国家自然科学基金(51377108)
- 作品数：16 被引量：80H指数：7
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- 凹型端齿削弱永磁直线电机端部力波动方法被引量：9
- 2015年
- 结合端面磁通函数和虚位移法推导PMLM端部效应产生的单端推力波动和法向力波动的解析表达式,揭示端部效应引起的推力波动和法向力波动的规律。通过对傅里叶级数的分析,提出反相位补偿原理的凹型端齿结构,该结构能消除推力波动和法向力波动的奇次谐波,解决传统的优化动子长度削弱推力波动但带来电机纵向"俯仰运动趋势"的缺点,同时还能消除动子横向"俯仰运动趋势"。最后以齿槽效应较弱的12槽11极PMLM为例,采用有限元仿真和实验验证,结果证明该方法能够削弱端部效应产生的法向力波动和推力波动。
- 彭兵刘铁法张囡夏加宽荆汝宝孙宜标
- 关键词：永磁直线电机端部效应
- 热声直线电机起动及发电控制策略的研究
- 2018年
- 本文针对热声发动机起振温度高、谐振管耗散的声功大和系统体积庞大等问题，提出了一种基于起动及发电运行的控制方法。通过对热声发电系统（TAEGS）基础知识的了解，并对热声发动机起振机理的分析，建立了热声发电系统的数学模型，研究了起动控制和发电控制的不同控制策略。在Matlab／Simulink环境下进行仿真，结果表明，基于起动及发电控制的热声发电系统起振时间短，热声电转换效率有所提高，为热声技术投入到生产实践中利用低品质热源提供了可行性保证。
- 高晓曦关新胥德龙喻宏伟阮鹏
- 关键词：圆筒型直线电机
- 永磁直线电机端部效应力的解析计算被引量：18
- 2016年
- 短初级型永磁直线电机的纵向端部效应带来了较大的detent force和法向力波动,恶化了其伺服运行性能。为分析电枢电流为零时端部效应力的特点,文章提出了基于磁通的虚位移原理分析端部效应力的方法。在分析纵向端部边缘磁通变化规律基础上,采用虚位移法推导了端部效应引起的法向力波动和推力波动的解析表达式,揭示端部效应力的波动规律。通过对端部效应力解析表达式的分析,归纳总结了动子长度参数对端部效应力的影响规律。最后,对一台12槽11极电机进行了仿真与实验,仿真、实验结果与解析结果基本一致,验证了基于磁通虚位移法分析端部效应力方法的正确性。
- 彭兵张囡夏加宽沈丽张志峰孙宜标
- 关键词：永磁直线电机
- 应用新型Halbach阵列的PCB定子轴向磁通永磁电机性能分析被引量：2
- 2020年
- 本文针对定子为印刷线路板(printed circuit board,PCB)结构的轴向磁通永磁电机的特点,将一种新型的Halbach永磁体阵列应用于该永磁电机中,并对其性能参数进行分析。通过与传统Halbach永磁体阵列的无铁心轴向磁通永磁电机相比可知:应用新型Halbach永磁体阵列的PCB定子轴向磁通永磁电机在相同尺寸及同等永磁体用量条件下,具有更高的气隙磁密及每极磁通,可获得更高的空载反电势,同时有效地降低了漏磁,使得气隙磁密更接近正弦波,电机的整体性能得到了提升。有限元分析结果和样机的对比试验证明了应用新型Halbach永磁体阵列的PCB定子轴向磁通永磁电机的合理性和有效性。为PCB定子轴向磁通永磁电机的设计提供一定的参考。
- 夏加宽李响冯小雪王晓远王达张晔
- 热声发电系统自主协同起振控制策略被引量：2
- 2021年
- 以热声发电系统(TAEGS)为应用背景,为了降低系统起振温度、缩短系统起振的时间,提出一种控制热声发电机电动运行将系统牵入谐振的自主协同起振综合控制策略,该控制策略以系统机械谐振时次级位移和初级电流相位差为90°作为频率跟踪控制的判定依据,通过采样次级位移和初级电流信号,经过改进二阶广义积分控制器输出相应的正交信号进行锁频,经过Park变换将交流信号变为直流信号,实现信号的无静差跟踪控制,进而使热声发电系统运行频率快速跟踪谐振频率。仿真分析和实验验证结果表明,所提出的起振控制策略既能使热声发电系统运行频率快速跟踪谐振频率,提高系统输出功率;又可改进二阶广义积分控制器,有效滤除检测信号的采样噪声和高频干扰,提高控制器的稳定性。
- 张健张健夏加宽何新
- 关键词：永磁直线发电机谐振频率
- V-型端齿削弱永磁直线电机端部磁阻力波动方法被引量：12
- 2016年
