无刷励磁发电机坦克供电系统瞬态性能的计算

国内外新型坦克的供电系统中都采用无刷励磁发电机。该文建立了这种系统的数学模型，举例说明了计算方法，并分析了它的工作特点。由于增加了励磁机放大环节，回路中时间常数增大了，励磁电流在输出电流中所占的比例减小了，所以实际计算时可以简化些。     

车载硅整流同步发电机瞬态仿真

为了对车载硅整流同步发电机带整流负载时的瞬态过程进行分析,建立了abc坐标系下发电机的数学模型,并在MATLAB中搭建了发电机励磁调节系统仿真模型.仿真结果说明:在带整流负载的情况下,给发电机突加突卸负载时,发电机输出电压突变;通过调节励磁电流,可以保持发电机输出电压的稳定.     

变速恒频双馈异步发电机组的控制技术

基于8XC196MC单片机的双馈风力发电机组控制系统,由两个不同变流器、复合斩波器、双馈电机、8XC196MC微控制器系统等组成.运行时机组的两个控制环同时工作,实现变速恒频.低于额定风速时,通过整流器及逆变器控制双馈异步发电机的电磁转矩,实现对风力机的转速控制;反之采用节距调节的方法除去多余的能量.     

励磁线圈结构参数对金属射流箍缩特性的影响

对励磁线圈内部磁场进行了理论分析,建立了线圈与金属射流作用的有限元模型,得出了励磁线圈结构参数变化对金属射流箍缩特性的影响规律。结果表明,随着励磁线圈长度增大,金属射流中的感应电流密度、磁感应强度及电磁力随之增大,励磁线圈长度要大于金属射流劲缩部位长度,才能保证金属射流有效变形;随着励磁线圈内径增大,金属射流中的感应电流密度、磁感应强度及电磁力随之减小,励磁线圈内径尺寸要尽量接近金属射流直径最大尺寸,二者直径差尽量控制在3~5 mm范围内,以形成较大磁压力差,减小由于金属射流轴向速度梯度引起的表面扰动,进而延缓金属射流箍缩直至断裂的过程,增强其对装甲等军事目标的侵彻穿深能力。研究成果将为破甲弹威力电磁增强技术可行性论证、原理试验及相关结构设计提供重要的理论和技术支撑。     

磁后坐发电机磁场的有限元分析

在磁后坐发电机的工程设计中,主要通过磁路解析法计算初始位置线圈磁通来估算空载电压,大量的直接近似处理使得最终计算结果误差较大.为此,引入有限元法对磁后坐发电机的二维轴对称瞬态磁场进行场路耦合分析.运用有限元分析软件Ansoft进行仿真,输出电压与对应试验结果对比误差较小,说明有限元法用于磁后坐发电机工程计算,精度较高,并且能得到工作中的瞬态信息,可以代替以前的方法.     

装甲车辆动态扭矩测试系统的无线供电装置研究

从无线供电技术对装甲车辆动态扭矩测试系统展开研究分析,设计出一种基于电磁感应与电磁谐振原理的无线供电装置.该装置借助于发射线圈与接收线圈之间产生的变化磁场,在接收线圈内产生感应电动势为负载提供电能.在供电装置设计完成后,进行温度标定,并通过相关实验数据,验证了该无线供电装置可以应用到装甲车辆传动轴的动态扭矩测试装置上,具有一定的研究价值.     

引信炮口感应供电技术研究

引信感应信息装定时，由于要在出炮口瞬间之前建立引信装定电源，采用常规化学电源不能满足快激活的需要，文章提出，在不更改炮管材料且炮口不安装磁钢条件下，在信息装定线圈之前加装强电磁供电线圈，采用电磁感应先行建立引信装定电源的方法，并分析了其两种实现途径：一是恒流装定线圈炮口感应供电，二是变流装定线圈炮口感应供电。前者的效果等同于磁后坐电机，但引信上只安装线圈，后者即为空芯变压器。仿真结果表明，采用感应供电，能量可以满足低功耗电子时间引信工作需要。感应供电技术为无（储备）电源引信的供电提供了一种可行途径。     

