两相被动补偿脉冲发电机设计及脉冲波形仿真

设计了一台峰值功率为 5 0MW的两相 4极被动补偿脉冲发电机 ,采用无槽绕组、端部屏蔽等关键技术 ,并利用补偿电机放电等效电路仿真驱动电热化学炮的脉冲电流波形 ,分析了影响电流波形的因素并提出用改变触发角和串电感调波的优化波形方法 ,为下一步电机的研制及放电系统试验提供参考。

两相被动补偿脉冲发电机的电流脉冲波形调节

基于两相被动补偿脉冲发电机计及转速变化时的电枢电流耦合电路仿真模型，提出了通过改变两相正交电枢绕组间的匝数分配以调节电流脉冲波形的方法，对驱动常规电热化学炮的脉冲电流波形进行了仿真．结果表明，与两相等匝正交电枢绕组被动补偿脉冲发电机相比，输出脉冲电流波形具有更大的灵活性，适合作为电热化学炮的脉冲电源．

永磁被动补偿脉冲发电机放电电感计算与仿真

永磁被动补偿脉冲发电机的放电过程是一个复杂的电磁暂态过程,对永磁被动补偿脉冲发电机的数学建模存在模型过度简化、原理阐述不清以及计算求解困难等问题。提出了一种考虑电枢绕组尺寸与补偿筒涡流磁场影响因素、基于子域法等效求解的电感计算模型,并对一台样机建立了数学模型以及有限元模型,通过有限元仿真与解析计算结果对比,证明该计算模型相比现有模型精确度更高,适用范围更广,可用于被动补偿脉冲发电机放电过程的解析计算。

被动补偿式外转子永磁脉冲发电机放电特性

为探究被动补偿式外转子永磁脉冲发电机(ORPMPCPA)的放电特性,在综合考虑放电过程中被动补偿作用对电枢绕组电感的影响以及机电能量转换造成转速变化等因素的基础上,建立ORPMPCPA对负载放电的数学模型,对ORPMPCPA放电时的脉冲电流形成过程、能量转化过程以及相关因素对脉冲电流波形的影响进行仿真分析。结果表明,ORPMPCPA能在瞬间将转子内部储存的动能转化为强脉冲电能,且通过改变外电路中触发延迟角、两相绕组组合方式和外接电感数值,实现对脉冲电流波形的灵活调节。通过对比分析样机测试结果和仿真结果,证明所提出的ORPMPCPA放电特性分析方法的准确性。

被动补偿脉冲发电机气隙绕组电感的解析计算

利用电磁计算的直观图解法 ,考虑到导电筒中涡流产生的磁通压缩效应 ,通过分析气隙磁场分布导出了被动补偿脉冲发电机无槽电枢绕组电感的解析表达式。对 2 5MW样机进行了计算。电感的测量结果验证了解析表达式的有效性。

被动补偿脉冲发电机涡流损耗的解析计算

在假设转子导电筒中涡流面电流与定子无槽电枢绕组面电流相同、相位相反的条件下 ,利用麦克斯韦方程组 ,通过分析被动补偿脉冲发电机导电筒中涡流分布 ,导出了被动补偿脉冲发电机导电筒涡流损耗的解析表达式 ,并计算了涡流损耗对 2 5MW样机运行的影响。

永磁被动补偿脉冲发电机设计与仿真

采用永磁励磁、两极两相、被动补偿结构,设计了一台小型补偿脉冲发电机。使用有限元软件对电机进行空负载电磁特性分析;永磁体采用厚度为12 mm的钕铁硼材料,空载时气隙最大磁感应强度为0.443 T。在60 000 r/min的设计转速下,单相开路电压峰值为195.4 V,铁心损耗功率为599 W。对电阻值1 m?,电感值1μH的小阻抗负载分别进行了单相放电、两相并联放电及两相串联放电仿真,单相放电电流峰值为10.90 kA,脉宽0.78 ms;两相并联放电电流峰值14.64 kA,脉宽1.1 ms;串联放电电压峰值增至333.7 V,电流峰值为8.59 kA。电机储能大于4 MJ,脉冲功率大于2 MW,且结构紧凑,具有较高的能量密度和功率密度。

改进型补偿脉冲发电机电流成形分析

补偿脉冲发电机集能量存储、机电能量转换、脉冲成形于一体,被认为是电炮武器系统的首选高功率脉冲电源。在传统补偿脉冲发电机结构基础上,以能产生较宽平顶波的选择被动式补偿脉冲发电机为研究对象,通过改变电刷和换向片结构,对比分析了在不同点火角度、电枢与励磁绕组相对位置、不同耦合深度下的电流波形特点。仿真计算表明:补偿角度的变化显著影响脉冲峰值的大小;随电枢绕组初相角增大,脉冲初始阶段的一段负脉冲增强;两绕圈耦合深度越大,波形起伏越大。通过计算及有限元模型仿真分析,证明改进后的结构可使电机内电感下降,同时选择被动式补偿脉冲发电机可以获得更高功率的脉冲电流和较理想的频谱分布。

高速动车组大功率多重化四象限整流器控制方法

以虚拟d-q电流解耦控制方法为基础,介绍了单牵引变流器内两重化四象限脉冲整流器控制方法、同一控制器中载波移相的实现方法、不同控制器之间多重化四象限脉冲整流器载波移相的实现方式、四象限脉冲整流器开关频率较低时(小于500 Hz)的调制补偿方法。在实际大功率变流器上验证了该控制方法。证明该方法可以实现网侧电流谐波低、网侧单位功率因数高及直流侧电压恒定的控制目标。