电动磁浮列车用直线谐波发电机发电特性计算

为研究高速磁悬浮车辆直线谐波发电机的发电特性,首先,基于空间谐波法,提出超导线圈的磁动势分布模型,并推导超导线圈在三维空间内磁感应强度分布公式;其次,基于悬浮线圈与超导线圈间的电磁耦合关系,计算悬浮线圈电流的感应磁场,分析得知悬浮线圈五次谐波磁场用于感应集电;然后,将悬浮线圈五次谐波磁场作为集电线圈的激励,推导集电线圈感应电动势的解析式;最后,以日本山梨线MLX01型磁浮列车为工程背景,利用数值解析值、有限元仿真和日本山梨线实测数据进行了对比分析.研究结果表明:超导线圈磁感应强度、感应电动势和集电功率的解析值与有限元仿真、实测数据的相对误差均在10%以内,验证了磁动势分布模型和解析模型的有效性;列车速度大于100 km/h时,悬浮线圈电流及其感应磁场趋于饱和;集电线圈感应电动势与列车运行速度近似呈线性关系,集电功率与速度呈二次非线性关系;列车速度500 km/h时,集电功率为43.3 kW;列车速度在380 km/h时达到25.0 kW的目标集电功率,保证了磁悬浮车辆车载供电的可靠性.

基于准比例谐振控制的自由活塞内燃直线发电机发电策略

针对自由活塞内燃直线发电机稳定运行时产生的三相感应电动势难以直接应用到负载或动力电池的问题,提出了基于电压外环比例积分(proportion integration,PI)、电流内环准比例谐振(quasi proportional resonance,QPR)的双闭环交流/直流(alternating current/direct current,AC/DC)控制策略加上基于PI的双向直流/直流(direct current/direct current,DC/DC)控制策略,将直线发电机产生的三相感应电动势转换为稳定可控的直流电压。首先根据双闭环AC/DC控制策略生成控制三相电压源型整流器开关管通断的信号,将三相感应电动势整流为波动较小的直流电压,然后通过双向DC/DC控制策略将波动的直流电压转换为稳定可控的电压,最后在MATLAB/Simulink环境下搭建了相应的控制模型进行验证。仿真结果表明,双闭环AC/DC控制策略中电流内环采用QPR控制相比于PI和比例谐振(proportional resonance,PR)控制直流侧电压具有更快的响应速度和更小的电压纹波,可以在0.3 s稳定在400 V,电压纹波为48.9 V。在加入DC/DC转换器后直流侧电压可以在0.2 s稳定在300 V。

高功率密度永磁同步电机发电系统研究

汽车车载设备电源主要采用硅整流发电机,输出28 V低压直流,发电机的输出功率较小。在设备发生异常掉电或断电的情况下,发电系统和增功单元切换就非常重要。由于硅整流发电机电压、功率限制,提出一种高压540 V直流体系,采用高功率密度永磁同步电机将发电系统的功率增加到30 kW,与高压储能单元直接并网,删减了其他功能组件,减小了系统体积。该系统效率达到92%,电压纹波因数控制在4%以内,能成功输出稳定可靠的直流电压。

开关磁阻电机发电运行的角度位置控制

开关磁阻发电机的可控参数多，控制灵活。首先分析开通角、关断角对发电运行性能的影响，然后根据数值仿真结果，提出了一种采用调节开通角、优化关断角的角度位置控制模式，并成功地运用于 ６ ｋＷ变速恒压开关磁阻发电实验系统。实验结果表明，角度位置控制模式具有控制简便，系统效率高及动、静态性能优良等特点。

电力电子变换器控制的异步电机发电技术

与国防和民生密切相关的独立电源系统以及再生能源等两大领域,都向发电系统提出了迫切的需求。电力电子变换器控制的异步电机发电技术是再生能源、舰船、航空等领域的研究热点。本文对带有静止励磁调节器的三相笼型异步发电机的结构特点、工作原理、控制策略进行了系统地分析和总结,对两种定子双绕组笼型异步发电机的工作原理和技术现状分别进行了详细地分析,并分别总结了系统的技术特点。最后展望了带有静止励磁调节器的异步电机发电技术的发展前景。

变速运行的定子双绕组感应电机发电系统控制技术研究

针对宽转速运行的定子双绕组感应电机(dual stator winding induction generator,DWIG)发电系统的电压控制机理进行研究。基于瞬时功率理论,推导出按控制绕组磁场定向时控制绕组的瞬时功率,在此基础上分析了带整流桥负载的定子双绕组感应电机发电系统在宽转速运行时的电压调节机理,即:控制绕组电流在控制绕组磁场及其法线上的分量,分别决定着发电系统功率绕组整流桥直流侧电压和控制绕组静止励磁控制器(static excitation controller,SEC)直流侧电压,据此提出宽转速运行时DWIG发电系统电压控制策略。对一台18kW定子双绕组感应电机发电系统进行了仿真和实验研究,证明了理论分析和控制策略的有效性。

