三维磁化强度成像在公路海底管线探测中的应用

高精度磁法是勘查海底管线的常用方法,海底管线三维空间位置的确定是磁测数据处理解释中的一个关键环节。以长方体磁场及其梯度无解析奇点的表达式为正演模型,将最小支撑函数加入到目标函数中,采用共轭梯度法进行磁化强度迭代反演,实现了海底管线快速有效地进行三维磁化强度聚焦成像,并在沿海公路工程取得了很好的应用效果。     

大功率异步电动机的直接转矩控制系统优化

根据直接转矩控制原理及特点,建立起一种适合大功率异步电动机的直接转矩控制系统的仿真模型,具体描述了系统的控制策略、新坐标轴系的选择、实现最佳开关状态方法以及正确判断区域和平滑过渡方法.仿真结果验证了控制方法的有效性和正确性.     

车用永磁同步电机磁热耦合分析

随着电动汽车对永磁同步电机性能的要求越来越高,进行该类电机的磁热耦合分析尤为必要.以一台40 kW物流车用永磁同步电机为研究对象,根据电机的结构参数在RMxprt中建立了电机的分析模型,利用有限元方法(FEM)分析电机的磁场,并计算电机的损耗.采用磁热耦合分析方法分析电机的温度场.将电机的损耗等效为电机温度场的热源,流...     

永磁同步电机开路故障容错补偿控制

基于磁动势不变原则的故障容错补偿控制策略, 在研究正常情况下船用永磁同步电机磁动势数学模型的基础上, 建立了一相开路故障下磁动势数学模型。在电机发生一相开路故障时, 通过改变其余无故障两相电流的大小和夹角, 以保证故障前后电机的合成磁动势不变, 进而使得空间电压矢量脉宽调制控制策略在电机控制中仍适用。结合船舶电力推进系统模型, 在MATLAB/Simulink中建立船舶电力推进系统的整体仿真模型, 并对转矩、转速、电流等参数进行分析。仿真结果表明: 在无故障情况下, 螺旋桨模型输出转矩脉动和电机的转矩、电流、转速脉动分别约为0.85%、5.90%、6.25%、2.01%, 电机运行性能良好。在一相开路故障下, 若未采用容错补偿控制策略, 螺旋桨对故障响应较为强烈, 输出转矩脉动达到22.2%, 进而导致推进电机输出转矩、电流、转速均出现较大的波动, 分别约为82%、50%、33%, 且电机定子磁链轨迹为不稳定的椭圆; 采用基于磁动势不变原则的矢量容错补偿控制策略后, 螺旋桨输出转矩会恢复到稳定值, 脉动约为1.02%, 推进电机也会重新稳定运行, 转矩、电流及转速脉动均明显下降, 分别约为6.20%、6.78%、2.22%, 与无故障时的脉动范围基本相同, 电机定子磁链轨迹恢复为同故障前一致的圆形。可见, 采用故障容错补偿控制策略, 可以保证推进电机在正常情况和一相绕组开路情况下均能正常工作, 且螺旋桨负载与推进电机性能匹配良好。     

喷水推进和泵喷推进的概念：共性、特性及区别

  目的  针对国内外喷水推进和泵喷推进的概念缺乏完整定义、外延尚存混淆、产品称谓混乱的现状,  方法  通过对这2种推进器工作原理和具体结构的剖析,进行共性提炼和特性区分,提出喷水推进和泵喷推进的定义,指出它们的共性、特性及区别。  结果  喷水推进和泵喷推进均属泵类推进,都是通过管道内叶轮和导叶的流场匹配设计在喷口产生轴向射流而获得推进作用;喷水推进的第一设计指标是高效率、首要保证快速性,相应的设计结果是喷水推进器;泵喷推进的第一设计指标是低噪声、首要保证声隐身性,相应的设计结果是泵喷推进器。  结论  该定义不仅包含和区分了已问世至今的喷水推进器和泵喷推进器,而且也明示了国外某些泵类推进器命名存在的问题。该定义有助于业内对喷水推进和泵喷推进的认识和区分。     

