飞轮储能用三定子三自由度磁轴承优化设计与数字控制
发布时间：2021-01-27 13:12
飞轮储能技术利用高速旋转的飞轮存储机械能,通过换能装置实现电能与机械能的相互转换,是一种研究价值高、应用前景广阔的新型储能技术,在电力调峰、不间断电源、新能源汽车、卫星姿态调控等领域发挥重要作用。为了减小高速运转下轴承的摩擦损耗,飞轮储能系统采用磁轴承作为支承装置,消除机械损耗,降低工作能耗和噪声,延长飞轮储能装置的使用寿命。本文提出采用无轴承电机与三自由度磁轴承集成的飞轮储能支承方案,优化了轴向空间,简化了系统结构,并针对传统飞轮储能用三自由度磁轴承径向承载力不足的缺点设计一种新型三定子三自由度磁轴承（Three-Stator Three-Degree-of-Freedom Magnetic Bearing,TS-3DOF-MB）,围绕其结构方案、数学模型、参数设计与优化、试验设计等方面展开研究,主要研究内容及工作成果如下:首先,介绍飞轮储能系统的研究背景和工作原理,并分析飞轮储能关键技术,详细阐述了飞轮储能支承技术的应用前景与国内外研究概况,指出本课题的研究目的与意义。其次,介绍飞轮储能系统拓扑结构,列举了几种常用的飞轮储能支承系统拓扑结构方案,并对几种方案优缺点进行了对比分析,在...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
飞轮储能系统三维实体模Fig.2.9Three-dimensionalsolidmodelofflywheelenergystoragesystem
图 3.7 永磁体产生的磁通密度分布图ig. 3.7 Magnetic flux density distribution produced by P控制磁通与偏置磁通合成的磁密分布图，从控制磁通与偏置磁通的叠加而增大，右端轴向，产生方向向左的合成磁吸力可平衡相反方向磁通几乎无影响。通过改变轴向绕组电流大小成磁通方向和大小，进而改变轴向合成磁力大图 3.8 轴向 圈通电后磁通密度分布图 3.8 Magnetic flux density distribution produced by axia
可知永磁体产生的磁通是在磁轴承中对称隙的磁感应强度大小相等。图 3.7 永磁体产生的磁通密度分布图ig. 3.7 Magnetic flux density distribution produced by 控制磁通与偏置磁通合成的磁密分布图，从制磁通与偏置磁通的叠加而增大，右端轴向产生方向向左的合成磁吸力可平衡相反方向通几乎无影响。通过改变轴向绕组电流大小磁通方向和大小，进而改变轴向合成磁力大
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁悬浮陀螺飞轮用隐式洛伦兹力磁轴承[J]. 刘强,赵勇,代峰燕,任元,王卫杰. 光学精密工程. 2018(02)
[2]磁悬浮飞轮储能UPS系统集成应用及充放电控制方法研究[J]. 李树胜,付永领,刘平,王志强. 中国电机工程学报. 2017(S1)
[3]车用飞轮储能装置再生制动试验台研究[J]. 李洪亮,张新宾,储江伟. 机械传动. 2017(05)
[4]车用飞轮储能系统能量回收特性[J]. 李洪亮,储江伟,李宏刚,段超. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
[5]基于PSO参数优化的LS-SVM风速预测方法研究[J]. 朱霄珣,韩中合. 中国电机工程学报. 2016(23)
[6]逆变器驱动对三极径向–轴向混合磁轴承径向承载力的影响[J]. 鞠金涛,朱熀秋,张维煜. 中国电机工程学报. 2016(11)
[7]复合材料飞轮转子的成型工艺研究进展[J]. 宋以国,李翀,李文逸. 储能科学与技术. 2014(05)
[8]基于飞轮储能装置的风力发电系统输出功率柔性控制[J]. 欧阳慧珉,张广明,顾剑,黄宇程. 电机与控制应用. 2014(03)
[9]飞轮储能在区域电网中的调频应用及经济性分析[J]. 薛金花,叶季蕾,汪春,杨波,鄢盛驰. 电网与清洁能源. 2013(12)
[10]基于最小二乘支持向量机的无轴承同步磁阻电机解耦控制[J]. 朱熀秋,李衍超,曹莉. 控制与决策. 2012(11)
博士论文
[1]飞轮电池用五自由度单绕组磁悬浮开关磁阻电机参数设计及运行控制[D]. 项倩雯.江苏大学 2013
[2]飞轮电池磁悬浮支承系统理论及应用研究[D]. 汤双清.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]10kWh飞轮储能变流器在风电场的应用研究[D]. 王维.沈阳工业大学 2017
[2]磁悬浮飞轮用交流组合偏置磁轴承研究[D]. 汤延祺.江苏大学 2016