混合动力汽车用开关磁阻电机发电运行

阐述了开关磁阻电机应用于混合动力汽车作起动/发电系统的可行性,介绍了开关磁阻电机作发电运行(SRG)的基本工作原理,给出了系统整体结构框架,描述了基本控制策略,设计了以DSP为核心的控制系统,通过实验验证了系统性能,为进一步研究提供了依据。

开关磁阻电机发电控制系统仿真研究

介绍了开关磁阻发电机(SRG)的数学模型,并在Matlab/Simulink环境下进行了发电控制系统非线性模型的仿真。仿真结果表明,开关磁阻发电机具有优良的发电性能,对其发电控制系统的研究有一定的参考价值。

烧煤磁流体发电机发电通道结构改进

本文叙述电功率百千瓦级烧煤磁流体发电机发电通道的结构改进要点，指出发电通道结构设计和加工装配中值得注意的技术细节。

基于MATLAB电励磁双凸极电机发电运行电枢反应研究

为分析电励磁双凸极发电机的电枢反应,运用MATLAB建立了双凸极发电机的系统模型。通过该模型所给出的仿真结果,分析了电枢反应对相电压产生的影响,试验结果验证了仿真模型的正确性。

高性能磁流体发电机发电通道的工程问题

本文概括地叙述了高性能发电通道工程发展的关键问题，特别是近年来国内的进展。

42V异步电机发电系统的建模与仿真

针对目前汽车发电系统输出功率和效率低的问题,提出了将异步电机应用于汽车发电系统,实现了车载发电系统应用。利用MATLAB/Simulink软件建立了异步电机的仿真模型以及基于瞬时转矩控制的42V异步电机发电系统仿真模型,得到了42V异步电机发电系统的特性曲线。分析了仿真模型各关键信号的波形曲线对发电系统的影响,为异步电机发电系统的理论设计提供了参考。

异步电机发电状态效率研究

对异步电动机在发电状态下的效率进行了理论的研究。提出异步电机发电状态下电机参数发生改变,从而导致发电效率与电动效率的不同,并给出了计算异步电机发电效率新的计算方法,在实验中加以验证。

异步电机发电在西藏的应用

介绍异步电机作为发电机运行的工作原理 ,即利用异步电机微小的剩磁电压 ,由其提供电容器电流 ,该电流又流经电机绕组从而增加电机磁场 ,使电压上升 ,随着电压的增大 ,电容器电流又随之增大 ,相互激励直到平衡的发电过程 .指出异步电机发电具有重量轻、投资少、收效快、操作简单、维护简便等优点 .提出在西藏偏远地区可利用其独特地理条件下形成丰富的水力、太阳能、地热能、风能等能源作为异步发电机的原动力 ,利用异步电机发电 ,从而解决这些地区的用电问题 。

基于两级稳压的航空永磁起发电机发电控制

航空永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine,PMSM)发电系统具有动态响应快、效率高和功率体积之比大等优点,但航空发动机转速范围宽引起低速、高速电压差别大以及高要求的航空电源标准使得稳压系统难以设计。为了系统在整个转速范围能保持直流母线电压270 V恒定,将PWM整流和d轴弱磁控制相结合成初级PWM可控整流稳压,利用同极性升降压电路将初级电压稳定在270 V,实现系统直流电压在全速度范围的恒定。仿真和实验结果表明,基于两级稳压的发电控制系统可以实现航空发动机宽转速范围内的直流稳压以及突加、突甩负载的高动态响应能力,输出电源具有高品质,满足航空电源国军标要求。

浅谈利用三相异步电机发电的原理和意义

根据三相异步电动机的运行状态,对电动机改做发电机运行的过程进行了深入分析和研究,提出了异步电动机作发电机运行时需要注意的事项,并通过了实验室的试运行。

交流发电机发电量不足的诊断与排除

介绍了交流发电机发电量不足的理论依据 ;关注理论对故障诊断的指导作用。分析了发电量不足的 原因及故障排除方法。

一种直线开关磁阻电机发电研究

针对因在低速运行的实际环境下传统直线发电系统结构复杂而难以得到广泛应用的问题,试制一种相间解耦的直线直驱式开关磁阻发电机,以这种开关磁阻发电机为被控对象,构建直线发电系统。依据直线开关磁阻发电机的结构特点及运行原理,建立直线开关磁阻发电机的数学模型。采用有限元方法分析发电机的磁场分布特性,对发电机励磁位置进行仿真优化,得出发电机在1 m/s额定速度下的最佳开通和关断位置。应用位置控制和脉宽调制电流斩波控制两种控制方法进行仿真和实验,获取发电机的相电流输出波形。仿真结果和实验结果表明,这类直线开关磁阻发电机均具有低速发电能力,直线直驱式开关磁阻发电系统能够达到低速直线发电的目的。