基于数字孪生的航空永磁发电稳压系统降阶模型分析研究

作者： 杨都   施道龙   阳洋   冉鑫   卓亮   来源： 微电机 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 降阶模型   航空飞行器   数字孪生   永磁同步发电机   BUCK斩波  

描述： 为适应下一代航空飞行器数字化研发的技术趋势，提高航空供电系统可靠性，降低生产周期和制造成本。本文以某型无人机用永磁发电稳压系统为例，基于ECE降阶算法提出了永磁同步发电机的一阶等效数字模型，利用器件级建模法建立了PWM稳压芯片SG1525模型，搭建了从引擎机械功率输入到永磁同步发电机AC-DC整流+BUCK稳压供电系统数字孪生仿真模型，其仿真速度较常规有限元算法具有跨数量级的提升，并可通过计算机采集试验台数据形成数据反馈，具有敏捷的“数字孪生”效果。同时将仿真值与试验值进行了对比，验证了数字孪生模型的有效性。本文的设计思想符合军用武器系统数字化设计技术发展趋势，其结论对新一代航空发电机及其稳压供电系统数字化研发具有一定的参考价值。

航空无刷起动电机优化限流换相控制策略研究

作者： 杨都   杨光力   吴娜   卓亮   江晓波   来源： 现代机械 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 控制优化   无刷起动电机   限流换相控制  

描述： 航空无刷电机对转矩脉动的要求高，现有控制方法对限流控制对占空比有限制工况时，存在精度低的问题。本文分析了相电流限流控制策略下采用传统换相角模式下对电机输出转矩的损失原理，并提出一种在限流控制下的偏转角换相策略。通过仿真对比和试验测试，验证了该优化策略的有效性。

航空无刷起动电机优化限流换相控制策略研究

作者： 杨都   杨光力   吴娜   卓亮   江晓波   来源： 现代机械 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 控制优化   无刷起动电机   限流换相控制  

描述： 航空无刷电机对转矩脉动的要求高，现有控制方法对限流控制对占空比有限制工况时，存在精度低的问题。本文分析了相电流限流控制策略下采用传统换相角模式下对电机输出转矩的损失原理，并提出一种在限流控制下的偏转角换相策略。通过仿真对比和试验测试，验证了该优化策略的有效性。

航空高速起发电机转子永磁体预应力设计

作者： 施道龙   邹继斌   肖利军   卓亮   孙鲁   来源： 微电机 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 预应力设计   航空起发电机   永磁转子  

描述： 航空高速起发电机在可靠性方面要求高，对于带护套的表贴式高速永磁起发电机，永磁体预应力是通过在永磁体表面过盈压装非导磁合金护套实现，因此转子结构设计时需要合理的预应力设计。本文建立一种温度补偿的航空高速起发电机转子永磁体预应力设计仿真模型。以一台最高转速55000 r/min的无人机用表贴式起发电机为例，分析过盈量对永磁体静态预应力的影响，在此基础上，计算并总结转子各部分动态应力随电机转速、温度、永磁体分段等因素的变化规律，为同类型电机设计提供参考。最后对一台起动功率20 kW、额定发电功率4 kW、最高转速55000 r/min的高速起发电机进行实验验证，证明计算结果的有效性。

航空直流起动发电机换向火花抑制研究

作者： 张命杨   陈强   彭辉灯   孙若兰   施道龙   来源： 电机与控制学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 电刷材料   换向火花   电刷压力   直流起动发电机   电磁优化  

描述： 航空直流起动发电机工作在高空缺水缺氧环境中，大电流、高转速产生的换向火花导致换向器表面高温烧蚀换向片，同时换向火花产生的电磁辐射对飞行器的通讯系统造成干扰。根据经典换向理论建立直流起发电机换向数学模型，从电磁优化和机械试验两个方面研究了换向火花的抑制措施。首先从电磁角度研究主磁极计算极弧系数对电流换向的影响，当计算极弧系数为0.65时电机近似直线换向；当电刷覆盖系数为2.41时，较小电抗电动势降低了换向电流，同时对电机起动性能和发电性能影响忽略不计。然后从机械结构角度对不同电刷材料和不同电刷压力开展试验，结果表明选取52kPa的电刷压力和TDQ52有芯柱电刷，脉动电压从0.88V降低到0.53V，电机在起动和发电两种状态下的换向火花都显著减小。所采取措施对于提高电机航空电源品质和延长电机使用寿命具有重要价值。

航空电机轴承热机耦合的有限元数值模拟

作者： 卓亮   赵飞   王梓璇   马立丽   来源： 微电机 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 有限元数值模拟   热机耦合   轴承   失效  

描述： 轴承作为航空电机结构中的关键组件,在运转中容易产生很高的热量导致变形,进而影响轴承的寿命和可靠性,为了探究航空电机轴承发热所带来的失效问题,采用热机耦合的仿真方法,对模型的边界进行设置,在Ansys Workbench中对深沟球轴承的稳态温度和耦合应力进行仿真计算,得到有限元数值模拟结果为轴承的设计、优化和失效分析提供了参考依据。

航空电机及控制器的温度场仿真分析

作者： 卓亮   赵飞   马立丽   杨光力   来源： 电机与控制应用 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 散热系数   电机系统   高功率密度   温度场   无刷直流电机  

描述： 对一种航空用高功率密度无刷直流电机,建立电机和控制器一体的三维热仿真模型。根据电机系统内部热交换及传热学相关理论,确定系统内散热系数与热边界条件,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对建立的热仿真模型进行温度场仿真与分析,得到了不同环境温度变化情况下电机和控制器的温度场分布和温度对时间变化的曲线。经与试验得到数据进行对比分析,验证了仿真的准确性。这对电机和控制器的设计与温度场计算提供了依据。

航空电机及控制器的温度场仿真分析

作者： 卓亮   赵飞   马立丽   杨光力   来源： 电机与控制应用 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 散热系数   电机系统   高功率密度   温度场   无刷直流电机  

描述： 对一种航空用高功率密度无刷直流电机,建立电机和控制器一体的三维热仿真模型。根据电机系统内部热交换及传热学相关理论,确定系统内散热系数与热边界条件,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对建立的热仿真模型进行温度场仿真与分析,得到了不同环境温度变化情况下电机和控制器的温度场分布和温度对时间变化的曲线。经与试验得到数据进行对比分析,验证了仿真的准确性。这对电机和控制器的设计与温度场计算提供了依据。