车载电站并机逆变器电流控制技术研究

首先介绍了用于导弹发射车的车载电站系统结构及其运行的基本原理。为保证蓄电池组备用电源经三相逆变器成功并入采用柴油发电机的车载电站,并实现逆变器单位功率因数运行,需要保证三相逆变器转换出的电流与柴油发电机组输出电压保持同相位。在三相逆变器动态数学模型的基础上,设计了一种带柴油机发电机组输出电压前馈的双闭环控制系统结构,采用软件锁相环对柴油机发电机组电压进行相位锁定,用于闭环系统控制以使逆变器输出电流与柴油发电机电压一致,实现单位功率因数的电能传输。在MATLAB SIMULINK环境下建立了锁相环及系统整体的仿真模型,仿真结果表明,该锁相环能够很好的实现锁相,有效的保证逆变器单位功率因数运行,该控制策略能够保证逆变器成功并入柴油发电机车载电站。     

履带车辆电传动发动机-发电机组及其控制策略研究

根据电传动系统的结构特点,分析了传统机械传动结构与电传动结构在控制方面和能量耦合方面的差异,提出了电传动结构各个传动子系统之间能量弱耦合这一特点,定义了发动机-发电机组的功能;提出发动机、发电机的选型要求,设计了发动机-发电机组与负载的连接电路;根据发动机和发电机的工作特性,划分了几种工作模式,提出了以动力性为主,兼顾发动机发电机组的效率,实现最优控制的控制策略.     

一种单兵电磁武器发射过程仿真研究

为了推进电磁发射武器向单兵作战平台发展,采用计算机仿真研究了一种基于锂聚合物电池供电的单兵电磁武器发射过程。采用两级磁阻线圈型的电磁发射模型对发射装置进行了理论分析,利用Ansys Maxwell有限元软件研究了发射装置的内弹道过程。分析发现多级电磁发射过程中逐级减小线圈匝数能有效提高弹丸发射速度。仿真结果表明:在单兵电磁武器小型化的要求下,通过合理设置线圈匝数能有效提高弹丸发射速度,该结果可为后续单兵电磁发射武器的设计及研究提供参考。     

电磁轨道炮发射过程中的分布式脉冲电源系统冲击特性研究

电磁轨道炮发射过程中,分布式脉冲电源系统在1~2 ms的时间内,将承受30 kA以上的脉冲电流以及5 kV以上的脉冲电压,对于电源系统关键部件的工作特性造成极大的影响,甚至引起失效。因此,研究分布式脉冲电源系统在电磁轨道炮发射过程中的冲击特性是十分重要的。建立包含动态变化负载的分布式脉冲电源系统模型,利用电路仿真Pspice软件对分布式脉冲电源系统的冲击特性以及关键部件失效后的工作特性进行仿真分析,并将分析结果与实验结果进行对比。研究结果表明：电磁轨道炮发射过程中,分布式脉冲电源系统的电容器组,在单一模块晶闸管发生击穿短路故障后,受到较大的反向电流和反向电压,会对储能电容器造成严重破坏;在单一模块调波电感器发生击穿故障后,会造成故障模块的输出电流波形与电容器输出电流波形脉宽相近,且造成输出电流波形脉冲宽度变小,峰值增大（即通过晶闸管电流的di/dt变大）,可能造成晶闸管高压硅堆正向过流烧毁。仿真结果与实验结果吻合程度很高,证明所建立电磁轨道炮电源模型与实际使用模型十分接近,分析得到的结果准确性更好、可信度更高。     

特种车辆电驱动系统的预测直接功率控制策略

针对脉冲宽度调制 (PWM)整流器在特种车辆电驱动系统中电流谐波及功率脉动大的问题,提出新型预测直接功率控制策略。在传统控制策略基础上设计电流观测器,通过预测控制方法估测出由系统参数失配造成的扰动并进行实时补偿,再经电流预测计算得出下一时刻的预测电流值。建立三相PWM整流器的动态模型,通过所设计的电流观测器预测电感变化后的电流值,并将其与电流的实际值作比较,经过估计系统扰动方式补偿系统误差。仿真和试验结果表明,该PWM整流器预测直接功率控制策略能有效抑制电流谐波分量以及功率脉动,实现电感参数变化条件下的正常工作,便于控制策略在特种车辆电驱动系统中实现,且能更好地提高特种车辆电源品质。     

