引信用环形发电机转子转速控制技术

环形发电机作为引信电源不仅可提高引信的安全性和可靠性,而且还可为引信解除保险提供独立的第二环境激励源。通过对环形发电机工作原理及结构的分析,给出了一种转子转速控制机构的实现途径和仿真分析、试验结果。仿真分析和试验结果表明,该机构可以实现在弹丸低速飞行时可靠工作、在弹丸高速飞行时可调节与控制自身转速的功能。     

基于对拖法的发电机效率检测设备设计与实现

效率作为发电机的一个重要指标，对其进行精确测试具有重要意义。本文通过对拖法研发设计了一款发电机效率检测设备，其操作界面简单，可实时观察输入扭矩和转速以及输入功率的大小；测试精度高，扭矩仪精度为0.1 N·m；测试覆盖范围广，输入扭矩最大为200 N·m，输入转速最大可达15 000 r/min，可满足大部分发电机效率的检测需求。此外，根据发电机效率原理，对某未知参数的发电机效率进行测试，发现发电机外接负载越大，其效率越高，但是其输出功率就会越低，相应地其输入功率也会降低。通过测试检验了该设备的可操作性，将同款发电机与具有检测资质的第三方机构进行比对，相同检测方法和工况条件下，其效率数据相差不大，由此证实了设备的准确性。     

旋磁激励式压电悬臂梁发电机性能分析与试验

为满足旋转机械监测系统的自供电需求,提出一种由旋转磁铁与压电梁端磁铁耦合激励(简称旋磁激励)的新型压电悬臂梁发电机。建立磁力冲击载荷作用下压电梁动态响应模型,通过数值分析方法获得转速、载荷作用时间以及周期比(载荷作用时间与振动周期之比)对压电梁动态响应特性(响应波形及放大比)的影响规律。结果表明,低速时属于脉冲激励,压电梁不发生共振,而高速时属周期激励且存在多个最佳转速使放大比最大。此外,周期比给定时存在最佳转速使放大比最大,转速固定时存在最佳周期比使放大比最大、且最佳周期比随转速增加而增加。在此基础上,测试分析旋转磁铁转速/磁铁厚度以及压电梁端附加质量对发电机发电能力及特性的影响规律,证明旋磁激励式发电机原理的可行性及理论分析结论的合理性;此外,通过确定合理的冲击载荷或采用多个具有不同谐振频率压电梁同步工作的方法可有效提高发电机的速带宽度,实现较大转速范围的实时供电。     

风机虚拟同步发电机的惯性控制研究

针对不含储能的风机虚拟同步发电机(VSG)系统提出了一种新型惯性控制方案,利用风轮转子的旋转动能补偿直流母线两侧的功率不平衡,并通过提高VSG的功率参考值增加逆变器的功率输出。仿真结果表明,该方案能够抑制直流母线的电压波动,加强风机虚拟同步发电机对电网的惯性支撑。     

振动时效技术在发电设备制造中的应用

汽轮发电机机座是发电设备中的重要部件之一,为大型复杂钢板焊接结构,焊接残余应力分布复杂,焊后需消除应力,且一般采用热时效,即退火处理消除其焊接残余应力。随着发电机容量的增大,机座的几何尺寸随之增加,一般热处理设备已满足不了要求。因此探索开发一种替代热时效消除残余应力的新技术,就显得尤为紧迫和重要。众所周知,振动时效作为一种高效节能新工艺,具有降低、均化残余应力和稳定工件尺寸精度的作用,已     

风力发电机的造型设计

通过对风力发电机的形态设计学研究、空气动力学方面的研究以及机舱内的人机工程学研究从而设计出不仅造型美观而且能提高整体运行的效率、使用寿命的风力发电机。     

双闭环模糊PI控制的双馈发电机矢量控制系统

针对双馈发电机数学模型具有非线性、多变量、强耦合等特点,在矢量控制的基础上,提出了采用双闭环模糊PI控制方式,其中转子电流内环为PI控制,转子旋转角速度ωr外环为模糊PI控制,按照双馈发电机性能指标最佳控制中的功率因数最高控制方式,使用MATLAB对其建模并仿真,验证了所采用控制方法的正确性和可行性,并可实现在比较宽的风速范围内实现较大风能的吸收;当风速发生变动的工况下系统也具有良好的动态品质。     

