基于Ansys的超声波电机驱动单元的热仿真

本文根据RTWUSM驱动电路的特点,拟用MCM技术对部分电路进行集成设计,应用Ansys对该驱动集成单元在不同对流情况下进行热仿真,模拟得到集成单元中的温度分布及散热状况,分析结果表明在空气强制对流情况下比空气自然对流时电机驱动控制装置内的芯片最高结温要低,散热状况较好,从而为电机驱动控制电路的集成设计提供理论依据.     

超声波电机频率-温度特性研究

为了研究超声波电机运行过程中温升和频率漂移等关键技术问题,采用自然对流传热问题的牛顿冷却定律和热容理论,建立了超声波电机的温度特性与驱动频率之间的关系表达式,仿真分析了驱动频率对电机温升的影响;考虑电机压电定子的转动惯量和剪切变形等因素,利用能量等效原则和铁摩辛柯梁振动理论建立了超声波电机谐振频率与温度之间的关系表达式,通过仿真研究了温度对电机谐振频率漂移的影响,并通过实验验证了仿真结果的正确性。仿真及实验结果表明:电机的谐振频率随着温度的升高呈线性降低;驱动信号频率越接近电机谐振频率,电机表面温度就越高。最后,根据研究结果提出了减小电机温升和频率漂移的措施,并通过实验验证所提出措施的有效性。     

行波型超声波电机的温度特性

为解决行波型超声波电机运行中温升和发热严重问题,提出一种基于能量耗散的超声波电机表面温度特性理论模型。利用电机定子复合结构的振动耗散能、压电陶瓷的介电耗散能以及定、转子接触面的摩擦损耗能确定电机的总体能量损耗,采用自然对流传热问题的牛顿冷却定律和热容理论,建立超声波电机的表面温度特性理论模型;仿真分析电机结构和材料参数(包括驱动电压、驱动频率、预压力、摩擦材料特性以及负载力矩等)对电机表面温度特性的影响;通过实验研究温度对电机输出特性、谐振频率的影响。最后通过实验验证了该模型的有效性和正确性。     

提高盘式微电机电磁转矩的分析测试与改进设计EI北大核心CSCD

为了提高盘式微电机的电磁转矩,针对气隙磁通密度和电枢电流强度两个方面,对转矩特性、磁场分布和对流散热等影响因素进行研究。根据安培力的产生原理,推导了平面定子绕组在轴向磁场中的电磁转矩公式;对永磁体产生的气隙磁场进行了三维数值计算和实际测量,给出提高工作磁通密度的重要因素;根据基于热–流耦合的空气对流散热机理,分析并实测了温度场分布规律,提出利于对流的主动散热结构。研究结果表明:气隙厚度对磁通密度影响显著,由1.5 mm减小到1.0 mm,转矩常数增加22.6%;而磁体厚度的增加具有饱和特性。对流通道的建立大大加强了发热的耗散,改进后电流强度可提高52%。所设计的微电机性能良好,具有较高的实用价值,对其研究的计算分析方法精度较高,具有推广的潜力。     

永磁电机温度场的改进有限公式迭代算法

非晶合金材料由于其高导磁、低损耗的特点,在电机的研究、开发中受到了广泛和密切的关注。由于非晶合金电机常常运行在变频控制下且工作频率往往较高,电机内谐波含量大、发热严重。考虑到电机损耗、材料导热性能、散热面对流传热性能受温度分布的影响,将温度场计算程序与一套双重循环迭代系统相嵌套,计算7k W盘式非晶合金永磁电机的三维温度分布。通过系统内循环确保电机腔内空气温度的准确选取;通过外循环计及温度分布对损耗、导热系数以及对流传热系数的影响。从有限公式迭代算法的基本原理出发,通过对温度场数学模型的改进,简化循环中对导热系数修正的计算过程,降低每步迭代的计算量。通过对比迭代算法算得的温升分布和电机温升实验结果,验证了模型的合理性和计算结果的准确性,为盘式非晶合金永磁电机的温度分析计算提供了一种较为精确、快捷的参考方法。     

油冷电机定子冷却结构散热仿真研究

针对电机散热问题，新能源汽车所用油冷电机在定子内部建立冷却结构，引入油来直接冷却定子及绕组。而优化定子冷却结构可以提升电机散热性能来达到提高电机功率密度和效率的目的。定子内部和喷油环通入冷却油后，流动状态复杂多变，故采用计算流体动力学仿真方法，建立油冷电机三维CFD模型，对电机内部流场和温度场进行有限元计算和分析，得到内部流体流动特性和电机温度分布特性。并主要分析定子冷却结构的入油口结构和喷油环关键冷却参数对流场及温度场分布的影响，并加以优化。最终优化的方案相比于优化前的方案，可使电机温度降低5～10°C。试验结果进一步验证了冷却结构散热仿真的准确性，为油冷电机技术的应用和推广提供了有力支撑。     

