船舶轴带发电机系统的扭转振动计算

轴带发电机系统的扭转振动对于内燃机设计者来说是一个新的问题。计算轴带发电机轴系的扭转振动,需要切实地考虑发电机吸收功率对柴油机激扰力矩的贡献。实测结果证实了这一点。关于轴带发电机恒速齿轮箱的扭转振动计算,本文采用了传递矩阵和系统矩阵两种方法。前者可以使行星轮系最终转化成一当量轴系,输入、输出惯量之间存在一“等效场阵”;后者使用了行星轮系扭振计算的详细模型,考虑了轮齿平均啮合刚度及行星轮销轴横向弯曲刚度的影响。     

船用大功率发电机流场及温度场分析计算

本文以某船用大功率发电机为例,建立了电机的流场和温度场三维耦合模型.基于流体动力学软件FLUENT,得到了电机稳定运行时的流场以及温度分布情况.通过对计算结果进行分析,在此基础上对通风结构进行了优化,有效降低了电机温升,为船用大功率发电机通风及热分析提供参考.     

某型船用PTI-PTO模式轴带无刷同步发电机测试

针对某型船用PTI-PTO模式轴带无刷同步发电机（轴带电机）的检测工作，制定了测试方案。通过了解轴带电机应用背景，分析其机械和电气结构特点，研究其不同模式下控制原理，在《钢质海船入级规范》相关要求的基础上，制定并优化了测试方案。优化的测试方案可执行，并验证了轴带电机能够在恒功率因数控制方式、恒压控制方式下正常运行。测试结果表明，轴带电机性能满足“规范”对电动机、发电机的相关要求。研究提出的轴带电机测试方案，对船用PTI-PTO模式电机出厂测试具有实际指导意义。     

无轴轮缘推进器流热耦合研究

无轴轮缘推进器将永磁电机与螺旋桨集成一体，螺旋桨旋转时对电机电磁损耗与流场换热特性产生影响，进而改变各部分的温度分布。采用有限元法（FEM）计算推进电机的电磁损耗，采用有限体积法（FVM）建立流体场和温度场仿真模型，对推进器的电磁-流-热耦合问题进行仿真分析。通过对比仿真和试验结果，验证了流热耦合仿真方法的有效性。在此基础上，推导了螺旋桨转速与集成电机的损耗关系，并利用仿真模型分析了在不同进速系数、不同转速、不同间隙下推进器电磁损耗及流体场对推进器散热的耦合影响。结果表明，外域水流对推进器的温升影响较小，当间隙流速达到一定程度时散热减缓；推进器螺旋桨转速与集成电机电磁损耗存在幂次方关系；推进器主要靠间隙流体的流动带走热量，间隙大小会影响推进器散热，应合理选择推进器间隙尺寸。     

轴带发电机在船舶电力能源系统中的应用

船舶轴带发电机是大型船舶上广泛配置的供电装置,该装置通过船舶主轴驱动。船舶耗油量巨大,为实现能源的高利用率和经济利益,船舶柴油推进主机通常都会配置相应的轴带发电机系统。传统的轴带发电机系统存在着损耗大、噪音污染、不方便保养和无法与整个船舶电网耦合使用等缺点。针对以上缺点,本文提出一种新型船舶轴带发电机系统,该轴带发电系统基于SPWM逆变器控制,在满足整个船舶电力网对发电机的控制需求的同时,实现了船舶柴油发电机组单独稳定运行或者相互耦合运行。     

SINAMICS能量回馈节能技术在船舶轴带发电中的应用

针对船舶轴带发电控制和并网的难点,提出了基于SINAMICS的船舶轴带发电能量回馈节能技术.将主机同轴的轴带发电机经SINAMICS的整流-逆变和模型参考自适应技术,克服主机转速扰动和轴带电机转矩脉动的影响,实现能量双向流动和馈电并网质量管理.建立了轴带发电系统实物仿真模型,结果表明,SINAMICS船舶轴带发电具有极高的电压稳定性和较高的经济性与可靠性.     

