磷酸铁锂软包电池模组碰撞挤压安全性实验

采用一款磷酸铁锂软包电池模组,参照国标和某汽车集团电池模组挤压测试要求,对电池模组X、Y、Z方向进行挤压实验。第一次正向(Y向)挤压实验,电池模组前端板挤压失效。通过有限元仿真优化和加强模组端板结构,第二次模组Y向挤压实验通过。分析第一次和第二次Y向挤压实验数据,发现电池模组存在一定的安全边界。按照轻量化设计要求,对加厚的前端板又进行部分结构优化,进行第三次Y向挤压实验,也顺利通过。     

提高惯性运转时间的陀螺马达轴承预紧力调整方法

轴承的摩擦力矩对陀螺马达惯性运转时间具有重要影响,合理调整预紧力大小可减低轴承的摩擦力矩。为定量描述加载预紧力的马达轴向位移特性,建立了基于线性弹簧的马达轴向等效模型,并采用"两砣法"对轴承预紧力进行测试,提出的马达轴承预紧力调整方法可将实际预紧力控制在目标范围内,从而合理地降低轴承摩擦力矩。实测结果表明,马达轴承预紧力调整方法可有效提高陀螺马达的惯性运转时间。     

串补平台抗震动力学分析与优化研究

针对特高压串补平台结构系统设计需满足抗震稳定性要求,建立了基于刚柔耦合多体动力学模型,得到平台整体固有频率和振型,并在模态分析基础上,研究了频域范围内不同设计变量对系统幅频响应函数的影响。结合标准地震时程波激励,计算系统加速度响应以及支柱绝缘子、斜拉杆件载荷力变化特性,对平台进行时域抗震响应分析。以降低相对位移和加速度为目标进行系统参数优化设计,结果表明：提升阻尼弹簧刚度与斜拉杆件预紧力有利于提升系统的动力学特性,相比初始设计,位移与加速度响应降低了19%。     

小微型电磁继电器静态吸反力特性测试装置

国内外小微型电磁继电器静态吸反力特性的测试,由于继电器的结构尺寸、衔铁位移以及力等参数均较小,测试难度较大。目前仍停滞在较简单的手工测试阶段,测试精度和效率较低,且不能进行数据的自动分析与处理。设计一种满足测试要求的专用设备是提高继电器静态吸反力特性测试水平的必然技术途径。采用由悬臂梁式力传感器和直线光栅位移传感器等构成的自动测试装置较好地解决了测试技术难点。较先进的系统设计辅之以合理的硬件电路和软件设计,实现了继电器静态吸反力特性的自动测量和数据处理。实际测试证明了所设计装置是有效的,且具有较好的实用性和先进的数据处理性能,为进一步提高继电器性能和可靠性提供了有力的技术手段。     

电力变压器的有限元建模与绕组松动分析

为了研究预紧力大小与变压器绕组松动缺陷的关系,通过有限元分析了不同预紧力对变压器振动信号的影响。利用三维绘图软件Pro/Engineer绘制变压器模型,导入有限元分析软件ANSYS Workbench进行模态分析和谐响应分析,并分别与激振实验和短路试验的结果进行比较,得到了变压器固有频率随着预紧力降低而减小的结论。进一步研究发现,施加激励力后预紧力的变化对振动信号也有较大的影响,变化趋势由不同位置处的结构决定。将100 Hz基频振动信号作为分析对象,研究其随预紧力变化的规律,并分析绕组的松动程度。仿真和实验结果的对比验证了所建模型的正确性及通过有限元模型对变压器绕组松动进行仿真的可行性。     

汽轮机高温螺栓蠕变和应力松弛研究

为研究高参数汽轮机组螺栓的高温蠕变与松弛特性,解决汽轮机高压缸因紧固螺栓的蠕变导致的结合面密封性问题,建立了螺栓法兰联接的三维模型,采用ANSYS软件中自带的Norton模型,仿真模拟螺栓的蠕变与应力松弛。结果表明：螺栓蠕变先快后慢,在不同温度、相同初始预紧力的条件下,温度越高,螺栓残余预紧力越小;在相同温度、不同初始预紧力的条件下,初始预紧力越大,在蠕变初期螺栓残余预紧力也越大,但螺栓最终残余预紧力基本相同,与初始预紧力大小无关。仿真结果与试验结果吻合较好,说明使用Norton模型来预测螺栓残余预紧力随时间的变化是合适的。     

