摘要：首先,详细研究了提高电机性能的关键性因素,针对无刷直流电机高功率密度设计要求,结合电机学设计理论,通过分析计算,确定电机的极槽配合、永磁体材料及尺寸、定子绕组、定子槽型、定子铁芯结构,完成无刷直流电机的本体电磁设计;然后,通过Ansoft Maxwell仿真软件,构建二维场—路耦合模型,通过有限元方法分析计算电机的稳态场和瞬态场,重点分析了电机的磁力线分布、磁通密度分布和齿槽转矩;最后,针对裂比、长径比、极弧系数、槽口宽度、气隙长度进行优化设计,合理设置参数变量,以齿槽转矩及气隙磁密谐波为优化目标,通过优化尽可能减小齿槽转矩,抑制谐波,最终得到优化设计方案。

摘要：为了分析计算发电机额定并网运行时变压器高压侧一相断开的非全相工况下汽轮发电机转子动态电磁力的分布规律,以容量为1407MV·A核电汽轮发电机为例,建立动态分析的单机无穷大系统的场!路!网耦合时步有限元模型。进而分析转子二维截面上的磁场分布情况,并结合麦克斯韦应力法,计算发电机非全相工况下汽轮发电机转子齿顶、齿壁上各关键点动态电磁力。将计算结果与额定并网工况下的结果进行对比分析,得出一些有价值的结论。最后,提取气隙磁场变化特征,得到转子径向与切向电磁力波变化规律,结果表明非全相运行时,转子受到的反向电磁力波动较大。该研究为汽轮发电机转子铁心结构的优化设计提供了理论参考。

摘要：针对非全相运行工况,以一台1 407 MVA核电汽轮发电机为例,建立了单机无穷大系统动态分析的场-路-网耦合时步有限元模型,分析计算了发电机额定并网运行时变压器高压侧一相断开和两相断开的非全相运行工况下,汽轮发电机定转子齿部磁密分布情况及其规律,并将其与正常负载运行时汽轮发电机定转子齿部磁密分布情况及其规律作对比。最后,提取气隙磁场密度并分析其变化规律,结果表明非全相运行后,并且除基波最大值下降外其他各次谐波最大值都增大,气隙磁密畸变较为严重。该研究为大型汽轮发电机设计与制造、安装和维修、运行与操作等工程实践提供基础理论参考。

摘要：针对高电磁负荷特性的高功率密度无刷直流电机换相过程运行特点,通过对三相六状态控制模式下电机运行的工况分析,推导出换相过程的电路方程,建立计及两相导通过程和换相重叠过程的高功率密度电机场-路耦合时步有限元数学模型,模型计算结果与实验数据对比,验证了该模型的正确性。进一步研究了高功率密度电机换相过程中的电磁特性,并针对转子位置角、极弧系数大小和极弧中心偏移量对电磁特性的影响进行定量分析,提出了合理的优化方案,降低了高功率密度电机气隙磁场高次谐波对电机的影响。研究结果对高功率电机设计与优化具有一定的参考意义。

摘要：为了研究大型核电汽轮发电机运行时由阻尼绕组电磁力引起的阻尼绕组振动损坏现象,本文建立了核电汽轮发电机二维电磁场-路耦合数学模型,并结合洛伦兹力原理对一台1407MW核电汽轮发电机额定负载运行与定子短路故障运行时阻尼绕组所受的电磁力进行深入的研究。考虑齿槽效应、磁极形状及定子电枢电流等相关因素对阻尼绕组电磁力的影响,准确计算了额定负载运行、单相短路故障、两相短路故障以及三相短路故障运行工况下阻尼绕组的电磁力,并分析了额定负载和不同故障工况下电磁力的分布规律及对阻尼绕组的损害程度。研究结果表明:定子单相短路故障下阻尼绕组的损害最大,三相短路故障下阻尼绕组的损害最小。

摘要：超宽带(Ultra Wide Band,UWB)技术是一种无载波通信技术,利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。与传统的室内定位技术相比,超宽带技术具有功耗低、安全性高、抗多径效果好等优点。将UWB通信技术、三边定位算法、飞行时间测距(Time of Flight,ToF)等技术结合为一体,采用DWM1000作为UWB无线收发器,以STM32F103为核心控制器,设计了基于基站/标签一体化的超宽带室内定位硬件系统和上位机验证平台。实验结果表明,设计的UWB室内定位系统能够实现误差在10 cm以内的精准定位。