开关磁阻发电机主电路的一种新拓扑

针对开关磁阻发电机在低压系统中输出功率较低的问题，本文根据开关磁阻发电机的运动原理，对传统主电路加以改进，提出一种新型主电路拓扑结构。从新型主电路拓扑结构中可以看出：在励磁阶段，定子径向相对齿极上相绕组的线圈为并联关系；在发电（续流）阶段，定子径向相对齿极上相绕组的线圈为串联关系，这样就达到了强化励磁提高输出功率的目的。为验证理论的正确性，分别用传统主电路拓扑结构和新型主电路拓扑结构对8／8结构开关磁阻发电机样机进行了实验。理论分析和实验结果表明：在相同工作条件下，其最大效率可提高60％，可见该新型主电路在低压系统中作发电运行时，能获得较为满意的效果。     

无轴承开关磁阻电机绕组电流超前角计算方法

无轴承开关磁阻电机是一个复杂的非线性强耦合系统.控制的关键在于根据给定的悬浮力和转矩得到所需要的绕组电流和超前角.在无轴承开关磁阻电机数学模型的基础上,针对现有文献中超前角和绕组电流计算流程的不足,进行了改进.改进后的计算方法避免了在超前角求解过程中,计算流程的中断.改进算法首先对给定的悬浮力和转矩是否能够同时满足进行了判断.当不能同时满足给定的悬浮力和转矩时,给出了一种计算超前角和绕组电流的算法;当能够同时满足给定的悬浮力和转矩时,超前角和绕组电流由判别式计算,改进算法使计算出的超前角能够位于有效区间内.此外,针对计算出的绕组电流有可能超过限值的情况,对算法进行了补充.采用改进算法后,在实验样机上进行了实验验证,实现了样机的稳定悬浮.     

开关磁阻调速电动机非线性分析

开关磁阴电机系统是性能优良的新型调速电动机系统。本文阐述了双凸极磁阻电机的非线性二维磁场的数值计算方法,据此进行了系统主电路的非线性网络数字分析,进而作了不同工作条件下的电流波形仿真、系统性能计算及控制参数的优化选择,初步实现了开关磁阻调速电动机系统的计算机辅助分析。并通过所研制的500W样机的具体计算和试验验证,证明计算和实测结果是吻合的。     

一种18脉冲隔离型变压整流器

多脉冲隔离型变压整流器因其具有结构简单、可靠性高、输入输出电气隔离、输入电流谐波小并可通过匝比变换实现自由变压变流等优势,在工业及航空领域有着广泛的应用。本文在传统的18脉冲自耦型变压整流器的基础上采用加原边三角形绕组的方式来构造18脉冲不对称式隔离型变压整流器,对其工作原理、输入电流特性和输出电压特性进行了详细的理论分析,并通过对变压器建立等效模型,着重讨论了变压器绕组等效电阻及交流侧漏感对输出电压外特性的影响,为进一步优化变压器设计提供了依据。在原理分析的基础上研制了1kW实验样机和200kW工程样机,并通过实验验证了理论分析的正确性。     

开关磁阻电机再生制动分析与应用

开关磁阻电机由于结构简单，具有易实现四象限运行及无绕组短路问题等特点，使其广泛地应用于各种调速系统。通过对开关磁阻电机 再生制动原理分析及仿真计算，研究开关磁阻电机再生制动运行的优化控制方法，并给出了其应用实例，开关磁阻电机以其控制灵活、结构简单、可靠性高等优点，使其成为电动车辆最好的驱动之一，理论和实践表明，开关磁阻电机具有优良的再生制动性能，这对开拓开关磁阻电机的我种应用具有重要意义。     

同步电机双功能系统单相交流励磁的研究

提出了一种新的无刷交流同步电机双功能系统电动状态励磁方案。即采用励磁机单相交流励磁的方案。分析了该励磁方案的基本工作原理，推导了励磁机转子电枢绕组中产生的感应电势的计算公式，理论证明是正确的。进行了单相交流励磁和直流励磁的对比实验以及静止状态下的仿真和实验，结果表明从静止状态到额定转速，单相交流励磁方案都能够给主电动机提供励磁。理论、仿真和实验具有一致性，比较其它可能的方案，简单可靠。     

开关磁阻调速电动机

开关磁阻电机是由功率开关电路、双凸极磁阻电机及控制器构成的新型调速电动机系统。本文阐述该系统的组成,结合所研制样机的实践,介绍它的基本工作原理和控制方式,并扼要归纳基本特点。研究和实践表明,这是一种结构简单、性能优良的机电一体化调速电动机系统。     

