非晶合金电机性能分析及铜耗优化

针对新型软磁材料非晶合金在电机中的应用对电机性能影响的问题,首先测试对比分析了新型软磁材料与普通硅钢材料损耗等性能,验证了其应用于高效电机的可行性,然后对同结构的非晶合金电机和传统硅钢电机进行了初步对比分析,研究表明非晶合金电机铁耗仅为传统硅钢的10%左右,但其铜耗升高28%左右,致使电机效率提升效果不明显。最后针对非晶合金电机铜耗产生机理进行了分析,根据电机铜耗增加的原因,对电机结构有针对性地进行调整优化。对优化前后电机铜耗、铁耗以及效率等电机性能参数进行对比分析,研究结果表明优化后电机本体效率可达到98.14%,相对优化前提升1.012%,比传统硅钢电机效率提高1.54%。

一种电机直驱操动机构行程曲线规划方法

电机直驱操动机构过控制电机按照行程曲线运行,直接驱动高压开关实现分合闸动作。针对电机直驱操动机构行程曲线缺乏系统性规划方法,无法与机构运行特性相匹配,规划、验证及优化周期长,可移植性差等问题,结合多项式模型与负载特性模型提出一种电机直驱操动机构行程曲线规划方法。根据运动学和动力学分析,建立电机直驱操动机构负载特性数学模型。利用多项式模型生成行程曲线簇,并结合电机直驱操动机构及高压开关特性建立多目标优化算法,筛选出最佳行程曲线。仿真和实验结果表明,所提方案可以实现电机直驱操动机构及高压开关的稳定、可靠运行,与传统的行程曲线规划方法相比,可以实现10.3%的能耗优化,能够进一步提升控制系统整体功率密度。

储能型舰船消磁主电源系统研究综述

舰船的固定磁场主要通过消磁主电源输出的脉冲电流实现退磁,其消磁效果将直接影响舰船的磁隐身水平。通过梳理不同类型储能型消磁主电源系统的组成结构,综述其工作原理和优缺点,展望了大型舰船储能型消磁主电源系统的技术发展趋势,提出了锂电池储能式和高速电机储能式消磁主电源系统的拓扑结构,总结了多消磁主电源的解耦补偿和消磁电流同步控制技术等关键技术问题,可为大型舰船储能型消磁主电源系统的设计提供参考。

多通道并联无线岸电系统扰动抑制技术研究

输入输出均并联型多通道无线岸电系统可通过模块化叠加实现舰船岸电大功率传输,解决单通道功率受限问题.但在模块生产、安装及运行过程中难免产生参数差异和扰动,进而将引起岸电输出电压不稳定,影响无线岸电系统可靠运行.为此,首先给出多通道并联无线岸电系统电路拓扑,建立了以逆变器移相角为输入、目标负载功率为输出的多通道并联无线岸电系统模型,采用能量-相角的方法降低系统阶数,建立系统小信号模型,基于Trapezoidal阶梯双线性逼近法设计了系统控制器,分别研究通道耦合器参数差异、系统直流输入电压扰动、负载扰动三种工况,通过Matlab仿真和实验验证了参数差异及参数扰动下控制器效果,结果表明控制器在三种扰动工况下均有较好的控制效果,保证了多通道岸电系统的稳定运行,该技术对大功率无线岸电系统的设计与应用提供了技术支撑.

油脂分泌旺盛的脱发女性与正常女性头皮微生物结构差异及干预效果研究

目的:评估油脂分泌旺盛的脱发女性与健康女性头皮微生物的结构差异,观察微生态制剂干预后微生物结构变化。方法:选取2022年6月20日-2022年7月20日招募的20~35岁女性56名,按入组标准分为健康组(n=24)和油脂分泌旺盛的脱发组(n=32),利用细菌16sRNA序列V3-V4区和真菌ITS高通量测序技术分析健康女性及油脂分泌旺盛的脱发女性头皮微生物特征及干预前后的差异,同时对脱发计数和头皮油脂变化进行评估,并对结果进行统计分析。结果:与正常女性相比,油脂分泌旺盛的脱发女性具有更高的细菌群落丰富度(P<0.05),群落结构及丙酸杆菌等多种细菌的相对丰度与正常女性存在显著差异(P<0.05);油脂分泌旺盛的脱发女性真菌群落丰富度、结构与正常女性无明显差异。微生态制剂干预后,油脂分泌旺盛的脱发女性脱发及头皮油脂情况有明显好转(P<0.05)。结论:油脂分泌旺盛的脱发女性与健康女性的头皮微生物结构存在显著的差异,微生态制剂对头皮微生物特征有调节作用;研究为从微生态角度防治脱发提供依据。

