基于椭圆循环圆的轿车扁平液力变矩器设计

为设计叶形更为合理、性能更优的轿车扁平化液力变矩器,提出了基于椭圆的扁平循环圆设计方法。提出了全新的扁平率定义,使扁平率的变化能够反应循环圆整体形状的变化。在分析环量分配规律对变矩器性能影响的基础上,改进了传统的等环量分配叶片法,针对不同叶轮采用不同的二次函数环量分配规律进行叶片设计,得到了叶形更为合理的扁平变矩器叶片。将本文方法与传统方法进行了对比分析,结果表明,用本文方法设计的扁平变矩器性能更佳。     

分流式液力机械变矩器的传动特性研究

基于2K-H型行星轮系的运动方程,给出了分流式液力机械变矩器(HSTC)自锁的判断方法;提出了HSTC功率流的分析方法;建立了HSTC的结构参数与传动参数之间的关系,对比分析了各种型式的HSTC的效率、变矩比、分流比等传动参数.研究结果表明,在没有功率循环和自锁的情况下,HSTC的传动效率高于液力变矩器,HSTC比液力变矩器具有更宽的应用范围.所得研究成果可为HSTC的计算和设计提供理论基础.     

基于CFD的液力变矩器导轮优化设计

基于CAD-CFD,分析影响液力变矩器整体性能的因素并进行优化。首先使用BladeGen对液力变矩器进行参数化造型,基于CFX软件对不同速比工况进行计算,统计液力变矩器性能变化曲线并与试验对比。分析导轮能头分布特点,并根据流场分布对导轮进行结构优化,使内、外环上导轮翼型结构分别适应不同的速比工况,最终实现对低速比工况时导轮能头损失的优化,优化后涡轮输出力矩增量最大达到175.36 N·m,液力变矩器在0速比工况下变矩比增加0.344,效率在0.274速比工况下增加2.95%。     

柴油发动机与液力变矩器匹配研究

柴油发动机与液力变矩器的匹配合理与否,关系到其各自性能的发挥及铲土运输机械整机性能的好坏。应正确分析柴油发动机液力变矩器的特性,明确影响其共同工作点的因素,通过科学选择变矩器直径、改变转速比、合理设计变矩器的结构参数、分配发动机功率等措施,使柴油发动机与液力变矩器合理匹配。     

基于Buck电路的矩阵变换器风机直接转矩控制

针对恒速恒频风力发电机控制困难和易受电网谐波影响的问题,提出了一种基于Buck电路的矩阵变换器的风机直接转矩控制方法.利用Buck电路简化传统的三相-三相矩阵变换器控制策略来构造三相-单相矩阵变换器,将该矩阵变换器应用到永磁直驱风力发电机的直接转矩控制系统中,并使用反馈线性化法来简化系统的控制策略.利用Matlab软件的仿真测试结果表明,所设计的矩阵式变换器能显著提高系统的动态响应性能,且提出的控制策略具有良好的稳定性和鲁棒性.     

LLC谐振变换器参数优化方法的研究

基于LLC谐振变换器的工作原理,提出了一种基于优化LLC谐振变换器中的励磁电感来降低谐振电流和变压器次级输出电流有效值的设计方法．根据高效率、高功率密度和高频化的要求,通过研究各参数变化对电路运行和性能所造成的影响,设计了一个1MHz的LLC谐振变换器,给出了实验和仿真结果．     

永磁同步电机传动系统能量成形控制仿真研究

针对功率变换器和永磁同步电机（PMSM）构成的传动系统,基于能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统理论,研究其速度控制问题。建立了PMSM的PCH非线性数学模型,在负载转矩恒定已知和恒定未知情况下,设计了系统的速度控制器。根据最大转矩／电流（MTPA）控制原理确定了系统的期望平衡点,分析了平衡点的稳定性。利用PWM信号变换方法控制功率变换器各开关器件的导通占空比,实现隐极PMSM的速度调节。利用Matlab／Simulink仿真,结果表明,系统具有很好的负载扰动抑制能力和转速跟踪性能。     

