推進系統原理的案例
基于AMESim的AUV推進系統建模和仿真驗證
推進系統各組成部件安裝在AUV艉部, 構成相對獨立的動力推進模塊。
1.2 AUV機槳匹配設計原理
AUV推進系統設計復雜之處在于系統各組成部件之間的相互耦合作用, 其機槳匹配設計原理如圖1所示。AUV機槳匹配特性的好壞直接影響到其航速、推進效率等總體性能, 由艇機槳匹配理論可知, 如果匹配不好則會出現“槳重”或“槳輕”的現象, 螺旋槳吸收功率達不到推進電機額定功率, 最終AUV實際航行速度達不到設計速度[6]。
圖1 AUV推進系統匹配原理
此外, 螺旋槳在AUV本體后工作, 兩者之間必然存在相互作用, 如果對推進性能進行精細計算, 就要考慮AUV與螺旋槳的相互影響, 常用推力減額和伴流來表示: 螺旋槳進速等于經修正伴流后的航速; 考慮推力減額后的螺旋槳有效推力等于AUV阻力。推力減額、伴流與AUV外形、螺旋槳尺度以及螺旋槳安裝位置等因素有關, 需要通過模型試驗等方法測定。
2
AUV推進系統建模
AMESim軟件是一個多領域復雜機電系統圖形化建模仿真平臺。基于經過驗證的專業庫元件, 工程師可以快速、準確地創建AUV推進系統仿真模型, 無需編寫額外代碼。模型拓撲結構與推進系統原理圖相似, 簡潔易理解, 便于后期維護和重用。AMESim具備批處理功能, 有利于分析不同工況、不同設計參數對AUV推進性能的影響。文章重點研究AUV推進系統各組成部件匹配情況, 不再贅述其詳細設計過程, 直接給出方案設計結果和模型參數。
展開 載人登月航天器推進系統方案選擇分析
2 擠壓和泵壓推進系統原理及特點
2.1 航天器常用推進劑輸送系統
目前航天器多選用液體火箭發動機，液體火箭發動機按推進劑供應方式分為擠壓發動機和泵壓發動機，對應的推進劑輸送系統分為2大類:一類是利用增壓氣體進入貯箱直接將推進劑擠壓到液體火箭發動機入口的輸送系統，簡稱為擠壓推進系統；另一類是利用渦輪泵將推進劑從貯箱抽出，通過泵將推進劑增壓后輸送到液體火箭發動機入口的輸送系統，簡稱為泵壓推進系統[15]。
2.2 擠壓和泵壓推進系統特點對比
擠壓和泵壓推進系統的優缺點如表1所示，擠壓推進系統因其簡單可靠的突出特點，被傳統空間航天器廣泛采用。但隨著空間探測任務的日益廣泛，推進系統性能和質量在航天器中的比重和作用越來越大，同時泵壓推進系統相關技術不斷發展成熟，性能高、質量輕的優勢越來越凸顯，將成為后續航天器可選可行的推進系統方案。
表1 航天器推進劑輸送系統對比
Table 1 Comparison of propellant feed systems in spacecraft
3 推進系統模型
3.1 總體設計原則
本文首先選定可用的泵壓和擠壓發動機，基于航天器推進系統工作參數和約束條件，建立了推進系統中關鍵組件(氣瓶和貯箱)和增壓氣體工質設計和仿真模型，對不同規模航天器(推進劑裝載量不同)擠壓和泵壓推進系統質量特性進行仿真分析。
3.2 發動機設計
發動機質量由發動機入口后的渦輪泵、閥門、管路、噴注器、燃燒室和噴管組成。推進系統方案選擇分析時，選用的擠壓發動機入口壓力1.7 MPa，貯箱工作壓力設計為2.0 MPa，發動機質量為100 kg；選用泵壓發動機入口壓力0.5 MPa，貯箱工作壓力設計為0.8 MPa，發動機質量為150 kg。
展開 涵道風扇電推進系統關鍵應用技術探討
由于涵道風扇對電機有嚴格的安裝接口、差異化的功率