电压互感器温度场计算研究

电压互感器是电力系统中重要的测量设备,温度是影响其测量精度的一个主要因素。为了分析电压互感器的温度场分布、提高电压互感器的散热能力,采用ANSYS软件与CFX软件进行电压互感器的温度场和流体场耦合仿真计算的方法,以10 kV电磁式电压互感器为研究对象,建立了简化的温度场仿真计算模型。通过仿真计算,在考虑空气对流散热,采用扫描剖分的条件下,获得电压互感器模型的温度分布及热点温度位置。分析了影响热点温度的因素。计算结果表明,低压顶部绕组是电压互感器温度最高的部位,是温度监测的关键;油的热导率与粘度在正常温度范围内对温度场计算影响不大,可以忽略,侧表面的对流换热系数对热点温度的影响较大。采用增加侧表面换热能力的方法,可以增强电压互感器的散热能力。     

低速大转矩永磁电机的转子散热问题

对一台低速大转矩永磁电机进行有限元温升计算,并在保证电机性能参数基本不变的情况下对电机进行改进设计,缩短了铁心长度,提高了转矩密度,节省了材料。但改进后电机的转子和永磁体温度过高,易使永磁体退磁。结合fluent流固耦合计算方法,首先理论分析影响对流换热强弱的因素,然后研究加装散热风刺的不同尺寸对永磁体散热效果的影响规律,以及开设转子轴向、径向通风道对永磁体散热效果和温升分布的影响。最后进行样机试验,与理论分析结果进行对比,验证了所提转子散热方法的有效性及计算的准确性。该方法对低速大扭矩永磁电机的设计有借鉴意义。     

超声波电动机驱动用DDS信号发生器误差分析

根据超声波电动机对其驱动控制单元的要求,设计了一种用于超声波电机驱动的DDS信号发生器.该信号发生器基于可编程逻辑器件(CPLD)实现,能够给出频率及相位差可调的两路正弦信号,信号特征符合超声波电机驱动需求.DDS信号发生器处于超声波电机控制系统的前向通道中,其误差分析不仅可以指导DDS信号发生器的设计,而且对于提高系统动态控制性能具有重要意义.针对超声波电动机驱动应用场合,对DDS信号发生器进行了详细的误差分析,给出了定量分析结果.     

基于阻抗角特性的超声电机驱动控制研究

驱动控制对于超声电机的推广和应用十分重要。根据超声波电机的工作特点,该文分析温度变化对超声电机运行状态的影响,开发了一种基于驱动电压和电流相位差的驱动控制器,分析了各个控制部分的作用和设计方法,并进行了比较实验,结果表明这种控制系统能够达到稳定超声电机运行状态的目的。     

基于多芯片集成技术的超声波电机驱动控制电源研究

多芯片组件是实现电子装备小型化、轻量化、高性能、低成本专用集成电路不可缺少的关键技术。应用该技术对超声波电机驱动控制专用集成电路技术和专用芯片模型建立方法进行了初步研究，并对部分电路进行了仿真，对继续进行国内超声波电机专用集成芯片的研究作了有益的尝试。     

环境温度及风速对LED照明产品散热的影响分析

LED照明产品大多采用自然对流冷却（散热）方式。相对于强制对流冷却方式,自然对流冷却的电子产品其辐射换热量所占比例较大,其散热受环境风速的影响也较大。借助于热仿真方法,详细分析了环境温度（对热辐射影响较大）及风速对自然对流冷却LED照明产品散热的影响,对LED照明产品热分析及热测试具有重要的指导意义。     

Development of water pipe cooling system for power cables intunnels

A full-size test line was constructed to study the water pipe cooling system for a bulk-power transmission line installed in a tunnel. Based on the test data and their analysis, a technique for designing the system has been established. The results have indicated an effective layout of the cooling pipes in the tunnel, and have validated the accuracy of the computer models to determine thermal characteristics of the tunnel system. An efficient control method to operate the cooling system according to the load changes of the cables was developed. The chosen layout is shown to be more effective than the dispersed layout because it accelerates the air convection and makes the air temperature more uniform. Furthermore, the thermal convection resistance between the tunnel wall and the air is reduced. It was also verified that the air temperature distribution along the vertical shaft could be predicted by thermal convection analysis. This cooling system is scheduled to be applied to a 154 kV power cable line in 1990     

