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无线充电系统旋转式电磁耦合器损耗计算及热点温度研究
被引量：
12
1
作者
程志远
宋晓逸
+2 位作者
吴晓婷
贵子航
李东东
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第7期1932-1942,1956,共12页
电磁耦合器是实现无线电能传输(WPT)技术的核心元件,其工作温度决定了系统运行的稳定性与使用寿命。为此该文以抗偏移能力强的旋转式电磁耦合器为研究对象,针对该电磁耦合器在非正弦激励下损耗及温度精确计算的问题,同时为避免大量实验...
电磁耦合器是实现无线电能传输(WPT)技术的核心元件,其工作温度决定了系统运行的稳定性与使用寿命。为此该文以抗偏移能力强的旋转式电磁耦合器为研究对象,针对该电磁耦合器在非正弦激励下损耗及温度精确计算的问题,同时为避免大量实验数据繁琐采集过程,利用瞬态电磁-热流场双向间接耦合方法,建立考虑绝缘引起的匝间距及温度对材料属性影响的三维电磁场仿真模型,而后将电磁损耗计算结果作为载荷耦合至热流场中并建立对应关系,实现对热点温度计算。仿真与实验结果表明,物理模型的热点温度与测量值最大误差为5.15%,仿真得出的温升分布规律能较准确地展示实际情况,验证了物理仿真模型的合理性,可为旋转式电磁耦合器的散热设计提供依据,在工程应用中具有一定指导意义。
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关键词
无线电能传输
旋转式
电磁耦合器
多物理场
耦合
温升特性
电磁
损耗
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职称材料
海洋浮标非接触电能传输电磁耦合器设计
被引量：
4
2
作者
梁彬
李醒飞
+1 位作者
房诚
王南朔
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第2期419-422,共4页
海洋浮标是海洋监测系统的重要环节,而电能供给问题是海洋浮标系统能否实现对海洋环境实时监测的关键,为了解决海洋浮标系统供电难的问题,提出一种基于电磁耦合原理的非接触电能传输系统的新结构。该结构将固定海洋浮标用的钢缆和传输...
海洋浮标是海洋监测系统的重要环节,而电能供给问题是海洋浮标系统能否实现对海洋环境实时监测的关键,为了解决海洋浮标系统供电难的问题,提出一种基于电磁耦合原理的非接触电能传输系统的新结构。该结构将固定海洋浮标用的钢缆和传输电能用的电缆分开,用一个和钢缆线平行的电缆环专门用于电能传输。并对电能传输系统的核心部件电磁耦合器进行了设计,选择了磁芯的材料,并利用磁芯几何常数对磁芯的结构参数进行了计算,确定了磁芯的型号,最后计算了绕组匝数。实验表明,系统传输功率达到了22.8 W,总体效率57%,实现了非接触电能的小功率传输,对解决海洋浮标的电能供给问题具有一定的实际意义。
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关键词
海洋浮标
非接触
电能传输
电磁耦合器
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职称材料
磁疗电磁耦合器设计及磁场空间分布研究
被引量：
1
3
作者
周广东
樊庆文
+1 位作者
何成奇
林大全
《中国测试》
CAS
2009年第2期109-111,共3页
为了克服当前磁疗用电磁耦合器磁场分布均匀性差、成本高、体积大的缺点,根据电磁场对成骨细胞和破骨细胞的作用机理以及人体脊椎的特点,利用一组扁平线圈设计了一种用于治疗人体脊椎骨质疏松的电磁耦合器。用MAXWELL有限元分析软件对...
为了克服当前磁疗用电磁耦合器磁场分布均匀性差、成本高、体积大的缺点,根据电磁场对成骨细胞和破骨细胞的作用机理以及人体脊椎的特点,利用一组扁平线圈设计了一种用于治疗人体脊椎骨质疏松的电磁耦合器。用MAXWELL有限元分析软件对该电磁耦合器的磁场空间分布进行分析,计算表明在水平及垂直两个治疗作用主平面上磁场分布的均匀度小于20%,较当前广泛应用的其他类型的电磁耦合器有较大的提高,为研制新型人体脊椎磁疗电磁耦合器打下了理论基础。
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关键词
骨质疏松
电磁耦合器
有限元分析
扁平线圈
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职称材料
电磁耦合调速风力发电机组模拟实验研究
被引量：
17
4
作者
由蕤
柴建云
+2 位作者
孙旭东
李杰
刘卫
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第3期92-98,11,共7页
电磁耦合调速风力发电机组实现了同步发电机直接并网运行,可有效地改善风电机组的暂态过载、故障穿越和电网电压支撑能力,提高风电机组与电力系统的兼容性。利用变频调速电磁耦合装置将齿轮箱输出轴功率以非接触方式传递到同步发电机,...