磁悬浮开关磁阻电机径向位移自检测

针对传统位移传感器灵敏度容易受温度和电磁噪声干扰,增大电机体积和结构复杂度等问题,在研究磁悬浮开关磁阻电机转矩绕组和悬浮力绕组之间互感与转子径向位移非线性关系的基础上,研究了一种实用的转子径向位移自检测方法。具体做法是:将一高频测试电流注入转矩绕组,然后在悬浮绕组端电压中滤出由该测试电流引起的互感电压,解调后提取出直流部分,再经简单数学处理后即可得到转子的径向位移。该方法无需专用的位移传感器,简单易行,可以减小电机尺寸,并提高系统的可靠性。仿真及dSPACE平台的实验结果验证了该方法的正确性和有效性。     

电磁永磁互调解锁装置仿真与设计

针对工业系统中机械连接的控制需求,设计一种以电磁体和永磁体间的斥力为解锁分离力,永磁体对电磁体铁芯的磁力作为预紧力的电磁永磁互调解锁装置.首先用磁路分析法分析电磁力与永磁力之间的互调原理,然后利用仿真软件分析轭铁关键结构参数对解锁分离力的影响,最后依据研究结论制备了尺寸为45mm×40 mm×40 mm的样机,证明了该...     

磁浮开关磁阻电机径向悬浮逆系统方法控制

针对磁浮开关磁阻电机径向力控制的严重非线性,提出了基于逆系统方法的磁浮开关磁阻电机径向力控制方案,设计了依据动态性能要求调节控制参数的综合控制方案,实现了径向力控制的动态线性化,分析了系统稳定控制的条件,建立了仿真模型进行仿真分析,并给出了不同动态性能指标下精确的位移跟踪仿真结果.仿真结果验证了控制方案的有效性,且方案易于实现、避免了局部线性化问题,便于确定系统的稳定范围及调节控制参数,为进一步的实践研究提供了基础.     

短路条件下变压器器身轴向振动的分析

基于电力变压器绕组轴向振动的质量弹簧系统数学模型并考虑变压器绕组的轴向振动的非线性特点,简化计算模型。本文针对一台型号为DFP1-240MVA/500kV的电力变压器,建立了由铁心、绕组、垫块、夹件和拉板组成的电力变压器器身振动的仿真模型,分别计算了变压器绕组和器身在不同轴向预紧力作用下的固有频率和振动型态,得出了轴向预紧力的变化与其轴向振动固有频率变化之间的关系。同时对短路条件下绕组轴向动态短路力所产生的器身轴向振动进行了分析。分析结果表明:短路时存在以50Hz和100Hz为基频的短路力,如果变压器的固有频率接近这两种频率及其倍频,会发生谐振,使振动位移变大,降低变压器结构的稳定性。     

风冷式CPCM锂离子电池热管理系统性能分析

针对圆柱形锂离子电池,提出一种风冷式膨胀石墨(EG)石蜡复合相变材料(CPCM)电池模组散热结构.建立了该电池模组的热仿真模型并进行数值模拟,结果表明,EG的质量分数为12％时,电池模组的最高温度及温差同时达到最低值;电池模组进行连续1C充电/3C放电充放电循环,空气流速为3m/s时,在两次充放电循环过程中,每一个时刻都能将电池模组的最高温度及温差控制在合适的工作范围内.在环境温度为37℃时,该热管理系统能将电池模组的最高温度控制在50℃以内,温差控制在5℃以下.     

不同预紧力下变压器绕组轴向振动模态分析

根据电力变压器绕组的轴向振动的弹簧质量系统数学模型并考虑了电力变压器绕组的轴向振动的非线性特点,建立了轴向质量、弹塑性绝缘垫块和夹件组成的电力变压器绕组的模态仿真系统,给出了电力变压器绕组在不同预紧力下的轴向振动模态分析的方法,得出每一阶模态具有特定的固有频率和模态振型.指出了电力变压器绕组轴向预紧力的变化与其轴向振动固有频率变化之间的关系,并通过有限元软件ANSYS进行仿真分析和瞬态激振法进行实验验证.结果表明,仿真计算和实验数据相符合.建立了绕组的不同预紧力与固有频率变化之间的关系数据库, 为电力变压器绕组结构设计时固有频率避开轴向电磁力的频率提供了理论和实验依据.     

