KMAX实验装置中的重点研究问题

磁镜或类磁镜结构的装置是实现聚变能源商业化的一支潜在力量.然而,轴向粒子损失和MHD(magnetohydrodynamics)不稳定性制约了磁镜的发展.现代磁镜理论提出了使用串节磁镜联合动理学stabilizer的解决方案.由一个中心磁镜两个子磁镜组成的KMAX装置将探索在全对称磁场结构下上述理论的可行性.同时,我们结合旋转磁场(RMF)在Rotamak和场反装置的成功经验,提出一种利用RMF捕获逃逸粒子的新的两端磁镜改性方法.这种方法区别于使用单一电场约束逃逸离子的一般串节磁镜.除此之外,KMAX也将开展与空间等离子体相关的磁场重联、Alfven波加热等基础等离子体现象研究.     

形变地球Euler引力位增量的理论研究

地球在各种力学机制的作用下产生了形变,形变又导致地球引力位的变化,即形变附加位或Euler引力位的增量.在球对称地球模型下,本文基于标量球函数和矢量球函数,对地球形变的体积膨胀、质量迁移和在边界表面的质量收缩引起的Euler引力位增量进行了展开,明确了重力场变化的若干概念,可为高精度地球重力场时空变化的理论研究提供参考和依据.     

圆柱、球坐标系下▽Φ、▽·A、▽×A和▽2的运算公式

分析得出▽算符在柱、球坐标下的表示式,并由坐标转换关系找出柱、球坐标系中各单位矢量的微分公式,最后严格推导出▽Φ、▽.A、▽×A及▽2算子的运算公式.     

单位矢量在柱、球坐标的变化及微机图示

直接配合图示给出球坐标中单位矢量r0,θ0,β0(当然也包括柱坐标中的单位矢量r0,θ0)随角度θ,β改变时的变化率,并同时给出在微机上成立体画面的操作程序.     

一种可实现单相电机对称运行的变频调速方法

根据单相电机对称运行时的合成电压矢量方程 ,提出了考虑单相电动机主、副绕组对称和不对称两种情况下产生圆形旋转磁场的电压矢量式PWM变频调速控制方法 .该方法在保证两相电压分量相位相差90度的条件下 ,使电压分量大小与绕组匝数成正比 ,然后合成为电压矢量 ,产生PWM变频控制信号 .计算机动态仿真结果表明该方法使单相电机产生圆形旋转磁场 ,实现对称运行是有效的 .样机的试验结果证明了用电压矢量式PWM变频控制方法实现单相电机宽范围调速的可行性 .     

改进的ＰＲ 控制器对ＰＭＳＭ 电流的矢量控制策略

针对比例积分（PI）控制器在同步旋转坐标下对PMSM电流矢量控制方面的不足，结合永磁同步电机（PMSM）数学模型，提出一种在静止坐标下通过改进的比例谐振（PR）控制器对PMSM电流矢量的控制策略. 通过双线性变换对改进的PR控制器进行离散化处理. 仿真和实验结果表明，在控制器增益参数一致的情况下，该控制策略与PI控制器相比较，电机转速波动量更小，运行更加稳定，不含与电机参数有关的补偿项，结构简单，同时在静止坐标系下，减少了计算的复杂度.     

电子回旋波控制托卡马克中电流分布的研究

利用电子回旋波电流驱动定域性好的特点,在数值上研究了电子回旋波对托卡马克中电流分布的控制.结果表明:电子回旋波频率、功率和波发射角度对电流分布起重要作用,优化计算得到了一组波参数.在此波参数下可以有效地驱动等离子体中心电流,并使之满足等离子体平衡电流的分布形式.     

永磁同步电动机中永磁体的三维涡流分析

有效准确地分析在正弦电压驱动下永磁同步电动机中永磁体的涡流损耗是研究实际电机发热及温升的关键。该文利用有限元方法,建立了场路紧密耦合的三维模型,对一台500 kW/60 H z内嵌式永磁同步电动机进行仿真研究,分析了在三相正弦电压源驱动下的气隙旋转磁场、转矩及考虑时间谐波作用下永磁体的涡流损耗,并阐明了电流的不同谐波分量对永磁体涡流损耗的影响。分析结果表明,轴向分割永磁块能将永磁体中涡流损耗降低至50%,并且减小齿槽谐波电流也能有效地降低永磁体中涡流损耗。     

永磁同步电动机中永磁体的三维涡流分析

有效准确地分析在正弦电压驱动下永磁同步电动机中永磁体的涡流损耗是研究实际电机发热及温升的关键。该文利用有限元方法,建立了场路紧密耦合的三维模型,对一台500kW/60Hz内嵌式永磁同步电动机进行仿真研究,分析了在三相正弦电压源驱动下的气隙旋转磁场、转矩及考虑时间谐波作用下永磁体的涡流损耗,并阐明了电流的不同谐波分量对永磁体涡流损耗的影响。分析结果表明,轴向分割永磁块能将永磁体中涡流损耗降低至50%,并且减小齿槽谐波电流也能有效地降低永磁体中涡流损耗。     

改进矢量函数积分教学的讨论

从后续课程的教学需要考虑，在工业专科学校“高等数学”数学中，建议增补并给出矢量函数各类积分的统一定义。提出了矢量函数积分中的坐标选择问题。     

两种SVPWM过调制方法的比较研究

阐述了两种典型的SVPWM过调制方法的原理,通过分析和仿真研究了两种情况下输出基波电压、谐波含量和实现方式,得出了各自的优缺点,以便为交流传动过调制方法的选择提供参考.     

