新能源实验报告 北京航空航天大学
北航电机学实验报告(全)
成绩电机学实验报告院（系）名称自动化科学与电气工程学院专业名称电气工程及其自动化学生学号学生姓名指导教师201*年7月目录实验一等效电路参数的测定 (3)实验二串励直流电动机负载特性实验 (7)实验三并励直流发电机自励建压实验 (11)实验四三相同步发电机参数的测定 (14)实验五三相同步发电机并网实验 (17)实验六三相异步电动机参数测量实验 (19)2实验一等效电路参数的测定同组同学一、开路试验1、试验目的确定变比k、激磁阻抗Z m等参数2、试验方法低压侧加电压，高压侧开路3、接线图＆计算原理测量：U10、U20、I20、P04计算：开路试验注意事项：开路电流和开路功率必须是额定电压时的值，并以此求取激磁参数； 开路试验的特点：电压高、电流小；铁耗大、铜耗小； 若要得到高压侧参数，须归算。
4、实验数据222200020202010/，/,/m m m m Fe m R Z X I P R P p I U Z U U k -=≈≈≈=二、短路试验1、试验目的确定短路阻抗Z k 等参数。
2、试验方法高压侧加电压，低压侧短路。
3、接线图＆计算原理测量： U 1k 、I 1k 、P k 计算：短路试验注意事项：缓慢增加短路电压，使短路电流不超过一次测的额定电流； 短路试验的特点：电压低、电流大；铁耗小、铜耗大；θ++=-==≈≈︒5.234755.234,/,,/)75(222111kk k kk kk k Cu k k k kR R R Z X I P R p P I U Z短路电阻需要进行温度换算。
4、实验数据6实验二串励直流电动机负载特性实验同组同学一、实验目的1.了解串励电动机起动，调速及改变转向的方法。
2.掌握测试串励电动机调速特性和机械特性的方法。
二、实验仪器直流串励电动机电磁式测功器可调变阻器滑动电阻直流电流表直流电压表开关导线三、实验内容1.直流串励电动机的调速特性2.直流串励电动机的机械特性3.直流串励电动机的转向实验四、实验步骤1.直流串励电动机的调速特性直流串励电动机不能空载起动，因为它的机械特性是软特性，即电机转矩增加时，转速将以幂指数显著下降。
北京航空航天大学科技成果——电动汽车动力电池SOC智能估算技术及管理模块
北京航空航天大学科技成果——电动汽车动力电池SOC智
能估算技术及管理模块
成果简介
电动汽车具有节能、环保的显著特点，是先进汽车的发展方向，具有巨大的市场前景。
纯电动车、混合动力电动车、燃料电池电动车在其动力系统构型中，均采用了动力蓄电池，目前采用的动力电池主要有镍氢动力电池、锂离子动力电池，动力电池SOC值是实现电动车辆控制的重要参数，SOC估算是电动汽车动力电池管理模块的重要功能，动力电池管理模块是电动车辆的关键零部件。
性能指标
北航所研制的电动汽车动力电池SOC智能估算技术及管理模块可适应与锂离子、镍氢等多种类型以及多种规格的动力电池配套，并满足电动车用的相关要求，主要技术指标：电压检测精度±0.6%，电流检测精度±0.5％，温度检测精度±0.5℃；SOC估算精度5%。
技术水平
本项目取得的研究成果具有自主知识产权，实现了电动车辆关键零部件的国产化、具有了一定的电池管理模块产业化生产的技术基础，应用前景广阔，社会效益和经济效益显著。
新能源实验报告
新能源实验报告引言新能源是指可以替代传统石油、煤炭等化石燃料的能源，其开发和利用对于减少环境污染、保护生态环境具有重要意义。
本实验通过对太阳能和风能的收集和转化，探讨了新能源的利用方式和效益。
实验目的1.了解太阳能和风能的基本原理；2.学习如何收集和转化太阳能和风能；3.探索新能源的利用效益。
实验材料1.太阳能电池板；2.风力发电机；3.电子测量仪器；4.实验电路板等。
实验步骤步骤一：太阳能收集和转化实验1.将太阳能电池板放置在阳光下，调整角度使其能够最大程度地接收阳光；2.使用电子测量仪器测量太阳能电池板的输出电压和电流；3.将太阳能电池板与实验电路板连接，观察实验电路板上的电灯是否亮起。