/
轉矩
/
轉速特性及寬飛行包線要求，需針對涵道風扇使用環境下的電磁結構與電、磁、熱多場設計耦合
，適配開發涵道風扇電機及其控制器，實現寬轉速范圍內的系統效率綜合優化。
在電驅系統與涵道風扇結構的一體化設計方面，推進系統總體設計的目標是將涵道風扇的槳轂、支撐導葉等結構與電機及控制器進行功能結構一體化設計，使之滿足承力、電機裝載與減振、電機及功率器件散熱、密封等要求的條件下，實現推進系統的整體輕量化。為此，可以采取以下措施：一是從涵道風扇的推進系統功率和力效出發，研究槳轂和支撐導葉的外形尺寸對力效和電驅系統功率密度的作用規律，通過優化方法確定給定直徑涵道風扇槳轂的尺寸包絡，為電驅系統提供必要的安裝條件；二是基于涵道風扇的推力、扭矩，以及電驅系統在全飛行剖面的散熱功耗，結合復合材料和金屬材料的力、熱特性，對涵道風扇的槳轂、支撐導葉、電機轉軸等結構的材料進行優選，對槳葉、轉軸、電機、槳轂、支撐導葉和涵道框架結構進行傳力路線和拓撲優化，在滿足安全系數的條件下（驗證階段一般可選不低于1.5倍），減輕推進系統的整體質量；三是對比研究帶表面翅片槳轂（或其它形式散熱結構）和光滑表面槳轂對涵道風扇推力性能、風冷散熱效率的影響，根據總體對推進系統的散熱和力效的需求側重，對槳轂表面翅片的高度、翅片密度等參數進行優化，提升涵道風扇推進系統的峰值功率和系統效率。
展開 中鼎智能熱系統聯手福斯共同推進浸沒式液冷技術
來源 | 哈爾濱新聞網
近日，安徽中鼎智能熱系統有限公司與福斯潤滑油（中國）有限公司在上海簽訂戰略合作協議，建立長期全面的戰略合作伙伴關系，共同推進浸沒式液冷技術，共同為數據中心、儲能、新能源汽車等應用領域開發先進熱管理解決方案。
福斯是一家源自德國的全球性集團，90多年來一直致力于研發、生產和銷售潤滑油及相關專業產品，從地下礦井到汽車、家電、航空航天等復雜的機械加工制造，福斯產品都能滿足客戶特定的需求。
作為全球潤滑專家，福斯擁有深厚的技術儲備、完善的研發體系和專業的研發團隊，而中鼎智能熱系統作為中鼎集團在熱管理方面的先鋒隊，其創新浸沒式液冷技術的應用已取得突破性進展。
此次福斯與中鼎智能熱系統的合作，將推動雙方在浸沒式液冷技術領域就產品、熱管理系統和市場應用等方面達成一系列共識，并繼續展開深入探索。
福斯中國首席執行官朱慶平表示：“福斯秉持為儲能和數據中心行業客戶提供高品質、性能卓越的浸沒式熱管理產品和一體化解決方案的承諾。中鼎智能熱系統作為我們的關鍵戰略合作伙伴，我們將繼續發揮技術優勢，與其通力合作，推動行業創新，為儲能和數據中心行業提供更高效、可靠和安全的產品和技術。”
中鼎智能熱系統總經理汪新云也表示：“儲能和數據中心的快速發展是智能化、電動化時代的必然產物，在雙碳目標的引領下，高效的浸沒式液冷系統成為主流發展趨勢。值得欣喜的是，我們在今年1月份獲得了首個儲能浸沒式液冷系統訂單，并選擇使用福斯潤滑油。同時，我們將與福斯聯合研究數據中心浸沒式液冷系統。我們對未來的發展充滿信心，并將共同努力，以實際行動落實雙方共同愿景。”
展開 
超越航空選擇VerdeGo的混合動力推進系統
VerdeGo公司的首席運營官埃里克·巴奇表示：“超越航空公司采用我們的第一代混合集成分布式電力推進系統平臺，一旦這些方案確定可行，將會為完全通過電池電力驅動的城際垂直起降解決方案鋪平道路。”
