热动力电源论文_张雷

导读:本文包含了热动力电源论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:电源,动力,太阳能,空间站,活塞,轴向,模型。

热动力电源论文文献综述

张雷^[1]（2016）在《基于凸轮的转子一体化热动力电源系统基础理论研究》一文中研究指出便携式电源系统在野外作业机器人、小型侦查设备以及单兵数字化装备等领域广泛运用。传统便携式电源系统是在发动机的基础之上串联一个独立的发电机,结构简单但集成化程度不高;微型电源系统多是利用MEMS技术将热动力电源系统集成到用电设备的主板上,技术难度较大且对设备电路影响较大。论文针对现有电源系统的不足,提出了一种转子一体化的新型热动力电源系统,利用独创的对置式轴向活塞发动机创新地将发电机的永磁磁极集成到发动机的外转子上,有望取得较高的功率密度及可靠性。本文围绕电源系统的结构方案以及基本理论问题,对于电源系统转子一体化总体设计方案、气缸式增压发动机热力学过程、斜置式滚子与环面凸轮啮合特性、部分柔性化的功率传输机构力学特性以及机电耦合特性展开研究。全文的主要内容如下:(1)基于集成化的设计思想,提出了转子一体化的热动力电源系统总体方案。从整体上分析了电源系统的设计目标与结构布局,根据电源系统设计目标,面向运用需求,初定了发动机与发电机转子一体化的设计方案。提出了一种对置式轴向活塞发动机作为电源系统的动力源,阐述了环面凸轮式功率传输机构以及气缸式增压扫气系统原理及方案,介绍了发动机与发电机集成化布局形式,研究了发电机的永磁磁极与发动机的外转子的连接特点。初步分析表明:采用新型凸轮推杆式的功率传输机构,将气缸环形布置,优化发动机的空间布局形式,是提升电源系统功率密度的关键。(2)基于新型气缸增压式扫气过程,建立了发动机热力学理论及数值模型,研究了缸内热力学过程及流场特性。提出了适应凸轮式机构的气缸增压式扫气方式,分析了气缸增压扫气方式的特点;根据缸内能量以及质量平衡关系,采用双区域模型研究了发动机燃烧过程,采用等熵流动假设研究了扫气过程。利用CFD方法建立了发动机燃烧过程的数值模型,通过数值计算获得缸内热力学特性曲线,分析了缸内瞬态流场特性。基于理论模型,通过数值计算研究了发动机燃烧提前角、转速以及增压与动力气缸缸径比对于发动机热力学特性的影响,采用多目标优化方法确定了相关参数的最优值。结果显示:发动机点火提前角为-7度、实际转速为4000~6000rpm、缸径比小于1.78时可显着优化发动机性能。(3)研究了斜置式滚子与环面凸轮啮合特性。根据滚子斜置的结构特点分析了两者之间的接触特性,采用多重坐标变换方法建立了接触过程运动学模型,研究了凸轮滚子接触点的空间轨迹并分析了两者无穿透条件下相对滑动特性;建立了凸轮和滚子接触过程的简化模型,研究了两者之间非线性瞬态接触特性;利用数值模型,研究了准稳态情况下环面凸轮与斜置滚子的啮合特性和功率传输特性,对于两者的传动角、接触曲线以及相互作用力变化特点进行了研究。结果显示圆锥状滚子可有效减小两者的相对滑动速度,有利于减小滑动磨损。(4)研究了调整机构柔性化以后环面凸轮式功率传输机构力学特性。分析了功率传输机构连杆系力学约束,确定了接触面不分离条件下调节机构预紧力,采用离散化模型,研究了凸轮与滚子接触应力分布情况以及连杆系模态。利用线性拟合方法研究各构件刚度特性。研究了变结构参数对于调整结构刚度的影响,基于应力均布的原则,确定了两线槽尺寸分别为9mm和8mm。简化了功率传输机构动力学模型,建立了基于多体动力学方法的功率传输机构数学模型,通过数值计算,研究了空载情况下发动机的加速特性;分析了稳态条件下连杆系与调整结构变形量以及内部应力随着外转子转角变化曲线,研究了瞬时功率特性。结果显示:在额定工况下,构件上存在较大惯性载荷,容易引起构件形变进而影响机构运动规律。(5)研究了电源系统的机电耦合特性。确定了发电机具体结构以及气隙磁密、极绕组系数、绕组短距系数等关键参数,建立了发电机数学模型。基于等效原理建立了发动机的简化数学模型,分析发动机转速、扭矩与化油器开度之间的关系;建立了发电机定子线圈以及外部整流电路的等效电路,得到了电源系统的机电耦合模型,对于发电系统的动力部分以及电磁部分的耦合特性进行了研究,通过数值方法,研究了电源系统在恒载以及变载工况下电压、电流、功率及电磁扭矩瞬态特性。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2016-04-01）

