基于自组织竞争网络的航空发动机地面起动过程点火异常诊断方法

航空发动机作为结构复杂的气动热力学系统,在高温、高速、高振动的恶劣环境下工作。其中起动过程作为发动机正常运行的首个阶段,是发动机及飞机正常工作的重要基础。起动过程作为航空发动机的一种复杂的非线性动态过程,故障率高,其中由于发动机点火系统异常导致起动时间过长、起动超温甚至起动失败等故障经常出现,对发动机的工作稳定性、安全性和可靠性有不利的影响。近年来国外在航空发动机起动故障诊断领域的研究主要有Sunil Menon采用隐式马尔科夫模型、人工神经网络模型等机器学习方法对发动机的起动过程进行故障检测与诊断、Kyusung Kim通过定性模型的方法对发动机起动故障进行检测与诊断。而国内在航空发动机起动故障诊断与预测方面的研究较少,南京航空航天大学的张琦等人提出了通过建立发动机起动部件级模型来检测典型发动机起动故障的诊断方法。由于国内在航空发动机起动故障领域的研究起步较晚,因此针对航空发动机起动时点火异常导致的起动失败等问题进行故障诊断研究具有重要意义。

冷起动过程中发动机附壁油膜特性研究

柴油机冷起动时缸内温度低,喷雾容易撞壁并形成油膜,蒸发缓慢,在后续燃烧过程中极易产生池火,不利于碳烟排放控制。因此对附壁油膜分布进行瞬态高速定量测试,获取其随时间的变化规律,对控制附壁油膜生成、降低碳烟排放具有重要意义。

某型燃气轮机起动过程仿真分析

基于Matlab/Simulink软件平台,采用模块化建模的方法建立了某型三轴燃气轮机起动过程的仿真模型。通过对起动机带转高压转子和起动机带转低压转子两种起动方式进行仿真,研究两种不同起动方式对起动性能的影响。仿真结果表明,在给定相同供油规律和相同起动机功率条件下,某型燃气轮机低压起动与高压起动相比,高压压气机喘振裕度有所提高,动力涡轮进口温度最高值更高,起动时间几乎一致。研究结果为今后燃气轮机起动设计方式的选择提供参考。

离心风机起动过程过载跳车的分析

1 现场情况2021年11月,我公司计划对1台新建离心风机进行试车。根据离心风机特点将出口阀关闭,在试车过程中多次发生风机起动15 s左右跳车,保护装置报过载。离心风机的参数:CF91型,叶轮直径560 mm, 转速2 950 r/min, 流量860 m^(3)/h, 出口风速12.2 m/s, 全压7 768 Pa。生产厂家上海通用风机股份有限公司。风机性能曲线截图如图1所示。

稀土永磁同步电动机起动过程研究

以两种情况研究了永磁同步电动机的起动过程。一种是把起动过程当作一系列不同转差率下的似稳态异步运行来研究；另一种是用计算机求解永磁同步电动机的状态方程来仿真实际的起动情况。最后用这两种方法分析计算了一台７．５ｋＷ钕铁硼永磁同步电动机的起动过程，并提出了改进意见。

晶闸管控制感应电机起动过程中振荡现象研究

针对晶闸管控制的感应电机在轻载软起动过程中常会出现振荡现象,建立了晶闸管控制的感应电机的模型,通过仿真研究了电机起动过程中的振荡现象。提出了一种实用的晶闸管触发方法,这种方法以电流的过零时刻作为触发基准,保证起动过程中电流的关断角稳定。仿真和工程实践表明,这种方法能抑制电机起动过程中的振荡,从而改善电机软起动器的性能。

混流泵起动过程转子轴心轨迹的试验研究

混流泵起动过程中的振动失稳严重威胁着泵机组的安全,研究起动过程中的轴心轨迹,可以全面、直观地反映瞬态效应对机组运行稳定性的影响,掌握非调节工况下转子的振动状态。基于本特利408数据采集系统,测量获得了起动加速过程中不同转速下转子的轴心轨迹图和时域图,分解提纯一倍频和二倍频轴心轨迹图及其时域图,解析起动过程不同转速下的频谱图。研究结果表明,加速过程中,一倍频轴心轨迹由长短轴相差不大的椭圆逐渐变为圆形,可以判断转子存在弓状回转涡动且涡动不断加剧;二倍频轴心轨迹由近似水平线段逐渐变化为水平方向扁平的椭圆,可以判断转子存在不对中现象且水平方向的振动不断加剧。结合瞬态外特性曲线,研究发现随着转速的逐渐增大,转子系统的瞬时水力冲击逐渐增大,转子不平衡量和径向偏移量逐渐增大,振动情况逐渐加重,当转速达到最大值时,轴系振动出现一个峰值并随转速稳定有所降低并逐渐趋于稳定。加速是引起轴系振动的主要原因,瞬态效应是影响振动故障恶化的重要因素。研究成果对于实时评估混流泵起动过程中的轴系运行状态、有效降低或防止振动故障的恶化具有重要的工程应用价值和理论指导作用。