船用8缸柴油机不同排气系统设计及性能研究

  目的  为解决船用柴油机舷侧排气喷淋装置的降温效果评估问题,  方法  应用Mixture多相流模型和蒸发—冷凝模型,对排气管内喷淋的流动和传热过程进行数值模拟,得到并分析不同冷却水量比下排气温度场分布、排气管截面平均温度的沿程变化规律以及压力损失。  结果  研究结果表明：喷淋条件下,由于水的挤压和水—气传热传质,排气管内的高温核心区呈锥形,随着冷却流量比的增大,排气高温核心区的范围逐渐缩小;从无量纲沿程距离0.1~0.4,排气管截面平均温度急剧下降,之后排气管截面平均温度变化趋缓;总压损失与冷却流量比呈现非单调关系,对排气阻力的影响较小。  结论  研究结果可为舷侧排气喷淋装置的优化设计提供定量支撑。     

移动式平板感应加热磁热耦合的数值模拟

  目的  在钢板感应加热的数值计算中,通常采用磁热耦合计算方法。该方法虽然结果准确,但建立的模型非常复杂,且计算需耗费大量时间。为此,  方法  通过计算和理论推导,提出一种高频感应加热热源的简化计算方法,以一个空间函数形式的热源模型来代替复杂的电磁热耦合计算。使用COMSOL Multi-physics软件建立钢板静止式感应加热有限元模型,运用磁热耦合计算方法和简化方法分别计算钢板加热后的温度场,并对采用2种方法得到的温度场分布结果进行比较,以验证简化方法应用到热源模型的可靠性。  结果  结果表明,运用所提简化计算方法得到的热源模型具有可靠性。  结论  相比于磁热耦合的方法,采用热源简化方法计算钢板感应加热过程,可以有效缩短计算时间,且在钢板移动式感应加热的计算中,能很好地解决模型过于复杂、计算时间过长等问题。     

新型矿卡电气系统磁集成双向DC/DC变换器研究

针对氢能燃料电池动力系统应用于矿用自卸车(矿卡)电气系统问题,该新型矿卡电传动系统效能直接决定于中间环DC/DC变换器。为此设计了一种磁集成三相交错并联双向BUCK-BOOST变换器,详细分析和推导了运行原理及电感、电容参数设计方法,可降低氢能燃料电池输出电流纹波,稳定高压直流母线电压,仿真分析矿卡各工况下双向Buck-Boost变换器,结果表明设计方法的正确性、有效性。     

差分磁罗盘与速率陀螺组合航向系统设计

提出了差分磁罗盘概念, 分析了其用于动态罗差识别时的可行性。以C8051F005为核心, 组建了方案验证所需的差分磁罗盘与速率陀螺实验系统。实验结果表明, 在识别率大于50%, 错误率小于15%前提下, 动态罗差识别精度为8~10, 说明差分磁罗盘能有效提高系统对动态罗差的识别率与在组合系统数据融合算法中磁罗盘测量信息的可信度。     

轨道交通永磁同步牵引系统发展概况与关键技术综述

为系统分析和总结轨道车辆永磁牵引系统控制技术研究与发展趋势,介绍了永磁同步电机作为牵引电机应用于轨道交通领域的优缺点和国内外永磁同步牵引系统的应用情况;回顾了大功率牵引逆变器在低开关频率下的控制技术和永磁同步电机牵引控制技术,分析了脉宽调制策略、弱磁控制等关键技术的设计思想、研究方法等;总结了近几年国内外研究成果,讨论了各类控制方法的优点和局限,并展望了永磁同步电机在轨道交通牵引领域的发展前景和面对的挑战。研究结果表明：内置式永磁同步电机适用于直驱系统,具有体积小、效率高等优势;牵引逆变器通常采用混合脉宽调制策略,低频段采用异步调制,中频段为同步调制,方波工况下采用单脉冲调制,其中特殊同步调制下系统动态性能的提升和不同调制方法之间的平滑切换是牵引逆变器脉宽调制技术的难点;电机控制策略主要针对基于双电流调节器、电压矢量角弱磁控制和方波工况下弱磁控制这3种高速运行区的弱磁控制方法进行研究;在前期研究的基础上,应进一步考虑永磁同步电机的无位置传感器技术、故障在线诊断与预测和高精度参数辨识问题;牵引传动系统的机电耦合特性和短路故障处理是今后重点关注的研究方向。