储能型复合调相机关键技术分析

针对新能源场站惯量、无功功率不平衡、有功及频率支撑能力不足的问题,提出了一种将飞轮储能技术与双馈电机技术结合起来的储能型复合调相机,该调相机结合锂电池储能,提升了系统的调频速度与容量。与同步调相机相比,可以利用滑差进行大转速范围的调功,在相同的惯量下,储能型复合调相机调功时间更长,更有利于增强电力系统的稳定性。对储能型复合调相机进行了仿真分析,结果表明,其具有良好的功率调节特性,应用于电力系统中,既可实现发电、储能、调相等功能,又可实现有功功率和无功功率双向大范围迅速调节。

引入ESO的永磁超环面电机无模型预测电流控制

为改善无差拍预测电流控制(DPCC)对永磁超环面电机系统参数的依赖性,研究了引入扩张状态观测器(ESO)的永磁超环面电机无模型预测电流控制(MFPCC-ESO)策略。根据永磁超环面电机的复合转子结构,引入自转运动影响系数与磁势系数,在旋转坐标系下建立该电机的时变数学模型;利用永磁超环面电机系统的输入与输出,建立该电机具有时变比例因子的超局部模型,同时引入ESO对超局部模型的干扰部分进行实时估计,并利用朱利稳定判据证明了ESO的稳定性;结合延时补偿的DPCC预测得到参考电压矢量,从而实现永磁超环面电机的MFPCC-ESO策略。对参数匹配和失配下永磁超环面电机MFPCC-ESO策略与DPCC策略进行对比分析,仿真结果表明:MFPCC-ESO策略下的永磁超环面电机具有优越的动态和稳态性能及强鲁棒性,同时该控制策略还能有效降低永磁超环面电机的输出波动。

冶金焦炭平均粒度检测中几个问题的探讨

通过对冶金焦炭平均粒度检测全过程的分析以及调研全国主要焦炭生产企业检测焦炭平均粒度的方法,特别是检测使用筛子以及中值取数等方法关键点,得到影响其检测数据的差异的因素。数据分析显示影响冶金焦炭平均粒度检测的主要原因有使用不同规格的筛子、相邻两级筛子中值取数、冶金焦炭取样地点等。文章还分析焦炭机械强与焦炭平均粒度的关系。

新型Halbach阵列盘式永磁电机的磁场解析

基于印制电路板(PCB)技术的盘式永磁电机(AFPMM)提出一种新型Halbach阵列的转子结构,该阵列结构简单、易于优化。运用矢量磁位法对新型转子产生的空载气隙磁密进行解析推导,获得关于气隙磁场的数学模型。基于该模型,保持永磁体总用量不变,以永磁体极弧系数比和径向长度比作为优化变量,气隙磁密基波幅值和谐波畸变率作为优化目标,确立最优转子结构参数。三维有限元仿真结果表明,解析法所得的气隙磁密波形与有限元法基本一致,验证了所提出解析模型的合理性。与传统Halbach阵列相比,新型Halbach阵列气隙磁密基波幅值提升了10.3%,同时谐波畸变率由19.8%降至4.8%,优化效果明显,可以有效降低高频工况下电机的涡流损耗、提升电机效率。最后制造一台样机进行相关实验测试,验证了解析和仿真分析的正确性,对PCB定子AFPMM的设计具有一定参考价值。

机械运动整流发电机电磁性能分析与实验研究

针对双向机械能发电时转子频繁换向而带来能量损失的问题,机械运动整流永磁发电机结合行星传动,可以实现双向输入机械能到转子单向输出发电的过程。为了研究该发电机的电磁性能,建立了其电磁结构仿真模型,得到其空载电动势、气隙磁密以及负载状态运行下的电磁性能。加工研制一台实验样机,并搭建该发电机的电磁性能测试平台,该发电机的实测电磁性能与仿真结果基本一致,验证了该发电机电磁结构的合理性和有限元仿真模型的有效性。

思政教育融入高校数学专业课堂的研究与探索——以《最优化方法》课程为例

高校思想教育的根本目的是帮助大学生树立正确的世界观、价值观、人生观和政治观。为了培养出德才兼备的优秀大学生,我们必须将思政教育融入专业课堂。数学专业是纯理科专业,理论研究多于社会实践,有着固守书本的特点。因此,思政元素融入专业课堂对于数学专业的大学生尤为重要。本文以《最优化方法》课程为例,讨论了目前教学的现状,提出了将思政教育融入专业课堂的想法,并指出思政教育具有一定的广泛性,即思政教育不仅仅指的是政治思想,也包括哲学、历史、科研、实践等各个方面的渗透和引导,这样才能为国家培养出既具有崇高的理想、高尚的品德,又具有扎实的专业素养的人才。

