兆瓦级航空超导发电机设计及电磁性能分析

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作者 周晓易 郭晓坚 +2 位作者 邹圣楠 宋受俊 阎明 《航空科学技术》 2024年第11期84-94,共11页

在可预见的未来,飞行器的负载等级将达到兆瓦级,传统的航空电源难以满足需求。第二代高温超导材料具有载流能力强、传输直流无损耗的特点,将其绕制成线圈,替换传统发电机中的励磁绕组或电枢绕组,可以提升发电机的输出功率、功率密度和... 在可预见的未来,飞行器的负载等级将达到兆瓦级,传统的航空电源难以满足需求。第二代高温超导材料具有载流能力强、传输直流无损耗的特点,将其绕制成线圈,替换传统发电机中的励磁绕组或电枢绕组,可以提升发电机的输出功率、功率密度和效率。设计航空超导电机是机载超导电源系统研究的基础,准确计算交流损耗是超导电机设计的重点。本文设计了一台10MW全超导发电机,讨论了包括带材性能研究、线圈结构设计、电机拓扑选择和参数选取的完整设计过程。本文使用多物理场仿真软件搭建了二维发电机模型,研究了发电机的基本电磁性能。基于直接耦合法和T-A方法,计算了定、转子超导线圈的交流损耗并展开分析。结果显示,设计的发电机输出功率达到10MW,功率密度为13.1kW/kg,效率为99.3%,满足预期性能指标。转子线圈的总交流损耗接近定子线圈交流损耗的50%,但每匝的损耗仍远小于定子线圈每匝的损耗。本文对超导线圈设计、超导发电机制冷方式选择以及自身运行可靠性研究有重要意义。 展开更多

关键词 机载电源系统 高温超导体 电机设计 有限元仿真 交流损耗

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航空电源产品金属机的电磁兼容性设计(下) 被引量：1

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作者 赵金奎 王迁 《电子质量》 2007年第6期77-83,共7页

对航空电源系统中的电子产品来说,其金属机箱除了具有机械支撑和保护作用外,还应具有一定的屏蔽效能来提高电子产品的电磁兼容性。文章对航空电源产品金属机箱的电磁兼容性设计进行了分析研究,并以产品实际的电磁兼容性测试为例来说明... 对航空电源系统中的电子产品来说,其金属机箱除了具有机械支撑和保护作用外,还应具有一定的屏蔽效能来提高电子产品的电磁兼容性。文章对航空电源产品金属机箱的电磁兼容性设计进行了分析研究,并以产品实际的电磁兼容性测试为例来说明金属机箱电磁兼容性设计对电子产品可靠性产生的重要意义,最后对金属机箱屏蔽效能测试的原理和方法进行了介绍。 展开更多

关键词 航空电源 金属机箱 屏蔽效能(SE) 电磁兼容性(EMC) 测试方法

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航空油冷发电机过热保护设计的研究及分析

3

作者 孙立荣 来帅雷 刘卓 《航空工程进展》 CSCD 2023年第6期153-159,共7页

发电机热场分布对过热保护构件失效影响显著,是其优化设计中应重点考虑的参数。借助ANSYS软件中Fluent稳态压力求解器和湍流模型对故障模式下发电机内部热场分布进行仿真,获得主发电机定、转子和壳体循环油路热场分布;在此基础上,调整... 发电机热场分布对过热保护构件失效影响显著,是其优化设计中应重点考虑的参数。借助ANSYS软件中Fluent稳态压力求解器和湍流模型对故障模式下发电机内部热场分布进行仿真,获得主发电机定、转子和壳体循环油路热场分布;在此基础上,调整部分关键部位熔点及材料软化温度,优化热脱扣保护装置设计方案,实现电机过热保护,该方案已成功应用于某飞机,且已通过试验和试飞验证。结果表明:仿真热场结果与实际工况下的温度场分布一致,电机出口油温达到260℃时绝缘衬套软化,导致电机腔体内发生漏油,当发电机绝缘衬套软化温度提高至350℃,可有效避免发电机烧损。 展开更多

关键词 油冷发电机 热脱扣 热场分布 过热保护温度 耐温匹配性

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航空电源产品金属机箱的电磁兼容性设计(上) 被引量：2

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作者 赵金奎 《电子质量》 2007年第5期76-80,共5页

