ENGI4467/ENGI44T10 Electrical Energy Conversion 4 2024Prolog

Java Python ENGI4467/ENGI44T10-WE01

Electrical Energy Conversion 4

2024

Question 1

(a)  In your own words, explain the principle of operation of reluctance machines. You should

explain the method of torque production and describe the main design features of switched and synchronous reluctance machines. Support your answer with relevant sketches and equations. Provide qualitative comments about reluctance machine reliability when compared to conventional machines. Give examples of potential applications. Marks will be awarded for the quality of the technical discussion as well as its content. (max. 500 words) [40%]

A fixed speed 4-pole, three-phase synchronous generator is connected to a 50 Hz supply with a line voltage of 11 kV. The generator produces 6 MW (real power) at a power factor of 0.97 lagging and has a synchronous reactance of 8 Ω/phase. The excitation curve is shown in Figure Q1.

(b)  Showing your full working:

(i)       Calculate the phase reactive power and state the phase apparent power in complex notation.

(ii)       Calculate the complex current.

(iii)      Calculate the internal (open circuit) voltage (Eo ) in complex notation, the magnitude

of Eo , and the load angle (degrees).

(iv)      Find the approximate rotor excitation current, Ix . [30%]

Figure Q1

(c)  The excitation current is adjusted such that Eo   is now around 6750 V. The load angle is fixed.

(i)        Explain what has happened to the generator’s real, reactive power and power ENGI4467/ENGI44T10 Electrical Energy Conversion 4 2024Prolog factor. Support your explanation with appropriate calculations.

(ii)       Sketch the approximate phasor diagram for this condition. [30%]

Question 2

(a) In your own words, explain the main reasons for operating wind turbines at variable speed. Give examples of how this was achieved as wind turbines developed. You should support your answer with equations and your own diagrams/sketches. [20%]

(b) The need to operate wind turbines at variable speed has driven a change in the types of electrical machines used in multi-megawatt turbines. In your own words, describe the main differences between the various generator topologies found in variable speed wind turbines. Your answer should discuss electrical design and operational characteristics of the generators  when  implement within multi-megawatt wind turbines as well as the major reliability considerations. [50%]

A 3 m diameter direct drive tidal turbine has a cut-in flow rate of 1 m/s and reaches its rated power (and maximum rotational speed) at a flow rate of 4 m/s and a tip speed ratio of 1.6. The turbine will use a permanent magnet synchronous generator that will be connected to the 50 Hz electrical grid via a back-to-back power converter that controls the generator speed. The designers have said that the machine-side converter’s frequency is limited to a possible operating range of 3-15 Hz. The density of seawater is 1020 kg/m3 .

(c) Calculate the number of generator poles required to ensure the turbine captures maximum power at the rated flow rate. [20%]

(d) Calculate the approximate power range of the tidal turbine if operated under maximum power point tracking         

内容概要:本文详细介绍了一个基于C++的养老院管理系统的设计与实现,旨在应对人口老龄化带来的管理挑战。系统通过整合住户档案、健康监测、护理计划、任务调度等核心功能,构建了从数据采集、清洗、AI风险预测到服务调度与可视化的完整技术架构。采用C++高性能服务端结合消息队列、规则引擎和机器学习模型,实现了健康状态实时监控、智能任务分配、异常告警推送等功能,并解决了多源数据整合、权限安全、老旧硬件兼容等实际问题。系统支持模块化扩展与流程自定义,提升了养老服务效率、医护协同水平和住户安全保障,同时为运营决策提供数据支持。文中还提供了关键模块的代码示例,如健康指数算法、任务调度器和日志记录组件。; 适合人群:具备C++编程基础,从事软件开发或系统设计工作1-3年的研发人员,尤其是关注智慧养老、医疗信息系统开发的技术人员。; 使用场景及目标:①学习如何在真实项目中应用C++构建高性能、可扩展的管理系统;②掌握多源数据整合、实时健康监控、任务调度与权限控制等复杂业务的技术实现方案;③了解AI模型在养老场景中的落地方式及系统架构设计思路。; 阅读建议:此资源不仅包含系统架构与模型描述,还附有核心代码片段,建议结合整体设计逻辑深入理解各模块之间的协同机制,并可通过重构或扩展代码来加深对系统工程实践的掌握。
内容概要:本文详细介绍了一个基于C++的城市交通流量数据可视化分析系统的设计与实现。系统涵盖数据采集与预处理、存储与管理、分析建模、可视化展示、系统集成扩展以及数据安全与隐私保护六大核心模块。通过多源异构数据融合、高效存储检索、实时处理分析、高交互性可视化界面及模块化架构设计,实现了对城市交通流量的实时监控、历史趋势分析与智能决策支持。文中还提供了关键模块的C++代码示例,如数据采集、清洗、CSV读写、流量统计、异常检测及基于SFML的柱状图绘制,增强了系统的可实现性与实用性。; 适合人群:具备C++编程基础,熟悉数据结构与算法,有一定项目开发经验的高校学生、研究人员及从事智能交通系统开发的工程师;适合对大数据处理、可视化技术和智慧城市应用感兴趣的技术人员。; 使用场景及目标:①应用于城市交通管理部门,实现交通流量实时监测与拥堵预警;②为市民出行提供路径优化建议;③支持交通政策制定与信号灯配时优化;④作为智慧城市建设中的智能交通子系统,实现与其他城市系统的数据协同。; 阅读建议:建议结合文中代码示例搭建开发环境进行实践,重点关注多线程数据采集、异常检测算法与可视化实现细节;可进一步扩展机器学习模型用于流量预测,并集成真实交通数据源进行系统验证。
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