巴奇表示，在安柏瑞德航空航天大學的某個研發項目中，測試飛行控制原則和推進方式的飛行器原型機正在進行試驗。在這項測試結束后，Verdego公司的一款名為“鐵鳥”的原型機也將進行相關試驗，主要在地面針對集成分布式電力推進系統進行全面測試。“我們現在處于全尺寸‘鐵鳥’研發的初級階段，目前正在籌集一輪資金，以便繼續推進項目進行。我們正在收集早期數據，用來支持驗證過程和系統的完善。”巴奇表示。
VerdeGo公司正計劃在活塞和渦輪發動機的基礎上發展其集成分布式電力推進版本。“盡管在涉及更大尺寸飛行器（5-7座）時，在不考慮時間風險、綜合性能水平和成本等因素時，渦輪發動機的功率水平似乎更易滿足要求且進展更迅速。但其實我們對這兩種推進方式都很感興趣。”巴奇表示。
VerdeGo公司正選擇一個渦輪發動機系列，并以此為基礎發展IDEP-H7系統，為如Vy 400這類的5-7座飛行器應用做準備。“我們目前打算圍繞單發渦輪發動機系列進行優化，使得其可以滿足多個對IDEP-H7平臺感興趣的飛行器項目的動力需求。”他說。
（航空工業發展研究中心 陳濟桁）
展開 UTC即將推出混合電推進飛行演示驗證系統
同時，計劃在3月底召開的行業會議上公開展示UTAP負責的混合電推進飛行演示驗證系統（hybrid-electricpropulsion flight demonstrator）。
據國際自動機工程師學會（SAE International）主辦的美國航空技術會議（Aerotech Americas）網站稱，“Project 804”混合電推進演示驗證系統將于3月26日至28日在美國南卡羅來納州查爾斯頓進行展出。UTC的競爭對手霍尼韋爾和賽峰集團也正在研發混合電推進系統。
UTAP創新單元負責的混合電推進飛行演示驗證系統項目
先進項目執行經理詹森·蔡（Jason Chua）表示：“UTC首席技術官（CTO）保羅·埃雷蒙科（Paul Eremenko）發起創立了UTAP，旨在協助UTC以初創公司的思考方式和行事方式，通過快速構建產品和服務的演示驗證系統，從企業內部打破傳統的業務流程”。
UTAP的理念與空客硅谷前哨公司A3的章程相似。埃雷蒙科曾為A3的第一任首席執行官，而詹森負責其中一個項目。隨后埃雷蒙科被提升為空客的首席技術官，從空客離任后成為UTC的首席技術官。
詹森認為“UTAP可以使UTC脫離傳統（航空航天）技術開發時間表，集中研發力量快速進行多學科、最小化的可行產品開發，從而使UTC能夠以更快的速度與初創公司開展競爭”。
展開 諾丁漢大學將建造飛機高速高功率電推進系統地面試驗設施
英國諾丁漢大學將開發一套設施，用于飛機高速、大功率電力推進系統的地面測試。這是歐盟潔凈天空2計劃下名為“點燃（Ignite）”的項目的一部分。該項目瞄準支線飛機電動力系統開展研究，項目周期4年、投資90萬歐元（103萬美元）。項目團隊包括諾丁漢大學電氣與電子工程學院、英國航宇技術研究所（ATI）以及意大利那不勒斯的Aeromechs公司（成立于2011年，致力于飛機電推進系統開發）。
諾丁漢大學電氣與電子工程學院助理教授楊濤表示：“該項目將展示高速、大功率發電技術，這些技術對于未來的混合動力和全電動飛機至關重要。Ignite項目實質上是為混合動力飛機建立一個發電通道。”地面測試設施將建于諾丁漢大學大赦年校區（Jubilee Campus）的航宇技術中心。
01 Ignite項目研發的試驗設施將用于電動支線飛機高速、大功率發電系統的地面試驗