同步电机异步-同步起动过程分析

根据同步电机异步–同步起动的实际过程,详细推导了异步–同步起动的双机耦合数学模型,利用派克方程建立了分析同步电机半同步起动过程的状态方程。在此基础上,对影响电机起动成功与否的几个重要因素,如:发电机的初始速度、外加驱动转矩、发电机和电动机的励磁电流以及连接线路阻抗等进行了详细分析,并给出了起动过程中发电机和电动机的转速以及转矩的变化规律。仿真分析与实验结果吻合较好。

自起动永磁同步电机起动过程退磁磁场的计算与分析

自起动永磁电机起动过程中的退磁磁场可能导致永磁体的不可逆退磁。为分析退磁磁场产生的原因,建立了计及饱和、涡流等多种因素影响的自起动永磁同步电机起动过程退磁磁场的时步有限元模型,并分项计算了永磁体作用、鼠笼异步电机效应及变频永磁发电机效应的影响。计算结果表明,重载起动时,从低速开始,永磁体内就出现波动变化的退磁磁场,并在接近同步速时退磁效应最明显;而空载起动时,退磁磁场仅波动一次,并在0.5倍同步速附近出现较强的退磁效应。由理论分析可知,在转速较低时,永磁体就存在退磁效应,其磁密呈波动变化的根本原因在于鼠笼异步电机效应与变频发电机效应的共同作用。算例计算结果验证了理论分析的正确性。最后通过实验验证了所提有限元计算方法的有效性。

高原环境条件下的柴油机起动过程试验研究

柴油机起动性能是柴油机的重要性能指标,高原环境对柴油机起动过程产生重要影响。为了研究高原环境对柴油机起动过程影响规律,针对某型12缸柴油机分别在高原和平原地区进行实车起动试验,对起动过程的气缸压力、上止点和瞬时转速进行测量。结果表明,高原环境下柴油机起动时间更长,转速波动更大,双峰燃烧比例更多。对起动过程进行逐循环燃烧分析,发现在高原环境以曲轴转角计的滞燃期更大,燃烧更加滞后;与此同时,在同等的转速水平下,在高原环境以时间计的滞燃期更长。

异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体退磁研究

异步起动永磁同步电动机起动过程中,定转子电流产生的强退磁磁场可能导致永磁体发生不可逆退磁。该文采用二维有限元法,深入研究了W形转子结构异步起动永磁同步电动机起动过程中永磁体的退磁特点,分析了定转子基波磁动势对永磁体工作点的影响,以及永磁体最大退磁点出现的规律。结果表明:电机以不同负载条件及转子初始位置起动时,每个起动过程中永磁体退磁最明显的时刻可能出现在任意转速;随着负载转矩和转动惯量的增大,永磁体退磁最明显时刻的电机转速接近同步速的概率增大,永磁体遇到最严重退磁磁场的概率也将增大。电机正常起动过程中,很可能在永磁体边角位置发生不可逆退磁,位置比较固定且区域面积很小,不会对电机性能产生显著的影响。

支点变形对水润滑可倾瓦推力轴承起动过程影响

本文中建立了水润滑可倾瓦推力轴承启停过程瞬态模型,采用Hertz接触模型,以自定义可倾瓦推力轴承起动过程发生初始倾斜时刻转速—初始倾斜转速Uft为对象,分析了支点接触与磨损变形量、载荷大小对水润滑可倾瓦推力轴承起动过程影响.初始倾斜转速Uft随着支点变形量增大而增大,随着载荷增大而增大.在给定可倾瓦推力轴承可接受初始倾斜转速最大值Uftc情况下,几何尺寸确定可倾瓦推力轴承载荷及支点变形均存在最大值.采用水润滑可倾瓦推力轴承性能试验台进行模型验证,结果表明:Uft测量值与数值分析结果吻合度较高,误差小于10%;采用加速度传感器及扭矩传感器联合方法可以比较准确地判断出轴承推力瓦发生倾斜时刻,从而确定可倾瓦推力轴承的Uft值.