电磁耦合调速风力发电机组实现了同步发电机直接并网运行,可有效地改善风电机组的暂态过载、故障穿越和电网电压支撑能力,提高风电机组与电力系统的兼容性。利用变频调速电磁耦合装置将齿轮箱输出轴功率以非接触方式传递到同步发电机,增加了功率传动的灵活性,避免了发电机故障冲击转矩对齿轮箱的破坏。为了研究该类机组的运行控制方法和功率传输效率等问题,该文设计并搭建一套30 kW电磁耦合调速风电机组模拟实验平台,通过实验验证了所提出电磁耦合调速风电机组的启动、并网、不同风况下稳态运行、脱网及停机等各阶段控制策略的有效性。测量了电磁耦合调速装置在不同运行工况下的功率传输效率。
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关键词
调速型风力发电机组
电磁耦合器
控制策略
功率传输效率
模拟实验平台
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职称材料
电磁差速耦合轮对导向机理
5
作者
李涛涛
刘建新
《铁道机车车辆》
北大核心
2022年第2期22-29,共8页
为解决独立旋转车轮在直线上不易自动对中和小半径曲线通过能力不足的导向问题,国内外学者提出了诸多耦合轮对技术方案。文中提出了一种新的电磁差速耦合轮对技术方案,该技术方案是在独立旋转车轮的基础上横向加装电磁耦合器构成耦合轮...
为解决独立旋转车轮在直线上不易自动对中和小半径曲线通过能力不足的导向问题,国内外学者提出了诸多耦合轮对技术方案。文中提出了一种新的电磁差速耦合轮对技术方案,该技术方案是在独立旋转车轮的基础上横向加装电磁耦合器构成耦合轮对,以实现独立旋转车轮差速控制。利用电磁耦合器的等效电路计算电磁耦合器传递的电磁耦合力矩,通过对电磁差速耦合轮对的力学模型分析得出电磁耦合力矩与轮轨纵向蠕滑力矩间的关系,阐述了电磁差速耦合轮对的导向机理。分析结果表明:电磁差速耦合轮对可以利用电磁耦合器的能量双向流动特性实现兼具直线对中能力和曲线通过能力,且电磁差速耦合轮对可以较好地解决独立旋转车轮在直线上不易自动对中和小半径曲线通过能力不足等问题。
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关键词
耦合
轮对
电磁耦合器
等效电路
导向机理
导向性能
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职称材料
基于强化学习的变参数PID的惯量飞轮有功控制策略
6
作者
萨仁高娃
邬超慧
+3 位作者
倪泽龙
张悦
姜新建
田建宇
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第5期1982-1990,共9页
本工作对基于电磁耦合器的惯量飞轮系统进行了研究,首先介绍了惯量飞轮系统的拓扑结构、原理,并说明了采用电磁耦合器的优势,然后对惯量飞轮系统进行数学建模。由于传统的定参数PID控制方式在系统有功指令突变的时候,输出功率会发生较...
本工作对基于电磁耦合器的惯量飞轮系统进行了研究,首先介绍了惯量飞轮系统的拓扑结构、原理,并说明了采用电磁耦合器的优势,然后对惯量飞轮系统进行数学建模。由于传统的定参数PID控制方式在系统有功指令突变的时候,输出功率会发生较大的波动,因此本工作提出了一种基于强化学习的变参数PID有功控制策略。在该控制策略中,PID参数是通过无模型参考的强化学习算法训练的神经网络RLAgent得到的,神经网络的输入量是有功功率的偏差、有功功率的微分、转速、转速的微分,输出量是P、I、D三个参数,当系统状态发生变化的时候,PID参数也会随之改变。为了验证该控制策略的可行性与控制性能的优势,在MATLAB/Simulink仿真平台上对该控制策略进行了与传统的定参数PID控制方式的对比验证,仿真结果表明,变参数PID控制策略中的P、I参数在系统收到有功功率调节指令时都有明显的变化,导致输出转矩的参考值发生了改变,从而使得系统功率输出的超调量和波动更小,动态响应性能更好。
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关键词
飞轮储能
电磁耦合器
强化学习
矢量控制
PID控制
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职称材料
车用机电复合储能系统的能量特性分析
被引量：
2
7
作者
李红
吕江毅
+1 位作者
宋建桐
闫栋
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期906-913,共8页
针对混合动力汽车制动能量回收-释放过程中多元能量转化形式限制的问题,本工作提出了一种新型的车用机电复合储能系统。车辆减速时,系统可将一部分汽车后轮传递的动能转化为电化学能存储于电池中,其余部分直接以动能形式储存。首先,分...