基于Halbach阵列盘式无铁心永磁同步电机优化设计——楔形气隙结构电机

从优化结构角度出发,提出基于Halbach阵列楔形气隙盘式无铁心永磁同步电机,该类电机具有效率高、重量轻、噪声低、结构简单等优点,通过改变气隙结构以进一步提高盘式无铁心永磁同步电机的气隙磁密,达到提高电机性能的目的。利用FEM方法对16极盘式永磁同步电机进行建模,选取不同的空气罩尺寸来分析比较,确定适合的求解域,进而对均匀气隙与楔形气隙两种结构进行了静态气隙磁场分析比较。实验结果表明,样机出力由均匀气隙结构200W提高至楔形气隙结构的250W,效率由91.8%升高到92.4%,功率因数由0.985提高到0.993,优化设计达到了目的。

阻性负载下低压故障电弧特性分析

通过搭建串联电弧检测试验平台，在不同功率的阻性负载下，采集正常和发生串联故障电弧状态下的线路电流，并分析了电流的时域特征和频域特征，包括零休时间、电流上升率、平均值、有效值以及各奇次、偶次谐波因数等。 分析结果表明，选择 2~6 次谐波因数及其变化率作为串联故障电弧的判据较为合理。

电动汽车用高功率密度电机关键技术

首先介绍了高功率密度电机的运行特点,并结合电动汽车用笼型异步电机和永磁同步电机两种高功率密度电机,分别从电磁设计、机械工艺和冷却方式三方面进行了分析和设计。最后结合电机试验,对提出的改进措施进行了验证。文中提出的设计工艺可为电机设计者提供很好的参考价值。

无刷直流电机直接转矩模糊控制研究

为简化无刷直流电机控制系统的结构同时又能使其具有较快的转矩响应速度,论文提出一种新颖的控制方案,将直接转矩控制和模糊控制相结合应用于无刷直流电机控制系统中。直接转矩控制省掉了复杂的矢量变换,使系统结构简单且响应迅速,但是转矩脉动相对较大;而模糊控制鲁棒性强,根据转矩偏差和转矩偏差的变化率,模糊调节电压矢量作用时间,减小转矩脉动。新型的控制策略不仅具有良好的动态特性和简单的结构,其它性能也可与传统的无刷直流电机控制系统相媲美。利用MATLAB对系统进行了仿真,并对两种不同控制方法的实验结果进行比较。通过比较可以看到模糊直接转矩控制方法实现了对转矩和电流的有效控制,更优于传统的控制方法。

基于DSP的盘式无铁心永磁同步电动机调速系统

高磁能积永磁体的出现使盘式永磁电机的定、转子可以设计成无铁心结构,减少了在同等输出功率和轴转矩条件下电机的重量,避免了铁心损耗且减少了转矩脉动。结合这些特性,设计了基于DSP的盘式无铁心永磁电机调速驱动系统。该系统以TMS320LF2407为控制核心,EXB841作为功率驱动单元,整个系统结构紧凑,集成度好。采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法,有效抑制了电流谐波分量和转矩脉动。实验表明,系统稳态转速平稳且无静差;超调量小;能够获得最大启动转矩,响应快,转速上升时间仅为30ms,具有令人满意的调速性能。

永磁同步电机转子永磁体内涡流损耗密度的计算

针对钕铁硼永磁材料提出了一个计算永磁同步电机转子永磁体内涡流损耗密度的公式.通过三维电磁场有限元方法,求解了电机内的磁场并计算出了永磁体内的涡流损耗,验证了公式的正确性.在分析计算中考虑了电机复杂三维结构的特点,同时根据对称性,取电机的一个极范围作为分析的简化模型.为了能很好地分析和画出精确的涡流波形,对每一个周期取100个时间子步作瞬态分析,并且在划分有限元单元时考虑了磁场的透入深度.最后根据计算结果的比较得出影响永磁体内涡流损耗的因素.

基于工业组态软件W inCC的化工工业监控系统

介绍一种应用于化工厂的动态计算机监控系统,该系统以上位机的西门子W inCC5.1和下位机的西门子S7-300系列PLC为核心进行动态监视与控制。详细论述了监控系统中上位机软件的设计与实现,以及人机界面动画的制作,介绍了上位机与下位机PLC的通讯方式。概述了丁酯合成与回收系统的结构和特点。

电动汽车盘式轮毂永磁电机设计

为了合理地设计盘式轮毂永磁电机,利用盘式永磁电机对电动汽车轮毂进行了研究.在对电动汽车特性要求以及电机结构、材料、特点分析的基础上,选用盘式无铁芯永磁同步电机作为电动汽车轮毂直驱电机.为选择理想的电机参数,通过理论分析的方法对轮毂式电动汽车总体动力性能进行分析计算,讨论了决定轮毂电机选择的电动汽车3项主要性能指标:最高车速、加速时间与最大爬坡度.根据电动汽车的性能要求,最终合理地确定了轮毂电动机的功率、转速与转矩,给定了轮毂电动机的主要参数,为轮毂盘式电机的设计提供了依据.

