基于解析法的超导发电机磁场分析与结构优化

混合型高温超导发电机采用高温超导带材作励磁材料,结构上与传统电机有较大的不同,设计方法也不尽相同.本文基于傅里叶变换将超导发电机的励磁集中绕组等效为沿转子圆周正弦分布的激励源,建立了超导发电机磁场分析模型.对电机气隙磁场分布进行了求解,并分析了不同绕组张角时气隙磁密波形中的谐波含量.通过参数化分析,研究了不同环境屏、转子的尺寸对电机功率密度的影响.采用有限元法对磁场求解结果进行了验证,结果一致性较好.研究结果表明,励磁绕组张角会对电机气隙磁密波形产生影响,合理设置超导发电机环境屏及转子结构,可以提高超导发动机的功率密度.     

螺栓松动边界下纤维增强复合薄板的振动测试方法

提出了基于预埋压力传感器的量化测试方法,研究了螺栓松动边界对纤维增强复合薄板振动特性的影响。首先,自主设计并开发了带有预埋压力传感器的螺栓松动边界下复合薄板的振动测试系统,并详细介绍了系统各个部件的组成和功能;然后,归纳出一套合理、规范的松动边界下复合薄板的振动测试流程,并对HF10碳纤维/树脂复合薄板进行了实际测试。结果表明:随着螺栓松动程度的不断增加,复合薄板的固有频率逐渐降低,模态振型的节线位置也发生了不同程度的变化,但其阻尼结果呈现先增大后减小的趋势;而共振和非共振响应呈现先减小后增大的趋势。     

转子有碰摩和支承松动故障时的非线性特性研究

以具有支承松动的Jeffcott转子为研究对象，并考虑到转子系统转子和定子间的碰摩现象，分析了支承松动和碰摩对转子系统刚度的影响，建立了转子系统振动的微分方程，并用数值方法分析了其非线性动力学特性。数值分析表明，转子在碰摩和支承松动这两种非线性因素的作用下，表现出复杂的非线性行为。     

基于ANSYS的大电流高温超导线圈的环流分析

超导材料由于其零电阻特性,与常导线圈相比较,绕组各支路间漏电抗微小的不平衡将会引起很大的环流.环流的存在使磁场分布更加不均匀,从而影响交流损耗和临界电流.该文采用磁场与电路分析相结合的方法,应用有限元法分析漏磁场并计算电感系数矩阵的基础上得到电路方程,计算双饼超导线圈绕组的支路电流分布,并分析了支路电阻对环流的影响.计...     

45kVA/2.4kV单相高温超导变压器的设计和试验

为了研究630kVA/10.5kV三相高温超导变压器突发短路情况下热稳定性以及机械稳定性的问题,开发了45kVA(2400V/160V,18.75A/281.25A)单相高温超导变压器.铁心为单相三柱式铁心;杜瓦为带有室温孔的玻璃钢杜瓦,可以保证铁心处在室温下并与绕组隔绝;导线采用Ag合金包套不锈钢加强Bi2223多芯高温超导带材,高压绕组为多层圆筒式绕组,各层间分别置有层间绝缘和冷却通道,低压绕组采用饼式结构;为减小引线的漏热,低压引线采用优化的气冷引线.采用有限单元法(FEM)分析了该变压器电磁、机械问题,并对其进行了基本的性能试验以及突发短路试验,得到重要意义的结果.     

变压器温升和异常状态试验的自动测量与控制系统

国内附件类产品的自动化检测水平不高,对于变压器产品认证,传统人工测试方式采样速度难以达到规定要求,造成数据后期计算和处理难、误差率高、在线时间长、测试效率低下等问题;针对GB19212.1(IEC61558-1)标准关于电子电力类变压器产品中温升和异常状态型式试验项目的要求,研究开发了一套智能自动化测量与控制系统,采用以软件为核心的模块化架构,配合研制出的集成控制模块组,通过用户自定义需求,可完成包括试验设备控制、数据分析、实时监测、定时采集与算法处理、试验方案保存与原始记录生成等一系列功能,真正实现了变压器测试的“试前一次配置,全流程自动化”的试验过程;试验结果表明,该系统的应用可大幅降低人工测量环节的不确定度、提高测试结果准确率,并有效地保证了试验可复制性、结果一致性和可追溯性。     

实验和数值模拟超导绕组的机械特性

为了减少环氧浸渍的超导磁体的锻炼和退化效应，基于实验和数值模拟研究了在热应力的电磁力的条件下超导绕组的机械特性；研究的基本目的是决定超导复合线圈基本的材料特性，其中复合超导绕组的杨氏模量和热收缩系数是基本的参数，使用这些参数我们可以用有限元方法精确地研究超导磁体的机械特性，通过分析各种超导磁体的设计，判断好的和坏的磁体设计，从而发展新的超导磁体的设计标准，形成超导磁体的设计和建造的基本方法，本中我们将通过实验和FEA模拟研究复合绕组的基本参数和应用特性。     

BEPC基于束流准直的BPM OFFSET测量系统

束流轨道对加速器的运行很重要,为了能准确的测量束流的位置,有必要对束流位置监视器(BPM)本身进行快速,准确的准直.介绍在BEPC上用束流作为基准来测量BPM的零点偏差(OFFSET) .这套测量系统用辅助绕组来改变四极磁铁的强度,已经应用到BEPC上,并且取得一定效果.     

电磁力作用下发电机定子端部绕组的两自由度主共振

对压板松动时大型汽轮发电机定子端部单根绕组的两自由度主共振问题进行了研究．在给出定子端部绕组区域磁感应强度表达式、绕组所受电磁力以及与松动压板间摩擦力计算式的基础上,建立了研究绕组非线性电磁振动的力学分析模型．采用多尺度法对两自由度主、内共振问题进行求解,得到了稳态运动下的幅频响应方程和解的稳定性判定条件．通过算例,得到了反应系统跳跃现象和软硬特性的幅频响应曲线图,以及响应图、相图、Poincare映射图和频谱图,并阐述了系统可能存在的周期运动和锁模现象。     

骨科植入物的微动摩擦学研究现状及进展

骨科植入物在人体中的微动会引起植入物的磨损导致损伤,造成骨科手术的失败.本文介绍了植入物微动摩擦学的类型、研究方法、磨损机理及改善措施,详细阐述了当前国内外关于骨科植入物微动摩擦学的试验及数值模拟研究成果.建立1套可准确获得界面微动真实分布的科学方法,将有助于深入研究人体中界面微动,而将骨组织的生长模型与力学特性相结合,建立适于描述人体中植入物-骨组织的界面微动模型,对临床治疗及骨科植入物的优化设计具有非常重要的意义.