稳定悬浮状态下无轴承开关磁阻电机电感特性

针对二维有限元和磁链法计算无轴承开关磁阻电机(Bearingless switched reluctance motor,BSRM)电感特性的局限性,建立了BSRM稳定悬浮时的三维有限元模型,采用双标量磁位法计算得到其磁场分布,应用一种仅需计算非线性系统能量增量即可计算电感的增强型能量增量法,计算其绕组电感.以-7.5 kW,12/8结构的BSRM为例,简单比较了双标量磁位法与二维有限元法、矢量磁位法和棱边有限元法分别求解BSRM磁场时的计算规模和平均计算时间,说明了双标量磁位法在大规模计算场合的优越性;研究了电感与转子径向位移的关系;计算获得了样机处于稳定悬浮状态下的主、悬浮绕组电感;研究了端部效应对电机磁场分布和绕组电感的影响.通过实验验证了电感计算的准确性,为优化设计和精确控制该类电机奠定了基础.     

开关磁阻电动机的换相基本理论与实践

介绍了开关磁阻电动机的换相原理，提出了衡量其换相性能的指标，并与其它类型电动机的换相机理做了对比。根据对常规四相８／６结构方案、三相６／４结构ＰＷＭ方案和四相五管制调压调速方案的实践，分析了影响其换相性能的主要控制参数和运行参数，表明关断角θ２是影响换相性能的主要控制参数，并以最大电磁功率为准则，给出了四相８／６结构和三相６／４结构的θ２优选范围，且其低速、轻载运行时，比高速、重载运行时的换相性能要好。     

开关磁阻电动机的Fuzzy-PI控制

本文介绍了开关磁阻电动机低速时的斩波控制与高速时的单脉冲控制方案,论述了控制参数的优化选择范围及其变化对电机效率和转矩的影响,在分析了模糊控制,比例积分控制以及系统本身特点的基础上,提出了基于上述控制方案的Fuzzy-PI复合控制算法,并详细地讨论了这种算法在开关磁阻电机系统中的实现,采用的粗调、细调技术有效地解决了动态性能与稳态精度之间的矛盾。文章最后给出了在5.5kWSR132-8/6样机上的运行试验结果。试验表明:这种控制方法性能优良。     

两类多自由度开关磁阻电机原理与控制的类比

多自由度(Multi-degree-of-freedom,MDOF)开关磁阻电机(Switched reluctance motor,SRM)中的电磁力具有多维分布特征,对其建模和主动控制可实现该类电机的多自由度运行。无轴承开关磁阻电机(Bearingless switched reluctance motor,BSRM)和直线旋转开关磁阻电机(Linear-rotary switched reluctance motor,LRSRM)均具有多自由度运动控制的特点,其电磁力的分布规律、建模方法和控制策略具有一定的相似性。通过对比这两类多自由度开关磁阻电机工作原理的相似性,将前期BSRM数学模型和控制方法的研究成果进一步应用于LRSRM中,实现了LRSRM的准确建模和高性能控制,为推动和加速LRSRM的研究提供参考,以期进一步完善多自由度开关磁阻电机的研究理论体系。     

Single-Phase to Three-Phase Inverter with Small DC-Link Capacitor for Motor Drive System

The electrolytic-capacitor-less(EL-cap-less)technique has been attracting more and more interests in these years. The EL-cap-less single-phase to three-phase inverter(STI)with front-end diode rectifier is applied to home electrical appliances. In EL-cap-less systems,film-type capacitor is used to suppress the high-frequency ripple components instead of smoothing the DC-link voltage. By using the EL-cap-less solution,reliability can be improved,lifetime can be increased and high power factor(PF)also can be realized. The EL-cap-less STI brings the opportunity to simplify system structure and lower cost. Because a certain DC-link capacitance is still required,the real PF is limited. To further improve the PF,the ripple components of current references are made in synchronous with the DClink voltage. And the capacitance chosen guideline of the film-type capacitor also be presented. A prototype is built to verify its real performance.     

静电探针在高频等离子体风洞中的应用

为了在高频等离子体风洞上开展高超声速飞行器等离子体鞘层的电磁特性研究,研制了一套适用于高频等离子体风洞测试环境的静电探针诊断系统,这是国内第一次采用静电探针对高频等离子体风洞的流场参数进行诊断。该系统具有偏置电压可调、抗干扰能力强、探针性能稳定、高速数据采集等特点。采用该系统对高频等离子体风洞在不同运行功率、不同气体流量下流场核心区域的电子数密度进行了诊断,对相同运行功率和相同流量条件下流场电子数密度沿射流径向的分布进行了测试,并研究了电子数密度随高频等离子体风洞运行功率和气体流量的变化规律。并将诊断结果与网络分析仪微波测量法的数据进行了比对。结果表明,该系统可以很好地满足风洞流场参数的诊断,能够为风洞流场数值建模以及等离子体鞘层电磁特性研究提供可靠的数据支撑。     

