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航改微型燃氣輪機發電系統/航天先進技術研究與應用系列

  • 作者:段建東//趙克//孫力
  • 出版社:哈爾濱工業大學
  • ISBN:9787560365688
  • 出版日期:2020/01/01
  • 裝幀:平裝
  • 頁數:252
人民幣:RMB 88 元      售價:
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內容大鋼
    本書針對航天發動機改陸用發電的微型燃氣輪機的控制進行研究。首先對航改微型燃氣輪機發電技術進行概述;然後對微型燃氣輪機發電系統各組成部分進行分析,分析各組成的工作原理、系統能量傳輸機理、系統功率變換實現及控制;最後重點對微型燃氣輪機的若干關鍵技術進行研究。書中給出的數學建模、控制策略、效率優化方法等對於航天發動機的控制具有重要的借鑒意義。
    本書可作為熱能動力燃氣輪機、電氣工程分散式發電等專業教師和研究生的參考書,同時對從事微型燃氣輪機發電技術、分散式發電系統研究的科研人員具有一定的參考價值。

作者介紹
段建東//趙克//孫力

目錄
第1章  概述
  1.1  微燃機發電技術的國內外研究現狀
    1.1.1  微燃機發電系統的拓撲結構
    1.1.2  國外發展狀況及趨勢
    1.1.3  國內發展現狀
  1.2  電控系統的主要問題與關鍵技術
    1.2.1  電控系統結構及性能要求
    1.2.2  高速永磁電機的啟動控制技術
    1.2.3  衝擊負載問題
    1.2.4  系統功率平衡問題
    1.2.5  系統全工況穩定性問題
    1.2.6  系統效率問題
    1.2.7  集成擴容併網控制技術
    1.2.8  離網運行混合型負載供電技術
第2章  微燃機發電系統結構及工作機理
  2.1  基於超級電容儲能的發電系統架構
    2.1.1  系統架構
    2.1.2  基於超級電容儲能的功率補償原理
  2.2  微燃機本體組成
    2.2.1  壓氣機
    2.2.2  透平
    2.2.3  燃燒室
    2.2.4  回熱器
    2.2.5  高速軸承
    2.2.6  微燃機控制器
  2.3  高速電機
    2.3.1  高速電機的關鍵技術
    2.3.2  高速永磁同步電機的轉子損耗
    2.3.3  永磁同步電機系統效率優化
  2.4  功率變換器
    2.4.1  高速永磁同步電機的PWM整流器
    2.4.2  微燃機發電系統的控制策略
    2.4.3  基於超級電容的分散式發電系統
    2.4.4  微燃機系統功率控制
  2.5  微燃機發電系統瞬時功率流分析
    2.5.1  能量轉換過程
    2.5.2  瞬時功率流
第3章  微燃機發電系統非線性數學建模
  3.1  微燃機非線性數學模型
    3.1.1  靜態數學模型
    3.1.2  動態數學模型
    3.1.3  模型實例化及模擬實現
    3.1.4  模型驗證
  3.2  PMSM動態數學模型
    3.2.1  三相靜止坐標系下的數學模型
    3.2.2  兩相靜止坐標系下的數學模型
    3.2.3  dq旋轉坐標系下的數學模型
    3.2.4  xy坐標系下的數學模型
  3.3  基於變換器開關函數的統一數學模型
  3.4  電功率變換系統瞬時功率模型

    3.4.1  永磁同步電機與PWM整流器的一體化模型
    3.4.2  超級電容儲能單元模型
    3.4.3  逆變器模型
第4章  微燃機發電機組的狀態反饋控制及效率提升
  4.1  微燃機全工況狀態反饋強魯棒性控制
    4.1.1  控制系統結構
    4.1.2  全工況固定收斂特性狀態觀測器
    4.1.3  全工況固定收斂特性狀態反饋控制律
    4.1.4  模擬驗證
  4.2  微燃機效率優化控制
    4.2.1  效率優化條件
    4.2.2  效率優化控制方法及模擬分析
    4.2.3  效率優化對狀態反饋控制的影響
第5章  基於MTPA的直接轉矩啟動控制
  5.1  啟動系統介紹
  5.2  啟動子系統直
  5.3  啟動子系統設計的關鍵技術
    5.3.1  定子電阻的影響與補償
    5.3.2  轉子速度檢測與初始磁鏈的判斷
    5.3.3  轉矩角的準確計算
  5.4  啟動子系統實現MTPA的優化設計
    5.4.1  磁鏈參數的給定與定子電流的關係
    5.4.2  MTPA控制與磁鏈自調節
  5.5  系統實現與實驗結果
第6章  永磁同步電機瞬時功率控制及效率優化
  6.1  永磁同步電機瞬時功率控制
    6.1.1  瞬時功率控制系統結構
    6.1.2  滑模觀測器鎖相環轉子位置檢測
    6.1.3  瞬時功率檢測及控制
    6.1.4  模擬分析
  6.2  開關頻率對功率環節的影響與系統效率的優化
    6.2.1  基於Simplorer的功率系統電流諧波分析
    6.2.2  基於Maxwell 2D的電機渦流損耗分析
    6.2.3  開關器件的損耗與系統效率的優化
第7章  基於直接功率控制的併網變換器設計
  7.1  基於直接功率控制的併網變換器機理分析
    7.1.1  併網變換器的結構及數學模型
    7.1.2  直接功率控制的基本思想
  7.2  PWM併網變換器相關控制技術的改進
    7.2.1  虛擬磁鏈的引入
    7.2.2  基於微網電壓幅值波動的磁鏈觀測器設計
    7.2.3  瞬時功率計算和Bang-Bang功率控制的改進
  7.3  功率前饋型改進虛擬磁鏈觀測器直接功率併網策略
    7.3.1  功率前饋型IVF-DPC機理
    7.3.2  基於虛擬磁鏈的功率前饋型直接功率控制模擬研究
    7.3.3  實驗研究
第8章  離網運行三相四橋臂變換器的研究
  8.1  三相四橋臂變換器的工作原理
  8.2  基於單周控制的雙閉環控制策略
    8.2.1  離網運行三相四橋臂變換器的總體結構

    8.2.2  基於單周控制的四橋臂逆變電壓信號生成方法
    8.2.3  雙閉環系統控制策略
  8.3  系統模擬與分析
    8.3.1  穩態模擬
    8.3.2  動態模擬
第9章  衝擊性負載辨識與瞬時功率補償
  9.1  無補償發電系統衝擊性負載特性
    9.1.1  微燃機控制系統輸出功率特性
    9.1.2  PWM整流器功率傳輸特性
    9.1.3  負載衝擊擾動時系統響應的時域分析
  9.2  衝擊性負載辨識
    9.2.1  逆變器功率傳輸特性
    9.2.2  負載辨識及其直流端等效
  9.3  瞬時功率快速補償控制
    9.3.1  補償控制系統結構
    9.3.2  瞬時功率跟蹤控制
    9.3.3  微燃機輸出功率預測方法
    9.3.4  瞬時功率補償控制器設計
    9.3.5  模擬分析
第10章  基於超級電容儲能的衝擊補償實驗模擬
  10.1  實驗系統物理模擬等效方法
  10.2  模擬實驗系統構建
    10.2.1  系統結構
    10.2.2  微燃機衝擊負載時輸出特性模擬
    10.2.3  微燃機啟停模型及模擬
  10.3  補償系統瞬時功率控制實驗
    10.3.1  衝擊載入瞬時功率快速補償
    10.3.2  衝擊減載瞬時功率快速吸收
參考文獻
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