基于敏感度分析的球面磁悬浮飞轮电机多目标分层优化设计

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作者 朱志莹 焦金帅 +2 位作者 徐政 孟凡浩 安聪 《电气工程学报》 北大核心 2025年第2期130-139,共10页

针对球面磁悬浮飞轮电机的参数优化设计问题,提出一种基于参数敏感度分析的多目标分层优化设计方案。在介绍电机运行机理及电磁分析的基础上,以转矩、悬浮力为优化目标,通过对电机结构参数进行敏感度分析,利用构建敏感度方程,将电机参... 针对球面磁悬浮飞轮电机的参数优化设计问题,提出一种基于参数敏感度分析的多目标分层优化设计方案。在介绍电机运行机理及电磁分析的基础上,以转矩、悬浮力为优化目标,通过对电机结构参数进行敏感度分析,利用构建敏感度方程,将电机参数划分为主敏感度参数和次敏感度参数,针对主敏感度参数和次敏感度参数,依次分别采用支持向量机进行非参数建模,并通过惯性权重自适应改变的混沌粒子群算法进行寻优;最后,通过有限元仿真验证了所提算法的有效性,结果表明优化后电机转矩提高6%,悬浮力提高27.99%。 展开更多

关键词 球面磁悬浮飞轮电机 参数敏感度分析 分层优化 支持向量机 惯性权重自适应改变的混沌粒子群算法

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轴向球面磁悬浮飞轮电机磁热固耦合分析

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作者 朱志莹 孟凡浩 +2 位作者 徐政 安聪 焦金帅 《电气工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期220-227,共8页

针对轴向球面磁悬浮飞轮电机(Axially spherical bearingless flywheel machine,AS-BFM)在电磁、温度和应力耦合作用下的温升和形变问题,提出磁热固耦合的温度场分布和部件形变求解分析方法。该方法基于轴向球面磁悬浮飞轮电机的电磁损... 针对轴向球面磁悬浮飞轮电机(Axially spherical bearingless flywheel machine,AS-BFM)在电磁、温度和应力耦合作用下的温升和形变问题,提出磁热固耦合的温度场分布和部件形变求解分析方法。该方法基于轴向球面磁悬浮飞轮电机的电磁损耗分析,确立各部件的热参数和应力参数,并建立电机三维有限元分析模型;在此基础上,求解得到电机在不同转速下的损耗和温度场分布特性,并将温度场结果作为载荷导入应力场分析求解电机各部件形变规律;最后,通过耦合仿真分析揭示了电机不同转速对温升和形变的影响规律,三维有限元分析结果验证了磁热固耦合分析方法的有效性,为电机的散热设计、结构优化以及材料选择提供了依据。 展开更多

关键词 飞轮电机 磁热固耦合 电磁损耗 温升 形变

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单绕组磁悬浮开关磁阻飞轮电机和声混沌搜索优化设计 被引量：9

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作者 袁野 孙玉坤 +1 位作者 黄永红 周云红 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期180-188,共9页

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... 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。 展开更多

关键词 单绕组 磁悬浮开关磁阻飞轮电机 飞轮储能 和声混沌 最优结构

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用于飞轮储能的单绕组磁悬浮飞轮电机径向力补偿方法 被引量：9

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作者 袁野 孙玉坤 +1 位作者 黄永红 杨凯 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期177-183,共7页

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,每套绕组独立控制,转子直驱飞轮,省去机械传动装置,得到更适用于飞轮储能的单绕组磁悬浮飞轮电机。精确的数学模型是稳定控制电机的基础,针对麦克斯韦应... 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,每套绕组独立控制,转子直驱飞轮,省去机械传动装置,得到更适用于飞轮储能的单绕组磁悬浮飞轮电机。精确的数学模型是稳定控制电机的基础,针对麦克斯韦应力法对积分路线的选取较为敏感的问题,运用有限元分析其电磁特性,引入径向力修正系数,推导出单绕组磁悬浮飞轮电机径向力较精确的数学模型。为保证单绕组磁悬浮飞轮电机能在绕组发生故障时正常悬浮,考虑径向力系数随角度的变化的趋势以及不同齿极下径向力系数的差异,提出无β方向约束径向力补偿和有β方向约束径向力补偿方法。结果表明所提出的补偿方法具有可行性和较高的精确性。 展开更多