油田自备发电机的故障处理及防倒送电措施

当前,柴油发电机作为油田中的重要的备用电源,在保证油区正常生产以及生活中有着十分重要作用,但随着油田生产作业日益多样化,这就是从一定程度上加大了发电机组故障发生率。本文就结合油田自备发电机,对其故障处理以及相应的防倒送电措施进行简单讨论与介绍。     

风力发电机磁轴承参数设计及控制系统研究

为减小风力发电机的机械摩擦及减少其维护成本,降低风力发电机启动风速,减小旋转阻力矩,提高风能利用率,在垂直轴风力发电机中采用混合轴承支承,即风力发电机径向采用1个径向磁轴承和1个机械轴承支承,轴向采用一个轴向磁轴承来实现五自由度支承。针对轴向磁轴承,首先介绍了其结构及工作原理,然后采用等效磁路法建立数学模型,并按性能指标要求进行参数设计,然后用Ansoft软件对轴向磁轴承磁场及受力等进行分析验证,设计了轴向磁轴承控制系统,并用Matlab软件对磁轴承的控制系统进行了阶跃响应、起浮和扰动等仿真研究。研究结果表明:参数设计合理,控制系统够实现磁轴承可靠及稳定的悬浮。     

5kW沼气发电机的研究与开发

为了合理利用丰富的沼气资源,将5kW汽油发电机改装成可以燃用沼气的燃气发电机,并设计了水容式阻火器、稳压减压器等安全设施;对改装后的燃气机采取了提高压缩比、增大点火提前角、采用高能点火等优化改进措施,并对发电机燃用汽油和沼气进行了性能对比试验。试验结果表明：该系统能够安全可靠地工作,机组燃沼气时排放比燃汽油时得到明显改善,有效燃料消耗降低,经济性更好。     

超高速发电机铁心损耗计算及影响因素研究

针对微型涡喷发动机用的超高速发电机损耗的计算方法进行研究。首先,基于滑移边界建立了高速电机空载磁场有限元模型计算,得到定子铁心磁密随时间变化波形,通过傅里叶分解得到基波磁密和各次谐波磁密,根据Bertotti铁耗计算模型进行定子铁耗分布的计算,研究了铁心材料、定子结构尺寸及不同转速情况下的铁耗大小。     

大型低速风洞多通道电液伺服阵风发生器协同驱动控制策略研究

为在FL-10大型低速风洞开展飞机模型阵风影响相关试验研究,建立了4通道电液伺服马达驱动的摆动叶片式阵风发生器。4个通道独立控制方式,简化了系统结构,使发生器具备了多频率与多波形阵风模拟能力,但对多通道同步性也产生了更高的要求。针对4通道电液同步伺服控制,提出了一种改进的共反馈同步误差校正控制方案。共反馈同步误差校正控制方案利用主反馈误差来实现对跟踪误差的控制,并通过同步误差完成马达控制系统的反馈补偿,以达到更高的同步控制精度并提升运动性能。通过仿真和试验验证了同步控制算法的有效性。风洞流场校测结果表明:电液伺服摆动马达驱动能力强,动态高,生成的正弦波精度高,研制的发生器在来流风速70 m/s下可稳定工作,叶片最大摆动频率为16 Hz。     

低速高效垂直轴风力发电机及其特性分析

针对低风速区风力发电机需要低风速切入问题,研究了一种低速高效的定子无铁芯轴向磁通永磁风力发电机。对影响发电机性能的关键参数对进行了归纳,提出了一种单层非重叠集中绕组和优选"切饼"型磁极组合的设计理念。确定了定子无铁芯轴向磁通永磁风力发电机性能分析参数方案。利用三维有限元发电机设计平台,对发电机的空载输出特性,交、直流负载输出特性和不同转速下的负载输出特性进行了对比研究。研究结果表明,该结构发电机的各项基本电磁参数和输出特性均能满足低速风力发电系统的特殊要求:优选的磁极结构使发电机总永磁体耗用量节约11.5%,发电机最大输出效率达87.75%;低转速范围运行时,效率维持在85%以上;不同工况下输出电能总谐波畸变率低于3%。     