轴向预紧力对变压器绕组振动响应幅值的影响

通过对大型变压器绕组模型的理论推导和现场测试研究,分析绕组预紧力变化对变压器绕组振动响应幅值的影响。仿真和试验结果表明,当变压器绕组处于非共振状态时,绕组的振动响应幅值随着绕组预紧力的降低而增大,因此,可通过监测变压器绕组响应幅值的变化来判别变压器的绕组状态。     

电力变压器绕组和铁芯的模态分析

为了研究电力变压器绕组和铁芯的振动特性,利用模态分析方法分析了不同预紧力对绕组轴向振动的影响及铁芯压紧状态对铁芯振动的影响;采用ANSYS软件建立了绕组和铁芯的模态仿真系统,通过有限元分析法获得了绕组预紧力与轴向固有频率之间的关系及铁芯压紧状态与固有频率之间的关系。     

超高亮度阵列式LED背光模亮度均匀化设计与模拟

以超高亮度阵列式发光二级管(LED)背光模组为研究对象,进行背光模块高亮度及均匀化研究。提出的超高亮度阵列式LED背光模组,通过LED阵列式排列方式排列,根据光学仿真软件对光学系统中的光棒尺寸大小进行精确设计,有效提高了光线亮度及其均匀性,并将光线通过菲涅尔镜进行汇聚,从而增强LED发出的光线密度,扩散板则消除由LED芯片和薄膜晶体管(TFT)所产生的炫光。通过对背光系统进行对比仿真测试,找到光源LED的最佳排列方式及各配光角度,并进行产品实物测试,测试结果符合各性能指标。     

基于Simulink/Stateflow和RTW的电池SOC估算软件开发

介绍了一种基于模型开发自动代码生成的电池荷电状态(SOC)估算的软件开发方法。以动力电池SOC估算为研究对象,在Simulink/Stateflow中建立仿真策略模型;确定了三种测试工况验证模型仿真的正确性;使用Real-Time Workshop工具将SOC估算模型生成标准的C代码;在软件Code Warrior IDE环境下,利用CPU为飞思卡尔MC9S12DT128芯片的电路板进行了实测。测试结果与仿真结果一致,生成代码的尺寸满足芯片的处理能力要求,软件能够稳定运行。     

EtherCAT在编队卫星动力学仿真测试中的应用研究

针对编队卫星在轨的精确队形控制需求，以及卫星研制中地面动力学仿真测试需结合编队飞行的特点，提出一种基于EtherCAT总线的编队卫星动力学分布式仿真测试系统。该仿真系统在传统单星动力学仿真计算的基础上，通过EtherCAT网络实现了分布式仿真系统构建，充分利用EtherCAT网络实时性高、拓扑结构灵活、可扩展的特点，实现编队卫星在轨星间数据、队形拓扑、动力学特性实时仿真，并具备综合调度和数据管理功能。通过构建EtherCAT分布式仿真测试系统，设计综合调度软件，对分布式仿真测试系统的实时性进行了验证。经验证分布式仿真系统能够实现优于1 ms的系统实时性，可以满足编队卫星动力学仿真测试的要求。     

动力电池循环膨胀力研究

锂离子动力电池在使用过程中会发生电池鼓胀,既影响电池的寿命,也会由于其鼓胀超过模组框架允许极限而发生模组框架的破坏,进而引发安全事故,因此研究动力电池生命周期内膨胀力的变化规律对于提升电池性能及安全具有重要意义。总结了NCM622三元和磷酸铁锂体系动力电池使用寿命过程中机械力的变化规律,研究结果表明:(1)无论是三元体系还是磷酸铁锂体系动力电池,都会随着容量的衰减,膨胀力逐渐增加;(2)在单次充放电过程中三元电池由于正极材料晶胞体积变化很小,电池形变主要受负极材料影响,所以内部鼓胀力随着电压的增长而增加;磷酸铁锂电池由于正极材料在充放电过程中的变化影响,在充电和放电过程中电池膨胀力会分别出现波谷;(3)三元电池和磷酸铁锂电池的循环容量衰减和膨胀力增加均符合线性关系,循环过程中磷酸铁锂电池的容量衰减较三元电池慢,且磷酸铁锂电池膨胀力增长也小于三元电池。膨胀力的变化规律为防爆阀的泄爆压力和模组结构强度设计提供重要依据。研究表明释放循环过程中的膨胀力可以提升电池的使用寿命。     

电站螺栓的超声波应力测量

文章论述了螺栓预紧力控制的重要性，分析了目前预紧力控制的现状，系统地介绍了最新的螺栓预紧力控制的螺栓超声波应力测量方法。     

轴向预紧力对特大型变压器绕组振动的影响

建立了变压器绕组轴向振动模型,计算分析了不同轴向预紧力条件下绕组对压板作用力及线饼位移分布的变化规律。