- 动电枢型永磁直线电机由于铁心开断,在两个纵向端部产生了较大的磁阻力波动,降低了系统的伺服性能。该文根据端部磁阻力的特征,提出电枢铁心V-型端部结构消除纵向端部磁阻力波动的方法。通过对V-型端面微元化推导端面磁阻力的合力,总结V-型深度对端部磁阻力波动的影响规律。为简化生产工艺,分析阶梯结构的准V-型端齿削弱端部磁阻力的可行性。最后,以齿槽力较小的12槽11极电机进为例,采用有限元仿真和实验验证了所提方法的正确性和有效性。
- 彭兵宋得雪张囡刘铁法
- 关键词：永磁直线电机
- 热声发电蓄电池系统最大充电功率捕获策略被引量：1
- 2015年
- 目的研究行波热声发电蓄电池系统(TWTEGB)的组成结构,探索提高行波热声发电系统(TWTAEG)输出电功率稳定性和TWTEGB充电功率捕获能力的技术方法.方法根据热动力学原理,电磁感应定律和基尔霍夫定律建立了TWTEGB最大充电功率捕获控制系统模型,设计了采用Buck-Boost变换器对TWTAEG输入到蓄电池的充电电压进行斩波控制方式,实现TWTEGB最大充电功率捕获控制策略的MOSEFT开通与关断的切换方法.结果结合TWTAEG的运动学及输出电特性设计了AC/DC变换器开关管MOSEFT最优开通与关断的切换时间,利用脉冲宽度调制技术对TWTAEG输出电压进行控制,将TWTAEG输出的交变电能储存进蓄电池提高TWTEGB充电功率捕获能力.利用灶台余热TWTAEG数据进行仿真,TWTEGB捕获充电功率的能力比现有直接充电方式提高了26.6%.结论采用考虑TWTEGB运动特性和输出电特性设计的Buck-Boost变换器结构及其MOSEFT开通与关断的切换方法,不仅能提高蓄电池子系统从TWTEGB中捕获充电功率的能力,而且还可以提高TWTAEG输出电功率的能力及稳定性.
- 何新夏加宽唐冲王星晨
- 关键词：BUCK-BOOST变换器
- 热声发电系统最大电能输出阻抗匹配及机械谐振特性分析被引量：7
- 2015年
- 为获得热声发电系统最大电能输出和声功捕获,该文以横向磁通永磁直线发电机为例,采用力–电类比法建立热声发电系统等效模型,研究电磁力、次级速度与阻抗之间的关系,推导热声发电系统等效阻尼的表达式,并分析电抗对等效阻尼的影响。在此基础上,基于最大电能输出进行阻抗匹配,并采用相量法分析阻抗匹配对机械谐振条件的影响,推导出谐振弹簧劲度系数表达式。最后,通过直线振荡系统实验平台验证阻抗匹配及弹簧谐振劲度系数理论推导的准确性,为热声发电系统直线发电机的设计提供理论指导。
- 夏加宽李文瑞何新张健
- 关键词：阻抗匹配劲度系数
- 齿槽效应对永磁直线伺服电机法向力波动的影响被引量：19
- 2015年
- 单边平板型永磁直线伺服电机在运行过程中动、定子之间存在较大的法向力,法向力的波动引起的摩擦力摄动和机床振动极大地影响了机床的加工精度。齿槽效应是引起永磁直线电机法向力波动的一个重要原因。为此,采用麦克斯韦张量法推导了动子边齿无限长永磁直线电机法向电磁力的解析表达式,揭示齿槽效应引起的法向力波动的规律。通过对傅里叶分解系数的分析,指出齿顶宽度和极弧系数是影响法向力波动的两个最为主要的电机参数。利用Ansoft有限元软件仿真分析了电机在不同极弧系数和齿顶宽度下的法向力波动规律。结果表明,优化极弧系数和齿顶宽度能较好地削弱齿槽效应带来的法向力波动幅值,仿真和实验结果与解析结果基本一致,验证了法向力波动解析分析方法的正确性。
- 夏加宽沈丽彭兵孙宜标
- 关键词：齿槽效应永磁直线电机麦克斯韦解析法
- 热声横向磁通永磁直线电机结构及运行特性分析被引量：2
- 2019年
- 以热声发电系统的运行特性为基础,采用轴向叠片结构的横向磁通永磁直线电机能量转换装置,横向磁通永磁直线电机次级铁心上加装永磁体,横向及轴向相邻永磁体极性相反。通过有限元分析可知,电机的主磁通通过次级永磁体经由气隙-初级铁心进入相邻的横向永磁体构成磁回路,磁回路平面与电机运行方向正交。在行程小于1.5τaxial的合理行程范围内,沿轴向各处的径向气隙磁感应强度呈现准方波形式,气隙磁感应强度幅值为0.78T,在频率为110Hz,幅值为4.71m/s的正弦速度运行状态下,输出电压幅值为137V,基波含量达95.7%,证明横向磁通永磁直线电机适用于热声发电系统这类高频短行程往复振荡运行工况。
- 张健张健夏加宽李文瑞