针对混合动力汽车制动能量回收-释放过程中多元能量转化形式限制的问题,本工作提出了一种新型的车用机电复合储能系统。车辆减速时,系统可将一部分汽车后轮传递的动能转化为电化学能存储于电池中,其余部分直接以动能形式储存。首先,分析了该系统在汽车加速、减速工况下的能量转换特性,推导出电磁耦合器在额定状态下机械端口、电气端口的转换功率。其次,基于MATLAB/Simulink中建立的系统模型,讨论了汽车以60 km/h初速度减速至42 km/h下巡航时系统的功率特性和能量特性,减速过程中电磁耦合器输出功率由1.257 kW增大到1.546 kW,其传递的功率约为额定功率的1.14~1.41倍。此过程中,该系统可将来自汽车后轮动能的72.34%直接储存于飞轮中,27.66%的能量经电磁耦合器电气端口转换后储存于电池中。最后,搭建了车用机电复合储能系统运行试验台,验证了系统的合理性。
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关键词
混合动力
能量回收
飞轮储能
电磁耦合器
能量转换
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职称材料
采用转速离散惯性反馈的风力机转速特性研究
8
作者
陈基和
徐立
《电力系统保护与控制》
EI
CSCD
北大核心
2013年第4期7-12,共6页
对运行在最大风能捕获状态,风力机负载转矩采用转速离散惯性反馈控制的基于电磁耦合器调速的变速恒频风电机组的风力机转速特性进行理论分析和仿真计算。分析了单点扰动和持续扰动下风力机转速特性的稳定性,对单点扰动下惯性时间常数、...
对运行在最大风能捕获状态,风力机负载转矩采用转速离散惯性反馈控制的基于电磁耦合器调速的变速恒频风电机组的风力机转速特性进行理论分析和仿真计算。分析了单点扰动和持续扰动下风力机转速特性的稳定性,对单点扰动下惯性时间常数、扰动的大小、风速等对稳定性的影响,以及持续扰动下风速的频率和变化幅值对稳定性的影响进行了详细分析。提出了惯性时间常数的设计原则。
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关键词
风电机组
电磁耦合器
惯性反馈
转速特性
稳定性分析
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职称材料
电遥测钻柱信号传输的建模分析与信道特性改善
被引量：
1
9
作者
贾甲
苏义脑
+3 位作者
沈跃
王龙
张令坦
盛利民
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第35期15012-15018,共7页
电遥测钻柱信息遥测系统由多节布线钻杆级联形成,用于井下随钻测量数据的高速率上传。由于信道传输的高频电压信号衰减严重,目前每隔约300 m需要中继器进行信号续传,因此如何延长中继距离成为系统性能改善的关键。布线钻杆由布有同轴电...
