摘要：The current research of supporting and transmission system in flywheel energy storage system(FESS) focuses on the low consumption design. However, friction loss is a non-negligible factor in the high-speed but lightweight FESS energy and momentum storage with mechanical-type supporting system. In order to realize the support system without mechanical loss and to maximize the e ciency of the flywheel battery, a permanent magnet biased magnetic bearings(PMBMB) is applied to the FESS with the advantages of low loss, high critical speed, flexible controllability and compact structure. In this frame, the relevant research of three degrees of freedom(3-DOF) PMBMB for a new type FESS is carried out around the working principle, structural composition, coupling characteristics analysis, mathematical model, and structural design. In order to verify the performance of the 3-DOF PMBMB, the radial force mathematical model and the coupling determination equations of radial two DOF are calculated according to an equivalent magnetic circuit, and radial–axial coupling is analyzed through finite element analysis. Moreover, a control system is presented to solve the control problems in practical applications. The rotor returns to the balanced position in 0.05 s and maintains stable suspension. The displacement fluctuation is approximately 40 μm in the y direction and 30 μm in the x direction. Test results indicate that the dynamic rotor of the proposed flywheel energy storage system with PMBMB has excellent characteristics, such as good start-of-suspension performance and stable suspension characteristics. The proposed research provides the instruction to design and control a low loss support system for FESS.

摘要：太阳能水蒸发对于解决净水危机潜力无限.随着研究的深入,研发高效光热转换材料和合理的材料结构设计均可以提高光热蒸发速率.因此,我们设计合成了一种双层碳基水凝胶复合材料.在一个太阳光照条件下,其最大蒸发速率可达2.19 kg m^(−2)h^(−1),光热转换效率可达93.7%.同时,该复合材料展现了优异的海水淡化性能及良好的稳定性,扩展了实际应用范围.除此之外,其可控规模化及便携性可以自如面对多种复杂的应用环境,成本低廉可以使其大规模应用于经济落后地区,为复合结构水凝胶蒸发器的生产提供了可供参考的设计思路和策略.

摘要：针对混合动力汽车复合电源能量管理系统中蓄电池和超级电容器的功率合理分配问题,提出一种自适应滤波器功率分配控制策略,同时对该控制策略参数进行优化设计研究,使得超级电容器主要承担负载需求功率中的峰值功率,蓄电池则承担平均功率,从而达到超级电容器对蓄电池的"削峰填谷",优化蓄电池充放电过程。在Matlab/ADVISOR仿真环境下,对混合动力汽车复合电源及自适应滤波器功率分流控制策略进行二次开发,采用CVX工具箱实现控制策略的优化设计,同时搭建了复合电源系统的试验平台,并进行了相应试验研究。仿真和试验结果表明,自适应滤波器功率分流控制策略实现了蓄电池和超级电容器功率的合理分配,优化方法提高了超级电容器的利用率,有效地降低了蓄电池电流的幅值和波动范围,进而保护了蓄电池。

摘要：为了研究左右不等高H形钢梁-钢管再生块体混凝土柱异型节点的抗震性能,对2个该类节点试件进行了往复加载试验,考察了再生块体混凝土取代率对节点抗震性能的影响,得到了节点的破坏形式,并建立了节点有限元分析模型,对其抗震性能进行了参数分析。结果表明:在圆钢管混凝土柱异型节点中使用再生块体混凝土,与不使用再生块体混凝土节点相比,其抗震性能差异很小;对于左右不等高H形钢梁-圆钢管混凝土柱异型节点,在加载过程中,上部节点域的应变大于下部节点域的,最终会导致上部节点域发生剪切破坏;在设计时,应以上部节点域作为节点抗剪设计的控制区域;对于合理设计的钢管壁厚,可以避免发生节点区钢管壁剪切破坏。