“Ignite項目正著眼于利用高速旋轉機械發電，”楊濤表示，“我們正在關注的功率水平是45千瓦，在35000轉/分時過載能力達到90千瓦。”這是一個非常高速，高功率密度的發電系統，主要針對小型支線飛機。然而，我們從中獲得的知識經驗可以擴展到更大功率水平的大型客機上。”
Aeromechs公司首席執行官貝尼亞米諾·圭達（Beniamino Guida）表示，與諾丁漢大學團隊合作研發Ignite項目有助于“提高公司在飛機電氣系統監控方面的能力提升”。Aeromechs公司曾在潔凈天空1計劃下研發了電力中心，并在ATR72多電飛機上進行了飛行驗證。
展開 AAM和REE Automotive共同開發新型電力推進系統 專用于電動汽車
蓋世汽車訊 5月7日，全球領先的動力傳動和金屬成型技術一級汽車供應商美國車橋制造國際控股有限公司（American Axle & Manufacturing，AAM）與以色列電動汽車公司REE Automotive（REE）宣布，將共同為電動汽車開發電動推進系統。目前，REE正在與特殊目的收購公司10X Capital Venture Acquisition Corp（10X SPAC）合并上市。
（圖片來源：AAM）
根據協議，雙方將利用AAM的系統集成功能，并重點關注降低NVH（噪聲、振動和粗糙度），從而將AAM高效輕量化的下一代電驅動單元整合至REE的高度模塊化和顛覆性的REEcornerTM技術中。其中，AMM下一代電驅動單元采用完全集成的高速電機和變頻器技術，而REEcornerTM技術可為多種商用車輛應用提供完全平坦的EV底盤。該REEcorner技術將關鍵汽車部件（如轉向、制動、懸架、動力總成和控制）集成到底盤和車輪間的區域，從而顯著提高功能和經濟優勢。電動驅動裝置研發工作將在底特律AAM的先進技術和開發中心（Advanced Technology and Development Center）進行，并計劃于2021年底交付原型。
AAM董事長兼首席執行官David C. Dauch表示：“很高興與REE合作將全新電動汽車技術推向市場。通過此次合作，AMM可以使用REEcorners電驅動技術，這一點對于AMM電動推進系統的業務發展和新產品的市場擴展而言非常重要。我們相信，與REE等先進技術公司合作將加速AAM的發展，不斷向市場提供電動解決方案。”
展開 超音速飛機推進系統優化——擴壓器的CFD仿真分析
利用這一功能，工程技術人員可以優化跨音速擴壓器的設計，并增強超音速飛機的推進系統。
來源：COMSOL
帶有3D打印部件的獵戶座載人飛船推進器系統測試成功
在測試中，單臺發動機受到的沖擊和振動，已經超過了預期EM-1發射時的最大應力；與EM-1 反應控制系統飛行發動機相同的生產批次中抽出了非飛行試驗發動機進行測試，在試驗計劃期間燃燒了619 磅的推進劑，累計總燃燒時間為962秒。Aerojet Rocketdyne 遵循了嚴格的資格測試計劃，并相信這種增強的反應控制系統已準備就緒。
獵戶座太空船載人模塊在與其服務模塊分離后，反應控制系統是引導其準備重新進入大氣和隨后降落的唯一方法。該系統由12個MR-104G肼推進器組成，每個推進器的推力為160磅，該系統還將確保航天器正確定位（其隔熱罩向下方）以便重新進入，并在下降過程中保持穩定。
