基于有限元的区域分解方法在永磁聚焦系统仿真中的应用

随着计算机技术以及并行求解技术的发展,区域分解方法越来越多地应用于计算电磁学的各个领域.针对微波管中的永磁聚焦系统仿真,该文提出一种基于有限元的非重叠区域分解方法,其引入一种新型传输条件,并采用内罚的方式推导出有限元弱形式.该区域分解法的最大优势是不需要引入多余的未知量,并且最终集成的有限元矩阵满足对称正定性,适合采用预处理共轭梯度法进行矩阵方程的求解.该文仿真了多个微波管永磁聚焦系统,并与商业软件Maxwell进行了详细的对比,结果表明所提出的区域分解方法和Maxwell精度相当,却拥有着更加优越的计算性能.     

一种交流电动伺服控制系统设计

提出一种高性能、交流电动伺服系统。重点研究了控制电路的信号处理、隔离及采样,功率开关器件IGBT的驱动电路,提出一种隔离、驱动、保护方案。系统采用空间电压矢量控制策略,实现具有位置、电流、速度三环控制的全数字化、高性能交流控制系统,实验结果表明,系统具有实时性强、动态响应快、功率器件驱动保护电路性能稳定、可靠性高等优点。     

电动汽车用ISG永磁电机在弱磁条件下的永磁体涡流损耗分析

针对内转子内置式永磁同步电机在高速运行时转子永磁体所产生温升严重的问题,以"一"型和"V"型两种不同磁极结构的35kW永磁同步电机为研究对象,在永磁体总量和磁极分块相同的情况下,利用有限元法与解析法,分析了两种磁极结构在弱磁条件下永磁体表面的磁通及其变化情况,探究了两种磁极结构的电机在相同的弱磁条件下不同转速、不同弱磁角和不同去磁电流时的转子永磁体涡流损耗大小和特点,得到在相同弱磁条件下"V"型磁极结构的永磁体涡流损耗大于"一"型磁极结构的结论。最后制造样机并进行试验,验证了有限元模型的有效性,为永磁同步电机在弱磁条件下的永磁体涡流损耗情况提供参考。     

电机驱动的ABS/TCS的建模仿真

针对高性能电动汽车加速到指定车速过程较慢且车轮打滑的问题,利用双三相永磁同步电机的低压大功率的高性能控制,设计出双三相永磁同步电机TCS/ABS控制系统。首先建立双三相永磁同步电机动力模型和1/4车辆模型,然后分别基于PID控制和模糊控制策略,通过车身速度是否达到目标车速来确定理想滑移率值,最后将此值作控制目标,设计了电动汽车TCS/ABS的闭环控制系统。运用MATLAB/Simulink构建了仿真模型并进行验证,结果表明,控制系统启动时低速阶段能实现滑移率的目标控制,同时能有效避免轮胎打滑,实现高性能电动汽车的短时间快速启动到指定车速巡航,且模糊控制效果更好。     

切向结构永磁同步电机磁钢径向并联组合研究

针对低速大转矩切向结构永磁同步电机中磁钢尺寸对性能的影响进行研究.提出一种"工"字形排布的磁钢径向并联组合优化方案.在保证电机磁钢轴向长度和体积不变前提下,分析磁钢磁化方向长度变化对电机性能的影响.分析表明:磁钢的磁化方向长度在一定范围内增加可降低磁钢漏磁、增大反电动势和降低转矩波动;但磁钢的磁化方向长度过度增加会大大降低电机磁通面积,使得电机反电动势不增反降.在此基础上,提出一种降低磁钢漏磁、增大反电动势和降低转矩波动的三块磁钢径向并联组合的"工"字形排布方案:近气隙侧和近隔磁槽侧磁钢槽内分别插入磁化方向长度短、径向宽度窄的磁钢以降低近气隙侧和近隔磁套侧磁钢漏磁;近气隙侧磁钢和近隔磁槽侧磁钢之间采用磁化方向长度较短的磁钢以保证磁钢磁通面积降低得不多.通过仿真实验验证所提方案的可行性.     

空气预热器实时监控系统堵塞可视化性能研究

针对电站锅炉回转式空气预热器运行时上下表面不可见的问题，本文提出了一种视频监控与故障分析系统，可直接监测转子表面情况。该系统通过视频监控获取图像，结合改进的Retinex算法对其进行处理，实现了以下2个功能:1）能分析积灰程度以判断转子堵塞 情况；2）与温度场融合实时显示转子表面热点分布以预防二次燃烧。该系统已应用于某600 MW机组，实现了在热态环境下对空气预热器转子积灰程度、热点分布、堵塞程度的估算与可视化，大大提高了空气预热器运行的可靠性。