对航空电源系统中的电子产品来说,其金属机箱除了具有机械支撑和保护作用外,还应具有一定的屏蔽效能来提高电子产品的电磁兼容性。本文对航空电源产品金属机箱的电磁兼容性设计进行了分析研究,并以产品实际的电磁兼容性测试为例来说明... 对航空电源系统中的电子产品来说,其金属机箱除了具有机械支撑和保护作用外,还应具有一定的屏蔽效能来提高电子产品的电磁兼容性。本文对航空电源产品金属机箱的电磁兼容性设计进行了分析研究,并以产品实际的电磁兼容性测试为例来说明金属机箱电磁兼容性设计对电子产品可靠性产生的重要意义,最后对金属机箱屏蔽效能测试的原理和方法进行了介绍。 展开更多

关键词 航空电源 金属机箱 屏蔽效能(SE) 电磁兼容性(EMC) 测试方法

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无人机电静液起落架收放及刹车系统仿真研究

5

作者 张昊吉 吴超 林辉 《航空工程进展》 CSCD 2024年第3期110-119,共10页

无人机起落架收放及刹车系统在无人机的起飞、降落和刹车的过程中发挥着至关重要的作用,随着无人机飞行条件和要求的日益严苛,传统的液压系统已经无法满足需要。根据电静液作动器的工作原理,设计一款无人机起落架收放和刹车功能一体化... 无人机起落架收放及刹车系统在无人机的起飞、降落和刹车的过程中发挥着至关重要的作用,随着无人机飞行条件和要求的日益严苛,传统的液压系统已经无法满足需要。根据电静液作动器的工作原理,设计一款无人机起落架收放和刹车功能一体化的电静液系统,将改进的PID控制方式运用到起落架收放的控制中,并且设计两种模糊PID控制方式运用于防滑刹车功能中,在此基础上进行基于AMESim和MATLAB/Simulink的联合仿真用于验证系统性能,并对仿真结果进行对比分析。结果表明:模糊PID控制方式控制效果良好,能够有效地改善无人机起落架收放和刹车过程的稳定性,使得起落架收放更安全,刹车效率更高。 展开更多

关键词 无人机 起落架收放 刹车 联合仿真 电静液系统

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冲击减振器等效刚度的一种新型设计方法

6

作者 李文华 张泽滨 孙建国 《航空计算技术》 2024年第4期110-115,共6页

以某航空电源控制器机箱为研究对象,经分析由于加速度响应量值超过额定加速度限值导致器件出现故障。为了设计合适的减振器等效刚度,有效降低传递到该器件的冲击响应量值,提出一种新型的冲击减振器刚度设计方法。首先将安装减振器后的... 以某航空电源控制器机箱为研究对象,经分析由于加速度响应量值超过额定加速度限值导致器件出现故障。为了设计合适的减振器等效刚度,有效降低传递到该器件的冲击响应量值,提出一种新型的冲击减振器刚度设计方法。首先将安装减振器后的系统等效为单自由度的质量弹簧系统,计算冲击载荷下加速度响应的解析解,然后借助Matlab的Simulink平台进行联合仿真分析,绘制出冲击响应的传递率随频率比的变化曲线,根据该曲线确定出满足目标传递率的频率设计值;其次借助ANSYS的模态分析功能,研究减振器三向刚度耦合特性对主振动频率的影响,最后筛选出能兼顾目标传递率和系统稳定性的最优减振器刚度设计方案,显著提升了减振器刚度设计效率。获得的主要结论有:1)当目标传递率β_(max)设定为0.9时,根据β_(max)-R曲线确定主频率应设计在25.33 Hz或109.09 Hz;2)当减振器三向刚度设计为X=Z=50 N/mm,Y=663 N/mm时,系统能够满足目标传递率且整体刚性最优。 展开更多

关键词 减振器 刚度设计 传递率 模态分析

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变速器用挡位开关故障分析及改进

7

作者 赵林 《汽车工程师》 2024年第5期39-44,共6页

为了解决变速箱用挡位开关在使用中故障问题,结合挡位开关使用中的故障件,对挡位开关密封不良造成内部进油问题、作动压力下开关通断失效问题以及触点烧蚀问题进行分析,进一步提高挡位开关的性能。验证结果表明,所提出的方案可有效解决... 为了解决变速箱用挡位开关在使用中故障问题,结合挡位开关使用中的故障件,对挡位开关密封不良造成内部进油问题、作动压力下开关通断失效问题以及触点烧蚀问题进行分析,进一步提高挡位开关的性能。验证结果表明,所提出的方案可有效解决挡位开关在使用过程中存在的问题。 展开更多