永磁同步电机电磁热耦合高效计算模型

电磁热耦合分析是一种计算永磁同步电机电磁性能和热性能的有效方法,为实现耦合场的高效准确计算,建立了一种结合二维静磁场有限元模型和等效热网络模型的电磁热耦合高效计算模型。首先,基于磁密时空变换公式,推导了考虑材料温升特性的电磁损耗计算模型,并与二维时步有限元法进行对比,相同硬件条件下,计算时间减少约79%;然后,基于传热学定律,建立了电机的等效热网络温度场分析模型,并推导了节点温升计算的状态空间方程。最后,以一台表贴式永磁电机为例,与三维有限元耦合模型进行对比,温度场计算结果最大误差为5.3 K,计算时间减少约95.2%,表明该模型可在保证计算精度的前提下提高电磁热耦合分析效率。     

劳斯莱斯轴带电机的应用及其优越性

本文首先对船舶轴带发电机的定义和类型进行了简述。在此基础上,主要介绍了劳斯莱斯轴带电机(Hybrid Shaft Generator,HSG)的概念、结构特点、工作模式和优越性。最后对该类型轴带电机的适用范围、经济效益等方面的问题进行了探讨和研究。     

基于Z源逆变器的船用轴带发电机系统仿真研究

船舶轴带电机能够充分利用主柴油机的富裕功率,达到节能减排的作用。相较于传统的逆变器,Z源逆变器能同时实现升/降压功能,且电路结构简单,控制方便。在船舶轴带发电机系统结构的基础上,详细论述了Z源逆变器的结构和工作原理,并结合并网PQ控制策略,实现对船舶轴带电机系统的控制。通过Matlab/simulink仿真波形,可知基于Z源逆变器和并网控制策略船舶轴带发电机系统可以输出需要的电压和电流,进一步验证了所提控制策略的正确性和可行性。     

船舶轴带电机及其PTO／PTI工作方式的原理和应用

既可以从主机吸收能量发电,部分或全部替代电站发电机,也可作为电动机从电站吸收能量驱动螺旋桨,“轴带电机”的概念已经形成十多年了。此文简要介绍船舶轴带电机作为发电机和电动机工作的原理和应用,认为可较大提高变距桨船舶航行的安全可靠性。     

槽道式冷却通道壁面二维温度场的计算

本文建立了燃气发生器槽道式再生冷却通道壁面二维温度场的计算模型,并用有限差分法进行了求解,所得结果与文献结果一致,验证了模型的正确性。利用该模型对某燃气发生器槽道式冷却通道壁面的二维温度场进行了计算,结果表明该燃气发生器的热防护设计合理。该模型实现了对燃气发生器传热的快速预测和分析,对燃气发生器的热防护设计具有一定的实际意义和参考价值。     

基于PWM逆变的新型船用轴带发电系统研究

为了提高常规轴带发电系统总体性能,本文研究了一种采用PWM逆变技术的新型船用轴带发电系统。通过采用虚拟发电机控制技术,使逆变器输出具有与柴油发电机组相似的电压-无功功率和频率-有功功率下垂特性。利用MATLAB/Simulink搭建了新型轴带发电机组的仿真模型,对控制策略进行了验证,为该系统应用于船舶的正确性和有效性提供了技术支撑。     

封闭自散热式永磁发电机温升计算

永磁发电机常作为副励磁机而存在,而现有励磁发电机的温升计算并不完全适用于永磁发电机,本文基于对电机的散热分析和适当的简化模型,运用传热学基本理论,对封闭自散热式永磁发电机进行了温升计算,并与电阻法实测值进行了对比。结果表明计算值高于实测值,差值不大于3K,且远低于发电机的最高允许工作温度,计算结果合理可靠,故本文提出的计算模型较为准确,可用于封闭自散热式永磁发电机温升的简易计算。     