步骤二：风能收集和转化实验1.将风力发电机放置在通风处，确保其能够受到稳定的风力；2.使用电子测量仪器测量风力发电机的输出电压和电流；3.将风力发电机与实验电路板连接，观察实验电路板上的电灯是否亮起。
实验结果与分析太阳能实验结果根据测量数据，太阳能电池板的输出电压为3V，电流为0.5A。
当太阳能电池板与实验电路板连接后，实验电路板上的电灯明亮且稳定。
风能实验结果根据测量数据，风力发电机的输出电压为5V，电流为0.2A。
当风力发电机与实验电路板连接后，实验电路板上的电灯微弱地闪烁。
结果分析通过对比太阳能实验和风能实验的结果，可以发现太阳能电池板相较于风力发电机更具有稳定的输出性能。
这可能是因为太阳能是一种相对稳定的能源，而风能受到环境因素的影响较大。
然而，由于实验条件的限制，风能实验中的风力可能不够稳定，导致输出效果不理想。
实验结论1.太阳能是一种相对稳定的新能源，其收集和转化效果明显优于风能；2.太阳能电池板能够稳定地为实验电路板供电，而风力发电机的输出效果较为不稳定。
实验总结通过本次实验，我们进一步了解了太阳能和风能的基本原理，学习了如何收集和转化新能源。
实验结果表明太阳能具有更为稳定的输出性能，而风能在实验条件限制下表现不佳。
北航研究性实验报告
北航研究性实验报告北航研究性实验报告引言：研究性实验是大学教育中非常重要的一环，它旨在培养学生的科研能力和创新思维。
作为北航的一名学生，我有幸参与了一项关于飞行器设计的研究性实验，并在此报告中将对该实验进行详细的介绍和分析。
实验目的：本次实验的目的是设计一种新型飞行器，以提高其飞行效率和稳定性。
通过对飞行器的结构和控制系统进行优化，我们希望能够实现更高的飞行速度和更好的操控性能。
实验方法：在实验开始之前，我们首先进行了大量的文献调研，了解了目前飞行器设计领域的最新研究成果和技术发展趋势。
然后，我们组建了一个小组，共同讨论并确定了实验的具体方案。
在设计飞行器结构时，我们采用了轻量化材料和先进的制造技术，以减少飞行器的重量并提高其强度。
同时，我们还对飞行器的气动外形进行了优化，以减小阻力和气动干扰，并提高飞行器的升力系数。
在控制系统设计方面，我们采用了先进的自动控制算法和传感器技术，以实现飞行器的自主导航和稳定飞行。
通过对飞行器的动力学特性进行建模和仿真，我们确定了最佳的控制参数，并进行了实验验证。
实验结果：经过反复的设计和测试，我们成功地设计出了一种新型飞行器，并进行了多次试飞。
实验结果表明，该飞行器具有较高的飞行速度和较好的操控性能，达到了我们的设计目标。
结论：通过参与这个研究性实验，我深刻认识到科研的重要性和挑战性。
在实验过程中，我们不仅学到了专业知识和技能，还培养了团队合作和解决问题的能力。
此外，我们还发现了一些可以进一步改进和优化的方向。
例如，可以通过进一步研究和改进飞行器的结构和控制系统，进一步提高其性能和可靠性。
同时，还可以将所学到的知识和技术应用到其他领域，如航空航天、交通运输等。
总结：通过这次研究性实验，我对飞行器设计和控制有了更深入的了解，并提高了自己的科研能力和创新思维。
我相信，在北航这样的优秀学府中，我将有更多机会参与和开展类似的研究工作，为科技进步和社会发展做出更多贡献。
北京航空航天大学科技成果——基于应变及温度和电压调控的智能充电系统
北京航空航天大学科技成果——基于应变及温度和电压调控的智能充电系统成果简介锂电池在航空航天，汽车，手机等领域有着越来越广泛的应用。
新的负极材料包括硅等可能产生大变形的材料开始用于锂电池。
合理的充电手段可以加快锂电池充电及增大锂电池寿命的作用。
现有的锂电池充电设备一般通过电流控制或者电压控制对锂电池进行充电，传统的模式为恒流充电、恒压充电及恒流恒压混合模式。
现有的智能充电系统根据锂电池充放电时候的特性，可测量锂电池的实时电压估计锂电池的荷电状态，在不同的荷电状态采用不同的充电电压或充电电流。
同时也有智能充电系统同时测量温度，利用温度和电压（荷电状态）采用不同的充电电压或充电电流。
随着电极材料的更替，新型电极材料（包括硅，碳硅化合物等）开始逐渐在锂电池中使用，这些材料在充电过程中会产生大变形及内部诱导应力，这对合理的充电模式提出了新的挑战。