工频同步电机传动系统主回路及其电流调节算法研究

描述了工频同步电机传动控制系统主回路的结构及其整流变压器、吸收电路的参数计算,对其电流控制算法及谐波抑制策略进行了分析.研究了工频同步电机传动控制系统在亚同步、同步以及超同步速度时,突加负载的电流响应特性.结果表明,工频同步电机传动控制系统的性能可以达到与直流电机控制系统相当并且具有同步电动机特性的结论.     

三维各向同性谐振子在两不同坐标下的解及其联系

根据量子理论及薛定谔方程,从三维各向同性谐振子的本征值与本征函数出发,详细研究了三维各向同性谐振子在直角坐标系和球面坐标系下的本征函数、本征值之间的对应关系。理论分析表明,直角坐标系两不同坐标系下的本征函数之间通过一个幺正变换联系起来,能级简并度与幺正变换矩阵阶数相同。     

基于综合矢量的功率定义及在无功电流和谐波电流检测中的应用

在三相电路综合矢量的基础上定义了三相电路的有功功率和无功功率,并定义基波电压综合矢量与基波电流综合矢量的点积的直流分量为有功功率,电压综合矢量与基波电流综合矢量的叉积和它们点积的脉动分量构成了无功功率．基于无畸变的电压参考矢量。直接对三相电压、电流的瞬时值运算,可以获得三相瞬时无功及谐波电流．该方法省去了复杂的坐标变换,并具有一定的工程实用价值．仿真结果表明该方法用于动态无功补偿装置可以获得满意的结果．     

计算机辅助端面谐波齿轮传动的啮合分析

针对已有的端面谐波齿轮传动机构采用切向变位,不符合实际加工情况等问题,运用板壳理论的分析结果,对端面谐波齿轮传动的啮合原理、结构特点和运动规律进行了深入研究,获得柔轮在波发生器作用下的变形规律.结合实际,采用高度变位,导出刚轮和柔轮共轭齿廓的相对运动方程及侧隙方程.在此基础上,编写了端面谐波齿轮传动的啮合分析软件.利用该软件对端面谐波齿轮传动进行啮合分析,能够为确定最佳传动方案提供合理的啮合参数和结构参数,经实验证实,采用20°齿形角,柔轮最大变形量在2.1～2.3 mm范围内,啮合性能理想.     

数控机床进给系统的摩擦力特性

基于FANUC数控系统FOCAS函数集提出了实现进给系统伺服电机的力矩电流和工作台位置实时采集的方法.利用三次样条函数,给出了力矩电流和工作台位置离散数据连续化的处理方法,进而提出了进给系统摩擦力辨识算法.利用试验结果,分析了进给系统摩擦力的均值特性和频谱特性,结果表明:由于丝杠螺母副与两端轴承不同轴,其摩擦力局部均值呈现悬链形式,其总体均值在低速进给时较大,随进给速度增加迅速下降;当进给速度达到一定值后,随进给速度增大,摩擦力略有增加.在进给系统工作过程中,滚动体在丝杠滚道内的周期运动、丝杠波纹度、滚动体进出丝杠螺母副及导轨滑块内循环轨道将激励起摩擦力对应的基频和倍频波动.     

可调直流母线电压永磁电机矢量控制策略

针对电动汽车电力驱动系统中采用固定直流母线电压的驱动方式存在直流电压利用率低、电机电流纹波大的不足,研究了适用于电动汽车的可调直流母线电压永磁电机矢量控制策略。根据逆变器参考电压矢量幅值,采用双向DC/DC变换器实时调节直流母线电压的方法,改善矢量控制系统整体性能。最后利用MATLAB对永磁电机新型矢量控制策略进行了仿真,仿真结果表明可调直流母线电压永磁电机矢量控制系统能有效地提高直流电压利用率,减小转矩脉动,改善电机电流波形,减小电机电流总谐波畸变率,证明了该控制策略的有效性和可行性。     

基波磁势自平衡串并联混合有源电力滤波器

研究了基波磁势自平衡串并联混合有源电力滤波器.其串联在系统和谐波负载之间的零磁通变流器可自动实现对基波呈现低阻抗,对谐波呈现高阻抗,并可实时方便地检测出剩余谐波电流流过变流器时产生的谐波电压降.通过逆变器产生一个与检测到的谐波电压成正比的谐波电压源,并通过耦合变压器与无源滤波器串联之后再并联接入电网,从而更好地减少流入系统的谐波电流.实验结果证明了结论的正确性.     

Navier-Stokes方程的球坐标列矢量变换

流体力学中Navier-Stokes方程的坐标表示一般都比较复杂,计算过程十分烦琐,因此众多的书刊上都没有求解过程.本文利用过渡矩阵,先把Navier-Stokes方程中的粘滞应力张量由笛卡儿坐标系变换到球坐标系,然后对Navier-Stokes方程进行球坐标列矢量变换.推导结果和经典方法相同,证明了此方法的正确性.     

逆变器供电感应电机新型空间矢量PWM控制方法

讨论了电压空间矢量ＰＷＭ控制的几种不同组合方式。分析了每种组合方式下的谐波电流，电机谐波转矩和谐波损耗。给出了比较曲线和实验波形。为不同应用场合下选择不同的空间矢量ＰＷＭ控制方法提供了依据。组合方式３为在逆变器—感应电动机系统中的最优ＰＷＭ控制方式。此方法的优点是器件的开关损耗低，而且在调制系数较高时，电机电流的谐波含量少，由其引起的电机谐波损耗低、转矩脉动小。理论分析和实验结果证实了控制方法的有效性。