长输管道特种供电电源的设计研究

发布时间：2018-02-15 13:59

  本文关键词： 无轴涡轮 永磁发电 CFD Maxwell 长输管道　出处：《西南石油大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：针对国外无供电网长输管道阀室的低功耗仪器仪表在特殊季节亟待解决的供电难题,根据流体力学、电磁学和机械学等学科基本理论及方法,开展低功耗特种供电电源装置的研究是非常必要的。在现场调研和文献调研的基础上,本文提出利用管道边缘流域内流动的石油动能转化成电能的特种供电电源装置的总体设计方案。该方案运用ANSYS建立了一种占据管道内部边缘空间的水力性能较高的无轴涡轮模型,从理论上分析了转速对涡轮效率具有积极的作用;并采用流体力学理论、机械学和CFD软件建立全三维模型并仿真分析,仿真结果表明无轴涡轮的叶片数目、厚度以及螺旋升角皆能影响特种供电电源的输出功率;同时,结合电磁学理论和Maxwell软件,从气隙磁场、起动阻力矩、空载电动势以及所含的高阶谐波含量,对特种供电电源装置的永磁体尺寸、极槽配合和气隙长度进行有限分析和设计优化;最后运用电力电子技术完成对输出的电动势进行后处理电路模块的设计;综合应用现有的3D制造技术,研制出了特种供电电源装置的原理机;并根据实验原理图,搭建一个特种供电电源装置实验平台,获取在变叶片数和变工况下特种供电装置所输出的电动势数据。通过电源装置原理机的室内实验,验证了论文所完成的长输管道特种供电电源设计合理、方案正确,达到实验装置设计指标。虽然目前的阶段研究成果的发电量距实用性还有差距,但未来应用前景广阔。
[Abstract]:On the basis of field investigation and literature research , the paper puts forward the general design scheme of special power supply device which occupies the inner edge space of pipeline .

【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE973

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本文编号：1513430