18倍。                图1-4  双馈风机测试案例 2.2.3 直流输电仿真对比   直流输电是最复杂的电力电子装备，有换流阀、阀控制器、极控制器、站控制器等一次和二次系统，是实时仿真领域的难点，也是检验仿真器能力的试金石。图1-5是双端单极直流输电系统测试用例，每端包含2个六脉波桥，控制保护包括了阀控、极控和主控模型，封装于蓝色模块内。   图1-5 双端单极直流输电系统测试用例 将图1-5所示算例分别在RTLAB和UREP中建模运行，在单核可用资源下，若仿真对象为电气主系统和控制保护组成的整个系统，则RTLAB过载，UREP也过载。若仿真对象仅为电气主系统（即双侧电源、交直流滤波器和4个6脉波桥），则RTLAB和UREP均不过载。在编译速度方面，RTLAB编译时间为3分40秒，UREP编译时间为1分11秒，UREP是RTLAB的3.10倍。 2.2.4 同步发电机组仿真对比    同步发电机目前仍是电力系统主力电源，是电力系统的主要仿真对象。同步发电机组模型包括同步发电机、调速器、励磁调节器及升压变。搭建多台同步电机并列运行算例，如图1-6所示。   图1-6  同步电机并列运行算例 在50us仿真步长下，对于图1-6案例RTLAB最大仿真规模为11台，UREP为13台。在编译速度方面，RTLAB编译时间为3分51秒，UREP编译时间为1分16秒，UREP是RTLAB的3.04倍。 2.2.5 最小步长对比 基于CPU的最小仿真步长能够体现仿真计算时间的抖动问题，抖动越小，允许的仿真步长就越小。因此，通过比较最小仿真步长，也可以反映仿真器的计算性能。仿真对象采用单台双馈风机，模型包括风力机、绕线异步电机、机侧变流器、网侧变流器、主动系统、所接入的配电网等元素，如图1-7所示。             图1-7  测试最小步长算例 经测试，RTLAB最小仿真步长为24us，UREP最小仿真步长为20us。可见，UREP具有更小的仿真抖动。 2.2.6 仿真精度对比 为了验证国产UREP的仿真精度，采取和RTDS交叉对比验证方法说明UREP的仿真精度。电力系统仿真包括电磁暂态和机电暂态，因此，从电磁暂态和机电暂态两个方面进行对比，同时考虑各种应用场景，以覆盖各种情形。电磁暂态检测案例的电网拓扑如图1-8所示。 图1-8 电磁暂态检测使用案例 无穷大电源电压等级为110kV，频率为50Hz，系统内阻抗为；L1、L3线路阻抗为，L2、L4线路阻抗为， T1、T2两变压器的额定容量均为，短路电压，空载损耗，空载电流，短路损耗，变比，高低压绕组均为Y形联结；假设系统A1、B1、A、B处供电负荷为(5+j1)MVA，C1和C处供电负荷为1+j0.1MVA。UREP建模如图1-9所示。   图1-9 电磁暂态检测案例的UREP仿真模型 基于RTDS建立电磁暂态案例的仿真模型如图1-10所示，其电压过零点短路控制如图1-10所示。   图1-10  RTDS仿真模型   图1-11  RTDS电压过零点短路控制结构 对上述模型，分别使用UREP和RTDS进行实时仿真，仿真时间为0.2s，短路故障发生在0.06s-0.16s之间，仿真步长为100微秒，横轴表示在0.2s时间内仿真采样点数，纵轴表示母线电压、电流，单位分别为V、A。在母线A点处发生三相短路，短路前后及短路期间的三相电压波形如图16-7。为了显示细微之处，将图1-12局部放大后，如图1-13。   图1-12  A点发生三相短路时三相电压波形   图1-13  A点处发生三相短路时三相电压波形局部放大 点划线为RTDS仿真结果，虚线为UREP仿真结果。可以看出，两种仿真结果高度重合，表现出电磁暂态仿真结果的高度一致。电磁暂态过程除了表现在电压动态还表现在电流动态，短路前后及短路期间的三相短路电流波形如图1-14。   图1-14 A点处发生三相短路时三相电流波形 图1-15  A点处发生三相短路时三相电流波形局部放大图 1.3  对标结论 （1）在内核资源完全等同条件下，国产UREP和RTLAB的仿真算力基本相同，即内核授权数相同条件下，具有相同的仿真规模。 （2）国产UREP的建模效率和编译速度远远高于RTLAB。小规模场景下，UREP是RTLAB的3倍左右，大规模场景下UREP是RTLAB的45倍左右。 （3）在仿真对象完全相同的条件下，国产UREP和RTDS的电磁暂态仿真结果完全相同，二者交叉对比没有差别。