EM-1 反應控制系統推進器的設計是建立在2014年Exploration Flight Test-1任務中經過飛行驗證的發動機基礎上的，增強型系統具有更強的結構，更高的抗熱應力和更小的重量。改進的制造過程更新了系統，以應對變化的負載，并最終提高負載。在EM-1探索任務中，一枚未經摧毀的獵戶座太空飛船將發射到月球周圍的遙遠逆行軌道，然后返回地球。接下來，是執行EM-2探索任務，在此期間獵戶座將搭載宇航員在月球附近飛行。
除了反應控制系統之外，Aerojet Rocketdyne 還為太空發射系統（SLS）火箭提供主級和上級液體發動機，以及拋棄式發動機，拋棄式發動機在激活SLS第二級后不久將獵戶座的發射中止系統與機組模塊分開。同時，Aerojet Rocketdyne還為獵戶座的歐洲服務模塊（ESM）提供輔助推進器，并支持NASA領導的修改航天飛機OMS-E發動機項目。
3D科學谷 Review
根據3D科學谷的市場觀察，獵戶座天空飛船上使用的3D打印部件，是Aerojet Rocketdyne 在航天器中應用增材制造技術的“冰山一角”。
展開 【原理】變壓器冷卻系統原理及控制
6、變壓器投入電網時，冷卻系統可按負荷情況自動投入相應數量的冷卻器；切除變壓器及減負荷時，冷卻系統能自動切除全部或相應數量的冷卻器。
7、信號回路：所有運行中的冷卻器發生故障時，均能發出故障信號。
8、冷卻器全停時主變的保護回路：當兩電源全部消失，冷卻裝置全部停止工作時，可根據變壓器上層油溫的高低，經一定時限作用于跳閘。
VerdeGo Aero公司將研發重點從城市空運飛行器平臺轉向集成分布式混合電推進系統
VerdeGo Aero公司意識到新興的電動垂直起降(eVTOL)市場對推進技術發展的迫切需要，而目前的純電推進技術短期內無法滿足需求，因此決定將重點從平臺研發轉向混合動力系統。
VerdeGo Aero公司創立于2017年12月，位于安柏瑞德航空大學佛羅里達州代托納的MicaPlex孵化器內，由查理·林德伯格（Charles Lindbergh）的孫子埃里克·林德伯格（Erik Lindbergh）成立，長期支持清潔，安靜的電動飛機研制。該公司的聯合創始人還有安柏瑞德航空大學（ERAU）鷹飛行研究中心主任帕特·安德森(Pat Anderson)和埃里克·巴奇(Eric Bartsch)。該公司計劃研發一款雙座eVTOL的PAT200飛機，采用混合電推進來驅動傾轉翼上的8個旋翼。
1、VerdeGo Aero公司計劃開發基于活塞和渦輪的混合推進系統，分別適用于2-3座和5-7座的飛機
目前全球有超過100家公司在研制電動垂直起降飛行器（eVTOL），但林德伯格認為這些項目設計存在缺陷，或是基于無法擴展的飛行縮比模型或是依賴電池技術的設計，而基于全電池推進系統的項目風險非常高。
VerdeGo Aero公司正在開發集成分布式電推進系統(IDEP)，一種端到端的混合動力電推進系統，與當今的技術發展水平相匹配，可給其他飛機制造商提供合適的動力裝置。公司目前重點研究兩種規模的混合IDEP：基于活塞發動機的2-3座飛機和基于渦輪發動機的5-7座飛機。
該系統具有多個推進器，既可提供推進也可用于控制。較小的IDEP-H2基于一個或兩個活塞發動機，產生200-325馬力，驅動一個或兩個發電機和4-8個螺旋槳。較大的IDEP-H7具有500-800馬力的渦輪發動機。
展開 步進電機開環伺服系統解析，開環步進伺服系統的工作原理