目前仅考虑温度、电压的实时值来控制充电电流或电压的模式，仍然达不到最优化模式的需求。
本项目研发了一种基于应变及温度和电压调控的智能充电系统。
技术描述基于应变及温度和电压调控的智能充电系统，包括：应变传感器、温度传感器、电压传感器、数据采集装置、智能控制器及充电机；在充电过程中，利用应变传感器测量锂电池的应变，利用电压传感器传感器测量锂电池的电压，利用温度传感器测量锂电池的温度，由数据采集装置收集应变、电压、温度，智能控制器通过获得的应变、电压和温度完成数据处理并实时控制充电机的充电电流或充电电压。
智能充电系统应用范围为充放电过程中变形较大的锂电池，主要指正极或负极材料由贫锂到富锂状态体积膨胀率大于10%的锂电池。
技术优势能够同时实时观测锂电池的温度、电压和应变即体积膨胀的信号，更深入的监测锂电池的状态，可以更加准确的估计锂电池的荷电状态和健康状态，对于含硅的锂电池其体积膨胀比较严重，考虑锂电池体积变化的充电策略能够进一步提升锂电池的充电速度和循环寿命。
北京航空航天大学科技成果——铝热反应合成纳米Al2O3颗粒增强复合材料
北京航空航天大学科技成果——铝热反应合成纳米
Al2O3颗粒增强复合材料
成果简介
氧化物纳米颗粒均匀弥散分布在Fe、Ni等合金基体中，可显著提高这些合金的高温力学性能特别是高温抗蠕变性能。
最典型的就是纳米Al2O3、Y2O3颗粒增强的ODS合金。
然而，这类合金的纳米氧化物颗粒都是使用机械合金化的方法加入的。
之所以采用这种成本较高、又极易使氧化物表面产生污染的粉末冶金工艺而不采用铸造工艺制备这类合金，主要是因为氧化物颗粒与金属熔体的密度、熔点差别较大，它们之间的润湿性也较差，在地球重力场中，氧化物很难在熔体中均匀弥散分布，而且，即使是在太空实验室的微重力环境下，要实现氧化物在金属熔体中的均匀弥散分布也有相当的难度。
该项目研发出一种利用铝热反应在超重力场中直接在合金熔体（如Fe合金熔体、Ni合金熔体或Cr合金熔体）中原位反应合成纳米增强颗粒（如纳米Al2O3增强颗粒）增强的复合材料及其制备方法。
通过设计铝热剂（如多元铝热剂（Fe2O3+NiO+Cr2O3+CrO3+Al））的成分和使用凝胶添加剂（如TiO2凝胶添加剂），在合金熔体中原位反应合成纳米尺度的纳米增强颗粒（如Al2O3颗粒），这些纳米增强颗粒与金属间化合物（如（Ni，Fe）Al金属间化合物）因相互间较低的界面能结合在一起，因此原位合成了所述纳米增强颗粒和所述金属间化合物共同强化的合金。
该技术利用铝热反应可原位合成纳米α-Al2O3颗粒增强铁基合金，重力场、超重力场及快速凝固都不影响纳米颗粒在合
金中的均匀分布，因此可使用离心铸造、快速凝固冷却等常规的冶金工艺处理铝热反应的熔体，可大幅度降低ODS合金的制造成本，这是一种高效率、低成本制造金属基复合材料的新工艺，可以广泛用于多种高温结构材料领域。
北京航空航天大学科技成果——太阳能光伏-市电混合驱动蓄冷蓄热型热泵机组
北京航空航天大学科技成果——太阳能光伏-市电混合驱动蓄冷蓄热型热泵机组成果简介热泵热水器节能效果显著。
与普通的电热水器相比，由于热泵热水器的效率大于1，所以每消耗1kW的电量，可以得到3-4kW的热水量，所以其节能效果明显。
而热泵冷热水机组（水冷冷水型制冷机）在制取热水的同时也可以制取冷水，其产生的热水可作采暖、生活热水之用，冷水在冬季可作空调、生活冷水之用，一机多用，且节省能源，因此是未来家庭中央能源系统的核心设备，对提高居民的生活质量有很重要的意义。
普通的太阳能热水器是利用平板式集热器、真空管集热器等收集太阳光的能量，从而将冷水加温的装置。
普通太阳能热水器不能在制取热水的同时制取冷水。
而且，尽管太阳能本身是取之不尽、用之不竭的清洁能源，但由于其间歇性和气候依赖性的特点，太阳能热水器只有在白天阳光充足时才能发挥作用，而在阴天和晚间最需要热水的时候，却不能派上用场。
目前已有的太阳能光伏蒸汽压缩式制冷系统均使用了逆变器，即将太阳能电池板输出的直流电先进行升压、逆变后变成交流电，然后以交流电去驱动交流压缩机，而逆变器的价格昂贵，额外增加了系统的成本。