关键词 飞轮储能 单绕组 磁悬浮飞轮电机 麦克斯韦应力法 径向力补偿

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定子无铁心飞轮电机绕组涡流损耗分析 被引量：23

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作者 汤平华 漆亚梅 +1 位作者 黄国辉 李铁才 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期27-32,共6页

定子无铁心飞轮电机的绕组完全暴露于变化的磁场中,高速运行时绕组导体产生的涡流损耗很大,严重影响电机效率。本文推导了圆形导体在变化磁场中的涡流损耗模型,进而建立了飞轮电机绕组涡流损耗的计算模型。涡流损耗模型由两部分组成,一... 定子无铁心飞轮电机的绕组完全暴露于变化的磁场中,高速运行时绕组导体产生的涡流损耗很大,严重影响电机效率。本文推导了圆形导体在变化磁场中的涡流损耗模型,进而建立了飞轮电机绕组涡流损耗的计算模型。涡流损耗模型由两部分组成,一部分是由径向磁场产生的损耗,另一部分是由切向磁场产生的损耗,径向磁场和切向磁场可以通过求解电机静磁场或有限元仿真计算得到。文章结合有限元仿真计算得到的磁场对绕组的涡流损耗进行了估算,并对飞轮电机样机进行实验,实验结果证明了相关理论的正确性。 展开更多

关键词 无铁心 飞轮电机 绕组 涡流损耗

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轴向永磁磁悬浮飞轮电机损耗计算与温度场分析 被引量：8

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作者 朱志莹 张巍 +1 位作者 朱海浪 邵淋晶 《电气工程学报》 CSCD 2022年第4期174-180,共7页

轴向永磁磁悬浮飞轮电机多运行于大功率快速充放电状态,较高的功率密度和内定子拓扑结构使其存在热负荷大、损耗复杂、温升显著等突出问题,为此开展轴向永磁磁悬浮飞轮电机损耗计算与温度场分析研究。阐述了轴向永磁磁悬浮飞轮电机基本... 轴向永磁磁悬浮飞轮电机多运行于大功率快速充放电状态,较高的功率密度和内定子拓扑结构使其存在热负荷大、损耗复杂、温升显著等突出问题,为此开展轴向永磁磁悬浮飞轮电机损耗计算与温度场分析研究。阐述了轴向永磁磁悬浮飞轮电机基本结构与工作原理,采用改进变系数IEM5模型建立了考虑高频下集肤效应对涡流损耗影响的电机精确温度场分析模型,分析得到了该电机在不同转速下的损耗变化规律。在此基础上,基于三维有限元仿真进行电机稳态温度场计算,进而根据温度场计算结果更新电磁材料温度属性参数以及电机损耗,通过磁-热双向耦合有限元法分析得到更为准确的电机最高温升和温度分布情况,为轴向永磁磁悬浮飞轮电机复杂运行工况下的散热优化设计和高效应用提供参考依据。 展开更多

关键词 磁悬浮飞轮电机 变系数IEM5模型 磁-热双向耦合 电机损耗 温升

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一种带线性动态负载的十二相飞轮储能发电机系统 被引量：6

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作者 魏克银 刘德志 +3 位作者 欧阳斌 翟小飞 晏明 卢露 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期37-42,共6页

未来多相储能发电机系统具有广阔的发展应用前景,本文在一套十二相/12kW同步发电机硬件系统的基础上进行了带线性动态负载的十二相飞轮储能同步发电机系统的设计与仿真模型研究。系统中的线性动态负载模块由Buck电路构成,励磁功率放大... 未来多相储能发电机系统具有广阔的发展应用前景,本文在一套十二相/12kW同步发电机硬件系统的基础上进行了带线性动态负载的十二相飞轮储能同步发电机系统的设计与仿真模型研究。系统中的线性动态负载模块由Buck电路构成,励磁功率放大器模块采用全桥电路,励磁控制器模块采用一种新型变参数反馈加前馈的控制方式。为检验设计效果,基于EMTDC软件建立了系统仿真模型,其中电机模型应用Fortran语言对EMTDC软件二次开发获得。仿真结果表明:所有设计模块均能完成基本功能,线性动态负载的输出功率能够按照期望的速率线性增加,励磁控制系统具有较好的控制精度与响应速度;系统模型求解准确、高效。 展开更多

