单绕组12/4极无轴承开关磁阻电机转矩和悬浮力的解耦机理与实现

针对12/8极无轴承开关磁阻电机转矩和悬浮力在电机实时控制中存在强耦合的问题,研究了一种12/4极无轴承开关磁阻电机。该电机通过改变定转子结构以优化电机电感曲线,从而利用电感平顶区将悬浮力和转矩实行分区域控制,实现了悬浮力和转矩的天然解耦。在考虑双相导通和气隙磁路分布特性的基础上,建立并验证了径向悬浮力和转矩的数学解析模型,基于该数学模型解算出电流、位置与转矩、悬浮力的关系。通过Matlab/Simulink仿真和样机实验,验证了该电机的优良解耦特性以及转矩和悬浮力控制的有效性。

运动解耦机理分析与解耦关节设计

分析了运动解耦机理,提出了只有结构解耦才能方便地做到运动解耦,给出了结构解耦的条件:所有回转轴线交于一点,前面的转动使得有关回转轴线的位姿发生变化,后面的转动按照已经发生变化的回转轴线转动,即保证杆的长度不发生变化和杆的回转中心不发生平移。在此基础上,设计了一种三自由度运动解耦液压伺服关节。

基于缓波布置构型的深水立管动力优化机理研究

缓波型立管可以有效降低深水立管的顶端张力,缓解浮式结构运动对立管触地区的耦合作用,从而提高立管触地区的疲劳寿命。通过改进细长杆理论模型以及浮力段等效优化,提出基于多重波形串联布置的深水缓波型立管构型(简称多重缓波型立管),通过对比不同浮式结构垂荡激振以及海流作用下悬链线立管、缓波型立管以及多重缓波型立管的动力响应特征和运动传递路径,探究缓波布置构型对深水立管动力响应的影响规律和对立管触地区运动的解耦机理。结果表明:基于缓波布置构型的深水立管通过构建缓波构型可以大大降低立管触地区的法向运动响应,进而优化该区域的动态曲率及抗疲劳性能;相比于缓波型立管,多重缓波型立管在动态轴力及动态曲率等方面没有显著优势,但在触地区曲率幅值响应上具有一定竞争力。

紧凑式滤波器及其效果分析

针对实际工程应用中无源滤波系统占用空间受限制的问题,提出了无源滤波器与整流变压器紧凑化设计方法。首先理论分析了解耦机理;其次采用Ansoft对某一容量300 k V·A样机进行建模,结合降阶电感矩阵方法计算出变压器各绕组之间的耦合系数及紧凑式滤波电抗器电感值;最后,将样机应用于某一实际整流系统中。仿真结果与实验测量对比表明:紧凑式滤波器具有明显的谐波抑制效果。相比传统无源滤波器,紧凑式滤波器占用空间大幅降低,可广泛应用于整流机组空间受限的场合。