关键词 变速器 挡位开关 故障诊断 控制策略优化

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基于DSP+FPGA的ARINC429总线通信设计

8

作者 何雯 弓逯琦 +2 位作者 侯昊 刘岳 吴东华 《信息技术与信息化》 2024年第9期152-155,共4页

ARINC429总线因具有抗干扰能力强、可靠性高等优势而被广泛应用于航空工业领域的机载数据交互场景。对此,提出一种基于DSP+FPGA以及HI-3593芯片的ARINC429总线通信设计方案,着重阐述了系统的架构设计、HI-3593硬件原理设计与控制逻辑设... ARINC429总线因具有抗干扰能力强、可靠性高等优势而被广泛应用于航空工业领域的机载数据交互场景。对此,提出一种基于DSP+FPGA以及HI-3593芯片的ARINC429总线通信设计方案,着重阐述了系统的架构设计、HI-3593硬件原理设计与控制逻辑设计,最后对数据缓存控制、HI-3593芯片SPI接口控制以及数据读取、写入功能均进行了验证与测试。经测试,所设计的方案能够稳定可靠地实现ARINC429总线数据的接收与发送,满足飞机供电系统与机载管理计算机进行数据实时交互的需求。 展开更多

关键词 ARINC429总线 DSP FPGA 飞机供电系统 机载管理计算机

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高低温环境下挡位开关性能提升探究

9

作者 赵林 《汽车实用技术》 2024年第10期99-102,共4页

挡位开关是变速器上重要的电器元件之一,其输出信号指示变速箱是否挂入相应挡位,避免在挡启动发动机使车辆前冲的一种安全保护装置,挡位开关的工作可靠性直接影响驾驶员的驾驶体验,文章针对重卡变速箱用挡位开关在高低温环境下工作不可... 挡位开关是变速器上重要的电器元件之一,其输出信号指示变速箱是否挂入相应挡位,避免在挡启动发动机使车辆前冲的一种安全保护装置,挡位开关的工作可靠性直接影响驾驶员的驾驶体验,文章针对重卡变速箱用挡位开关在高低温环境下工作不可靠的问题,通过提升开关内部工程塑料件耐高温等级、优化橡胶件高低温性能和调整开关内部结构,使挡位开关满足变速箱复杂环境工况下的使用要求。 展开更多

关键词 高低温环境 挡位开关 高低温性能 工程塑料件耐高温等级 橡胶件高低温性能

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高速主轴不平衡振动行为分析与抑制策略 被引量：6

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作者 章云 孙虎 +1 位作者 胡振邦 梅雪松 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期24-29,99,共7页

针对高速主轴不平衡激励下空间振动问题,构建了多自由度高速主轴有限元分析模型。基于Matlab解析获得主轴模态特性信息,进而通过与Ansys分析结果对比,可知两者所求解得到的主轴弯曲振型整体形貌变化规律相同,幅频响应曲线峰值契合度较... 针对高速主轴不平衡激励下空间振动问题,构建了多自由度高速主轴有限元分析模型。基于Matlab解析获得主轴模态特性信息,进而通过与Ansys分析结果对比,可知两者所求解得到的主轴弯曲振型整体形貌变化规律相同,幅频响应曲线峰值契合度较高。为进一步验证模型的有效性,通过高速主轴系统模态测试获取了主轴实验频率响应函数,实验结果表明,其与基于动力学模型分析得到的前三阶谐振频率误差分别为0.16%、4.38%、5.95%,两者匹配程度较高,该模型能准确描述主轴的动态特性。基于该模型,分析了不平衡激励作用下主轴不同位置节点的空间位移特征,研究了主轴转子在不同大小不平衡激励下的空间响应特性,并总结得出了振型及激励对空间位移的影响规律。最后,提出了基于动力学模型的不平衡振动抑制策略,并在9 000 r/min时进行了高速主轴动平衡实验,结果表明:该策略无需添加试重,仅在低于临界转速下采集振动数据就可识别不平衡量,添加配重后不平衡振动得到有效抑制。 展开更多