基于压电简支梁拉伸调频的旋磁发电机

为提高旋转式压电发电机的可靠性以及拓宽其有效转速带宽,提出了一种基于压电简支梁拉伸调频的旋磁发电机。介绍了所提发电机的结构原理,研究了动磁铁数量、压电振子预压量等因素对发电机发电性能及固有频率的影响规律。试验结果表明：发电机在转速范围内存在多个使电压出现峰值的最佳转速,各个最佳转速的数值随预压量的增大而增大,且最佳转速的数量随动磁铁数的增加而减少;调节预压量可拓宽发电机的有效转速范围,如动磁铁数为8时,当预压量为0时,发电机仅在几个谐振点达到电压要求,当预压量为1 mm、3 mm、5 mm时,有效转速范围分别扩大至321~768 r/min、160~1 000 r/min、123~1 000 r/min;该发电机固有频率可在37.33~89.60 Hz范围内进行调整,对应的转速调节范围为280~2 632 r/min。     

自供电式汽车磁流变减振器特性研究*

针对现有磁流变减振器自供电装置结构复杂、机电转换效率低能等问题,提出一种运用滚珠丝杠驱动的盘式永磁发电机的能量采集器。介绍盘式永磁发电机的结构和原理;运用software Maxwell 3D软件分析发电机气隙磁密,理论计算出发电机基本机电能量转换关系;建立了盘式发电机的电磁有限元模型,用仿真软件对所设计的电机空载负载输出电压进行研究;制作了样机,对盘式永磁发电机分别进行定转速激励和正弦激励测试其机电转换性能;研究带有能量采集器的磁流变减振器在正弦激励下阻尼力特性。试验结果表明该盘式永磁电机能够为磁流变减振器提供所需的电能。     

高速磁浮列车磁场测量系统的设计

高速磁浮列车磁场主要分布在列车和轨道之间很小的空气隙中,气隙磁场是一个恒定磁场和交变磁场的叠加磁场,而且磁感应强度很大,最大可达1．2T．针对高速磁浮列车磁场分布的特殊性,设计了一套两自由度磁场的闭环自动化测量系统。系统的设计基于PC机,可以实现对列车磁场中的固定点和一段距离上的磁场大小的自动化测量,并将测量数据存入数据库以便于进一步处理分析。在列车实验平台磁场的实际测量中,该系统性能稳定,测量范围可达0～1．5T．     

叶片式气动马达转速响应特性分析

以一种典型的气动执行元件叶片式气动马达为研究对象,建立了马达的运动学模型,对马达在不同气源压力下的输出转速进行了仿真,通过其输出速度曲线的动态特性参数,分析了马达转速响应特性,为该类马达的结构优化设计奠定了基础。     

FL-51风洞阵风发生器电液伺服控制系统

针对FL-51风洞的阵风模拟需求,研究了电液伺服摆动缸独立驱动叶片的阵风发生器,通过结构解耦、控制同步的方式,简化了发生器结构,从而降低了运动过程中与叶片及洞体的耦合振动。研究了高频同步位置伺服控制算法,提高了发生器叶片的摆动幅度和频率,实现了发生器不同振幅、不同频率、不同波形的组合运动。通过装置测试与阵风流场校测,结果表明:电液伺服摆动马达驱动能力强、动态高、生成的正弦波精度高,在来流风速70 m/s下可稳定工作,能产生符合测试要求的高品质单频和多频阵风。     

压电式振动发电机的建模及应用

振动式压电发电机是一种可为旋转机械故障诊断中的无线传感节点供电的微能源。本文设计了由压电悬臂梁、质量块和固定装置组成的振动式压电发电机,并建立了安装在恒速旋转机械上的悬臂梁式发电机的数学模型。分析了轴向分力对悬臂梁刚度和发电机频率的影响,在考虑悬臂梁受到轴向力影响的基础上,给出了发电机固有频率、输出电压和输出功率的公式。对一个安装于转动框架上的振动式压电发电机进行了测量,结果表明,当框架转动频率为14.25 Hz时,发电机的输出功率约为35 μW,随着旋转机械转动频率偏离发电机固有频率,发电机的输出功率很快降低。