CDR风力发电机多领域耦合动态建模及全工况分层协同控制

针对一种串列式双叶轮(CDR)风力发电机,基于自由涡尾迹理论提出前后叶轮串列式布局下后叶轮入流风速建模方法,首次建立了包含前后叶轮、传动轴系和塔筒等关键子系统的“气动-传动-电气-支撑件”多领域耦合动态模型;考虑CDR风力发电机结构及特性,以风力机安全运行和最大出力为目标,设计整机分层协同控制架构;采用Fortran语言开发适用于不同容量等级CDR风力发电机的精细化仿真软件,结合高性能服务器搭建仿真实验平台。为验证方案有效性,配置某典型2.7 MW CDR风力发电机设计参数,依据国际电工委员会(IEC)标准开展全工况载荷分析及性能验证。结果表明:所建立的整机模型可准确反映风力机各子系统间的耦合动态特性,所提出的分层协同控制方法在安全载荷范围内具有良好的最优功率曲线跟踪性能。

一种多电压自供给智能测试负载箱的设计

介绍了一种大功率多电压等级、自供控制电源的智能型测试负载箱。利用双电源转换开关切换负载的星三角接线方式、多抽头自耦变压器转换电压等级解决了因测试电压等级多而电阻丝及电器件等设备工作电压受限和现场无外部控制电源的问题;利用行程开关及不锈钢薄片制作成风压检测片解决了传统负载箱无风压检测造成高温隐患等问题。

双压力航空柱塞泵压力切换动态特性

为分析双压力航空柱塞泵压力超调产生的原因从而降低压力超调幅值,建立该泵压力调节机构的动态数学模型,并开展数值仿真研究.分析指出,泵出口等效容腔及斜盘这2个滞后环节是导致泵压力切换时出现压力超调的主要原因.提出降低泵出口等效容腔及在控制柱塞腔前设置阻尼孔等方法来降低压力超调幅值.数值仿真结果表明,当泵出口等效容腔降低为原来的1/3时,泵从高压向低压切换和从低压向高压切换时的压力超调幅值分别下降48.6%和20.4%,设置阻尼孔能有效降低泵从低压向高压切换时的压力超调,但加大了从高压向低压切换时的压力超调幅值,因此应综合运用这些方法来降低压力超调幅值.

新型双转子结构风力发电系统及其双模功率控制策略

研究了一种新型风力发电机系统,包括发电机、调速电机、行星齿轮和风力机,发电机与太阳轮连接,调速电机与内齿圈连接,风力机轴与行星架连接。分析了不同工况下两台电机的工作模式与功率流的变化,针对此种结构提出一种全风况下转速转矩模式控制策略,低于额定风速时调速电机转速控制能够实现发电机恒频并网,高于额定风速时通过控制调速电机转矩限制发电机输出有功功率在额定值附近。对控制策略进行仿真研究,并给出转速转矩控制平滑切换规则,搭建了双转子风力发电实验平台,实现了并网操作,验证了该系统结构的可行性与控制策略的有效性。

混合动力汽车用新型磁通切换双转子电机性能分析

设计一种混合动力汽车用新型磁通切换双转子电机,提出一般设计优化方法并分析其电磁性能及动态特性。首先,介绍了此双转子电机的结构及工作原理。然后,针对此类双转子电机的设计与优化提出了一般的设计方法及优化原则。最后基于有限元分析软件分析此新型双转子电机静态及动态特性,包括电机电感特性,空载特性,转矩特性及电机效率。研究结果表明该双转子电机内外耦合程度很小,具有较高的功率密度、效率和可靠性,控制灵活,并能解决中间转子散热困难这一技术难题。该研究为此类双转子电机优化设计及其控制策略的研究提供了理论基础。

双转子PMSM无传感器复合控制方法研究

为了使双转子永磁同步电机(双转子PMSM)在全速域实现无传感器精确控制,研究了该种电机双转子位置的复合自检测方法。结合面贴式双转子PMSM的结构,在低速区采用脉振高频电压注入法确保检测精度,高速区采用模型参考自适应法确保动态响应。将两种方法的优势相结合,设计出无传感器复合控制系统,并给出了速度切换区间和加权切换算法。实验结果显示,这种方法能在高低速之间实现平滑切换,在全速域实现转子位置的准确检测,并保持双转子的等速对转。

