小型凸极同步发电机设计中的问题

在对小型三相凸极同步发电机气隙磁场的研究基础上,讨论设计计算中的三个问题。气隙磁路、电枢齿磁路的计算;负载励磁磁势计算;横轴电枢反应的去磁作用,去磁作用的计算,和对气隙磁场的影响。提出,“气隙磁密幅值”法计算的气隙磁密幅值和电枢齿磁密都远大于实际值,不符合实际情况;Wieseman法的计算结果比较正确的反映了场的实际,用于小型三相凸极同步发电机的设计计算是合理的;在励磁磁势为梯形波的假定下,根据纵轴电枢反应磁势与将其直接折算至励磁边的励磁磁势的基波分量相等的原理,计算负载励磁磁势(略去横轴电枢反应的去磁作用)的方法。另外,讨论分析了励磁计算中必须考虑横轴电枢反应去磁作用的条件,提出了计算方法。进行了计算和试验结果的分析对比,汪明上述论点和方法都是正确的。     

基于场路耦合的弹射式电磁线圈发射器动态特性研究

为准确研究弹射式电磁线圈发射器发射过程的动态特性,基于T-Ω法建立了弹射式电磁线圈发射器二维场路耦合的数学模型,采用牛顿-拉夫逊(Newton-Raphson)算法对EMCLCC场路耦合模型进行了求解,得到了EMCLCC发射过程中回路电流、电枢受力、电枢的速度和位移随时间变化曲线。可以看出弹射线圈内电流峰值远高于驱动线圈电流峰值,且对电枢的作用力远大于驱动线圈对电枢的作用力,因此弹射线圈与电枢的磁耦合更加紧密。     

凸极同步发电机气隙磁场计算

为了解决凸极同步发电机谐波励磁系统设计之需要,本文着重讨论分析三相凸极同步发电机气隙磁场(波形)、气隙磁场的基波分量及三次谐波分量的计算,并考虑了磁导体的饱和度及电机气隙两侧之结构特点。这个方法是:先将励磁磁势及电枢磁势线性合成,再计算气隙磁场及其分量。对七台电机的计算、试验结果进行了分析比较,表明这个方法的计算精确度较高,一般偏差在±6％以下。为了获得精确的气隙磁场波形,对发电机磁场计算中的一些问题提出了一些看法。     

转子磁体永磁偏置混合磁轴承的三维有限元分析

建立了三维磁轴承模型 ,采用三维有限元分析方法 (FEM )分析了转子磁体混合磁轴承转子处于不同位置时的磁场分布及力 -电流关系 ,结合特性曲线阐述了其分布形状形成的原因 ,分析计算并比较了无偏置电流磁轴承、电励磁偏置磁轴承和永磁偏置混合磁轴承这 3种不同磁轴承的力 -电流线性控制特性 .通过分析发现 ,混合磁轴承的磁场耦合低并具有良好的控制特性     

转子磁体永磁偏置混合磁轴承的三维有限元分析

建立了三维磁轴承模型，采用三维有限元分析方法(FEM)分析了转子磁体混合磁轴承转子处于不同位置时的磁场分布及力一电流关系，结合特性曲线阐述了其分布形状形成的原因，分析计算并比较了无偏置电流磁轴承、电励磁偏置磁轴承和永磁偏置混合磁轴承这3种不同磁轴承的力一电流线性控制特性．通过分析发现。混合磁轴承的磁场耦合低并具有良好的控制特性。     

±800kV换流变压器不同工况下绕组电流及其谐波分量仿真分析

在高压直流输电系统中,换流变压器作为交流输电系统和直流输电系统的桥梁,其安全运行对直流系统正常运行具有重大的意义。为计算换流变压器在不同工况下的磁场及损耗,在PSCAD/EMTDC环境下搭建了云广直流输电工程仿真模型,改变参数模拟了换流变压器在不同工况下(额定运行和短时过负荷)网侧绕组和阀侧绕组的电流,并对绕组电流的谐波分量进行了分析,基于这些数据可进一步分析换流变压器谐波磁场和损耗。     

超导同步电机的磁场分析

根据在上海电机厂参加协作研制试验性超导汽轮发电机时所作的实际设计计算工作(并已经过制成电机的试验验证),对超导同步电机的磁场分析作一介绍。从汽轮发电机的实际结构情况出发,把超导同步电机中的三维空间磁场简化为二维场问题来解。分别对电机的励磁磁场和电枢磁场进行了理论分析,从而得出可供设计计算这种新型电机时应用的磁场计算公式。     