高压共轨柴油机起动过程喷射控制参数的匹配研究

高压共轨系统起动过程控制参数多,控制自由度大,对控制参数的匹配标定和优化是一项复杂且耗时的工作。在外界温度11℃、大气压力100 kPa的条件下,以降低HC排放和缩短起动时间为优化目标,采用正交试验法对1台高压共轨柴油机起动过程的喷射控制参数进行了匹配研究。通过分析正交试验结果,确定起动油量和主喷提前角的影响最大,其余的参数影响相对较小,并得到了喷射控制参数的优化组合:起动油量20 mg/cyc、主喷射提前角上止点前10°CA、共轨油压30 MPa、预喷油量2 mg/cyc、预喷时间2 000μs。试验证明采用正交试验方法可以提高匹配优化效率。

基于部件匹配技术的涡扇发动机起动过程数值模拟

为了克服通用部件特性模型计算不同的发动机起动过程带来的计算误差,本文发展了基于发动机部件匹配仿真原理的一维数学模型和软件,研究涡轮发动机的起动过程。并对某小型涡扇发动机起动过程进行了计算分析。从计算结果看出,本文发展的方法捕捉到了起动过程高压压气机出口压力在达到稳定之前出现的跳越现象,而且计算结果还表明,在起动的初始段,燃烧室存在富油燃烧现象。

高压共轨柴油机起动过程特点与优化方法的研究

提出了高压共轨柴油机起动过程中的共轨压力建立、转速升高过程和动态烟度三方面的特点,并以排气烟度为优化目标,提出了按转速进行分阶段考察和采用正交试验方法对起动过程喷油参数进行标定和优化的方法。试验是在一台6缸6HK1高压共轨柴油机上进行的。

柴油机起动过程瞬态喷油量的控制策略

为了改善柴油机起动过程的性能,提出了一种基于柴油机瞬时转速的起动油量斜坡控制策略.通过台架试验研究了喷油量对起动过程的影响,确定了起动油量斜坡控制策略的关键参数,并验证了斜坡策略的控制效果.结果表明:根据瞬时转速控制的斜坡起动油量特性能够更好地适应柴油机起动过程,在保证柴油机迅速起动的前提下,降低起动过程的排放,实现起动到怠速的柔性过渡.与试验条件下起动最快的恒定喷油量起动过程相比,斜坡策略的起动时间缩短22%,起动油量降低26%,HC质量排放减少29%.

带恒功率负载的DC／DC变换器起动过程分析

以平均电流控制Buck变换器为研究对象,基于平均大信号模型,借助相平面法,对恒功率负载以及阻性负载的起动过程进行比较,分析了两种情形下的起动过程,揭示了变换器带恒功率负载起动过程存在两种类型:正常起动与限流工作状态,通过提高电流限流点可以确保系统集成后起动性能不受影响。仿真与实验结果验证了理论的正确性。

蚁群神经网络算法在电动车用直流电机起动过程中的应用

电动车用直流电机控制器系统在电动车起动过程中具有非线性、快时变的特点,常规的比例-积分-微分(proportion-integration-differentiation,PID)控制方法很难满足系统非线性、参数摄动的要求,即使采用了前向神经网络算法进行PID整定,也由于结构复杂,训练速度慢等原因而很难满足实时控制的要求。于是提出了采用蚁群神经网络(ant colony algorithm neural network,ACANN)整定PID控制策略,用蚁群算法学习多层前馈(back propagation,BP)神经网络的权系,建立了基于该算法的BP神经网络训练模型,因而兼有了神经网络的广泛映射能力和蚁群算法的快速全局收敛以及启发式学习等特点,该控制策略可以补偿系统参数摄动、非线性和外界扰动对系统控制性能的影响,达到电动车平稳快速起动的目的。仿真和实验结果证明,该控制策略对电动车起动过程中电机起动电流的控制具有快速性、稳定性和鲁棒性。

规则往复流中Wells透平自起动过程的数值模拟和实验研究

基于稳态透平切向力实验数据,在准定常流动假设下对规则往复流中Wells透平的自起动过程进行了数值模拟,数值模拟结果与实测数据的比较结果表明,该文建立的数值模拟过程可替代实验方法用以分析规则往复流中Wells透平的自起动过程。

抽水蓄能电机静止变频器起动过程分析

引入动态电枢反应电抗概念,得出考虑磁路饱和变化的数学模型,利用此模型对抽水蓄能电机静止变频器起动过程中的励磁电流、转速和转矩等进行了分析与计算,并同以往不考虑磁路饱和变化数学模型的计算结果进行了对比分析。结果表明,饱和愈深,励磁电流差别愈大,但转速差别不大,转矩差别最小。