摘要：针对飞轮电池支承与传动系统集成度低、能量损耗大等问题,该文设计了一种兼顾卸载和轴向悬浮的不对称励磁混合磁轴承,该磁轴承拓扑结构由含永磁环的上定子、下定子及转子组成。分析了不同工作模式下的运行机理;综合考虑永磁退磁、最大偏心以及轴向扰动等因素对磁轴承卸载能力的影响,制定了磁轴承额定卸载力约束准则;结合永磁材料工作曲线,推导出卸载力数值模型以及退磁/最大偏心下轴向补偿力数值模型并实现了磁轴承关键结构参数设计。三维有限元分析表明,正常卸载力、退磁卸载力、偏心卸载力的有限元分析值与理论值误差分别为4%、3.7%和5.8%,验证了参数设计结果的准确性。样机试验结果表明,卸载力理论计算值与实测值的最大误差约为4%,平均误差为2%;轴向负载80 N时,转子由上定子气隙处保护磁轴承起浮,稳定悬浮后轴向单边位移约为25μm,轴向负载120 N时,转子由下定子气隙处保护磁轴承起浮,稳定悬浮后轴向单边位移约为35μm,所设计的磁轴承具有良好的卸载与悬浮性能。研究结果可为高集成、低损耗、高可靠性的飞轮电池系统设计提拱参考。

摘要：模块化永磁(MPM)电机是一种新型永磁无刷电机,具有功率密度高、容错性能好等优点,适合于高可靠性驱动领域的应用。本文介绍了MPM电机的结构特点,分析了容错机理,推导了电机参数设计方程,并以最大转矩密度为目标进行电机优化设计。运用有限元法和系统场路耦合法对所设计的MPM电机的电磁性能进行计算分析,制造了一台四相MPM实验样机,并对其进行了测试。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性,本文的工作为MPM电机的运行控制建立了基础。

摘要：准比例谐振(quasi-proportion resonant,Quasi-PR)控制器可克服传统比例谐振(proportion resonant,PR)控制器带宽窄、抗频率偏移能力差的缺点,基于此提出了基于三单相Quasi-PR控制的中点箝位式(neutral point clamped,NPC)三电平光伏并网逆变器控制策略。Quasi-PR控制器继承了传统PR控制器的优点,避免了矢量控制策略中复杂的坐标变换、解耦控制和前馈补偿等,简化了控制算法。同时当电网频率发生偏移时,Quasi-PR控制器仍能实现对交流电流的无静差跟踪。此外,为减少电网不平衡时产生的较大谐波电流含量,设计了基于Quasi-PR控制的分次谐波补偿器。仿真结果表明了所提控制策略的有效性。

摘要：为了提高四相永磁容错电机(FTPMM)在系统正常工作时的控制性能,在分析其结构和原理的基础上,建立了其在旋转坐标系下的数学模型,为实现电流、磁链、转矩的解耦控制创造了条件,设计了基于H桥的容错驱动,提出了一种新颖的四相永磁容错电机的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,并巧妙设计了零矢量的插入顺序和重合矢量的选择顺序,方便了数字信号处理器(DSP)的实现。仿真和试验结果证明了在系统正常工作时该方法的正确性和优越性。

摘要：将开关磁阻电机定、转子位置互换,定子极上仅有一套可同时产生悬浮力和转矩的绕组,转子直驱飞轮,省去机械传动装置,得到更适合应用在飞轮储能中的单绕组磁悬浮开关磁阻飞轮电机(SWBSRFM)。SWBSRFM控制策略与开关磁阻电机有较大差异。以数学模型为基础,推导出单绕组磁悬浮飞轮电机主体尺寸计算公式。针对电机参数设计问题,结合混沌搜索的历遍性、规律性与和声搜索简单、灵活的优点,得到和声混沌搜索算法,以在较短的时间内获得电机最优结构参数。通过有限元分析飞轮电机性能,得到如下结论:SWBSRFM具有结构简单、维护方便、成本低廉、易于控制的优点,并且和声混沌搜索精确、快速、操作方便,满足设计要求。

摘要：针对动圈式磁悬浮永磁平面电机定子磁场谐波含量较大的问题,提出了一种根据实际气隙磁密与期望气隙磁密的平均相对均方差对磁钢参数进行优化设计的方法。通过磁钢阵列的磁密谐波模型分析了定子磁场的3维磁密分布,获取不同水平高度上的平均基波幅值,从而构建了磁钢阵列的期望基波模型;基于谐波模型和期望基波模型,计算了磁钢阵列的实际气隙磁密与期望气隙磁密的平均相对均方差;在此基础上,根据"平均基波幅值应尽可能大、平均相对均方差应尽可能小"的原则设计了磁钢参数。有限元仿真和试验样机实测结果表明,该设计方法对于降低动圈式磁悬浮永磁平面电机定子磁场的高次谐波含量,特别是降低2次谐波具有明显效果。