[導讀] 步進電機伺服系統是典型的開環控制系統，指令信號是單向流動的。開環系統沒有位置和速度反饋回路，省去了檢測裝置，其精度主要由步進電機來決定，速度也受到步進電機性能的限制，系統簡單可靠，不需要像閉環伺服系統那樣進行復雜的設計計算與試驗驗證。
步進電機伺服系統是典型的開環控制系統，指令信號是單向流動的。開環系統沒有位置和速度反饋回路，省去了檢測裝置，其精度主要由步進電機來決定，速度也受到步進電機性能的限制，系統簡單可靠，不需要像閉環伺服系統那樣進行復雜的設計計算與試驗驗證。
步進電動機開環伺服系統由于具有結構簡單、使用維護方便、可靠性高、制造成本低等一系列優點，在中小型機床和速度、精度要求不十分高的場合，得到了廣泛的應用。
1．步進電動機的種類和結構
步進電動機的分類方式很多，根據不同的分類方式，可將步進電動機分為多種類型，如表1所示。
步進電機在結構上分為定子和轉子兩部分，現以圖2所示的反應式三相步進電機為例加以說明。定子上有六個磁極，每個磁極上繞有勵磁繞組，每相對的兩個磁極組成一相，分成A、B、C三相。在定子的每個磁極上開了5個小齒，齒寬相等，齒間夾角是9°。轉子無繞組，它是由帶齒的鐵心做成的。有均勻分布的40個小齒，齒間夾角也是9°。此外，定子磁極上的小齒在空間位置上依次錯開1/3齒距。
2．步進電動機的工作原理
步進電機是按電磁吸引的原理工作，現以反應式步進電機為例說明其工作原理。反應式步進電機的定子上有磁極，每個磁極上有激磁繞組，轉子無繞組，有周向均布的齒，依靠磁極對齒的吸合工作。如圖3所示為三相步進電機，定子上有三對磁極，分成A、B、C三相。
步進電機開環伺服系統
開環控制數控機床 如圖1所示
特點：結構簡單，步進驅動、步進電機，無位置速度反饋。
展開 樓宇自控系統 樓宇自控系統控制原理圖培訓資料，弱電人看懂算入行！
樓宇自控系統現在已經成為了各個弱電工程標配系統，尤其是提倡節能的項目，樓宇自控系統相對于一般的弱電系統比較難的，涉及到暖通知識比較多，樓宇自控系統常用的品牌基本上就哪幾家，學習一家的知識就可以入行了，今天分享一套樓宇自控系統的培訓資料，非常的全面，可以看看。
此套PPT方案已經更新到VIP會員群，會員可以自行下載。
終將渡過成長的海
01
正文
接地系統的原理！
提到接地系統，可以說一直是工程中的難點。對于其中的原理，很多工程師未必能吃透，今天我們就一起來深入了解接地系統的原理。
有人問：為什么回路電流走零線不走地線，而漏電流走地線不走零線，零線地線原理是什么？
如圖所示， 一直搞不清楚地線和零線的原理， 地線的兩端分別是什么，保護中性線的兩端是什么。漏電流為什么走的地線而回線的電流不走地線？
這個問題很有典型，對保護中性線錯誤的認識表述很到位，的確是許多人的認知盲區。零線的準確名稱是保護中性線。
先說答案：這個主題本身就是錯的。要知道，保護中性線是中性線與地線的合并線，保護中性線包括了地線功能在內。
那應該怎么看？我們看圖1：
注意到圖1中還未出現保護中性線，只有三條相線L1/L2/L3，以及三條相線的中性線N。三條相線對N線的電壓均為220V，相線之間的電壓則為380V。
我們知道，交流電壓的表達式為：
，
而交流電流的表達式為：
。
注意到一個事實，當三相平衡時，中性線總線上的電壓和電流有如下特性：
在圖1中，具有此特性的只有標注了N字樣的中性線總線，而中性線支線是不具有此特性的。
對于中性線支線來說，流過中性線的電流與相線電流大小相等方向相反。
我們再來看圖1。
展開 