兆瓦级特种车载永磁同步发电机优化设计

兆瓦级特种车载永磁同步发电机能效对车辆行驶里程和运行寿命有巨大影响。本文以特种车载850 kW(短时1000 kW)永磁同步发电机优化过程为例,在原有较低功率样机的基础上,通过建立电机效率损耗模型,并基于改进型遗传算法,优化电机齿槽和磁钢结构,改进电机磁路分部,降低电机损耗,从而有效提高电机运行效率。本文借助Maxwell电磁场有限元计算方法和Motor-CAD电机热路法分别计算了电机损耗与温升,检验了优化方法的可行性,并结合实际样机试验,验证了该方法的有效性。

大型风力发电机技术综述

【目的】通过阐述多兆瓦风力发电机发电技术,以MW级以上的风力发电机为研究对象,深入阐述大型风力发电机的发展现状。【方法】首先,以新能源发展背景为切入点,阐述双馈风力发电机、半直驱风力发电机及直驱风力发电机的特点。其次,对国内外文献及最新发展情况进行总结,介绍上述3类风力发电机在市场中的应用,并对其优缺点进行对比,此外还总结了科研成果及市场开发的最新进展。最后,阐述铁氧体永磁风力发电机和高温超导永磁风力发电机的发展现状。【结果】不同传动机构的风力发电机各有优缺点,在超大型风力发电机设计上,半直驱风力发电机的发展潜力最大,而促进铁氧体风力发电机和高温超导永磁风力发电机的发展是非常有必要的。【结论】研究成果将有助于人们更好地了解大型风力发电机的发展现状,并指导实际工作。

煤矿供电系统中晃电现象的危害及其防治

为了防治煤矿供电系统中出现的晃电故障,对煤矿供电系统中晃电现象产生的原因及危害进行分析,通过对电源侧和负荷侧的向量分析和理论仿真,发现在15 ms内进行治理,可以消除晃点故障带来的影响。采用理论仿真和试验分析的方法,利用兆瓦级电池储能系统和电源快切技术对晃电故障的防治机理进行研究,根据煤矿供电系统工况,提出了基于兆瓦级电池储能系统的电源侧防治方案和基于电源快切技术的负荷侧治理方案。当电源侧出现晃电故障时,兆瓦级电池储能系统在15ms内输出有功功率,拉升电压,防止晃电危害发生;当负荷侧出现晃电故障时,负荷侧在15 ms内完成双电源切换,消除晃电影响。

兆瓦级核电推进系统布雷顿循环热电转换特性分析

闭式布雷顿循环是兆瓦级核电推进系统主要采用的动态热电转换方式,具有结构简单、转换效率高等特点。本文针对兆瓦级核电推进系统的动态布雷顿热电转换方式进行特性分析,具体内容包括:对氦气、氮气、二氧化碳和氙气4种工质及它们以不同比例混合的工质的热物性进行比较,进而对其在兆瓦级核电推进系统闭式布雷顿循环中的换热性能、压力损失系数和透平机械所需级数进行分析;以带有同流换热器和预冷器的直接气体透平循环为研究对象,比较兆瓦级核电推进系统气体透平循环在采用不同比例混合物作为工质时的循环效率,并对参数变化对循环效率的影响进行研究。本研究为兆瓦级核电推进系统气体透平循环在工质选择方面提供了一定的参考,为其设计和控制系统的研究奠定了基础,为以后进行气体透平循环动态性能研究打下了基础。

兆瓦级空间反应堆辐射特性分析

针对阴影屏蔽体的材料选取与仪器仓布局问题,本文以核动力航天器为对象,研究了屏蔽材料与结构材料的辐射特性,计算得到了屏蔽体阴影区域内的辐射场分布。本文利用蒙特卡罗方法在屏蔽阴影区范围内对中子与光子进行输运计算,得到中子与光子在空间中的分布情况。通过得到的不同屏蔽材料与结构材料对具有特定能谱的中子与光子的屏蔽效果,选出了适用于空间反应堆屏蔽体设计的材料,确定了一种满足辐射防护限制要求的屏蔽材料组合方式。研究表明:铅、氢化锆和聚乙烯应用于空间堆的辐射屏蔽能使屏蔽体更加轻质化,掺杂氢化锆粉末的聚乙烯复合型材料的屏蔽效果优于单一材料,反应堆至仪器仓前的辐射分布能为仪器舱内的布局设计提供了参考。

集成式天然气输送压缩机直驱永磁电机研究

集成式天然气输送压缩机采用高速兆瓦级永磁电机直驱替代传统电机+齿轮箱驱动压缩机模式,其驱动电机的电磁设计、机械设计、流体冷却设计均远超出常规电机技术范畴。建立了6MW、10000rpm永磁电机电磁有限元模型,对高压扁铜线绕组高频交流损耗性能进行分析;建立了高压天然气CFX流体模型进行转子碳纤维表面高速风磨耗评估,同时计算碳纤维表面粗糙度对风磨耗的影响;建立了整机1/4流固耦合模型对电机的温升分布规律进行分析;总结出基于电、磁、流体多物理场耦合的兆瓦级高速永磁电机综合设计与分析方法;为高速兆瓦级永磁电机在集成式天然气输送压缩机上应用提供了可靠的理论依据。

某MW级风电变桨轴承边界条件仿真分析方法探讨

风电变桨轴承是连接桨叶和轮毂的转盘轴承,是风力发电机组中技术含量较高的部件之一。由于风力发电机使用环境恶劣,维修成本高,所以变桨轴承要满足长寿命的使用要求,当前普遍采用有限元方法对变桨轴承进行结构整体分析与局部优化。本文主要研究如何根据客户给定工况,对于大兆瓦级风电机组变桨轴承制定更合理的仿真分析方法,进一步提高变桨轴承仿真分析的效率和可靠性。