【摘要】：脈沖發(fā)電機(Pulsed Alternator,簡稱PA)集轉(zhuǎn)子慣性儲能、機電能量轉(zhuǎn)換與功率調(diào)節(jié)于一體,被認為是最具潛力的電磁發(fā)射用高功率脈沖功率源�；旌蟿畲琶}沖發(fā)電機具有高能量密度、高功率密度及高可調(diào)節(jié)性等優(yōu)點,為將脈沖發(fā)電機與混合勵磁結(jié)構(gòu)融合在一起的新型拓撲結(jié)構(gòu),許多關(guān)鍵問題需要深入研究。本文提出了新型Halbach陣列混合勵磁脈沖發(fā)電機,并針對以下幾個方面展開研究:結(jié)合解析法與有限元法,對Halbach陣列混合勵磁脈沖發(fā)電機電磁場展開研究。從功率密度與能量密度考慮,確定電機的拓撲結(jié)構(gòu)。通過解析與有限元計算結(jié)果,表明Halbach陣列永磁結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。根據(jù)電機電磁計算參數(shù),建立三維電磁場模型,驗證了電磁設(shè)計的正確性。對比分析了不同結(jié)構(gòu)脈沖發(fā)電機放電過程中電磁場變化規(guī)律與放電特性,并分析了Halbach陣列混合勵磁脈沖發(fā)電機負載時損耗與電磁力分布。脈沖發(fā)電機的強電樞反應(yīng)及電勵磁磁勢會使永磁體產(chǎn)生退磁,還需考慮電機瞬態(tài)放電的溫升退磁。利用有限元軟件分析了外磁場及溫升對磁鋼的退磁影響,分別對不同放電情況與不同溫度下永磁體的退磁進行評估,并采用動態(tài)退磁曲線來評估高風險退磁點。脈沖發(fā)電機放電過程中會產(chǎn)生強脈沖電流與強沖擊轉(zhuǎn)矩,因此放電過程中的溫升與電磁力的準確分析是評估電機運行風險,保證電機正常運行關(guān)鍵。本文采用電磁場—溫度場—應(yīng)力場耦合分析模型分析了兩種不同運行狀態(tài)下各部件的溫升與應(yīng)力分布。
【圖文】：

.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀Halbach 陣列混合勵磁脈沖發(fā)電機由 Halbach 結(jié)構(gòu)、混合勵磁結(jié)構(gòu)與脈沖發(fā)三者結(jié)合而成，因此對于脈沖發(fā)電機、Halbach 結(jié)構(gòu)、混合勵磁結(jié)構(gòu)了解十分。本節(jié)將先介紹脈沖發(fā)電機原理及發(fā)展現(xiàn)狀，然后是混合勵磁結(jié)構(gòu)的發(fā)展，最紹 Halbach 結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀。.2.1 脈沖發(fā)電機工作原理及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.2.1.1 脈沖發(fā)電機工作原理美國德克薩斯大學(xué)機電中心（CEM-UT）W. F. Weldon 等人 1978 年在交流機的基礎(chǔ)上發(fā)明了補償式交流脈沖發(fā)電機，其原理是采用一定的補償結(jié)構(gòu)在繞組放電時將磁通壓縮在氣隙以降低電樞電感提高輸出電流。它與普通的同電機的區(qū)別就是采用了補償結(jié)構(gòu)，根據(jù)補償結(jié)構(gòu)的不同，補償方式分為主動補動補償、選擇被動補償，其電感特性與輸出特性如圖 1-1 所示。主動補償產(chǎn)生尖峰脈沖電流，適合閃光燈、電熱化學(xué)炮等負載；被動補償產(chǎn)生的正弦型電流通過輸出電路調(diào)節(jié)滿足不同負載；選擇被動補償產(chǎn)生平頂波，適合軌道炮負載

研制的脈沖發(fā)電機發(fā)展歷史簡圖，CEM-UT 的脈沖發(fā)電機可分撲結(jié)構(gòu)如表 1-1 所示。表 1-1 CEM-UT 研制的 CPA 樣機拓撲結(jié)構(gòu)脈沖發(fā)電機 拓撲結(jié)構(gòu)一代：鐵芯 CPAIron Core CPA）單相，鐵芯，旋轉(zhuǎn)勵磁，6 極，被動補償，外部勵磁，實心轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)二代：小口徑炮用 CPASmall Caliber CPA）單相，空芯，旋轉(zhuǎn)雙電樞，2 極，被動補償，自激，實心轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)三代：加農(nóng)口徑炮用 CPACannon Caliber CPA）單相，空芯，旋轉(zhuǎn)電樞，4 極，選擇被動補償，自激，實心轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)四代：模型比例 CPASubscale FTP CPA）單相，空芯，旋轉(zhuǎn)勵磁，6 極，無補償，自激，空芯轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)五代：高級關(guān)鍵技術(shù) CPAAdvanced FTP CPA）四相，空芯，旋轉(zhuǎn)勵磁，4 極，無補償，自激，高級輪緣轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM31

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張學(xué)義;杜欽君;馬世倫;徐進彬;耿慧慧;;汽車混合勵磁發(fā)電機的開發(fā)[J];汽車工程;2017年07期

2 朱孝勇;程明;趙文祥;張建忠;花為;;混合勵磁電機技術(shù)綜述與發(fā)展展望[J];電工技術(shù)學(xué)報;2008年01期

3 劉志杰;李斌;邵鵬;;混合勵磁爪極電機起動發(fā)電系統(tǒng)控制策略研究[J];微特電機;2015年02期

4 李優(yōu)新;王勝強;黎勉;馮杰;;一種新型混合勵磁電機驅(qū)動系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J];電力電子技術(shù);2013年11期

