考虑原动机调速特性的中压直流发电机组动态仿真模型

鉴于原动机调速特性对舰船中压直流(MVDC)发电机组运行影响的重要性,该文基于十二相同步发电机及其三相交流励磁机数学模型提出MVDC发电机组动态建模方法,以解决多相整流发电机及其励磁系统难以考虑原动机动态调速特性的难题。以某型燃气轮机整流发电机组动态仿真模型为基础,建立了频率不同的十二相同步发电机与三相交流励磁机组合模型,阐述原动机调速与发电机励磁调压相互耦合的计算流程。实测与仿真结果表明,该型燃气轮机发电机组在突加20%负载工况时转速跌落较大,且转速恢复过程需约20 s,但MVDC发电机组通过调节励磁系统可在1 s内使直流母线电压恢复稳定,从而为负载提供稳定直流功率输出。在校准仿真模型的基础上,通过系统分析突加不同比例负载时的转速、燃油流量、励磁电流、输出电压等性能参数变化规律,获取了燃发机组允许突加负载上限约为30%的运行边界认知,为MVDC发电机组励磁系统设计以及如何预留充足的短时强励能力提供了理论支撑。

弓形磁极永磁电机正弦削极修正模型

该文以气隙磁通密度函数和永磁体磁化方向厚度函数为理论基础,结合卡特系数计算公式、磁路等效原理和分布磁路法,考虑定子开槽、极间漏磁、磁极边缘效应及磁路饱和等因素的影响,推导出表贴式永磁电机平行充磁条件下的正弦削极修正解析模型。而后建立有限元模型验证了解析模型的准确性,并与简化正弦削极电机、偏心削极电机进行仿真对比。结果表明修正正弦削极电机所得气隙磁通密度总谐波失真(THD)分别较简化正弦削极电机和偏心削极电机低41.3%和23.4%,径向电磁力密度THD分别较简化正弦削极电机和偏心削极电机低29.82%和19.24%,从而使电机转矩脉动降低。最后通过实验进一步验证了修正解析模型的准确性。该文提出的修正解析模型,不仅使电机的电磁性能得到了进一步优化,而且理论基础明晰,不用像偏心削极一样,需要进行遍历扫描寻优,提高了电机的设计效率,为高品质永磁电机的优化设计提供了参考。

基于LabVIEW的电机转子无线测温系统性能研究

本文提出了一种新颖的在线监测电机转子温度的无线测温方法,解决了信号传递、引线、抗干扰以及温度采集装置的机械强度等一系列问题,并进行了系统深入的研究和测试,结果表明,该系统具有结构简单,安装方便,抗干扰性强,性能可靠,测温精度高的优点。

十五相感应电机不对称缺相容错运行控制

缺相容错运行是多相电机重要优势之一。针对舰船十五相新型感应推进电机不对称缺相故障,在容错电流有效值不超过额定值的前提下,以输出转矩最大为目标,计算了容错电流并提出相应的容错控制策略。所提缺相容错控制采用与电机正常运行时相同的数学模型及解耦变换矩阵,无需重新计算电机参数,可以尽量少的改动容错控制策略。通过对一台45k W十五相感应电机不同缺相故障进行容错控制试验,验证了容错电流计算及控制方法的有效性。

新型混合励磁同步电机的数学模型与等效分析

为改善高速永磁电机磁场调节困难的问题,提出一种新型混合励磁电机,转子上既有永磁极又有铁心极,磁路呈现典型的径向、周向和轴向三维特性,难以直接用解析法求取电感参数。根据新型混合励磁电机的磁路特点,提出一种等效分析方法,将复杂磁路的混合励磁电机等效为三种二维磁路电机轴向并列叠加。为了提高新型混合励磁电机电磁设计与性能分析的效率,推导了其数学模型与电感参数表达式。对一台10 k W混合励磁原理样机进行了有限元分析与实验研究,结果验证了所提数学模型与等效分析方法的正确性,为该类电机的设计和优化提供了理论支撑。