电遥测钻柱信息遥测系统由多节布线钻杆级联形成,用于井下随钻测量数据的高速率上传。由于信道传输的高频电压信号衰减严重,目前每隔约300 m需要中继器进行信号续传,因此如何延长中继距离成为系统性能改善的关键。布线钻杆由布有同轴电缆的杆体及电磁耦合器构成,高频下布线杆体的同轴电缆可看作传输线,电磁耦合器可等效为高频变压器,将二者结合建立了布线钻杆的等效电路模型及电遥测钻柱信道的电压传输函数数学模型;通过外置补偿元件使传输线达到阻抗匹配以确立布线钻杆的电磁参数;通过改变补偿元件参数在传输线终端产生反射电压来加强传输线上的信号幅度,使信道的信号传输能力得到有效改善。研究表明,适当增大补偿元件电阻值可以大幅度提高信道的电压传输函数值,在目前信道带宽及信号检测灵敏度条件下中继距离可提高1倍,达到大幅度延长中继距离的目的。研究可以为布线钻杆的电磁设计及电遥测钻柱信息传输系统的性能改进提供理论指导。
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关键词
随钻测量
电遥测钻柱
布线钻杆
电磁耦合器
信号传输
反射电压
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职称材料
题名
无线充电系统旋转式电磁耦合器损耗计算及热点温度研究
被引量：
12
1
作者
程志远
宋晓逸
吴晓婷
贵子航
李东东
机构
上海电力大学电气工程学院
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第7期1932-1942,1956,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(51877129)。
文摘
电磁耦合器是实现无线电能传输(WPT)技术的核心元件,其工作温度决定了系统运行的稳定性与使用寿命。为此该文以抗偏移能力强的旋转式电磁耦合器为研究对象,针对该电磁耦合器在非正弦激励下损耗及温度精确计算的问题,同时为避免大量实验数据繁琐采集过程,利用瞬态电磁-热流场双向间接耦合方法,建立考虑绝缘引起的匝间距及温度对材料属性影响的三维电磁场仿真模型,而后将电磁损耗计算结果作为载荷耦合至热流场中并建立对应关系,实现对热点温度计算。仿真与实验结果表明,物理模型的热点温度与测量值最大误差为5.15%,仿真得出的温升分布规律能较准确地展示实际情况,验证了物理仿真模型的合理性,可为旋转式电磁耦合器的散热设计提供依据,在工程应用中具有一定指导意义。
关键词
无线电能传输
旋转式
电磁耦合器
多物理场
耦合
温升特性
电磁
损耗
Keywords
Wireless power transfer(WPT)
rotary electromagnetic coupler
multi-physical field coupling
temperature rise characteristic
electromagnetic loss
分类号
TM724 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
海洋浮标非接触电能传输电磁耦合器设计
被引量：
4
2
作者
梁彬
李醒飞
房诚
王南朔
机构
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室
出处
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第2期419-422,共4页
基金
天津市科技兴海项目(KJXH2012-11)
天津市科技计划项目(13zczdsf01200)
文摘
海洋浮标是海洋监测系统的重要环节,而电能供给问题是海洋浮标系统能否实现对海洋环境实时监测的关键,为了解决海洋浮标系统供电难的问题,提出一种基于电磁耦合原理的非接触电能传输系统的新结构。该结构将固定海洋浮标用的钢缆和传输电能用的电缆分开,用一个和钢缆线平行的电缆环专门用于电能传输。并对电能传输系统的核心部件电磁耦合器进行了设计,选择了磁芯的材料,并利用磁芯几何常数对磁芯的结构参数进行了计算,确定了磁芯的型号,最后计算了绕组匝数。实验表明,系统传输功率达到了22.8 W,总体效率57%,实现了非接触电能的小功率传输,对解决海洋浮标的电能供给问题具有一定的实际意义。
关键词
海洋浮标
非接触
电能传输
电磁耦合器
Keywords
ocean buoys
contactless
power transmission
electromagnetic couplers
分类号
TM938 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
磁疗电磁耦合器设计及磁场空间分布研究
被引量：
1
3
作者
周广东
樊庆文
何成奇
林大全
机构
四川大学制造学院
四川大学华西医院
出处
《中国测试》
CAS
2009年第2期109-111,共3页
文摘
为了克服当前磁疗用电磁耦合器磁场分布均匀性差、成本高、体积大的缺点,根据电磁场对成骨细胞和破骨细胞的作用机理以及人体脊椎的特点,利用一组扁平线圈设计了一种用于治疗人体脊椎骨质疏松的电磁耦合器。用MAXWELL有限元分析软件对该电磁耦合器的磁场空间分布进行分析,计算表明在水平及垂直两个治疗作用主平面上磁场分布的均匀度小于20%,较当前广泛应用的其他类型的电磁耦合器有较大的提高,为研制新型人体脊椎磁疗电磁耦合器打下了理论基础。
关键词
骨质疏松
电磁耦合器