关键词 高速主轴 有限元模型 不平衡激励 空间振动 振动抑制

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便携式光电侦察装备电源管理系统设计 被引量：4

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作者 王乐 曾钰 +2 位作者 周根东 海云波 白陶艳 《电子设计工程》 2019年第3期184-188,共5页

目前国内大多数便携式光电侦察设备采用可充电锂离子电池或者锂聚合物电池供给电能,电池电量不足会导致单兵光电手持设备不能正常运行。针对这一问题,文章以锂电池为检测对象,设计一种高效率、高密度、高可靠性电源管理系统,实现锂电池... 目前国内大多数便携式光电侦察设备采用可充电锂离子电池或者锂聚合物电池供给电能,电池电量不足会导致单兵光电手持设备不能正常运行。针对这一问题,文章以锂电池为检测对象,设计一种高效率、高密度、高可靠性电源管理系统,实现锂电池组的电荷、电压、电流和温度测量,输入负载均分、多路电压供电、电源控制、后端负载管理等功能。该控制系统操作简单、精度高、体积小、便携性强,经试验验证,满足便携式光电侦察装备电源管理需求。 展开更多

关键词 便携式光电侦察设备 锂电池 电源管理系统 负载管理

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三相逆变电路中开环调节用于闭环系统研究 被引量：1

12

作者 郑连泽 南江涛 +1 位作者 李鹏震 田苗 《海军航空工程学院学报》 2005年第5期571-572,共2页

以三相逆变电路为基础,阐述了如何将开环系统的控制方法用于闭环系统,并且介绍了这种新的控制方法在实际中的应用,证明了该方法的有效性.

关键词 三相逆变电路 开环系统 闭环系统

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某型直升机电传飞控系统多余度供电方案设计研究 被引量：4

13

作者 李波 尚雅慧 +1 位作者 孟文杰 井雅洁 《直升机技术》 2016年第1期37-39,44,共4页

直升机电传飞控系统的供电及配电方案是其实现功能、提高安全可靠性的重要保障。结合某项目的电传飞控系统,提出一种基于负载的、可故障隔离的供电和配电系统多余度重构供电子系统方案。飞行验证结果表明,该方案可以保障某型机电传飞控... 直升机电传飞控系统的供电及配电方案是其实现功能、提高安全可靠性的重要保障。结合某项目的电传飞控系统,提出一种基于负载的、可故障隔离的供电和配电系统多余度重构供电子系统方案。飞行验证结果表明,该方案可以保障某型机电传飞控系统正常可靠地工作。 展开更多

关键词 电传飞控系统 飞控交流发电机 蓄电池 TRU

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共模干扰和差模干扰及其抑制技术 被引量：39

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作者 赵金奎 《电子质量》 2006年第5期72-76,共5页

文章介绍了共模干扰和差模干扰的概念及特点,对共模干扰和差模干扰的抑制技术进行了分析与研究,并对产品在抗干扰方面的设计提出了若干建议。

关键词 共模(CM)干扰 差模(DM)干扰 电磁干扰(EMI) 抑制技术

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电子产品中静电放电的产生及其防护

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作者 赵金奎 孔繁斌 《舰船电子工程》 2004年第z1期263-266,共4页

论述了静电放电的产生机理和特点,并对静电放电的试验方法进行了简要介绍.为了减小静电放电对电子产品的危害,文中提供了一些静电放电的防护措施,以使电子产品达到静电防护的目的.

