超导磁悬浮飞轮系统关键技术研究

发布时间：2017-12-27 06:34

  本文关键词：超导磁悬浮飞轮系统关键技术研究　出处：《中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）》2011年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：飞轮系统是常用的卫星姿态控制系统与储能系统的执行机构。针对飞轮系统以常规机械轴承作为支撑机构高速运行时，存在功耗大、寿命短等问题，本文探讨了采用超导磁悬浮轴承作为支撑机构的飞轮系统，围绕超导磁悬浮的原理、悬浮力和磁场特性等问题，对超导磁悬浮轴承进行设计，并系统的分析了超导磁悬浮飞轮系统的性能。 论文详细阐述了超导磁悬浮的原理，建立了临界态分析模型，利用ANSYS软件对超导轴承的悬浮力进行仿真，重点研究了厚度、半径等参数对超导悬浮力的影响，，给出了尺寸参数与悬浮力的关系；搭建悬浮力测试机构，验证了悬浮力仿真结果，并对超导磁悬浮轴承的组合形式、冷却方式、磁滞效应、悬浮力弛豫等性质进行了研究。 设计了超导磁悬浮轴承，选择平面无刷直流电机作为系统驱动装置，集成飞轮转子，并在保证场冷高度和电机间隙的条件下设计了真空系统，使转子能够在真空环境下稳定的运行，最终完成了整个飞轮系统搭建。 在真空环境下对超导磁悬浮飞轮进行测试，其最高转速可达到33000r/min。与机械轴承的飞轮系统比较，对超导磁悬浮飞轮系统的功耗进行分析，结果表明其远远小于机械飞轮系统；对不同场冷高度下的飞轮系统降速曲线进行研究，从磁滞损耗和涡流损耗两个方面，分析了场冷高度对超导磁悬浮轴承摩擦损耗的影响。
[Abstract]:The flywheel system is a commonly used satellite attitude control system and the executive mechanism of the energy storage system. The flywheel system with conventional mechanical bearing as the supporting mechanism of the high-speed operation, the problems of large power consumption, short service life, this article explores the use of superconducting magnetic bearing flywheel system as the supporting mechanism, on principle, superconducting magnetic levitation force and magnetic field characteristics and other issues, design of superconducting magnetic bearings, and system analysis the performance of superconducting magnetic levitation flywheel system.
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH133.7

【参考文献】

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本文编号：1340662