盘式永磁同步电机永磁体内涡流的有限元分析

钕铁硼是采用最多的永磁体材料,虽然性能令人满意,但电导率高,耐热性差;并且由于转子散热能力差,涡流会使永磁体发热升温,从而导致部分不可逆的退磁,因此很有必要对永磁体内的涡流进行分析。针对盘式永磁同步电机自身的特点,通过二维电磁场有限元法分别求解了空载和负载时电机内的磁场和永磁体内的涡流,其中包括有铁心电机由于齿槽的存在而引起的涡流和不同电机运行速度下的涡流。为了考虑电机的运动效应和使计算结果更加精确,采用了瞬态分析,同时在划分单元时考虑了磁场的透入深度。最后根据瞬态计算出的数据绘出了磁矢位和涡流波形。波形分析得出了影响永磁体内涡流的因素以及应采取的措施。

外转子轮毂电机电磁场-温度场的耦合求解分析

采用有限元法对额定功率为8.5,kW的外转子永磁同步轮毂电机进行了电磁场-温度场的耦合仿真计算,研究了电机的发热以及电机内温度场分布情况,并对电机槽绝缘厚度和定子轭高度对电机温度场变化的影响做了定量分析.结果表明:当电机槽绝缘厚度降低到0.20,mm、定子轭高度增加5,mm时,电机温升问题得到了很好的改善,符合绝缘条件的要求.

等效热网络法和有限元法在轮毂电机温度场计算中的应用

轮毂电机温度场的准确计算对于轮毂电机的安全运行和性能提升至关重要。根据一般电动汽车用轮毂电机样机的结构,建立了等效热网络温度场分析模型和3D有限元模型。基于等效热网络法,编写了轮毂电机温度场计算程序,计算了额定工况下的稳态节点温度。通过有限元法,计算了轮毂电机额定工况下的稳态温度场分布和瞬态温升曲线。根据轮毂电机的温升实验,对比分析了两种方法的计算结果,验证了等效热网络分析模型和3D有限元模型的有效性,说明了等效热网络法和有限元法对于轮毂电机温度场计算的适应性和兼容性。

应用CFD流固耦合热分析车用高功率密度电机的水冷系统

针对高功率密度电机功率大、体积小的特点,通过综合选择水冷系统平衡电机的热量,保证高功率密度电机的散热。利用计算流体动力学(CFD)和热场比较轴向型、周向型、螺旋型3种水冷方式,从流速、冷却效果、水泵功率、温度分布及工艺等多方面综合比较并选择最优水路结构——螺旋型水路,并应用此水路作为高功率密度电机的机壳内部水冷方式。传统电机的电流密度为5.0 A/mm2,通过采用螺旋型水冷系统、优化电机磁路结构和对材料的特殊设计,同样的温升可使电流密度增至10.0 A/mm2。这样在电机体积和重量基本不变的情况下可使电机的功率提高1倍,达到设计高功率密度电机的目标。最后,通过红外热成像仪的温度测试验证螺旋型水路应用CFD流固耦合温度场分布的一致性。

电动汽车用油内冷永磁轮毂电机三维温度场分析

根据外转子式轮毂电机的结构及变压器油的物理特性,提出油内冷轮毂电机冷却方式。以实际样机为例,在传热学理论和有限元方法的基础上,对轮毂电机各部件间的导热系数和散热系数进行了计算,并分别建立了采用自然冷却和油内冷冷却方式轮毂电机的3-D温度场有限元分析模型。基于所建立的模型,计算并得到了不同冷却方式下轮毂电机各部件的温升曲线和温度场分布。通过计算结果与实测数据的对比分析,验证了有限元分析的正确性和油内冷冷却方式的有效性和实用性。

基于进化策略的轮毂电机永磁体结构优化设计

在永磁电机设计中,永磁体(permanent magnet,PM)作为励磁磁源,其结构、尺寸直接影响电机的性能。进化策略(evolution strategies,ES)是一类仿效自然选择和基因突变的智能优化算法,具有适应性广、鲁棒性好、适用于并行计算等优点。该文将ES引进到永磁电机PM结构的优化设计中,并将有限元分析(finite element analysis,FEA)与ES相结合进行优化设计。以一台8.5 k W的轮毂电机作为优化对象,通过联合ES和FEA对PM结构尺寸进行优化,轮毂电机的齿槽转矩有效减小了81.7%,平均电磁转矩增大了5.3%。