关键词 电子产品 静电放电(ESD) 试验方法 防护措施

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电子产品传导干扰的抑制 被引量：2

16

作者 田苗 郑连泽 +1 位作者 孔繁斌 刘爱元 《海军航空工程学院学报》 2009年第2期153-156,共4页

讨论了电子产品传导干扰的基本特性及其抑制措施,详细探讨了电源滤波器在抑制传导干扰中的应用,并以KGY-XXX型开关电源产品为例,介绍了传导干扰的抑制方法。

关键词 电子产品 传导干扰 抑制方法 滤波器

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固体火箭发动机多弧形孔装药设计研究 被引量：1

17

作者 岳松辰 王强 何迅舟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1201-1209,共9页

为弥补现有单室双推力固体火箭发动机装药结构的不足,提出一种由一个中心圆孔和多个弧形内孔组成的新型单室双推力多弧形孔装药结构。该结构包含7个可控结构参数。导出了药柱燃烧周长及通气面积随燃烧肉厚变化规律的计算公式;利用火箭... 为弥补现有单室双推力固体火箭发动机装药结构的不足,提出一种由一个中心圆孔和多个弧形内孔组成的新型单室双推力多弧形孔装药结构。该结构包含7个可控结构参数。导出了药柱燃烧周长及通气面积随燃烧肉厚变化规律的计算公式;利用火箭发动机设计结构,分析了不同参数下多弧形孔装药结构的内弹道特性;在相同技术要求下,对比了多弧形孔装药和双药型装药结构的内弹道特性参数。设计及计算结果表明,新型多孔装药结构易实现单室双推力的要求,在文中所取算例下,采用多弧形孔装药的导弹相比采用星孔-单孔管型药柱装药的导弹加速时间缩短75%,导弹最高速度提高17%,且导弹速度和推力都更加稳定。多弧形孔装药结构为单室双推力火箭发动机设计提供了一种新的技术途径。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 单室双推力 装药设计 弧形内孔 内弹道

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基于dSPACE和PLC的控制算法测试系统设计 被引量：1

18

作者 席嫣娜 王印松 +1 位作者 李亚玲 汶爱文 《中国测试》 CAS 北大核心 2018年第9期96-101,108,共7页

为解决过程控制中复杂优化算法的工程化验证问题,设计一种基于dSPACE实时仿真系统、S7-300 PLC和WinCC的控制算法测试系统。该测试系统利用PLC实现复杂控制算法,并通过dSPACE与Matlab/Simulink的无缝连接模拟被控对象的实际运行过程,同... 为解决过程控制中复杂优化算法的工程化验证问题,设计一种基于dSPACE实时仿真系统、S7-300 PLC和WinCC的控制算法测试系统。该测试系统利用PLC实现复杂控制算法,并通过dSPACE与Matlab/Simulink的无缝连接模拟被控对象的实际运行过程,同时借助WinCC实现对控制系统的在线调试和控制效果的实时观测。之后,将一种基于函数-变斜率的新型自适应模糊控制算法应用于S7-300 PLC,通过STEP 7编程软件将该算法封装为一个库函数,以便技术开发人员随时调用,并借助所搭建的测试系统对其控制性能进行验证。结果表明:该测试系统可为控制算法的开发和验证提供一个方便可靠的实时仿真环境,并且所提出的新型自适应模糊控制算法具有较好的控制效果和较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 测试系统 S7-300 PLC DSPACE WINCC 自适应模糊控制

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电子产品传导干扰的抑制 被引量：1

19

作者 孔繁斌 赵金奎 《舰船电子工程》 2004年第z1期130-133,共4页

讨论了电子产品传导干扰的基本特性及其抑制措施,详细探讨了电源滤波器在抑制传导干扰中的应用,并以KGY-XXX型开关电源产品为例,介绍了传导干扰的抑制方法.

关键词 电子产品 传导干扰 共模(CM)干扰 差模(DM)干扰 滤波器

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全光亮化学镀镍磷合金工艺研究 被引量：5

20

作者 刘峰 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期40-42,共3页

研究出了一种新型不含铅的全光亮化学镀镍工艺,获得了全光亮的镍磷合金镀层。通过试验分析镀液中添加剂、无机盐、主盐、施镀时间、pH值和施镀温度对化学镀镍磷合金层光亮度的影响;检测了有关性能。结果表明:所得化学镀镍磷合金镀层的... 研究出了一种新型不含铅的全光亮化学镀镍工艺,获得了全光亮的镍磷合金镀层。通过试验分析镀液中添加剂、无机盐、主盐、施镀时间、pH值和施镀温度对化学镀镍磷合金层光亮度的影响;检测了有关性能。结果表明:所得化学镀镍磷合金镀层的光亮度、耐蚀性等性能优于常规化学镀镍磷合金镀层。CuSO4、TaSO4无机盐的添加使溶液稳定性(氯化钯稳定试验)从30s提高到90s,同时也提高了化学镀镍磷合金镀层耐蚀性,在5%NaCl溶液中的年腐蚀量从1.1mg/cm2降为0。 展开更多

关键词 全光亮 化学镀 镍磷合金 工艺

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