蒙特卡洛法在气压传感器检定结果不确定度评定中的应用

GUM法是评定测量不确定度的一般方法,以传播不确定度的方式提供输出量的包含区间,在线性模型条件下能够提供较为准确的评定结果,气象仪器检定结果的不确定度评定也采用GUM法进行。然而,当测量模型和计算较为复杂时,GUM法得到的结果可能出现较大的偏差。蒙特卡洛方法（MCM）以传播概率分布的方式,为测量不确定度的评定提供了一种通用的数值方法。以气压传感器检定结果为例,运用MCM进行不确定度评定,并用MCM评定结果验证了GUM法评定结果的准确性。结果表明,GUM法评定结果未能通过验证,说明GUM法在气压传感器检定结果的不确定度评定方面可能存在一定的问题,而用MCM可以得到更为准确可靠的包含区间。     

基于立体散热拓扑LED照明的实验与数值研究

本文提出一种立体散热拓扑的异形散热器拓扑结构,使得极限工况下静止空气对流加速,从而为该散热器提供了一种简单可靠的优质拓扑。经过对80WLED照明模组在35℃环境温度下的实验验证,与有限元数值分析结果基本一致,由T3ster测试集成光源结构函数,表征出最终模组的芯片群组工作结温为74．4℃,可以保证5万小时的理论寿命。80WLED照明模组的综合性价比优于市场上现有的普通散热器,并已经成功应用于半导体照明领域。     

A constant air flow rate control of blower for residentialapplications

This paper presents a technique to control a blower for residential applications at constant air flow rate using an induction motor drive. The control scheme combines a variable volt/hertz ratio inverter drive and an average motor current regulation loop to achieve control of the motor torque-speed characteristics, consequently controlling the air flow rate of the blower which the motor is driving. The controller is simple to implement and practical for commercialization. It is also reliable, since no external pressure or air flow sensor is required. Both a theoretical derivation and an experimental verification for the control scheme are presented in this paper     

风速传感器实测风速不确定度评定对比研究

在风速传感器实测风速不确定度的评定中,传统方法是将实测风速测量模型简化后采用GUM(guide to the expression uncertainty in measurement)进行评定。但GUM并不适用于复杂模型,为了研究实测风速不确定度评定的可靠方法,对风速传感器分别采用GUM和MCM(Monte Carlo method)进行不确定度评定,对比分析评定结果,并利用MCM评定结果验证GUM的适用性。结果表明,简化模型下GUM和MCM评定结果差异较小,但只有标准不确定度取一位有效数字时,GUM评定方法通过验证,评定结果一致性好;实测模型下MCM和简化模型下GUM评定结果对比得到,两者包络形状相似,但实测风速最佳估计值明显偏大,GUM评定方法不能通过验证;改变部分输入量分布时,两种方法得到实测风速最佳估计值非常接近,但GUM评定得到包含区间比MCM明显增宽,概率分布相差较大,GUM评定方法不能通过验证。因此,应当根据模型的复杂程度、输入量分布情况以及测量结果准确度的要求选择合适的评定方法,如果输入量分布均服从正态分布且对测量准确度要求不高,可使用GUM进行评定,反之建议使用MC...     

振荡冲击电压下典型绝缘模型局部放电解析(英文)

The aim of this paper was to give an overview on partial discharges under oscillating impulse voltage.Three models(void in solid,needle-plate in air and oil) were presented,which describe the stochastic discharge process and represent internal discharges in solids and corona in air or silicon oil.Moreover,an air cored Rogowski coil and a sampling resistor for partial discharge(PD) measurement were developed and introduced in this paper.PD inception and extinction voltages(PDIV,PDEV) under single oscillating impulse voltage and AC voltage were investigated with different test samples.Experimental results firstly revealed that the PD inception voltage(PDIV) decreased with increasing applied voltage;secondly the PD inception voltage for three different insulating materials,showed an escalating trend with increasing frequency of the applied voltage.It was proven that the characteristics of PD under oscillating impulse voltage were identical to the features under AC voltage,which could be measured with the phase resolved partial discharge analysis(PRPDA) technique.Based on the reorganization and analysis of PDs under oscillating impulse voltage,the information about insulation defects was extracted from the measured data and used for estimating the risk of insulation failure of the equipment.     

面向对象技术在调度员培训系统中的应用

本文介绍了一套采用完全面向对象的概念及编程技术开发的调度员培训系统。将电力系统的元件以对象来表示,将仿真中的特定应用也作为一个个独立的大对象来处理,对象之间以事件来驱动,创建了一个协调统一的面向对象的开发环境。