摘要：全桥功率放大器在主动磁悬浮轴承–转子系统中已得到了较广泛应用,但该类功率放大器存在固有的死区效应,直接影响了系统动态性能。对于一些高速、高精度要求且稳定裕度较低的主动磁悬浮轴承–转子系统,如何准确分析死区效应影响并通过控制系统进行补偿,对于提高系统稳定性,改善动态特性具有重要意义。该文采用描述函数法建立磁轴承用三电平电流型全桥功率放大器的死区效应模型,获得死区效应对系统闭环频率特性的影响规律,并给出定量计算方法;考虑输出电流对等效死区时间的影响,依据试验数据设计连续补偿函数,提出一种结构简单、易于数字实现、鲁棒性好的死区补偿算法;以某型磁悬浮飞轮储能装置使用的全桥功率放大器为对象进行试验验证,证明分析方法和结论的正确性,以及所设计死区补偿算法的有效性。

摘要：为了满足储能飞轮系统、卫星动量轮等对高空间利用率的需求,提出了一种异极式永磁偏置径向磁轴承的拓扑结构。通过在槽口放置平行充磁的永磁体获得紧凑的结构,同时永磁磁路和电励磁磁路耦合距离较短,有利于获取高解耦特性。该文首先采用磁力线法,分别获取考虑齿槽效应、转子偏心的永磁磁场、电励磁磁场的气隙磁通密度分布,建立了磁路模型;然后根据磁路模型求解位移刚度和电流刚度,建立磁轴承的数学模型;与有限元仿真进行对比,证明所建立的磁场模型能够准确计算气隙磁通密度分布。设计、制造一台实验样机并进行相关实验,实验结果验证了磁路模型及有限元仿真的可靠性。

摘要：同极式永磁偏置径向磁轴承的永磁偏置磁场在定子外壳内形成较大漏磁,而且外壳的有效面积相对工作气隙较大,即使在铁心与外壳间加入隔磁层的情况下,漏磁仍不可忽略,必须进行准确计算。首先直接求解拉普拉斯方程获得隔磁层内的磁场分布,并结合保角变换计算漏磁区域的端部效应,然后求解工作气隙的永磁偏置磁场和电励磁控制磁场,最后建立完整磁路模型和电磁力解析模型。三维有限元仿真结果表明,所建立的磁路模型能准确计算磁轴承工作范围的电磁参数。依据飞轮储能系统的总体需求,设计了径向磁轴承系统,实验结果验证了所建立解析模型和有限元模型的准确性。

摘要：我国电机系统学科在能源动力、交通运输、高端制造和国防军工等领域的重大装备中已取得一系列标志性成果,但应用领域的不断拓展对电机系统高品质运行性能提出了更高的需求,具体体现为"四高"、"一低"、"一多",即高功率密度、高可靠性、高适应性、高精度、低排放、多功能复合。针对不同领域以及恶劣环境的应用需求,该文从设计、实现、运行与控制层面提出了电机系统的若干共性基础科学问题,并对电机系统的前沿发展方向进行了展望,即:拓展材料和器件精确模型的边界,以适应极端环境和极端应用条件下的装备需求;采用多功能复合集成的思想,将感知和执行融为一体,实现高功能密度和高可靠性。

摘要：将分布磁路法应用于隐极同步发电机空载气隙磁场解析计算中,采用分布磁路法充分考虑磁路饱和的影响,在此基础上,通过计算定、转子开槽时气隙相对比磁导函数,进一步分析了定、转子齿槽效应对气隙磁场的影响。对比有限元仿真结果,可以发现利用分布磁路法并考虑齿槽效应的解析计算结果精确度较高,对比不同半径处的气隙磁密计算结果,气隙中心位置处的磁密波形与有限元仿真结果吻合度极高,从而验证了计及定、转子齿槽效应的分布磁路法计算隐极同步发电机空载气隙磁场的有效性和准确性,为该类电机精确设计和性能分析提供了理论基础。

摘要：基于线弹性理论,考虑纤维缠绕复合材料各向异性,建立了多环混合复合材料飞轮过盈配合的平面应力分析理论模型,并通过有限元验证了模型的正确性。利用建立的复合材料飞轮转子力学分析模型,研究了各复合材料环模量比值、环数、环厚度以及环间过盈量分布对静止和高速旋转飞轮转子应力分布的影响。结果表明,多环混合复合材料转子中,各因素相互影响,共同作用,当各环复合材料模量比、厚度从内到外依次增加,同时优先保证轮毂与内环环间的大过盈量时,可以有效改善在高速旋转载荷下转子应力的分布,提高复合材料层间强度,避免层间脱开。在此基础上,设计了一种玻璃纤维、T700、T800组成的三环过盈装配的高储能密度超导磁悬浮储能复合材料飞轮,并用三维有限元模型进行了验证。

摘要：综合电力技术是舰船动力平台的又一次深刻变革，从其诞生以来，以美国为首的海军强国正在争先占领技术制高点。2013年，采用第一代综合电力技术的美国IDDG1000大型驱逐舰正式下水，各方面都展现出传统舰船动力平台与之无可比拟的优越性。我国先于美英等国家4～5年提出中压直流技术路线，打破跟踪模仿的装备发展模式，为赶超美欧强国海军装备赢得了宝贵时间。机电能量转换装备作为综合电力技术的核心，与常规机电设备要求存在较大差异，其关键问题也是如此。本文回顾综合电力技术国内外发展现状，阐述了舰船发电、推进和储能分系统的技术特点，系统地沦述了我国综合电力系统中电机电磁优化设计、控制策略、冷却与结构设计以肢制造等方面的技术特征和所取得的关键进展与成效，为我国综合电力技术的应用提供了坚实的技术基础。