[3]飞轮式汽车制动能量回收及缓速系统的研究[D]. 王傅忠.南昌大学 2015
[4]基于混沌自适应和声搜索算法的输电网差异化规划[D]. 赵丹.东北电力大学 2015
[5]基于正交试验法的卸船机结构轻量化设计研究[D]. 张全飞.上海交通大学 2012
[6]混合盘状磁浮轴承的静态刚度测量[D]. 马骁.哈尔滨工业大学 2010
[7]五自由度交流混合磁轴承电主轴数字控制平台[D]. 沈玉祥.江苏大学 2009
本文编号：3003107
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
飞轮储能系统三维实体模Fig.2.9Three-dimensionalsolidmodelofflywheelenergystoragesystem
图 3.7 永磁体产生的磁通密度分布图ig. 3.7 Magnetic flux density distribution produced by P控制磁通与偏置磁通合成的磁密分布图，从控制磁通与偏置磁通的叠加而增大，右端轴向，产生方向向左的合成磁吸力可平衡相反方向磁通几乎无影响。通过改变轴向绕组电流大小成磁通方向和大小，进而改变轴向合成磁力大图 3.8 轴向 圈通电后磁通密度分布图 3.8 Magnetic flux density distribution produced by axia
可知永磁体产生的磁通是在磁轴承中对称隙的磁感应强度大小相等。图 3.7 永磁体产生的磁通密度分布图ig. 3.7 Magnetic flux density distribution produced by 控制磁通与偏置磁通合成的磁密分布图，从制磁通与偏置磁通的叠加而增大，右端轴向产生方向向左的合成磁吸力可平衡相反方向通几乎无影响。通过改变轴向绕组电流大小磁通方向和大小，进而改变轴向合成磁力大
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁悬浮陀螺飞轮用隐式洛伦兹力磁轴承[J]. 刘强,赵勇,代峰燕,任元,王卫杰. 光学精密工程. 2018(02)
[2]磁悬浮飞轮储能UPS系统集成应用及充放电控制方法研究[J]. 李树胜,付永领,刘平,王志强. 中国电机工程学报. 2017(S1)
[3]车用飞轮储能装置再生制动试验台研究[J]. 李洪亮,张新宾,储江伟. 机械传动. 2017(05)
[4]车用飞轮储能系统能量回收特性[J]. 李洪亮,储江伟,李宏刚,段超. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
[5]基于PSO参数优化的LS-SVM风速预测方法研究[J]. 朱霄珣,韩中合. 中国电机工程学报. 2016(23)
[6]逆变器驱动对三极径向–轴向混合磁轴承径向承载力的影响[J]. 鞠金涛,朱熀秋,张维煜. 中国电机工程学报. 2016(11)
[7]复合材料飞轮转子的成型工艺研究进展[J]. 宋以国,李翀,李文逸. 储能科学与技术. 2014(05)
[8]基于飞轮储能装置的风力发电系统输出功率柔性控制[J]. 欧阳慧珉,张广明,顾剑,黄宇程. 电机与控制应用. 2014(03)
[9]飞轮储能在区域电网中的调频应用及经济性分析[J]. 薛金花,叶季蕾,汪春,杨波,鄢盛驰. 电网与清洁能源. 2013(12)
[10]基于最小二乘支持向量机的无轴承同步磁阻电机解耦控制[J]. 朱熀秋,李衍超,曹莉. 控制与决策. 2012(11)
博士论文
[1]飞轮电池用五自由度单绕组磁悬浮开关磁阻电机参数设计及运行控制[D]. 项倩雯.江苏大学 2013
[2]飞轮电池磁悬浮支承系统理论及应用研究[D]. 汤双清.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]10kWh飞轮储能变流器在风电场的应用研究[D]. 王维.沈阳工业大学 2017
[2]磁悬浮飞轮用交流组合偏置磁轴承研究[D]. 汤延祺.江苏大学 2016
[3]飞轮式汽车制动能量回收及缓速系统的研究[D]. 王傅忠.南昌大学 2015
[4]基于混沌自适应和声搜索算法的输电网差异化规划[D]. 赵丹.东北电力大学 2015
[5]基于正交试验法的卸船机结构轻量化设计研究[D]. 张全飞.上海交通大学 2012
[6]混合盘状磁浮轴承的静态刚度测量[D]. 马骁.哈尔滨工业大学 2010
[7]五自由度交流混合磁轴承电主轴数字控制平台[D]. 沈玉祥.江苏大学 2009
本文编号：3003107
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3003107.html