该项目开发出一种太阳能光伏-市电混合驱动蓄冷蓄热型热泵机组，利用太阳能光伏直流电源和普通市电交流电源混合驱动的双电源热泵系统，其具备互为补充的一个直流压缩机和一个交流压缩机。
当有阳光时，利用太阳能电池板产生的直流电直接驱动直流型制冷压缩机以制取冷量和热量，所生产的冷量和热量可分别通过相变的蓄冷和蓄热介质储存起来，弥补了太阳能的间歇性和气候依赖性的缺点。
当直流电源不敷使用时，则使用来自电网的交流电源供电，从而极大地提高了系统的适应性。
设置两个制冷压缩机：直流压缩机和交流压缩机，太阳能充足时，交流压缩机不工作，当太阳能不足且蓄能也不足时，则将交流压缩机接入普通交流电网以取代直流压缩机的作用；由此可见：空调负荷可由太阳能和市电驱动的压缩机在不同时段分别负担，并可根据成本要求确定合适的分担比例，极大地降低了太阳能空调系统的初始成本，增强了系统的实用性。
新能源实验报告 北京航空航天大学
太阳能光伏发电小实验（报告）院系: 自动化科学与电气工程学号: 12031031姓名: 赵林林日期:2015.4.29摘要本文在理解太阳能光伏发电原理的基础上，以实验报告的形式总结了一个有趣的太阳能光伏发电小实验，成功验证了太阳能光伏发电的原理。
关键词: 太阳能光伏发电实验AbstractIn understanding the basis of the principle of solar photovoltaic power generation in this paper, in the form of a lab report summarizes an interesting photovoltaic small experiment, verify the principle of solar photovoltaic power generation to success. Key words: solar photovoltaic power generation experiment正文部分一、实验原理光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。
（1）PN结太阳能电池发电的原理是基于半导体的光生伏特效应将太阳辐射直接转换为电能。
在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致，所以P型硅和N型硅对外部来说是电中性的。
如将P型硅或N型硅放在阳光下照射，仅是被加热，外部看不出变化。
尽管通过光的能量电子从化学键中被释放，由此产生电子－空穴对，但在很短的时间内（在μS范围内）电子又被捕获，即电子和空穴“复合”。
当P型和N型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层，界面的P型一侧带负电，N型一侧带正电。
这是由于P型半导体多空穴，N型半导体多自由电子，出现了浓度差。
N区的电子会扩散到P区，P区的空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一个由N指向P的“内电场”，从而阻止扩散进行。
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太阳能光伏发电小实验（报告）
院系: 自动化科学与电气工程学号: 12031031
姓名: 赵林林
日期:2015.4.29
摘要
本文在理解太阳能光伏发电原理的基础上，以实验报告的形式总结了一个有趣的太阳能光伏发电小实验，成功验证了太阳能光伏发电的原理。
关键词: 太阳能光伏发电实验
Abstract
