负荷波动对灯泡贯流式水轮发电机转矩及损耗的影响

针对灯泡贯流式水轮发电机组负荷波动影响发电机转矩波动及转子涡流损耗的问题,以一台24 MW灯泡贯流式水轮发电机为例,利用有限元法建立了水轮发电机二维电磁场模型,并计算了发电机负载运行与空载运行时的定子绕组的电压与电流,验证了模型正确性。在此基础上,对比分析了发电机组工作在不同负荷工况下发电机的转矩脉动系数及其转子涡流损耗的差异,并得到二者随机组负荷的变化规律,揭示了机组负荷波动对发电机转子涡流损耗的影响机理,为灯泡贯流式水轮发电机的设计提供参考。

基于12扇区的开关磁阻电机直接转矩控制脉动抑制研究

针对开关磁阻电机(SRM)传统直接转矩控制(DTC)中转矩脉动大的问题,提出了基于12扇区的开关磁阻电机控制方法,将扇区进行重新划分并对电压矢量表进行重新分配,以一台三相12/8极开关磁阻电机为控制对象,通过与传统直接转矩控制方案进行仿真与试验对比。结果证明,新方案对于抑制转矩脉动纹波具有显著效果。

Savonius型桨叶水动力特性研究

Savonius桨叶是一种典型的垂直轴阻力型桨叶,在风力发电中广泛应用。这种桨叶具有在多风向作用下单向转动的特性。利用该特性,将其应用于捕获水质点运动方向发生周期性或非周期性改变的波浪能的相关研究。采用Fluent数值仿真软件并基于UDF二次开发技术建立桨叶三维数值模型,分析叶片重叠率、相对入水深度和开口率等参数对桨叶动转矩和功率等水动力特性的影响,搭建实验平台,开展物理模型对照试验。研究结果表明:叶片重叠率有助于减小S型桨叶负转矩;当桨叶在水面上高度与波幅相等时,其功率系数达到最大;在叶片上增加弹片阀开口,可以增大桨叶动转矩系数,当开口面积达到一半时,动转矩系数比未开口桨叶提高28.3%。

达里厄垂直轴风力机叶片螺旋变异优化研究

针对传统达里厄（Darrieus）直叶片垂直轴风力机在运行过程中出现叶片动转矩周期波动性大,动转矩系数曲线震荡剧烈,造成对风轮旋转主轴的强烈冲击及风力机功率输出不稳定等问题,文章提出对Darrieus垂直轴风力机传统直叶片进行螺旋扭曲变异设计,以改善风力机叶片的动转矩输出性能。结合Solid Works和MATLAB完成风力机模型的三维参数化建模,在流体仿真软件FLUENT中完成模型的数值模拟仿真计算。通过螺旋扭曲角的单因素试验验证了变异设计叶片输出的动转矩性能周期波动性降低,平均动转矩得到提高,并确定螺旋扭曲角的优化区间。文章构建了风力机系统模型建立与仿真体系,采取螺旋扭曲变异设计,改善了风力机叶片输出的动转矩性能,初步确定合理的螺旋扭曲角分布范围为：70°～110°。

三相全桥式SRM的等效电路模型及其静态特性

针对三相全桥式功率变换器驱动的短磁路互感耦合开关磁阻电机(short-flux path mutual-ly coupled switch reluctance motors,S-MCSRM),在任意时刻必须两相同时导通的特点,提出等效磁链的概念并给出等效电路模型,推导等效磁链方程。通过有限元计算得到S-MCSRM的自感,相电感,相间互感及等效电感,并和传统开关磁阻电机(switch reluctance motors,SRM)作对比分析。此外,根据S-MCSRM转矩方程,对比分析了两种电机自感和互感随相电流变化的规律,分别得出两种电机自感和互感对输出力矩的影响,在此基础上,研究了两种电机不同开通角对转矩脉动系数的影响。研究结果表明,通过合适的控制策略,新型S-MCSRM具有较大输出力矩和较小转矩脉动系数。