一种复合头皮营养液对小鼠毛发生长的影响

目的观察复合头皮营养液对雄激素型脱发模型小鼠毛发生长的影响。方法利用丙酸睾酮诱导建立雄激素型脱发小鼠模型,随机分为正常组、模型组、2%米诺地尔组、5%米诺地尔组和复合头皮营养液组,每日在脱毛区涂抹2次,连续30 d。观察小鼠毛发生长情况。结果与正常组比较,模型组小鼠毛发生长评分显著降低(P<0.01),与模型组比较,2%米诺地尔组、5%米诺地尔组和复合头皮营养液组毛发生长评分显著升高(P<0.01),同时,5%米诺地尔组和复合头皮营养液组毛囊较多,分布比较密集。结论复合头皮营养液可显著增加雄激素型小鼠脱毛区新生毛发生长,毛囊形态数量得到改善,具有促进毛发生长的作用,效果优于2%米诺地尔,与5%米诺地尔相当。

基于小波变换和Prony算法的同步电机参数辨识

将小波变换应用于同步电机瞬态参数测量 ,通过对采集到的同步电机三相突然短路电流进行小波变换 ,降低了信号的采集噪声 ,分离出了短路电流中的直流分量和基波电流分量 ,辨识出电机的瞬态参数和非周期分量时间常数 ,并提出利用扩展的Prony算法辨识电机的超瞬态参数。仿真分析和实机试验表明了所提出的方法是有效的。

3/12相双绕组发电机数学模型研究

介绍了3/12相交直流同时供电(双绕组)发电机的结构特点。在某些近似假设条件下,将 12 相4Y互移15直流绕组等效为一个3相Y绕组,然后通过适当处理两套绕组之间的耦合,得出了与耦合有关的参数间的相互关系,从而简化了d-q-0 系统的数学模型、导出了简明的电压和磁链方程及相应的d和q轴等效电路,为分析该类电机的各项性能奠定了坚实的理论基础。该文所用方法同样适用于其它结构的双绕组发电机。

交直流混合供电的多相电机超瞬变电抗的测定

交直流混合供电的多相电机正被广泛应用于独立供电系统中,该电机定子上有两套绕组,一套绕组提供交流电,另一套多相绕组整流后提供直流电。不同于三相电机,分析该电机性能时必须考虑复杂的各绕组间的耦合参数。利用计算机数据采集系统,同时采样该电机单个绕组或两个绕组串联线对线短路时的各电流电压波形,通过对这些被采集信号的FFT变换,求出各电压和短路电流基波分量之间的有功和无功功率,由电机自感和互感超瞬变参数与功率之间的关系表达式,可得到超瞬变参数的测试值。由上述方法,在一台交直流混合供电的3/12相电机上测出了实际的超瞬变电抗值,利用这些测试值,对电机进行了计算仿真分析,仿真结果较好地吻合了实际样机的试验结果,验证了所测参数的正确性。

基于小波变换和神经网络的同步电机参数辨识新方法

准确地辨识同步电机参数,是研究分析电力系统运行和控制系统设计的前提。神经网络具有信号分离能力,但传统的人工神经元模型不适合分离同步电机的三相突然短路电流。为精确辨识同步电机的瞬态参数,文中提出了一种改进的人工神经元模型,并将小波变换和改进的线性人工神经元结合起来,对采集到的同步电机三相突然短路电流进行分析处理。利用小波变换对短路电流进行预处理,并辨识得到各个时间常数：根据辨识得到的时间常数来设定神经元激发函数中时间常数的迭代初始值,用改进的人工神经元模型对短路电流进行分离,得到其中的直流、基波和二次谐波电流分量,通过简单代数运算便得到电机的瞬态参数。仿真分析和实机试验表明,该方法能够有效地分离出短路电流中的信号成分,并且提高了电机参数的辨识精度。