苏亚欣,何传俊,杨翔翔^[2]（2003）在《空间站太阳能光伏和热动力电源系统的比较》一文中研究指出针对我国未来空间站的建设,对目前可行的电源系统的技术特性做了分析比较。太阳光伏电池技术成熟,有应用经验,但其效率低,面积大,寿命不够理想,后期运行费用很高。太阳能热动力系统利用相变材料蓄热来满足阴影期循环的连续发电要求,具有效率高、结构紧凑、寿命长、质量轻、可靠性好等优点,长期运行的费用低,是一种先进的太阳能电源方案,其中闭式Brayton循环系统总效率可达到17%,在技术上比Stirling循环成熟,是最有可能近期实现的电源。闭式Brayton循环可以作为空间站太阳能电源系统的首选技术方案。(本文来源于《能源工程》期刊2003年06期）

陈雨^[3]（2002）在《闭式布雷登循环空间太阳能热动力电源的仿真研究》一文中研究指出1968年由美国工程师Peter Glaser提出了空间太阳能发电(Space Solar Power, SSP)的概念，经过几十年的发展，已取得了很大的成果。我国近年来在这项技术上也有较大的发展和突破，但由于起步较晚，很多关键性技术还不够成熟，导致了空间太阳能发电与地面发电装置相比初始成本偏高，不利于实际的生产需要。因而研究系统动态特性以降低初始投资和运行费用，同时提高系统稳定性已成为当前我国发展空间太阳能发电的首要课题。本文以一套空间动力电源为研究对象，采用模块化建模的方法，建立了系统各部件的动态数学模型和相应的仿真模型，并在此模型上完成了多个仿真试验，得到了较为合理的结果，对其做出了相应的分析。本文的主要工作和结论如下：在我国自行研制的10kW空间热动力电源系统设计方案的几何参数和热力学参数的基础上，建立了包括吸热器、辐射器、管式回热器、单级压气机在内的系统动态数学模型，并应用ACSL语言编制了相应的仿真程序。分析了稳态参数，完成了：吸热器热负荷扰动试验、吸热器及回热器换热系数变化试验、工质泄漏试验、辐射器热管损坏试验等多个仿真实验。计算结果表明：1)与设计值相比，主要参数的稳态误差不大于5%，动态特性的趋势与理论分析结果较吻合。2)工质气体采用干空气来代替实际使用的惰性气体，其效果相当，所产生系统的误差也在允许的范围内。3)经过选型的单级压气机可以满足设计方案中对压比的要求，其稳态参数也符合设计值；同时，若采用与吸热器类似的套管式回热器，则只需要根据实际情况修正套管及工质流道的几何参数就可以达到设计要求。4)调整个别设备参数后的系统在各种扰动试验下的输出结果正确地反映了系统各个设备的动态特性。本文较完整和准确地完成了10kW太阳能热动力电源系统的仿真工作，其仿真试验结果有助于设备选型和工质选择。(本文来源于《重庆大学》期刊2002-05-08）

热动力电源论文开题报告

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

针对我国未来空间站的建设,对目前可行的电源系统的技术特性做了分析比较。太阳光伏电池技术成熟,有应用经验,但其效率低,面积大,寿命不够理想,后期运行费用很高。太阳能热动力系统利用相变材料蓄热来满足阴影期循环的连续发电要求,具有效率高、结构紧凑、寿命长、质量轻、可靠性好等优点,长期运行的费用低,是一种先进的太阳能电源方案,其中闭式Brayton循环系统总效率可达到17%,在技术上比Stirling循环成熟,是最有可能近期实现的电源。闭式Brayton循环可以作为空间站太阳能电源系统的首选技术方案。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。