基于厚度变化的液力变矩器轻量化潜力研究

为探究液力变矩器工作轮轻量化后对其原始特性和工作部件强度的影响,基于某三元件液力变矩器样机,开发了液力变矩器三维流动轻量化平台. 采用贝塞尔曲线对变矩器工作轮叶栅系统和内外环曲面进行参数化建模,定义叶片和内外环的厚度系数. 使用实验设计方法（DOE）建立不同叶片和内外环厚度系数下各个工作轮的单流道模型,利用计算流体力学软件对单流道模型进行流场仿真,并将仿真结果用于厚度变化后的叶轮结构的单向流固耦合分析,以分析各个工作轮的厚度变化对外特性和强度的影响. 通过台架试验对轻量化后变矩器的性能进行测试,并结合仿真计算减薄后的外特性以及相应的应力和形变量变化. 结果表明:随着变矩器各部分厚度系数在1.0—0.3范围内的变化,变矩器整体的质量最多可减轻40%,变矩器可以承受结构大幅度减薄引起的应力增加,而结构减薄导致的流道和循环流量增加,会显著地提高变矩器各叶轮工作转矩.     

越野车液力变矩器流场分析与实验研究

为深入了解液力变矩器内部流场,提高工作效率,利用CFD软件对越野车W 305液力变矩器流场进行数值计算.基于计算结果,分析了液力变矩器各工作轮流场特性,研究其流场分布规律,力求找到影响液力变矩器效率的因素.为验证CFD计算准确性,利用激光多普勒测速系统(LDA)对导轮流场进行测试.将计算结果与实验结果进行对比分析,并与理论计算相比较,表明流场计算结果准确、可靠,CFD计算可以指导液力变矩器的设计.     

液力变矩器仿生叶片压降性能试验

为了提高液力变矩器的性能和效率,在改变叶轮和叶片常规参数的基础上,将仿生学技术融入到叶片设计和试验当中.首先介绍了仿生植物叶片表面和仿生动物皮肤表面设计叶片的思想,然后给出了仿生叶片的制造过程,最后利用研制的试验台对设计的仿生叶片进行了压降性能测试.试验表明,该仿生叶片的减阻特性优于光滑叶片,进而可减小液力变矩器的内部流动损失,提高液力变矩器的整体效率.该试验设计思路和实施过程还可为如何利用仿生学的思想解决工程实践中遇到的问题提供借鉴.     

基于端口哈密顿系统与PI控制原理的异步电动机转速调节

针对功率变换器和异步电动机构成的传动系统,利用能量成形与端口受控哈密顿（PCH）系统理论,研究其速度控制问题。建立了异步电动机的PCH系统模型,并构建了期望的闭环状态误差PCH系统。根据转子磁场定向原理,确定了期望的平衡点,并用Lyapunou稳定性定理分了平衡点的稳定性。利用互联和阻尼配置方法,设计了负载恒定已知和有扰动情况下的速度控制器。负载扰动通过速度误差的比例积分控制来估计。利用电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）信号变换控制功率变换器各开关器件的导通占空比,实现异步电动机的速度调节。仿真结果表明,系统具有很好的负载扰动抑制能力和转速跟踪性能。     

两种开关磁阻电机系统的对比研究

从电机输出容量,功率变换器、基本工作频率及对转矩脉动影响等方面,对常用的三相开关磁阻电机系统物四相开关磁阻电机系统进行了对比分析,结果表明,无论是用作电动机系统,还是用作发电机系统,由三相双开关功率变换器和三相６／４结构电机组成的开关磁阻电机系统的电机单位体积输出容量和系统效率均比由四相分裂电源式功率变换器和四相８／６结构电机组成的开关磁阻电机系统高。     

单片集成谐振式升压转换器设计

为了解决高频谐振功率转换器功率密度较低的问题,提出基于绝缘体上硅（SOI）工艺平台和氮化镓（GaN）功率晶体管的三维集成的单开关全谐振升压转换器,开关频率为500 MHz. 转换器主体采用传统Class-E放大器的衍生电路结构?并联式Class-E拓扑,栅极驱动器采用单管谐振式驱动拓扑. 转换器中的谐振电感元件采用SOI工艺中提供的平面螺旋电感实现,谐振电容元件采用GaN功率晶体管的米勒寄生电容实现,硅基芯片与GaN芯片通过三维倒装技术连接. 围绕电路参数设计、谐振元件的实现和版图结构设计进行详细分析. 实验结果显示,当输入电压为12 V时,片上转换器的最高功率密度为1.481 W/mm²,满载效率为60%,最高效率为89%. 本设计为实现高功率密度、高集成度的功率转换器提供了新思路.     