全波升压式C—dumP变换器发电运行时两种工作模式的分析与比较

为使无刷直流电机减小体积、减轻重量、降低成本，选择了电容储能型（C－dump）交换器作为飞机起动／发电系统主电路，考虑发电运行的性能要求对变换器拓扑作了改进。改进得到的全波升压式C－dump变换器可作为双向功率流变换器，应用于无刷直流电机起动／发电系统，具有重要的实用价值。全波升压式C－dump变换器由两级功率变换电路构成，发电运行时有两种工作模式：单级工作模式和两级工作模式。本文分析了C－dump变换器发电运行的原理和特性，介绍了这两种工作模式的原理和特性，详细分析了两种工作模式的输出电压纹波、主开关管占空比、发电效率与电机转速的关系，最后进行了仿真分析与比较。     

某组合发动机进气道抽吸作用分析

对某组合发动机进气道设计马赫数下的三维流场进行了数值模拟。研究了不同位置抽吸对进气道流场及性能的影响,研究结果表明,外压部分抽吸能在较小的抽吸流量下有效改善进气道的起动性能和气动性能,而又不改变进气道的内通道特性;内通道抽吸均化了喉道出口流场,提高了总压恢复系数,但减弱了压缩程度,造成压比、温升比较大幅度地下降,喉道出口马赫数增加,且抽吸流量越大,压比、温升比的降幅和喉道出口马赫数的升幅越大。     

6 kW开关磁阻起动/发电系统设计及实现

由于开关磁阻起动 /发电系统结构简单、坚固、成本低 ,具有高容错运行能力、较高的能量密度和高速运行能力等特性 ,使得其被发展应用于航空领域。该系统很容易实现起动和发电双功能 ,发电运行的额定功率为 6 k W,输出 2 70 V直流电压 ,最高转速为 12 0 0 0 r/m in,其电压品质满足 MIL- STD- 70 4E标准。文中重点介绍该系统的工程设计及预定试验 ,在起动运行时采用开环控制 ,控制很方便 ;在发电运行时采用调角度电流斩波方法、双闭环控制 ,使得电压在较宽转速范围下具有很好的稳态特性和动态特性 ,试验结果表明该系统的特性优良。     

正弦输入脉宽调制(PWM)型单相变流器

本文提出了用GTO(可关断闸流管)组成的PWM(正弦输入脉宽调制)控制式单相变流器新方案。其特点是(1)增加了二只辅助GTO,克服了电流型变流器中的共振电流现象;(2)采用PWM控制方式,使输入电流不会出现相位的缺口而基本正弦,从而避免了整流器对电网的干扰;(3)采用了计算机适时控制。这一装置可广泛用于大功率单相整流需要任意调整功率因数的场合。     

C-dump变换器的发电运行特性研究

介绍了一种可用于无刷起动／发电双功能系统的变换器拓扑－－Ｃ－ｄｕｍｐ变换器，分析了其发电运行的基本原理。Ｃ－ｄｕｍｐ变换器发电运行时存在电机相电流利用主经低、这大的问题。为克服上述缺点，提出了一咎改进型Ｃｄｕｍｐ变换器拓扑。文中对采用这种改进型变换器的发电系统的最低工程转速限制和系统发电特性进行了详细的讨论，分析了发电系统的输出电压及效率与转速的关系。研究结果表明，采用改进型Ｃ－ｄｕｍｐ变换器的发     

无轴承开关磁阻电机拓扑及解耦机理分析

无轴承开关 磁阻电机（Bearingless switched reluctance motor ，BSRM）是一个多变量、非线性且强 耦合的复杂系统。为提高悬浮精度和发挥电机性能，需提升悬浮电流的跟踪及斩波控制水平 ，以及实现转矩与悬浮力的解耦控制，发展结构上具有自解耦功能的新型BSRM拓扑是解决该 问题的有效手段之一。根据现有BSRM转矩与悬浮力的解耦机理和构造特点，对结构上可解耦 的BSRM拓扑进行了归纳与分类，并对每种电机的结构、运行机理及优缺点进行了解析。有别 于现有电机结构，分别提出了双凸定子齿BSRM、宽转子齿BSRM、复合结构BSRM、锥形结构BS RM等4类具有自解耦特性的新型拓扑，并衍生出了每类结构下的不同实现形式，从而进一步 拓展无轴承电机的悬浮理论与应用范围。结合每类结构自身特点，构建与之相适应的运行模 式，以实现旋转和悬浮功能的解耦，从而强化其解耦应用特色。简要分析每种电机转矩和悬 浮力在结构上自解耦的机理，并利用有限元仿真验证其可行性。