舰船电器设备中簧片式触点开关的冲击破坏潜能分析

对处于闭合状态的簧片式触点开关进行了接触模态分析,确定固有频率和振型;保证最大加速度响应、伪速度响应、最大位移响应中两者不变,设计不同正负双波时域冲击载荷,对簧片式触点开关进行有限元冲击模拟。动、静触头之间的接触力以及簧片根部应力在自由振动时呈现出周期性,接近一阶固有频率;最大加速度响应只影响触头间的接触压力,对于簧片的根部应力不能产生影响;伪速度响应只影响簧片根部的应力,而不能影响触头间的接触压力;最大位移响应的改变不能影响簧片的抗冲击性能。

汽轮机冷端节能改造方式分析

说明了提升汽轮机效率时存在的循环效率、金属材质等限制条件,分析了汽轮机高背压改造、双转子运行、加装热泵、打孔抽汽等冷端节能改造方式的特点及注意事项,认为各种改造方式都具有很大的社会效益和经济效益,且安全可靠、投资较少,改造方式灵活,值得推广应用。

集成压缩机用双定子磁通切换电机的设计及优化

针对轴流压缩机系统体积大、冷却难的问题,基于6/4双定子磁通切换永磁电机,提出一种新型集成压缩机用磁通切换永磁电机(FSPMM)。首先,推导了考虑转子斜极影响的齿槽转矩解析表达,建立了气体流量轨迹模型。其次,设计E型槽FSPMM和C型槽FSPMM结构并建立有限元仿真模型,对其磁密分布、反电动势、齿槽转矩、电磁转矩及波动等电磁特性进行了计算和对比分析,结果表明E型槽FSPMM的电磁性能明显优于C型槽FSPMM的电磁性能。最后,综合考虑电磁性能和流体影响,对E型槽FSPMM的转子结构进行了优化,优化后的6/4双E型槽FSPMM的转矩波动下降了15.25%,出口流速提高到113.27 m/s,适用于多级轴流压缩机系统。

双转子永磁电机模型预测电流控制

为了减少采用传统模型预测电流控制中电流波动较大、控制精度不高的问题,提出了一种基于扩展电压矢量的改进控制方法.该方法在每个控制周期内利用两个相邻有效电压矢量来扩展有限控制集,并通过优化价值函数来保证所选电压矢量最优.通过该方法可以提高电流预测精度,减少电流波动,降低开关损耗.实验表明,与传统的模型预测相比,采用改进后的控制策略明显减少了电流波动,提高了运行效果,验证了控制方法的有效性与可行性.

航空发动机双转子系统高/低压涡轮碰摩振动分析

针对航空发动机碰摩问题,考虑高压涡轮与低压涡轮碰摩,建立了五点支承的航空发动机双转子系统动力学模型。碰摩力模型采用Lankarani-Nikravesh滞回力模型。利用龙格-库塔法进行数值计算,并研究了双转子系统的频谱特性、幅频特性。最后,基于双转子实验台,部分验证了数值计算结果。结果表明:(1)双转子系统碰摩会使系统产生激励频率以及组合频率,并发生组合共振;(2)高压涡轮碰摩会导致系统产生反向涡动全周碰摩,低压涡轮碰摩对高压涡轮碰摩有抑制作用,即高低压涡轮同时碰摩时与高压涡轮碰摩时相比,系统发生反向涡动的转速区间更窄、振动幅值更低;(3)在升降速过程中,碰摩会导致双转子系统出现单个甚至多个双稳态现象。

双转子涡扇发动机碰摩振动特征研究

针对某双转子涡扇发动机转子叶片-机匣碰摩振动问题,建立了新型叶片-机匣碰摩的力学模型。将所提出的碰摩模型应用于某型发动机转子-支承-机匣整机模型中,开展了高压涡轮转子叶片和高压涡轮机匣的碰摩仿真分析。分析结果表明:碰摩导致整机振动值较大幅度的增大,同时伴随着高压转子倍频和高低压组合频振动成分。对某发动机整机试车振动数据分析表明:其振动偏大主要是由于工作过程中转子和静子机匣的热变形不协调导致的高压涡轮转子叶片和高压涡轮机匣的碰摩引起的,主要特征表现为振动总量和高压基频振动的增大,同时伴随明显的高压2倍频振动和高低压组合频振动。仿真分析结果与发动机实测振动数据基本一致。