关键词 十二相飞轮储能发电机系统 励磁控制器 线性动态负载

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飞轮式永磁恒压发电机

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作者 杜钦君 康保江 《农机化研究》 北大核心 2001年第3期119-120,共2页

目前，国内与拖拉机和农用三轮车配套的飞轮发电机技术状态落后、功率低，低速运行时发电机输出电压低。因此，在夜间作业、行驶路面路况差、会车和转向时，灯光很暗，容易发生事故。飞轮式永磁恒压发电机是在不改变飞轮式发电机外形尺... 目前，国内与拖拉机和农用三轮车配套的飞轮发电机技术状态落后、功率低，低速运行时发电机输出电压低。因此，在夜间作业、行驶路面路况差、会车和转向时，灯光很暗，容易发生事故。飞轮式永磁恒压发电机是在不改变飞轮式发电机外形尺寸和安装条件的情况下，改进发电机的电磁设计及机械设备，并采用电子稳压技术，使发电机输出电压稳定在一定范围内，彻底解决了拖拉机和农用三轮车的照明问题。 展开更多

关键词 飞轮发电机 永磁恒压发电机 设计

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飞轮发电机增压简法

9

作者 耿晓义 《农业开发与装备》 1996年第6期11-11,共1页

小四轮、小手扶拖拉机及三轮农用车上,都装有照明用的飞轮发电机。由于它常在震动、高热下运转而使永久磁铁退磁,因而输出电压下降,一般使用不到一年,灯光就会由亮变暗。简易的恢复方法是:将发电机定子的三只线圈拆下,按原来线径,每只... 小四轮、小手扶拖拉机及三轮农用车上,都装有照明用的飞轮发电机。由于它常在震动、高热下运转而使永久磁铁退磁,因而输出电压下降,一般使用不到一年,灯光就会由亮变暗。简易的恢复方法是:将发电机定子的三只线圈拆下,按原来线径,每只线圈上加绕50匝左右,再复位装好,灯光即可明亮如初。 展开更多

关键词 飞轮发电机 三轮农用车 永久磁铁 增压 发电机定子 恢复方法 手扶拖拉机 输出电压 线圈 照明

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基于改进型自适应滑模观测器在飞轮储能系统中的控制方法 被引量：3

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作者 付光杰 石英辰 +1 位作者 张旭东 张博 《电子测量技术》 2019年第16期105-110,共6页

由于飞轮储能系统的能量存储主要是在旋转的飞轮转子中,因此其能量转换主要依靠飞轮电机的变频调速来实现,就需要获得准确的转子位置和转速的相关信息。由于传统滑模控制在滑动模态下伴随着高频抖动,进而提出了一种改进型自适应滑模观... 由于飞轮储能系统的能量存储主要是在旋转的飞轮转子中,因此其能量转换主要依靠飞轮电机的变频调速来实现,就需要获得准确的转子位置和转速的相关信息。由于传统滑模控制在滑动模态下伴随着高频抖动,进而提出了一种改进型自适应滑模观测器应用在飞轮电机当中。用改进的新饱和函数代替符号函数,增加反电动势自适应律的辨识方法,既可以减小高频抖动的现象,又可以获得较为准确的转速估计值和转子位置信息,且满足Lyapunov稳定性定理,并在Matlab/Simulink平台构建了仿真系统。仿真结果表明,该方法有效的减少系统抖动现象,更准确的提取转子位置的信息和对转速的估算。 展开更多

关键词 自适应滑模控制 飞轮电机 电机转速 转子位置跟踪

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基于递推最小二乘离散辨识法的飞轮储能系统无位置控制方法 被引量：4

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作者 张文元 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2018年第18期135-141,共7页

为了提高飞轮储能系统无位置传感器控制性能,飞轮电机必须具有参数辨识和参数自整定的功能。因此,提出一种基于递推最小二乘离散法在线辨识未知参数的转子位置扩张观测器,以使位置观测环节具有较强的鲁棒性能。首先,建立飞轮电机数学模... 为了提高飞轮储能系统无位置传感器控制性能,飞轮电机必须具有参数辨识和参数自整定的功能。因此,提出一种基于递推最小二乘离散法在线辨识未知参数的转子位置扩张观测器,以使位置观测环节具有较强的鲁棒性能。首先,建立飞轮电机数学模型并进行离散化分析,在此基础上,采用通过将反电动势估算值反馈引入到非线性扩张观测器计算中的转子位置估算方法。随后,将基于递推最小二乘辨识算法应用于飞轮电机离散模型并可同时辨识定子电阻、交直轴电感等关键电磁参数,以便消除因飞轮电机模型误差引起的转子位置估算误差,提高系统无位置检测性能。最后,搭建基于DSP2812的硬件实验平台。仿真和实验结果表明所提算法对未知参数的辨识具有一定的准确性和实时性,可实现对飞轮储能系统的无位置传感器运行控制。 展开更多