电励磁爪极发电机气隙磁场解析模型

为了对电励磁爪极发电机的性能进行快速计算和分析,提出一种新的气隙磁场解析计算模型.利用傅里叶级数分解推导空载气隙磁动势、电枢反应磁动势和气隙磁导,基于磁势和磁导得到空载气隙磁场和电枢反应磁场,同时引入修正系数考虑转子极爪形状和定子开槽的影响.通过有限元方法和试验结果验证了该解析模型的准确性.该模型建立了爪极电机的气隙磁场与电机参数之间的关系,适合在爪极发电机的初始设计阶段对其气隙磁场进行快速计算和性能优化.     

d-q轴励磁的同步电机气隙磁场与电枢反应电抗的计算

本文介绍d—q轴励磁的同步电机气隙磁场与电枢反应电抗的计算方法。将电机一对极的磁路分成若干条小磁路,计算小磁路的磁化曲线。再按电机的磁势分布曲线,计算每条小磁路上的气隙磁密。然后用富里哀级数分解的方法,计算气隙的谐波磁密与磁通,进而得d、q轴的电枢反应电抗。考虑了隐极与凸极电机磁路的不同,也考虑铁心饱和的影响,它可以计算电机空载与负载下的气隙磁场与电枢反应电抗。     

基于Ansoft的爪极发电机电磁仿真分析

对某型车用电励磁爪极发电机进行研究,建立了场路耦合三维有限元模型。基于该模型计算并比较空载和负载时的气隙磁密,利用MATLAB软件对气隙磁密进行了谐波分析,研究表明电枢反应使得负载时气隙磁场发生畸变、磁密幅值减小。利用经典的Maxwell应力张量法计算径向电磁力,结果表明电磁力与气隙磁密的大小具有一致性,且电磁力在低频时的幅值较大。     

直流真空断路器弧后介质恢复特性影响因素分析

直流真空断路器采用人工过零的方式实现故障开断,是当前直流系统兼具经济性与可靠性的控保方式之一,其弧后介质恢复特性是判定故障开断成功与否的关键条件。为探究直流真空断路器电磁与机电参数耦合作用下介质恢复特性的影响因素,本文基于连续过渡模型、能量守恒定律和电荷守恒定律,建立了零区带电粒子数密度计算模型,研究了触头型面参数和零前电流下降率影响下的零区带电粒子数密度分布;通过搭建12 kV直流真空断路器配永磁斥力机构运动特性测试平台,实验测得机构位移-时间特性曲线,研究了短路开断电流、零前电流下降率和换流投入时刻影响下的零区极间距分布。在此基础上,基于漂移扩散方程、Maxwell-Stefan方程和泊松方程,建立了弧后鞘层发展模型,以求得电磁与机电参数影响下的电场强度最大值;并与零区金属蒸气压和短路开断电流影响下的临界击穿电场强度进行对比分析,进而评估不同换流投入时刻、零前电流下降率、暂态电压上升率、触头直径下的弧后介质恢复强度。此外,求得了直流真空断路器可靠开断时零前电流下降率和换流投入时刻的极限安全域,以及电磁与机电参数耦合作用下的最小安全间隙与开断电流极限,为设计满足可靠开断要求的直流真空断路器灭弧系统结构参数与换流参数群组提供解决方案。     

特高压直流分层接入方式下抑制连续换相失败的优化控制策略

针对分层接入的特高压直流输电(UHVDC)中连续换相失败问题,分析其换相机理,提出了一种基于直流电流变化量的定熄弧角优化控制策略。理论上分析定熄弧角控制的作用机理,在控制中引入直流变化量,充分利用故障期间和系统故障恢复过程中直流电流的动态波动特征,来快速调节定熄弧角运行值,补偿因直流电流上升而减小的熄弧角,以达到有效抑制换相失败的目的。利用PSCAD/EMTDC软件实现了所提出的控制方法,并对比分析所提改进策略与CIGRE标准模型控制对换相失败的抑制效果。大量仿真结果表明,所提出的改进控制策略能有效抑制各种交流故障下连续换相失败,改善故障恢复特性。     

无刷直流电机换相转矩脉动的电流预测控制

分析了永磁无刷直流电机换相原理,提出了一种换相电流预测控制方法以抑制换相转矩脉动.在换相期间依靠检测非换相绕组上的电流,采用换相电流预测控制的方法,确保换相期间关断相的电流下降率和开通相的电流上升率相等,从而保证了换相期间非换相电流的恒定,达到了抑制换相转矩脉动的目的;同时采用时间延迟控制（time delay control,TDC）方法分析和估计参数扰动对换相转矩脉动的影响,认为参数扰动对换相转矩脉动的影响可以忽略不计.仿真和试验验证了该方法能够有效地减小电流脉动,抑制了换相转矩脉动.     