应用MATLAB对装甲车辆电气系统仿真的研究

车辆电气系统中广泛地采用硅整流器发电机，硅整流器的工作模式随时问而改变，发电机工作的约束条件多．目前现有的数字仿真方法的计算工作量大，编程困难．MATLAB语言是一个数学分析与运算软件，可以用作动态系统的建模与仿真，它有非常强大的矩阵分析与运算能力．MATLAB还是一个开放的环境，人们己经开发了许多具有特殊用途的工具箱软件．本文提出了一种对车辆电气系统应用MATLAB／Simulink的建模和仿真方法，此方法不仅编程简单，运算效率高，而且具有很高的仿真精度．     

线圈型电磁发射器反向电流分析及其对发射器系统的影响

线圈型电磁发射器利用驱动线圈和弹丸线圈的磁通耦合机制加速弹丸向前运动,磁通耦合的大小决定了弹丸的受力及其加速过程。然而高速运动的弹丸会造成其前部磁力线压缩,在驱动线圈内部产生与驱动电流方向相反的感应电流,抑制了电源的正常放电,导致发射器系统电流波形呈下滑趋势。针对该问题,从理论上导出了运动磁体周围环形电场分布方程,分析了运动磁体各项参数对感生电场的影响;运用有限元分析方法模拟了永磁体弹丸运动过程并利用钕铁硼柱体做了验证实验;运用线圈型电磁发射器实验平台测得了环形感应电流;通过分析不同电源电压条件下发射器系统电流分布提出了零电流输出模式的方案。     

Torque Ripple Suppression Integrated Starter/Generator Control Strategy for Brushless Wound-Field Synchronous Motor

A flux linkage compensation field oriented control (FOC) method was proposed to suppress the speed and torque ripples of a brushless wound-field synchronous motor in its starting process. The starting process was analyzed and the model of wound-field synchronous electric machine was established. The change of field current of the electric machine was described mathematically for simplified exciter and rotate rectifier. Based on the traditional field control, the flux linkage compensation was introduced in d-axis current to counteract the flux ripple. Some simulation and preliminary experiments were implemented. The results show that the proposed method is feasible and effective.     

Torque Ripple Suppression Control Strategy for Brushless Integrated Starter/Generator Wound-Field Synchronous Motor

A flux linkage compensation field oriented control (FOC) method was proposed to suppress the speed and torque ripples of a brushless wound-field synchronous motor in its starting process. The starting process was analyzed and the model of wound-field synchronous electric machine was established. The change of field current of the electric machine was described mathematically for simplified exciter and rotate rectifier. Based on the traditional field control, the flux linkage compensation was introduced in d-axis current to counteract the flux ripple. Some simulation and preliminary experiments were implemented. The results show that the proposed method is feasible and effective.     

无刷同步电机的起动性能仿真

针对目前国内无刷同步电机较少应用于电动运行的现状,设计一种无刷同步电机起动运行状态的仿真模型。该模型以电机起动系统为研究对象,利用模块化思路,分别建立励磁机、主发电机、旋转整流器以及控制单元等模块,运用这些模块搭建一个完整的起动运行模型,并对所建立的模型进行起动初期的仿真研究。仿真结果表明:该模型有一定的可行性和有效性,能为进一步研究无刷同步电机的起动性能奠定基础。     

装甲车辆的新型供电体制

针对目前装甲车辆使用的单一28V低压直流供电体制,采用270V体制、智能配电和综合电子技术对现存车辆供电体制进行改进.其技术包括:高压无刷直流发电机起动及优化、及其数字化控制、DC/DC双向变换器控制、蓄电池充放电工作模式及电池监控、电源综合管理、DC/AC交换器容错、交流伺服数字化炮控系统等.     

基于差分结构的大间隙变面积电涡流式传感器

针对因车体振动而带来的测速与定位误差问题,设计一项基于一阶差分结构的大间隙变面积式传感器。传感器由检测线圈、激励电路、放大电路、线圈检测电路、同步解调电路、差分比较电路和AD采样电路等几部分组成,激励电路产生方波激磁信号,经放大电路放大后,送入检测线圈和解调器。通过对检测线圈和信号检测电路的合理设计,配合后续处理电路,可以快速、准确、可靠地完成测速定位功能,并进行了实验验证。实验结果表明：传感器可以准确地检测到轨枕的位置,测量距离可达5 cm,并且不受车体振动的影响。