有限元分析
扁平线圈
Keywords
Osteoporosis
Electromagnetic coupling apparatus
Finite element analyse
Flat windings
分类号
TM936.9 [电气工程—电力电子与电力传动]
TM930.12 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
电磁耦合调速风力发电机组模拟实验研究
被引量：
17
4
作者
由蕤
柴建云
孙旭东
李杰
刘卫
机构
电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学)
风电设备及系统技术国家重点实验室(国电联合动力技术有限公司)
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第3期92-98,11,共7页
基金
北京市科技计划重大专项课题(D10110408910002)~~
文摘
电磁耦合调速风力发电机组实现了同步发电机直接并网运行,可有效地改善风电机组的暂态过载、故障穿越和电网电压支撑能力,提高风电机组与电力系统的兼容性。利用变频调速电磁耦合装置将齿轮箱输出轴功率以非接触方式传递到同步发电机,增加了功率传动的灵活性,避免了发电机故障冲击转矩对齿轮箱的破坏。为了研究该类机组的运行控制方法和功率传输效率等问题,该文设计并搭建一套30 kW电磁耦合调速风电机组模拟实验平台,通过实验验证了所提出电磁耦合调速风电机组的启动、并网、不同风况下稳态运行、脱网及停机等各阶段控制策略的有效性。测量了电磁耦合调速装置在不同运行工况下的功率传输效率。
关键词
调速型风力发电机组
电磁耦合器
控制策略
功率传输效率
模拟实验平台
Keywords
variable speed wind turbine
electromagnetic coupler
control strategy
power transmission efficiency
simulation test platform
分类号
TM315 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
电磁差速耦合轮对导向机理
5
作者
李涛涛
刘建新
机构
西南交通大学牵引动力国家重点实验室
出处
《铁道机车车辆》
北大核心
2022年第2期22-29,共8页
基金
牵引动力国家重点实验室自主研究课题(2021TPL-T04)。
文摘
为解决独立旋转车轮在直线上不易自动对中和小半径曲线通过能力不足的导向问题,国内外学者提出了诸多耦合轮对技术方案。文中提出了一种新的电磁差速耦合轮对技术方案,该技术方案是在独立旋转车轮的基础上横向加装电磁耦合器构成耦合轮对,以实现独立旋转车轮差速控制。利用电磁耦合器的等效电路计算电磁耦合器传递的电磁耦合力矩,通过对电磁差速耦合轮对的力学模型分析得出电磁耦合力矩与轮轨纵向蠕滑力矩间的关系,阐述了电磁差速耦合轮对的导向机理。分析结果表明:电磁差速耦合轮对可以利用电磁耦合器的能量双向流动特性实现兼具直线对中能力和曲线通过能力,且电磁差速耦合轮对可以较好地解决独立旋转车轮在直线上不易自动对中和小半径曲线通过能力不足等问题。
关键词
耦合
轮对
电磁耦合器
等效电路
导向机理
导向性能
Keywords
coupling wheelset
electromagnetic coupler
equivalent circuit
steering mechanism
steering performance
分类号
U270.33 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
基于强化学习的变参数PID的惯量飞轮有功控制策略
6
作者
萨仁高娃
邬超慧
倪泽龙
张悦
姜新建
田建宇
机构
内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力经济技术研究院分公司
清华大学
出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第5期1982-1990,共9页
基金
内蒙古电力集团(有限)责任公司科技项目资助(2024-4-59)。
文摘
本工作对基于电磁耦合器的惯量飞轮系统进行了研究,首先介绍了惯量飞轮系统的拓扑结构、原理,并说明了采用电磁耦合器的优势,然后对惯量飞轮系统进行数学建模。由于传统的定参数PID控制方式在系统有功指令突变的时候,输出功率会发生较大的波动,因此本工作提出了一种基于强化学习的变参数PID有功控制策略。在该控制策略中,PID参数是通过无模型参考的强化学习算法训练的神经网络RLAgent得到的,神经网络的输入量是有功功率的偏差、有功功率的微分、转速、转速的微分,输出量是P、I、D三个参数,当系统状态发生变化的时候,PID参数也会随之改变。为了验证该控制策略的可行性与控制性能的优势,在MATLAB/Simulink仿真平台上对该控制策略进行了与传统的定参数PID控制方式的对比验证,仿真结果表明,变参数PID控制策略中的P、I参数在系统收到有功功率调节指令时都有明显的变化,导致输出转矩的参考值发生了改变,从而使得系统功率输出的超调量和波动更小,动态响应性能更好。
关键词
飞轮储能
电磁耦合器
强化学习
矢量控制
PID控制
Keywords
flywheel energy storage
electromagnetic coupler