3/12相双绕组发电机交直流同时突然短路研究

根据3/12相双绕组发电机的基本磁链和电压方程以及等效电路,该文用解析分析和电路模型仿真两种方法详细研究了交直流同时突然短路的过渡过程,得出了定转子短路时间常数和交流侧短路电流的完整表达式;通过适当的近似,进一步给出了适合工程应用的交流侧短路电流的近似和简明表达式以及直流侧最大短路电流的估算公式。另外,还研究了线路电阻对短路电流的影响,结果表明:在分析和测试交直流同时突然短路时,线路电阻,尤其是 直流侧线路电阻必须考虑。仿真和实验验证了该文所得数学模型及分析方法的准确性。

六相交直流同时供电发电机直流侧突然短路电流分析

通过适当处理六相交直流同时供电 (双绕组 )发电机两基金项目 :国家自然科学基金资助项目 ( 5 97770 0 7)。ProjectSupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina( 5 97770 0 7) .套绕组之间的耦合 ,建立了其d q 0系统的简化数学模型 ;在此基础上 ,应用海维赛德运算微积法和叠加原理 ,分析了其稳态和直流侧突然短路运行 ,给出了定子和转子的时间常数以及交流侧完整的短路电流表达式 ;通过适当简化处理 ,得出了估算交、直流侧最大冲击电流和最大电流到达时刻的计算公式 ,并与普通三相电机突然短路的最大电流估算公式进行了比较 ,得出了到达最大电流时刻提前的结论 ;通过试验验证该文所得结果。该文对两套绕组之间耦合的处理大大简化了双绕组发电机的数学模型 ,为分析双绕组发电机的其它性能奠定了基础 ;所得结论和所用方法同样适用于其它结构的双绕组发电机 ,具有普遍意义。

用于多脉波整流的直线式移相变压器

在多脉波整流中,为了优化结构和改善电能品质,提出一种类似于直线电机的直线式移相变压器。不同于普通移相变压器,该移相变压器采用直线式铁心结构,易于绕组布置和大功率场合下的模块化叠加,电路结构更为简单。以3相/12相直线式移相变压器为例,阐述其在多脉波整流中的应用原理,解析气隙平移磁场;基于磁动势平衡理论,阐述消除网侧主要谐波电流的原理;开展有限元仿真分析和样机实验,证明直线式移相变压器能较好地改善输出直流电压和抑制网侧谐波电流,验证了直线式移相变压器的有效性。

3/3相双绕组发电机系统的运行稳定性

参数匹配不当的双绕组发电机系统会发生低频振荡而不能正常工作。为了对系统稳定运行的条件进行研究,在3/3相双绕组发电机系统的等效电路模型基础上,建立了该系统的线性化数学模型及相应的状态方程。使用劳斯判据得出了系统稳定运行的判据、直流侧等效动态电阻的计算公式和临界电阻的计算公式,揭示了系统“微变”稳定条件的物理实质。详细讨论了发电机参数、交轴稳定绕组及负载对系统运行稳定性的影响。实验与理论分析结果的对比说明了所建模型和分析方法的正确性。

基于LCC的磁谐振无线电能传输发射端补偿技术

为实现磁耦合谐振式无线电能传输系统最大化功率传输,提升整机效率,提出了一种基于LCC三阶补偿网络结构的保持发射端线圈电流恒定的方法,此方法不受接收端反射阻抗影响,实现了电磁感应式无线电能传输(ICPT)系统发射端与接收端解耦设计。同时,提出了LCC补偿网络的数学模型及其参数设计方法。在不增加元件的情况下,采用LCC网络的输入基波电流补偿LCC网络的输入高次谐波电流的方法,在功率管关断瞬间,降低通过功率管的电流瞬时值,实现了高频逆变器的零电流关断,减小了功率管的开关损耗和开关应力,提高了ICPT系统的整体效率。最后,对所提方法进行了仿真分析和实验验证。仿真和实验结果验证了所提模型和参数设计方法的正确性和可行性。