5 黃明明;周成虎;劉細平;;混合勵磁同步電機控制策略比較研究[J];河南科學(xué);2012年08期

6 王群京,陳軍,姜衛(wèi)東,吳立建;一種新型混合勵磁爪極發(fā)電機的建模和計算[J];中國電機工程學(xué)報;2003年02期

7 武潔;王一丁;閆浩;沈靖威;買華南;崔光照;;交流調(diào)磁雙交錯混合勵磁電機的等效磁路模型[J];微電機;2018年06期

8 劉亞平;許孝卓;汪旭東;封海潮;連鴻強;;新型混合勵磁導(dǎo)向系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制[J];測控技術(shù);2017年02期

9 孫立強;解明;朱紅波;王迪;魏耀東;周永新;;基于有限元法的混合勵磁漏磁檢測勵磁源耦合分析[J];化工機械;2016年05期

10 韓亞榮;朱德明;;切向磁鋼混合勵磁雙凸極電機負載特性研究[J];微電機;2015年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 康惠駿;謝七月;楊儒珊;;混合勵磁電動機系統(tǒng)的可逆性[A];2006中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

2 孫立強;楊志軍;王迪;朱紅波;魏耀東;;儲罐漏磁檢測混合勵磁磁化技術(shù)研究[A];2017遠東無損檢測新技術(shù)論壇論文集[C];2017年

3 夏永洪;黃劭剛;;混合磁極式的混合勵磁永磁同步發(fā)電機仿真[A];2013年江西省電機工程學(xué)會年會論文集[C];2013年

4 王惠軍;劉西全;姚麗;林巖;;混合勵磁永磁發(fā)電機的設(shè)計與性能分析[A];第十一屆全國永磁電機學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2011年

5 鄧燦;趙晶;余海濤;胡敏強;;基于直線型Halbach磁體的渦流制動系統(tǒng)的設(shè)計[A];第十五屆中國小電機技術(shù)研討會論文摘要集[C];2010年

6 李新華;劉剛;章國光;;汽車混合勵磁爪極發(fā)電機功率特性研究[A];第十六屆中國小電機技術(shù)研討會論文摘要集[C];2011年

7 秦偉;范瑜;呂剛;李碩;朱熙;;軸向磁通永磁Halbach懸浮電機的磁場和力特性分析[A];2011中國電工技術(shù)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

8 楊靜;;Halbach結(jié)構(gòu)高速永磁電機永磁體裝配工藝[A];中國電工技術(shù)學(xué)會大電機專業(yè)委員會2014年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2014年

9 賀光;龍志強;成玉衛(wèi);;基于Halbach結(jié)構(gòu)的永磁電動懸浮系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用[A];第二十九屆中國控制會議論文集[C];2010年

10 于慧俊;肖立志;朱萬里;;基于Halbach磁體結(jié)構(gòu)的運動型核磁共振巖心分析儀[A];第十六屆全國波譜學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 白冰;我國自主研制成功世界首臺兆瓦級雙電樞混合勵磁風力發(fā)電機組[N];中國改革報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 寧銀行;兩級式無刷混合勵磁同步電機的電磁設(shè)計及特性分析[D];南京航空航天大學(xué);2016年

2 倪有源;汽車用爪極發(fā)電機的分析與研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年

3 趙朝會;并列結(jié)構(gòu)混合勵磁同步發(fā)電機的研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

4 楊勇;多重電樞混合勵磁風力發(fā)電系統(tǒng)的研究[D];上海大學(xué);2010年

5 金銀錫;串聯(lián)磁路混合勵磁直線渦流制動器的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

6 張宗盛;混合勵磁磁通切換型磁阻電機系統(tǒng)的研究[D];山東大學(xué);2015年

7 喬照威;分段式Halbach陣列永磁同步電機磁場分析及穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計[D];天津大學(xué);2012年

8 井立兵;Halbach 陣列同心式磁力齒輪全局解析法分析與優(yōu)化設(shè)計[D];上海大學(xué);2013年

9 陳勇;Halbach陣列機器人磁吸附單元理論分析與實驗研究[D];南京理工大學(xué);2013年

10 李洪鳳;Halbach陣列永磁球形電動機三維磁場分析[D];天津大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳松霖;Halbach陣列混合勵磁脈沖發(fā)電機的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 張磊;交流調(diào)磁雙交錯混合勵磁電機空載調(diào)磁特性及結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響[D];鄭州輕工業(yè)學(xué)院;2018年

3 張文甫;電動汽車增程器用永磁與電磁混合勵磁起動發(fā)電系統(tǒng)及控制技術(shù)研究[D];山東理工大學(xué);2014年

4 扈建龍;汽車用雙徑向永磁與凸極電磁混合勵磁發(fā)電裝置及穩(wěn)壓控制技術(shù)研究[D];山東理工大學(xué);2014年

5 王一丁;雙交錯混合勵磁電機等效磁路及軛部厚度對調(diào)磁能力的影響[D];鄭州輕工業(yè)學(xué)院;2018年

6 臧利國;并聯(lián)磁路式切向結(jié)構(gòu)汽車用混合勵磁發(fā)電機設(shè)計與研究[D];山東理工大學(xué);2011年

7 齊文娟;混合勵磁發(fā)電機及控制系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

8 韓志;交流勵磁的混合勵磁同步發(fā)電機特性的數(shù)值分析研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2014年

9 曹金祥;混合勵磁無刷爪極發(fā)電機的有限元分析和研究[D];沈陽理工大學(xué);2017年

10 王勝強;一種電動汽車用新型混合勵磁電機驅(qū)動系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];廣東工業(yè)大學(xué);2014年

，

本文編號：2580539