reinforcement learning
vector control
PID control
分类号
TK02 [动力工程及工程热物理]
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职称材料
题名
车用机电复合储能系统的能量特性分析
被引量：
2
7
作者
李红
吕江毅
宋建桐
闫栋
机构
北京电子科技职业学院
出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期906-913,共8页
基金
北京市职业院校教师素质提高计划资助项目(SGXC05160125-2022)。
文摘
针对混合动力汽车制动能量回收-释放过程中多元能量转化形式限制的问题,本工作提出了一种新型的车用机电复合储能系统。车辆减速时,系统可将一部分汽车后轮传递的动能转化为电化学能存储于电池中,其余部分直接以动能形式储存。首先,分析了该系统在汽车加速、减速工况下的能量转换特性,推导出电磁耦合器在额定状态下机械端口、电气端口的转换功率。其次,基于MATLAB/Simulink中建立的系统模型,讨论了汽车以60 km/h初速度减速至42 km/h下巡航时系统的功率特性和能量特性,减速过程中电磁耦合器输出功率由1.257 kW增大到1.546 kW,其传递的功率约为额定功率的1.14~1.41倍。此过程中,该系统可将来自汽车后轮动能的72.34%直接储存于飞轮中,27.66%的能量经电磁耦合器电气端口转换后储存于电池中。最后,搭建了车用机电复合储能系统运行试验台,验证了系统的合理性。
关键词
混合动力
能量回收
飞轮储能
电磁耦合器
能量转换
Keywords
hybrid power
energy recovery
flywheel energy storage
electromagnetic coupler
energy conversion
分类号
U469.7 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
采用转速离散惯性反馈的风力机转速特性研究
8
作者
陈基和
徐立
机构
清华大学电机系电力系统国家重点实验室
出处
《电力系统保护与控制》
EI
CSCD
北大核心
2013年第4期7-12,共6页
基金
北京市科委重点项目(D101104048910002)
文摘
对运行在最大风能捕获状态,风力机负载转矩采用转速离散惯性反馈控制的基于电磁耦合器调速的变速恒频风电机组的风力机转速特性进行理论分析和仿真计算。分析了单点扰动和持续扰动下风力机转速特性的稳定性,对单点扰动下惯性时间常数、扰动的大小、风速等对稳定性的影响,以及持续扰动下风速的频率和变化幅值对稳定性的影响进行了详细分析。提出了惯性时间常数的设计原则。
关键词
风电机组
电磁耦合器
惯性反馈
转速特性
稳定性分析
Keywords
wind turbine
electromagnetic coupler
inertia adjustment
speed characteristic
stability analysis
分类号
TM315 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
电遥测钻柱信号传输的建模分析与信道特性改善
被引量：
1
9
作者
贾甲
苏义脑
沈跃
王龙
张令坦
盛利民
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
中国石油集团工程技术研究院有限公司
中国石油大学(华东)理学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第35期15012-15018,共7页
基金
中央高校基本科研业务费专项(27R1710013A)。
文摘
电遥测钻柱信息遥测系统由多节布线钻杆级联形成,用于井下随钻测量数据的高速率上传。由于信道传输的高频电压信号衰减严重,目前每隔约300 m需要中继器进行信号续传,因此如何延长中继距离成为系统性能改善的关键。布线钻杆由布有同轴电缆的杆体及电磁耦合器构成,高频下布线杆体的同轴电缆可看作传输线,电磁耦合器可等效为高频变压器,将二者结合建立了布线钻杆的等效电路模型及电遥测钻柱信道的电压传输函数数学模型;通过外置补偿元件使传输线达到阻抗匹配以确立布线钻杆的电磁参数;通过改变补偿元件参数在传输线终端产生反射电压来加强传输线上的信号幅度,使信道的信号传输能力得到有效改善。研究表明,适当增大补偿元件电阻值可以大幅度提高信道的电压传输函数值,在目前信道带宽及信号检测灵敏度条件下中继距离可提高1倍,达到大幅度延长中继距离的目的。研究可以为布线钻杆的电磁设计及电遥测钻柱信息传输系统的性能改进提供理论指导。
关键词
随钻测量
电遥测钻柱
布线钻杆
电磁耦合器
信号传输
反射电压
Keywords
measurement while drilling(MWD)
telemetry drill string
wired drill pipe
electromagnetic coupler
signal transmission
reflected voltage
分类号
TE927 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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