关键词 储能系统 飞轮电机 递推最小二乘法 离散模型 非线性扩张观测器 无位置传感器

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HL-2A装置供电系统 被引量：12

12

作者 宣伟民 姚列英 +5 位作者 李华俊 陈宇红 卜明南 邵葵 毛晓惠 李青 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期246-250,共5页

描述了HL-2A装置供电系统,该系统主要由三套飞轮脉冲发电机组、磁场电源系统和辅助加热高压电源系统组成。电源系统总脉冲容量达到300MVA,一次脉冲释能1200MJ。简要介绍了电源的控制系统和实验结果。

关键词 HL-2A装置 飞轮脉冲发电机 磁场电源 高压电源

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断电保护在电脑经编机中的应用 被引量：2

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作者 李佑元 李永虎 《针织工业》 2010年第2期21-23,共3页

介绍了在电脑经编机中使用的5种断电保护装置的工作原理和实际应用情况,所使用的断电保护装置包括:不间断电源UPS、电动机-飞轮-发电机组、电解电容器、随机存取存储器(RAM)后备电源、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)等。并分析了各种... 介绍了在电脑经编机中使用的5种断电保护装置的工作原理和实际应用情况,所使用的断电保护装置包括:不间断电源UPS、电动机-飞轮-发电机组、电解电容器、随机存取存储器(RAM)后备电源、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)等。并分析了各种断电保护装置在电脑经编机实际应用中性能的优劣。 展开更多

关键词 经编 断电保护 电脑经编机 电动机-飞轮-发电机组 电解电容器 UPS EEPROM

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维修保养小窍门十例(接上期)

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作者 张广成 《农业开发与装备》 1998年第2期13-14,共2页

六、利用喷油器巧装195型柴油机镶块 195型柴油机镶块损坏后更换新件时,常因安装上的失误造成起动困难。下面介绍一种用喷油器安装镶块的方法:拆下喷油器,拧下调压螺母取出针阀,然后再拧上恢复原样。

关键词 维修保养 小窍门 阻水圈 柴油机 喷油器安装 飞轮发电机 黑胶布 黄油嘴 起动困难 履带拖拉机

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拖拉机电器系统故障排除四则

15

作者 永泰 《江苏农机化》 2001年第4期37-37,共1页

飞轮发电机简易复亮法 小四轮、小手扶拖拉机及三轮农用运输车上安装的发电机多为飞轮发电机。由于飞轮发电机常工作在振动、高热状态下,致使永久磁铁退磁,灯光便逐渐由亮变暗。

关键词 故障排除 电器系统 飞轮发电机 手扶拖拉机 发电机壳体 整流子 永久磁铁 硫酸铅 电解液 蒸馏水

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拖拉机变型运输机在使用维修中不正确的做法

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作者 安胜 《农业开发与装备》 2001年第1期34-35,共2页

一、长期不更换气门弹簧 很多驾驶员错误地认为只要气门弹簧不断,就可以继续使用,不予更换.但是因为气门弹簧的工作温度非常高,容易退火,退火后气门弹簧的弹力不足,工作一段时间后,气门弹簧由于润滑不良和受交变力的作用等原因,会发生... 一、长期不更换气门弹簧 很多驾驶员错误地认为只要气门弹簧不断,就可以继续使用,不予更换.但是因为气门弹簧的工作温度非常高,容易退火,退火后气门弹簧的弹力不足,工作一段时间后,气门弹簧由于润滑不良和受交变力的作用等原因,会发生严重磨损和塑性变形,使其自由长度缩短,而造成弹力不足. 展开更多

关键词 气门弹簧 转速 曲轴箱通风 驾驶员 飞轮发电机 通风装置 柴油机 压燃发动机 调节螺钉 积炭 石油产品性质

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