A novel technology for control of variable speed pumped storage power plant

Variable speed pumped storage machines are used extensively in wind power plant and pumped storage power plant. This paper presents direct torque and flux control(DTFC) of a variable speed pumped storage power plant(VSPSP). By this method both torque and flux have been applied to control the VSPSP. The comparison between VSPSP's control strategies is studied. At the first, a wind turbine with the capacity 2.2 k W and DTFC control strategies simulated then a 250 MW VSPSP is simulated with all of its parts(including electrical, mechanical, hydraulic and its control system) by MATLAB software. In all of simulations, both converters including two-level voltage source converter(2LVSC) and three-level voltage source converter(3LVSC) are applied. The results of applying 2LVSC and 3LVSC are the rapid dynamic responses with better efficiency, reducing the total harmonic distortion(THD) and ripple of rotor torque and flux.     

基于三维流动理论的液力变矩器设计流程

介绍了W 305型液力变矩器开发的过程。在基本几何参数一致的基础上,设计了5种液力变矩器叶栅系统方案,并且对包括W 305型液力变矩器比较基型在内的6种方案进行了稳态试验比较分析。对内流场进行了仿真分析,探讨了液力变矩器性能提高的本质原因。试验和仿真的结果充分证明了本设计方法的科学性和准确性。     

液力变矩器内部三维流动计算方法

系统地论述了三元件向心式液力变矩器内部三维流动计算方法。首先对各叶轮内部流场进行计算,画出其进出口压差与流量关系曲线,找到各叶轮的共同工作点,然后再考虑叶轮之间的影响,通过反复试算,逐步逼近实际工况点,较精确地计算出流场的压力和速度分布,并对性能参数进行预测。此方法以及揭示的压力和速度分布对该类型液力变矩器的设计与改进具有实际的指导意义。     

变压器串并联LLC+Buck级联DC-DC变换器的均流特性

研究适用于高压/宽电压范围输入、低压/大电流输出应用场合的高功率密度/大功率级联DC-DC变换器拓扑,采用两级结构.前级为定频/开环工作的变压器串-并联结构的LLC谐振变换器,后级为闭环工作的交错并联Buck电路.分析在前级LLC变压器励磁电感与匝比以及后级Buck占空比等参数不一致的情况下,级联DC-DC变换器工作在3种不同的工作模式,研究该变换器在不同工作模式下均能取得较好的均流特性.通过电路仿真与1 kW全砖实验样机,验证了该级联变换器拓扑结构具有良好的自动均流特性,适合应用于高功率密度/大功率DC-DC电能变换场合.     

液力变矩器流道网格生成及内流场数值分析

采用映射法划分变矩器流道网格，利用流体分析软件FLUENT对YB-200型液力变矩器内部流场进行仿真研究，湍流模型选择标准k-ε模型，较精确地得到了速度、压力分布，最终计算出变矩器的叶轮轴转矩。计算结果与试验数据相符合，表明数值分析对变矩器的优化设计具有指导意义。     

电动汽车高频交流功率驱动系统

为了改善和提高电动汽车电气驱动系统的性能 ,提出了一种用于电动汽车的高频交流功率驱动系统。该系统由高频谐振逆变器、高频变压器和高频交流脉冲密度调制变频器组成。高频谐振逆变器将电池组的直流电压逆变为 2 0kHz的高频交流信号 ,由高频变压器分配给系统的各个部分 ,采用零电压开关技术的高频交流脉冲密度调制变频器作为变频电源驱动电机 ,推动车辆行驶。研究表明 ,本文提出的高频交流功率驱动系统可以满足电动汽车不同的功率要求 ,具有噪音低、效率高、体积小、重量轻、能量密度高和动态响应快等优点     

有源箝位正激式单级功率因数校正变换器的仿真实现

将PFC变换器和有源箝位DC/DC变换器相结合,设计了一种新型有源箝位正激式单级功率因数校正变换器。介绍该电路的工作原理,定义了一个开关周期的4个工作阶段;借助Saber软件对该电路进行了仿真分析。仿真结果表明：该电路能够实现主开关管、辅开关管的零电压开关,额定条件下功率因数可达0.98以上,提高了变换器的功率密度与效率。