集成电机推进装置应用综述

综合电力技术是舰船动力系统的一次重大变革,其以模块化、集成化为技术思想,构造了新一代高性能舰船动力系统平台,并逐步成为舰船动力重要的发展方向。集成电机推进装置随着综合电力技术的发展应运而生,在进一步实现电力推进的高功率密度、高效率、低噪声和高机动性能等方面,将起到重要作用。该文从集成电机推进装置的工作原理和特点出发,分析其关键技术研究现状和主要应用构型,并对其应用发展趋势进行探讨。

高速混合励磁发电机的结构及调压性能

针对高速永磁发电机在负载或转速变化时难以维持输出电压恒定的问题,提出了一种新型混合励磁发电机。详细介绍了其结构与调压原理,建立了发电机的等效磁路模型,推导了空载调压范围的解析公式;利用三维有限元方法深入分析了发电机磁场的分布规律与调节能力;研制了一台10 k W混合励磁原理样机,试验结果表明新型混合励磁发电机能够满足调压要求,并验证了该发电机结构和分析方法的合理性。

五相感应电机缺相容错运行的全转矩范围效率优化控制策略

多相电机的缺相容错性是其相比于传统三相电机的一个重要优势,现有的基于带载能力最大化或铜耗最小化策略的缺相容错控制方法在带载能力和驱动效率方面存在一定局限性。针对五相感应电机的几种典型缺相故障,提出一种全转矩范围效率优化容错控制策略,根据实际负载对各相电流间的幅值和相位的相对关系进行实时在线调节,以保证电机在全转矩范围内的任意负载工况均实现定子铜耗最小化,在保证带载能力最大化的同时提高了电机的运行效率。在此基础上,提出一种适用于正常与多种缺相工况的统一容错控制方法。通过阶梯加载和稳态性能对比等试验,证明了所提效率优化控制策略的有效性。

适用于多种缺相故障的十五相感应电机统一容错控制

多相电机的缺相容错运行是其安全性、可靠性的重要保证。针对舰船十五相新型推进感应电机可能出现的各种缺相故障,分别从转矩和磁势的角度分析缺相故障对电机性能的影响。从磁动势的角度找到了各种断路故障下输出转矩最大的容错控制方法,并从转矩的角度进行验证。每个五相绕组采用独立的容错控制,依据3个五相绕组在容错运行下带载能力的差异,对其进行能量分配。缺相容错控制采用的电机数学模型与电机正常运行时一致,控制过程中仅需针对不同类型的缺相故障修改对应的控制参数,实现了正常控制策略与缺相容错控制策略的统一。通过对一台45kW十五相感应电机进行容错运行动态加载、容错控制策略在线切换试验,验证了该容错控制方法的有效性。

十二相同步发电机整流系统直流极间短路电流的解析计算方法

十二相同步发电机整流系统是将十二相同步发电机与十二相不控整流器集成于一体的新型直流发电系统,具有高功率密度、高供电品质等特点。其中,十二相不控整流器的二极管导通模式多且切换频繁,导致该发电系统直流极间短路特性难以解析计算。为此,在介绍十二相发电机结构和数学模型基础上,分析十二相不控整流器在极间短路过程中二极管的导通模式规律,得出十二相不控整流器直流极间短路可等效为交流侧十二相同时短路,并建立平均值数学模型;利用十二相发电机数学模型及其定子4套三相绕组对称性,建立十二相发电机整流系统的等效三相模型,推导极间短路时短路电流的解析表达式,并通过仿真和物理试验验证了解析计算的有效性。

多相混联式整流发电机系统直流侧短路电流

针对多相混联式整流发电机系统直流侧突然短路的问题,以十二相整流发电机系统为例,分析了十二相整流输出端不同联接方式,并推导了交流侧短路电流的解析表达式和不同串并混联方式下的多相整流系统直流侧短路电流,进而获得了各种联接方式下直流侧短路电流的解析表达式,总结归纳出了相应联接方式下的直流侧和交流侧短路电流比值范围,结果表明,即使均采用"两并两串"方式,但不同串并组合时的直流侧短路电流峰值是不同的;通过有限元仿真和样机试验验证了理论分析结果的正确性,为舰船电力系统开关保护装置的合理选择和设计提供了指导,研究方法可推广至其他多相整流发电机在任意混联拓扑输出方式下的直流侧短路电流分析。

