针对智能装备系统直线与旋转两自由度驱动需求,提出定子励磁型混合磁路直线旋转永磁(statorexcitedhybrid magnetic circuit linear and rotary permanent magnet,SEHMCLRPM)电机,采用轴向和径向双凸极齿结构,轴向直线运动与径向旋转运...针对智能装备系统直线与旋转两自由度驱动需求,提出定子励磁型混合磁路直线旋转永磁(statorexcitedhybrid magnetic circuit linear and rotary permanent magnet,SEHMCLRPM)电机,采用轴向和径向双凸极齿结构,轴向直线运动与径向旋转运动磁场共用定、转子磁路。永磁体设置在定子上,动子上既无绕组也无永磁体,动子结构简单坚固,重量轻,具有转矩惯量比高、动态响应速度快、可靠性高等特点;定子同时设置有直线与旋转两套绕组,直线和旋转运动控制独立,降低两自由度驱动控制的复杂度。分析该类电机的运行原理和结构特点,探讨混合磁路特征,构建该类SEHMC-LRPM电机的解耦等效磁路模型,实现该类电机的磁路设计。在此基础上,基于3D有限元方法分析混合磁路与两自由度耦合磁场,揭示两自由度磁场与电机磁场分布、空载和负载特性的关系。最后,加工制造样机,并进行实验研究,验证该电机结构的有效性和理论分析的正确性。展开更多
基于计算流体力学(CFD)软件CONVERGE建立了大型低速2冲程柴油引燃缸内直喷天然气船用发动机燃烧仿真模型。首先通过试验结果对模型进行了验证,进而开展了天然气高压喷射模式(high pressure direct injection,HPDI)下米勒循环和天然气两...基于计算流体力学(CFD)软件CONVERGE建立了大型低速2冲程柴油引燃缸内直喷天然气船用发动机燃烧仿真模型。首先通过试验结果对模型进行了验证,进而开展了天然气高压喷射模式(high pressure direct injection,HPDI)下米勒循环和天然气两次喷射策略对发动机压力振荡的抑制效果研究。结果表明,推迟排气门关闭时刻,整体燃烧压力降低,燃烧相位推迟,发生剧烈压力振荡的时刻也推迟。排气门关闭时刻推迟较小时压力振荡强度降低,但过度推迟反而提高缸内压力振荡的强度,这主要是缸内热力学状态变化和燃料自燃特性相互作用的结果。通过调整预喷射量,可以降低燃烧前形成的可燃混合气量,从而影响燃烧过程中预混合燃烧比例,可以有效抑制压力振荡.但会导致输出功率降低及能耗增大。相比预喷射量,喷射间隔对缸内压力振荡的影响较小,但过大喷射间隔会影响燃烧相位,导致功率损失严重。合理的喷射策略可以在抑制压力振荡的同时保证功率输出。展开更多
文摘针对智能装备系统直线与旋转两自由度驱动需求,提出定子励磁型混合磁路直线旋转永磁(statorexcitedhybrid magnetic circuit linear and rotary permanent magnet,SEHMCLRPM)电机,采用轴向和径向双凸极齿结构,轴向直线运动与径向旋转运动磁场共用定、转子磁路。永磁体设置在定子上,动子上既无绕组也无永磁体,动子结构简单坚固,重量轻,具有转矩惯量比高、动态响应速度快、可靠性高等特点;定子同时设置有直线与旋转两套绕组,直线和旋转运动控制独立,降低两自由度驱动控制的复杂度。分析该类电机的运行原理和结构特点,探讨混合磁路特征,构建该类SEHMC-LRPM电机的解耦等效磁路模型,实现该类电机的磁路设计。在此基础上,基于3D有限元方法分析混合磁路与两自由度耦合磁场,揭示两自由度磁场与电机磁场分布、空载和负载特性的关系。最后,加工制造样机,并进行实验研究,验证该电机结构的有效性和理论分析的正确性。
文摘基于计算流体力学(CFD)软件CONVERGE建立了大型低速2冲程柴油引燃缸内直喷天然气船用发动机燃烧仿真模型。首先通过试验结果对模型进行了验证,进而开展了天然气高压喷射模式(high pressure direct injection,HPDI)下米勒循环和天然气两次喷射策略对发动机压力振荡的抑制效果研究。结果表明,推迟排气门关闭时刻,整体燃烧压力降低,燃烧相位推迟,发生剧烈压力振荡的时刻也推迟。排气门关闭时刻推迟较小时压力振荡强度降低,但过度推迟反而提高缸内压力振荡的强度,这主要是缸内热力学状态变化和燃料自燃特性相互作用的结果。通过调整预喷射量,可以降低燃烧前形成的可燃混合气量,从而影响燃烧过程中预混合燃烧比例,可以有效抑制压力振荡.但会导致输出功率降低及能耗增大。相比预喷射量,喷射间隔对缸内压力振荡的影响较小,但过大喷射间隔会影响燃烧相位,导致功率损失严重。合理的喷射策略可以在抑制压力振荡的同时保证功率输出。
基金the State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy(Tsinghua University,China)(KF2009)EPSRC(Engineering and Physical Science Research Council,UK)Innovation Fellowship(EP/S001956/1)。