In understanding the basis of the principle of solar photovoltaic power generation in this paper, in the form of a lab report summarizes an interesting photovoltaic small experiment, verify the principle of solar photovoltaic power generation to success. Key words: solar photovoltaic power generation experiment
正文部分
一、实验原理
光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。
（1）PN结
太阳能电池发电的原理是基于半导体的光生伏特效应将太阳辐射直接转换为电能。
在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致，所以P型硅和N型硅对外部来说是电中性的。
如将P型硅或N型硅放在阳光下照射，仅是被加热，外部看不出变化。
尽管通过光的能量电子从化学键中被释放，由此产生电子－空穴对，但在很短的时间内（在μS范围内）电子又被捕获，即电子和空穴“复合”。
当P型和N型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层，界面的P型一侧带负电，N型一侧带正电。
这是由于P型半导体多空穴，N型半导体多自由电子，出现了浓度差。
N区的电子会扩散到P区，P区的空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一个由N指向P的“内电场”，从而阻止扩散进行。
达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是P －N结。
（2）光生伏特效应
如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。
界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。
电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。
通过界面层的电荷分离，将在P 区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。
此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。
对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。
通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。
界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。
（3）光电池的基本原理
光电池的工作原理是基于“光生伏特效应”。
它实质上是一个大面积的PN结，当光照射到PN结的一个面，例如P型面光伏发电时，若光子能量大于半导体材料的禁带宽度，那么P型区每吸收一个光子就产生一对自由电子和空穴，电子-空穴对从表面向内迅速扩散，在结电场的作用下，最后建立一个与光照强度有关的电动势。
二、实验装置
太阳能光电池板2块直流小电机小风车
三、实验步骤
（1）将太阳能电池板采用并联连接，风车接在小电机的输出轴上，将电池板引出线接到电机两端组成完整的实验装置；
（2）将实验装置置于阳光下，人为改变光照强度，观察记录实验现象。
四、实验现象
部分可参照视频
将实验装置整体置于阳光下，由于电机存在启动转矩，人为施加
一个转矩之后观察到小风车快速的旋转起来；
由于光电池并联，与一块电池相比，电压不变，变化的是电流，将手置于一块电池板上可以观察到风车的转速逐渐变慢直至停止。
验证了太阳能光电池产生的电动势与光照强度存在一定的正相关关系。
总结
太阳能光伏发电利用光生伏特效应将太阳能转换成为与光强相关的电动势，经过实验验证，有可观的前景和价值。
参考文献
【1】孟浩，太阳能光伏发电技术研究评述，高技术通讯，2013，23（6）。