高速交错磁极混合励磁发电机直流侧短路电流分析计算

为提高高速交错磁极混合励磁同步发电机直流侧短路电流的计算精度,通过在dq轴上设立阻尼回路的方法,建立电机动态数学模型。该模型能够同时考虑定子导磁套筒、实心转轴、永磁体和铁心极在短路过程中涡流效应对电枢绕组电流的影响,在此基础上推导出电机瞬态、超瞬态电感以及短路电流的表达式。通过与某型高速交错磁极混合励磁电机短路电流试验结果进行对比,验证了模型的有效性,并对存在误差的原因进行分析,指出该类电机在短路过程中由于交错磁极结构导致的动态饱和现象是造成误差的主要原因之一。

三次谐波注入下多相感应电机稳态性能分析

针对采用3次谐波注入的非正弦供电多相感应电机,该文提出一种基于等效电路与分布磁路法的稳态性能迭代计算方法,对3次谐波注入参数对于电机稳态性能的影响规律进行定量分析。结果表明,当3次谐波注入满足气隙磁通密度中3次谐波与基波“峰谷相对”,且3次谐波磁通密度幅值为基波的1/6时,谐波注入对电机稳态性能的优化效果达到最佳。以某型45kW十五相感应电机为对象进行计算与实验验证,结果表明,在气隙磁通密度最大值和电流有效值不变的情况下,采用3次谐波注入时的基波电压与输出功率相对无注入情况最大可提升约13%。

用于感应电机转速估计的感应线圈设计方法

转子槽谐波法作为一种重要的电机转速估计方法,受电机参数影响小,具有很强的参数鲁棒性,在感应电机无速度传感器控制领域应用前景良好。传统转子槽谐波法大部分基于定子电流进行分析,而定子电流中的转子槽谐波易受电机结构限制,且幅值较小,信噪比弱,影响了通用性和转速估计精度。针对上述问题,本文提出在电机内部布置线圈感应气隙磁场中的转子槽谐波,通过研究影响感应线圈中转子槽谐波信噪比的因素,提出感应线圈布置方式的优化设计方法。在一台十五相电机上开展了仿真和实验研究,结果表明所设计感应线圈可大幅提升转子槽谐波信噪比,转速估计方法具有良好的精度。

嵌入式系统在舰船综合电力系统中的应用

舰船综合电力系统是未来舰船发展的方向,为实现复杂电磁环境下设备的远程控制和监测,嵌入式系统能很好的完成这些任务。本文以发电系统中励磁控制器设计为例阐述这种嵌入式系统的设计,即选用DSP来实现数据的计算和控制,选用ARM实现了数据的网络化通信,并通过FPGA芯片来协调这两个微处理器的正常工作。通过实物研制和实验验证说明了这种嵌入式系统的可行性,并通过模拟实际故障工况,论证了嵌入式系统控制的准确性、快速性和保护的及时性。

基于探测线圈的永磁电机转子位置估计

针对无位置传感器中存在的受电机结构和参数影响大的问题,本文提出通过探测线圈感应电压来获取永磁电机气隙磁场转子位置的方法,有不受电机结构参数影响的优点,通用性好,在永磁电机无位置传感器控制领域应用前景良好。通过在永磁电机内部的定子齿槽上布置两套正交的探测线圈以感应气隙磁场中的基波电压,研究布置方案和探测线圈电压幅值与相位之间的关系,提出探测线圈优化布置方案,并采用基于锁相环的位置解调方法。采用一台表贴式六相永磁电机进行仿真,结果表明所提探测线圈布置方案可提升感应电势基波的信噪比,较好的抑制三次谐波,位置估计稳态误差为1.44°,具有较好的跟踪性能。

国有企业改革的难点和对策

目前，国有企业存在富余人员过多，历史包袱沉重等困难。摆脱这种困境的出路在于：实行政企分开，使企业成为独立的市场主体，建立国有资产管理机制和现代企业制度，搞好科学管理。

商品房价高的症结分析

目前，商品房价格是一个令百姓十分关心而又非常敏感的问题，政府、经济学家、开发商都在研究这一问题。一方面是商品房价格居高不下，严重超过了百姓的承受能力，另一方面是商品房大量空置，占压了巨额资金。

对房地产开发运作的思考

决策者对房地产开发要有综合性认识，开发项目要占有一手材料，进行可行性分析与评估，树立名牌意识，完善售后服务。