基于Matlab无刷直流电动机控制系统建模仿真的新方法

在分析无刷直流电动机数学模型的基础上,提出了一种基于MATLAB的无刷直流电动机控制系统建模仿真的新方法。该仿真模型由独立的功能模块整合而成,其中电机本体和逆变系统模型采用SimPowerSystems中的电力电子元件搭建,可以真实反映中点电压的实际情况。梯形波反电势、反馈电流和换相逻辑模块采用simulink中的查表库模块建模,简单易行,便于替换和修改。仿真结果验证了仿真模型的有效性和正确性。     

Efficient PO-MOM Method for Analysis of the Radiation Characteristics of a Large Antenna-Radome System

An efficient hybrid method based on the method of moments(MOM)and physical optics(PO)for the analysis of radiation characteristics of an electrically large antenna-radome system is presented.Specifically,MOM is first applied to the antenna to find the current on its surface,and then the equivalent PO currents produced by the antenna radiation are assumed on the radome wall.When the coupling of the PO currents and antenna current is considered,the coupling matrix is divided into a series of partial matrices,in order to deduce the memory requirement and accelerate the evaluation process.Numerical results indicate that the proposed hybrid PO-MOM method is accurate and efficient.     

低碳钢激光束电阻缝焊复合焊接中电阻缝焊温度场的数值模拟

使用ANSYS软件对"激光束-电阻缝焊"(LB-RSW)中电阻缝焊过程的热结构和热电进行了耦合分析,研究了缝焊电流、焊接速度和滚盘间距对低碳钢板RSW温度场的影响。结果表明,滚盘电极压力可以有效控制板间间隙;增大缝焊电流、降低焊速和增大滚盘电极间距都可以提高钢板表面温度、温度梯度和升降温速度。模拟结果与热成像测量结果吻合良好。     

异步电机定子电流内模自适应控制及实现

针对转子磁场定向下的异步电机定子电压方程中存在着励磁电流和转矩电流分量的交叉耦合,使得转矩电流的调节受到励磁电流的影响,提出了异步电机定子电流的内模自适应控制及其在转子磁场定向矢量控制中的实现方法.根据内模控制(IMC)原理设计异步电机电流调节器,用矩阵奇异值分析了IMC电流调节器的鲁棒性;用最小二乘法对模型参数进行辨识;将其应用于异步电机转子磁场定向的矢量控制中.通过对电流调节器传递矩阵函数的仿真及用DSP实现的异步电机矢量控制,验证了自适应IMC电流调节器的良好性能.     

Comparisons of STRETCH meat grinders based on two different topologies of ICCOS

Inductive energy storage systems （IES）require opening switches which are technically much more difficult to realize than closing switches. Institute of Advanced Technology （ IAT ） puts forward a meat grinder with an inductive pulse power topology called slow transfer of energy through capacitive hybrid （STRETCH）. In this topology, an integrated gate-commutated thyristor （IGCT） is capable of breaking the charging currents on the order of 4 kA, and it may encounter difficulties in expanding to higher energy systems. German-French Institute of Saint Louis （ISL） has developed a high-power opening switch based on standard high-power thyristors by using their so-called inverse current commutation with semiconductor devices （ICCOS） countercurrent commutation principle. Two topologies of the STRETCH meat grinder with ICCOS are analyzed. And they are compared based on the voltage across the main switch, the current multiplication factor and other aspects by u- sing Matlab simulations. The advantages and disadvantages of the two topologies are shown through the comparisons. Therefore a more suitable topology can be chosen for realistic applications accord- ing to their performances.     

多馈入直流系统换相失败分析

针对传统最小电压降落法在判断换相失败时准确性不高的问题,提出了新的换相失败判据。为了明确故障阻抗对换相失败的影响,分别通过两种方法：灵敏度分析法和节点阻抗矩阵法详细分析了故障阻抗与换相电压的数学关系。第一种方法能全面分析各种因素对换相电压的影响;第二种方法在一定的假设条件上得到了更为直观和简洁的换相电压表达式,可作为一种快速分析方法。基于两种换相电压分析方法,分别给出了当地换相失败和同时换相失败时的临界故障和临界耦合阻抗的求解方法。仿真分析表明,改进的换相失败判据准确度很高;同时由两种换相电压分析方法所得到的换相电压表达式也具有一定的准确性。最后,详细分析了交流故障、负荷特性以及系统参数对换相电压的影响,并得到了一些具有指导意义的普遍结论。