交直流混合供电的三/十二相电机定子漏电抗计算

交直流混合供电的三/十二相电机因其显著的优点将被广泛应用于独立供电系统中,该电机定子上有两套绕组,一套三相绕组提供交流电,另一套十二相绕组整流后提供直流电。该电机定子槽中放置了四层不同线圈的导体,并且多套三相绕组同时工作时的气隙磁势也比普通三相电机复杂得多。利用解析的方法分析了三/十二相电机定子漏电抗的计算,导出了相关的公式,并计算了某三/十二相电机的定子漏电抗参数,利用这些参数计算值,对三/十二相电机的突然短路进行了仿真研究,仿真结果较好地吻合了实际样机的试验结果,验证了所计算的参数值的正确性。

3/3相双绕组发电机系统的等效电路模型

整流桥的存在使3/3相双绕组发电机系统成为非线性系统,发电机始终处于非对称运行状态。为了对此进行解析分析,将3/3相双绕组发电机的d、q轴变量分解为低频分量和高频分量分别加以处理,忽略转子回路电阻对高频电流和阻尼绕组对低频分量的作用,在d、q轴超瞬变电抗近似相等的条件下,分别建立了3/3相双绕组发电机系统从整流绕组侧和交流绕组侧观察的等效电路模型。给出了模型中 等效发电机的Park方程、稳态运行矢量图及相应稳态量的计算方法。该模型可用于系统稳态和似稳态过程的分析计算。

3/3相双绕组发电机系统的并联运行稳定性

参数匹配不当的 3/3 相双绕组发电机系统并联运行时会发生低频振荡而不能正常工作。为了对系统稳定运行的条件进行研究,该文建立了系统的等效电路模型、线性化数学模型及相应的状态空间方程。在此基础上,证明了该类系统并联运行时存在交互振荡和负载振荡两种振荡模式,并从运行稳定性的机理出发,得出了相应的的运行稳定性判据。揭示了该类系统并联运行稳定性和单机运行稳定性之间的关系。实验与理论分析结果的对比说明了所建模型和分析方法的正确性。

电磁感应式非接触电能传输技术研究综述

非接触电能传输(CPT)技术可以使电气设备摆脱导线的束缚,极大地扩展电气设备的活动范围,提升特殊环境下供电的安全性能。针对目前CPT技术中应用较为广泛的电磁感应式非接触电能传输(ICPT)技术,首先论述了该技术的发展历程;然后以坡印廷矢量为理论基础,探讨了非接触供电技术的实现原理。将现有的CPT技术按实现原理进行了分类,将磁共振式非接触电能传输技术归入ICPT技术分类;系统性地分析了ICPT技术的主要技术难点,指出耦合器耦合系数低是ICPT技术的主要技术问题,其他问题是在该问题无法解决时采用其他技术弥补而产生的。最后,论述了ICPT系统的主要关键技术及现有解决方案。

一种基波电流补偿高次谐波电流的LCCL谐振结构参数设计方法

针对现有对称型LCL谐振结构引起电磁感应式无线电能传输(ICPT)系统逆变器功率管非零电流关断问题,提出了一种LCCL谐振结构基波电流补偿高次谐波电流的方法。摒弃了传统对称型LCL谐振结构保持输入、输出阻抗呈现纯电阻特性的思路,通过采用基波无功电流的超前输入电压相位来补偿高次谐波电流落后输入电压相位的方法,提出了一种四阶LCCL谐振结构参数设计方法。所提出的方法可以实现ICPT系统逆变环节的零电流关断。针对所提出的LCCL谐振结构参数设计约束条件较多、设计过程较为困难的问题,提出了非线性规划求解LCCL谐振结构参数方法。对所提出的方法进行了仿真与实验分析。仿真和实验表明,采用所提LCCL谐振结构参数设计方法,在ICPT系统逆变器关断瞬间,功率管进入反并联二极管续流状态,通过功率管的电流瞬时值为0,实现了ICPT系统逆变模块的零电流关断。