空心补偿脉冲发电机设计与仿真

设计了一台两相四极空心补偿脉冲发电机,对其基本电磁特性进行了分析。采用无补偿形式,简化了电机结构设计,增加了电机可靠性和脉冲电流通用性。以电磁轨道炮为负载,综合考虑电流耦合、转子转速变化和负载阻感变化,建立了放电过程的数学模型。与SimplorerMaxwell软件联合仿真结果进行对比,验证了数学模型的准确性。以弹丸加速比为目标函数,使用差分进化算法对点火角和串联电感大小进行优化,得到了最优脉冲波形。数学模型与智能优化算法结合,为波形调节的最优化问题提供了有效解决方案。

Halbach励磁的无刷无铁心被动补偿脉冲电机设计

设计了一种Halbach永磁阵列励磁无刷无铁心被动补偿脉冲电机。从Halbach永磁阵列的原理入手,介绍了该种电机的结构和特点。采用解析计算方法,求解了气隙磁场泊松方程,得到了气隙磁场解析解。利用有限元数值仿真方法,分析了Halbach磁阵列励磁CPA与普通永磁励磁CPA的气隙电磁场分布,得到了决定电机气隙磁场的部分因素,证明了解析方法的正确性,并反映出该设计的可行性和优越性。

空心补偿脉冲发电机温度场计算与分析

空心补偿脉冲发电机采用新型复合材料替代传统的铁心,在提高电机的功率密度同时,也带来了一些新的问题。由于复合材料导热性能较差,导致电机整体的散热性能不佳,因而连续放电运行时电机的热性能预估显得十分重要。针对该问题,建立了空心脉冲发电机的温度场有限元模型,对绕组和气隙进行了合理的等效简化,提出一种计算电机内空气温度的迭代算法,并通过实验验证了仿真模型的正确性,为同类电机的温度场计算提供了方法。提出利用电磁场有限元仿真计算电机热源损耗的方法,分析了其驱动轨道炮负载时的温度场,讨论了不同放电周期下电机的温度分布特点及变化规律,计算出样机连续运行的安全放电周期,为后续指导电机的负载实验和优化设计奠定了基础。

空心脉冲发电机的电力电子装置设计

给出了空心脉冲发电机的电力电子装置图,分析了空心脉冲发电机的运行模式。根据对空心脉冲发电机自励过程和放电过程仿真分析,得出该电力电子装置不同模块元器件的选取标准,设计了元器件保护电路。