新型船舶轴带发电系统的建模与仿真

采用PWM整流-逆变技术的新型船舶轴带发电系统是当今船舶行业的重点研究内容之一。介绍了新型船舶轴带发电系统的结构及运行原理,设计了PWM整流器、PWM逆变器的控制策略,建立了轴带发电机、PWM整流器及其控制器、PWM逆变器及其控制器以及新型船舶轴带发电系统的Matlab仿真模型,并对轴带发电系统单独发电及并网发电进行了仿真。仿真结果表明建立的仿真模型是正确的,采用的控制策略是可行的,为实际系统的设计提供了参考依据。     

不同轴承型式对汽轮发电机组轴系振动的影响

影响汽轮发电机组轴系振动的因素有很多,对已经设计加工好的转子而言,由轴承组成的支承系统为主要影响因素。以某型20MW级汽发的研制项目为依托,探索不同型式的轴承对汽发机组轴系振动的影响。通过应用软件Dy Ro Bes对轴系进行建模分析,并建立试验台架,对不同型式轴承的振动表现进行试验研究,为汽发机组轴承的选型设计提供参考。     

大功率永磁电机温度场数值计算及实测对比

温升是考核发电机的一个重要指标。本文首先对常用的几种电机温升计算方法进行了介绍;再以金风科技股份有限公司自主研发的3MW永磁同步发电机为实例,分别采用热路法和有限元方法对其在额定负载条件下的温度场进行了计算,对比误差在5％以内;同时,在3MW电机试验平台上进行了温升试验,将热路法计算结果与实测数据进行了对比,误差也在允许范围内。相比有限元方法,热路法计算温度场的准确性可以接受,同时大大减少计算量与计算难度,可作为永磁电机前期温升设计的校核方法。     

增压空气驱动LiBr吸收式制冷复合循环的热力性能分析

提出吸收式制冷复合循环新模式，讨论了复合循环的热力计算。单效／双效复合循环有高低压2个发生器，高压发生器由高温级热源驱动，低压发生器由来自高压发生器的冷剂蒸汽与低温级热源联合驱动，实现高低温级热源的能量梯级利用。作为实例，对由高低温两级增压空气中冷器驱动的单效／双效复合循环进行了热力计算，并与单效循环和双效循环进行了热力性能比较。结果表明，复合循环的热力系数和制冷量均比单效循环高出15％，复合循环的余热利用量和制冷量分别高出双效循环153％和110％。     

不同轴承型式对汽轮发电机组轴系振动 的影响研究

影响汽轮发电机组轴系振动的因素很多，对于已设计加工好的转子，由轴承组成的支承系统为主要影响因素。文章以某型20MW级汽发的研制项目为依托，探索不同型式的轴承对汽发机组轴系振动的影响。通过应用软件DyRoBes对轴系进行建模分析，并建立试验台架对不同型式轴承的振动表现进行试验研究，为汽发机组轴承的选型设计提供了重要的参考意义。     

船舶轴带双馈发电机独立运行特性仿真研究

介绍了船舶轴带双馈发电机的数学模型和控制方法,研究了其与PPU配合应用时,船舶轴带双馈发电机独立运行的控制策略,在Matlab/Simulink环境下,搭建了船舶轴带双馈发电机独立运行的系统模型,对轴带双馈发电系统的控制特性进了仿真和分析.仿真结果表明：在独立运行时,船舶轴带双馈发电机具有很好的电压跟随性和频率稳定性,当转速变化和负载变化时系统具有良好的动态特性和静态特性.     

柴油发电机组轴系扭振特性的调频处理

控制船舶柴油机发电机组的轴系扭振特性是确保机组安全运行的重要因素之一。文章针对实际工作中遇到的一柴油发电机组轴系出现的扭振问题,采用一种结构简单的弹性柱销联轴器对轴系扭振特性进行调频处理,以达到轴系减振和避振的目的。