车轮多边形对永磁直驱机车动态特性的影响研究

永磁直驱机车采用永磁同步电机作为牵引电机,电机输出的牵引力通过挠性空心联轴器传递到轮对,直接驱动车轮旋转。轮轨激励作为车辆系统外部最主要的激励源,也会通过联轴器传递到电机,从而对直驱机车车辆系统动力学响应产生影响。文章主要考虑车轮多边形这种常见的确定性、周期性激扰,建立永磁直驱机车系统动力学模型,分析了不同车轮多边形阶数、波深和相位对永磁直驱机车车辆振动特性的影响。仿真计算结果表明,当车轮多边形激振频率与车辆系统垂向振动固有频率接近时,将引发轮对共振,加剧车辆系统的振动;车轮多边形波深越大,轮轨垂向力和轮对振动加速度幅值越大;车轮多边形相位对轮轨垂向力的影响较小,但同一构架前后轮对多边形相位差会显著影响构架垂向运动和点头运动。

电磁驱动高能量密度动力学实验的一维磁流体力学多物理场数值模拟平台:SSS-MHD

超高压、超高密度物质状态生成和性质研究是当代极端物理学的重要前沿领域,电磁驱动的高能量密度物理实验对于该领域的意义尤为重要。这类实验虽然形式上多种多样,但在物理上有内在统一性,即均以力学守恒定律和宏观电磁理论为基本框架。为了建立统一数值模拟平台、依靠负载电流实验数据(或驱动电路真实数据)确定各种极端实验条件下负载构形的力学运动及其与各个物理场的耦合问题,将经受大量实际检验的冲击、爆轰动力学和激光效应计算的一维拉格朗日编码SSS,实质性扩展成为磁流体力学多物理场耦合编码SSS-MHD。对于具有典型意义的平面准等熵斜波压缩、高速平面固体飞片发射、固体套筒电磁内爆和炸药内爆磁通量压缩实验等各类高能量密度动力学实验案例的模拟计算结果表明,编码SSS-MHD计算与美国Z装置、中国CQ和CJ系列装置的实验及美国编码ALEGRA-1D和2D计算数据的相对偏差基本不超过5%。该数值模拟平台为极端材料动力学实验(包括气体、液体、化合物和金属)提供了有力的支撑,还将有助于多维磁流体力学多物理场编码的开发。

针对预想故障的风电集群电磁暂态等值建模方法

基于现有针对单个风电场的等值建模方法,提出一种适用于风电集群的等值建模方法,利用CloudPSS-XStudio套件完成了风电集群等值建模系统开发,该系统将预想故障选择、等值参数计算和结果分析进行了集成,为含大规模风电集群的电力系统的动态安全分析提供了支撑。以各风电场平均风速以及预想故障作为输入,基于等值模型的迭代仿真得到各个风电机组的分群指标,并完成对风电集群的分群等值建模。以某实际风电集群拓扑接入IEEE 39节点系统作为测试算例,验证了所提方法的正确性。

直驱永磁风电机组电磁暂态仿真与稳定性分析

介绍了直驱永磁风电机组基本组成及换流器控制原理,推导了换流器的数学模型,并基于PSCAD/EMTDC软件搭建直驱风电机组风电场的电磁暂态模型,通过系统响应的模拟仿真,分析了直驱永磁风电机组的动态特性以及发生单相接地故障时的暂态特性。

基于变桨距和转矩动态控制的直驱永磁同步风力发电机功率平滑控制

风能的不确定性以及风轮机自身特性使风力发电机输出有功功率随风速变化而波动,影响风电机组输出电能质量,严重时还会影响电网运行稳定性。在分析变桨变速直驱永磁同步风力发电机运行特性的基础上,提出了在全风速范围内结合风力机变桨控制和发电机变速控制的发电机有功功率平滑控制策略。考虑到风能的随机性及直驱风能发电系统很强的非线性,设计了基于模糊理论的变桨距控制器和发电机转矩动态滑模控制器。对一台采用该控制策略的直驱永磁同步风力发电机的运行行为进行仿真研究。结果表明,提出的模糊变桨距控制能有效控制发电机转速运行范围,动态滑模控制能使发电机输出平滑的有功功率。与传统最大风能跟踪控制策略相比,所提出的控制方案能有效降低直驱永磁同步风力发电机输出有功功率的波动,控制发电机转速运行范围。

高压断路器永磁无刷直流电机操动机构的设计及动态仿真

为了提高高压断路器的动作可靠性,设计了一种新型操动机构——有限转角永磁无刷直流电机操动机构。针对40.5kV真空断路器机械特性的要求,对驱动电机结构和主要参数(电负荷、磁负荷、极数及极弧系数等)进行了设计。并采用有限元法对电机的动态特性进行仿真,结果表明,电机设计合理、满足较高的分、合闸速度的要求。

一种耦合电路分析的磁驱动飞片数值计算方法

分析了磁驱动飞片实验和数值计算的研究现状。根据磁驱动实验装置等效电路建立了可带入参数为表达式的电路计算程序。利用建立好的电路计算程序结合LS-DYNA980MHD计算软件,建立了一种可以耦合电路分析的磁驱动飞片计算方法。采用这种方法模拟了CQ-4的发射飞片实验,计算结果与实验基本符合。最后分析了极板长度h分别为20、25、30mm并且充电电压73kV时磁驱动飞片的速度和平面性,认为实验中极板长度取25mm比较合适。

电流驱动磁化动力学及其研究进展

电流诱发的自旋转矩效应可驱动磁矩翻转和磁畴运动,其微观机理研究是目前磁学界的一个重要的研究热点。本文介绍了巨磁电阻和隧道磁电阻效应以及其反效应自旋转矩效应的概念和原理及应用。重点介绍了电流驱动磁化动力学机制及其研究进展。对基于电流诱发的磁矩翻转原理的几种新型器件的提出、面临的主要问题以及研制的进展情况也进行了综述。

基于限幅环节动作时间的直驱永磁风电场等值建模

提出基于网侧控制器限幅环节动作时间分群的直驱永磁风电场动态等值建模新方法。分析了直驱永磁风电机组网侧控制器电流限幅环节动作特性的影响因素,指出网侧控制器限幅环节的动作特性主导了风电机组的动态。提出了基于稳态出力以及电压跌落程度的直驱永磁风电机组网侧控制器限幅环节动作时间的快速估算方法,进一步采用K-means方法将网侧控制器限幅环节动作时间相近的直驱永磁风电机组进行分群聚合。以某一风电场接入10机39节点系统为例,比较风电场分别采用详细模型和等值模型下的动态响应结果,以及风电场动态等值前后原系统的小干扰稳定性和暂态稳定性,证明了本文所提动态等值方法的有效性和可行性。

消除阀杆与阀体间动密封的磁力驱动阀门

提出消除阀杆与阀体间动密封的磁力驱动阀门方案。介绍磁力驱动阀门原理,分析可行性。探讨无阀杆磁力驱动阀门和有阀杆磁力驱动阀门结构、原理,分析磁力驱动阀门的优缺点及应用场景。