分体式开关磁阻双转子电机设计与电磁仿真

为解决传统混合动力汽车用双转子电机同心永磁式结构存在散热不良和磁场耦合等问题,将两个同尺寸开关磁阻电机通过联轴器机械连接起来,设计成一种新型分体式开关磁阻双转子电机(Split Switched Reluctance Dual-rotor Motor,SSR-DRM),分析其工作原理和多工况运行模式,进行参数设计、建模以及电磁静态和瞬态仿真,从磁力线分布、磁密、瞬态转矩与空载反电势等对比分析设计和仿真。结果表明:SSR-DRM的主、副电机在560 V直流电压下,额定转矩为80 N·m,额定转速为3 000 r/min,额定输出功率为25 kW,满足设计要求。

首台300MW汽轮机循环水供热改造技术与经济指标分析

介绍了首台亚临界300MW汽轮机高温循环水供热改造技术和改造内容,并阐述了与135MW等级机组改造的异同点。在135MW等级机组双背压双转子互换改造技术的基础上,300MW汽轮机解决了双层低压缸通用性改造、给水泵小汽轮机改造以及凝结水精处理系统改造等关键技术难题,成功实施了高温循环水直接供热技术改造。由改造后性能考核试验结果得知,机组各项经济指标达到设计值,节能效果显著。

高背压供热机组给水泵汽轮机改造的经济性分析和方案优化

针对3台300 MW等级高背压循环水供热机组,试验研究了给水泵汽轮机实施一根转子的改造方案,在改造前、改造后高背压工况、改造后正常背压工况下的性能指标。青岛1号机组改造前300 MW工况下,给水泵汽轮机效率为78.185%;改造后正常背压工况下,三台机组给水泵汽轮机效率比设计值低6%~8%;高背压供热工况下,给水泵汽轮机的效率比设计值低15%~31%。本文对给水泵汽轮机的改造方案进行优化,分析计算了一新一旧的双转子方案和两根新转子方案。采用一新一旧的改造方案,即非供热期,给水泵汽轮机恢复原转子运行的经济性较好。采用电泵驱动的超临界350 MW高背压供热机组比上述采用一根转子的改造方案,厂用电率增加2.9%以上,供电煤耗率增加7.17 g/kW∙h。

减少转炉终点判断分析系统滞后时间的方法

转炉造铜期终点判断分析系统,通过对转炉排出的SO2质量分数的实时监测/数据,判断合适的出铜时间。但由于造铜期到达终点的时间短暂,系统必须响应及时,否则对最佳出铜时间的判断影响很大。为减少转炉终点判断分析系统滞后时间,采用了一种双泵联用,通过消除负压堵转,来减少转炉造铜期终点分析系统滞后时间的简单方法对系统进行优化。此次优化,使系统达到了工艺要求,同时也控制了成本费用。

汽轮机排汽供热改造三种典型技术研究及性能分析

高背压改造、低压缸光轴改造、低压缸零出力改造是三种典型的汽轮机排汽供热改造方式。文中给出三种典型改造实施案例的技术内容和技术特征。由性能试验得到三台实施典型改造机组改造后的最大出力和最大供热能力,以及排汽供热工况下的调峰能力。光轴改造和低压缸零出力改造对机组发电出力的影响大于高背压改造,机组热耗率高于高背压改造的机组,热化发电率小于高背压改造的机组。相同容量条件下,光轴改造和低压缸零出力改造机组的最大供热量大于高背压改造机组。改造后,由于机组最大发电出力降低,高背压和光轴改造机组的调峰能力降低,但低压缸零出力改造的机组能够灵活切换运行方式,其调峰能力大幅度提升。

浅析10kV配电房高低压开关选择与保护

根据配电房高低压开关不同类型选择问题,通过对10 kV配电房的高低压开关的性能以及数据的相互比较,同时根据在实际运用中所反应出的情况,阐述了10 kV配电房高低压开关及选择方面需注意的事项并提出合理建议,为配电房的设备选型打下基础,也为中国电网建设做出应有的贡献。

压风机双电源自动切换装置研究与应用

本文研究了压风机双电源自动切换装置,该装置在马兰矿投入使用后,未出现当一段电源失压后,压风机不能开启的现象,现设备运行正常,至今也未曾出现任何故障。该系统投资少,结构简单,可推广性非常强。

热电厂TRT润滑油系统改造

介绍了TRT润滑油系统因双电源切换造成润滑油压力突然降低，发电机组紧急停机的原因，提出解决问题的方案，并且取得了很好的效果。