绕线转子无刷双馈电机的d-q轴数学模型

在阐述绕线转子无刷双馈电机的定子绕组、转子绕组结构和静止a-b-c轴数学模型的基础上,推导出电机的d-q轴数学模型。这种电机模型建立在一个任意d-q轴坐标系下,使用起来方便,消除定子绕组和转子绕组之间互感矩阵的时变系数,缩短计算时间,有利于控制方法的实现,适用于绕线转子无刷双馈电机动态和稳态性能的分析研究。d-q轴数学模型的参数能根据电机的设计几何尺寸和经验公式得到。通过仿真分析结果和实验数据的对比,验证了任意d-q轴数学模型的正确性。绕线转子无刷双馈电机任意d-q轴数学模型的建立为电机性能分析和控制策略的研究奠定基础。

无刷双馈电机数学模型的研究和分析

针对目前使用较多的无刷双馈电机的两种数学模型,即转子速d-q模型和统一坐标系模型,在推导过程和应用方面做了研究和分析。两个模型的推导目的都是将多回路模型简化为两轴模型,但是由于对转子的不同处理方法和坐标变换时对坐标轴的不同定义导致得到的数学模型不同。相对于多回路模型,转子速d-q模型阶数大大减少,更适合控制策略的研究,但d轴和q轴分量却合不成矢量方程,导致其在理论分析中带来不便。统一坐标系模型是矢量方程,形式简洁,使用方便。其功率、控制绕组和转子电压、电流和磁链可以折算到功率或控制绕组的以任意速度旋转的坐标系上。该模型更适合用于无刷双馈电机的各种控制策略。对这两个模型的研究与分析为无刷双馈电机控制策略的研究提供了参考。

基于绕线型转子无刷双馈电机的建模与仿真

以一台绕线型转子无刷双馈电机的极对比为p/q=5/3,定转子槽数比为Z1/Z2=54/36为例.给出了绕线型转子无刷双馈电机的转子绕组方案,并对该种转子绕组方案进行了谐波分析.建立了基于绕线型转子的无刷双馈电机ABC数学模型以及转子速d-q数学模型,导出了电磁转矩表达式.利用转子速d-q数学模型建立了绕线型转子无刷双馈电机的暂态仿真模型进行了各种运行方式的仿真,得出其仿真结果.仿真结果验证了绕线型转子无刷双馈电机模型的正确性,可行性与适用性.

共轴双旋翼气动特性数值仿真研究

对悬停和前飞状态下共轴双旋翼的气动特性开展数值仿真研究。首先,分别对悬停状态的旋翼标模和前飞状态的试验模型计算旋翼拉力系数,数值仿真结果与试验结果符合良好。然后,基于多重参考系法建立共轴双旋翼CFD数值模型,分析共轴双旋翼上、下旋翼气动特性变化规律。结果表明,悬停状态下,共轴双旋翼每个旋翼的拉力系数均低于单旋翼拉力系数,本文算例中,双旋翼/单旋翼拉力比可达1.844,且随转速增加而降低。前飞状态下,从避免风车效应的角度考虑,共轴双旋翼优于单旋翼,旋翼间距近的共轴双旋翼优于旋翼间距远的共轴双旋翼。

直升机旋翼结冰后三维桨叶气动特性数值分析

针对直升机旋翼桨叶结冰问题,研究了结冰前后三维旋翼桨叶气动特性。基于多参考系模型建立了旋翼桨叶三维结冰数值模拟方法,对其中空气流场计算、水滴撞击特性计算、结冰生成计算和几何模型重构等步骤进行了介绍。以C-T旋翼为模型,计算分析了结冰对旋翼桨叶气动特性的影响。计算结果表明,结冰后旋翼桨叶升力降低、阻力增加,悬停性能下降明显。结冰破坏了桨叶各个截面原有的气动外形,导致涡的产生,使得截面气动特性恶化。

倾转旋翼机巡航状态旋翼滑流影响

倾转旋翼机由于需要兼顾垂直起降和高速平飞2种典型工况下的动力需求,采用大直径旋翼作为推进装置会使机翼大部分处于旋翼滑流区内,这与常规螺旋桨飞机存在较大差异。为评估不同数值计算方法并研究旋翼滑流对倾转旋翼机气动特性的影响,针对选取两叶旋翼的某倾转旋翼机方案,利用激励盘模型、多参考系(MRF)模型、滑移网格模型分别进行了巡航状态下旋翼滑流对全机气动特性影响的数值模拟研究。结果表明:相对于无滑流状态,滑流定常影响使全机阻力增大,最大升阻比降低了7.5%,尾翼产生的升力增大,纵向静稳定度增加了17.1%,全机低头力矩增大;当迎角较小时,滑流虽然改变了机翼表面的升力分布,但是全机升力变化不大;滑流非定常影响会使全机气动特性产生周期性波动,升力系数波动幅度为9.0%,阻力系数波动幅度为10.8%,并且随着迎角的增大,波动幅度也越大。

基于MRF模型的旋翼桨叶气动特性分析与试验

多旋翼飞行器主要由旋翼桨叶为其提供拉力。在旋翼桨叶设计阶段,能准确地预测出桨叶的效率、拉力、功率和扭矩等性能参数是十分必要的。本文采用基于MRF模型的CFD数值分析,对直径为735mm、梢部桨叶角为7°、根部桨距角为22°的木质旋翼桨叶进行气动特性分析。在西北工业大学NF-3风洞的三元试验段测量了风速为零时该旋翼桨叶的气动性能数据,包括:拉力、扭矩、功率、拉力功率比。试验结果与基于MRF模型的数值模拟方法结果有较好的一致性,证明了本文采用基于MRF模型的CFD数值模拟方法研究桨叶气动特性的正确性和实用性。