储能飞轮系统热分析

从储能飞轮的热源电机和电磁轴承的损耗进行分析,确定主要的传热方式。用ANSYS软件手段对储能飞轮系统进行温度场和热应力简化模拟分析。研究结果表明:若产生的热量没有及时散出,随着环境温度的逐渐增高,上支座最大等效应力也随之增大。当环境温度升高到100℃时,最大等效应力达到414. 6 MPa,造成上支座的变形和机械轴承的预紧力增大,进而影响到轴承旋转精度和飞轮转子的稳定性;下支座随环境温度及载荷温度的升高,电机定子对电机转子的热辐射也随之增强,最高达140℃。温度过高使磁铁寿命缩短,影响储能飞轮系统的稳定运行。     

基于TRIZ理论的城市轨道交通再生制动能回收利用系统研究

由于城市轨道交通站间距离短，所以地铁机车不断地启动和停止，在制动过程中就会产生能量，传统的电阻制动是将电能转换成热能白白浪费掉。本文利用TRIZ理论提出再生制动电能回收利用技术，通过永磁同步电机的飞轮储能系统来收集能量，并利用磁链矢量定向解耦控制方法进行功率交换，从而调节牵引网网压。在列车制动过程中增加飞轮储能装置，利用飞轮中的电机来吸收制动时产生的电能，将其以机械能的形式存在飞轮内。当局域电网内有其他列车驶过电压下降时，飞轮释放能量，最终保持牵引网压在一个安全范围内。     

车辆高速飞轮储能系统关键技术及其优化设计

在能源高度紧张的今天,车辆储能技术的研究十分重要.从使用高速储能飞轮的车辆混合动力传动系统原理研究出发,先后探讨了高速储能飞轮系统的稳定性、平衡性以及高速储能飞轮的陀螺效应;并重点对高速储能飞轮优化设计问题进行了较为深入的研究,为车辆高速飞轮储能技术的设计与应用进行了富有意义的探索.     

高功率密度磁悬浮高速电机支承设计及其磁场仿真

高功率密度电机具有体积小、转速高等特点,被广泛运用于涡轮发动机、飞轮储能等领域。为追求更小的体积和更高效的功率输出,将具有高转速、高效率优点的磁悬浮轴承作为电机的支承系统,可有效地提高电机的转速和功率密度,提升其工作性能。针对高功率密度磁悬浮高速电机,设计电机的支承结构,并对其进行磁场仿真,最后对设计的可行性进行总结。     

超声电机在磁悬浮飞轮锁紧装置中的应用

为了保护卫星发射阶段磁悬浮飞轮系统,设计了一种超声电机驱动的锁紧装置,实现了锁紧和解锁功能,达到保护飞轮的目的.锁紧装置包括机械结构部分和驱动控制部分.机械结构部分使用旋转型行波超声电机做驱动源,传动部分采用蜗轮蜗杆带动执行机构锁紧飞轮转子.驱动控制部分的核心为单片机和超声电机驱动电路,并进行了超声电机驱动的锁紧装置试验.试验表明:锁紧和解锁过程中电机的输入功率分别为7.6W和6.7W,电学输入参数稳定;在许用范围内电机温升4℃;锁紧装置可在沿飞轮径向产生171 N锁紧力.超声电机驱动的锁紧装置具有重量轻、占用空间小、简化了传动部分设计的优点,为磁悬浮飞轮系统的进一步小型化提供了可能.     

飞轮储能系统轴承技术研究新进展

飞轮储能是一种应用前景广阔并已经得到实际应用的先进储能技术,支承高速飞轮的轴承技术是制约飞轮储能效率、寿命的关键因素之一.文中对比、分析了用于飞轮储能系统中的机械轴承、永磁轴承、电磁轴承和超导磁轴承的优缺点,总结了国内外飞轮轴承技术的研究新进展.     

飞轮储能系统在汽车中的应用研究

随着世界能源危机和环境污染问题的日益严重,人们对汽车节能和减排的要求越来越高,采用储能飞轮进行汽车功率和能量的调节是一种有效的解决办法.近年来高强度的复合材料、低功耗磁轴承、先进的电力电子控制等一系列关键技术的发展,使得飞轮储能系统在汽车上的应用成为可能.详细介绍了飞轮储能系统的结构、原理和特点,总结了飞轮储能技术在汽车上的应用发展现状,指出了车用高速飞轮储能系统的应用存在的关键问题,为进一步研究提供参考.     

飞轮储能系统的动力学仿真分析

飞轮储能技术是一种新型的机电能量转换与储存系统,它具有大储能量、高功率、无污染、高效率、适用广、无噪声、长寿命等许多优点,具有广阔的应用前景。采用三维建模软件UG建立飞轮储能系统的三维模型,并且通过大型有限元分析软件ANSYS建立飞轮储能系统的有限元模型,然后对该飞轮储能系统进行模态分析和转子动力学分析,研究并得到飞轮储能系统的固有频率和相应振型、临界转速等动态特性,为飞轮储能系统的设计和结构优化奠定了基础。     

小卫星用反作用飞轮系统设计

考虑小卫星用反作用飞轮系统小型化的要求,提出了飞轮电机体积最小时的电枢尺寸确定方法,并设计了一种定子无铁芯式反作用飞轮系统。为防止磁路饱和,将多学科优化设计方法应用于飞轮转子结构和电机磁场联合设计中,并采用外罚函数法及序列二次规划算法(SQP)组合优化策略对飞轮系统进行多目标优化设计。选取飞轮转子质量最小和电机气隙磁通密度最大为优化目标,以最大等效应力、一阶共振频率、极转动惯量、磁饱和等作为约束条件,将iSIGHT软件作为优化平台,集成有限元软件ANSYS实现了优化过程,最后依据优化结果制造出飞轮样机。优化结果表明,优化后飞轮转子质量由0.73kg减小到0.67kg,减小了8.22%,气隙磁通密度由0.376T增大到0.401T,增大了6.65%。设计的优化方法提高了飞轮设计的合理性,推动了飞轮系统的小型化研究。     

风力发电系统中飞轮储能装置的控制分析

遵义市利用山高风大的优势建立了仙人山风电场项目。但风力发电有周期性和季节性,这对风力发电机是个较大的考验。现代技术的进步,催生了一项关键的技术,飞轮储能技术。该项技术将改善风电场发电系统的可靠性和稳定性。本文简要介绍了风电场中的飞轮储能系统相关研究历程,继而详细分析了飞轮储能系统的结构与原理,以及分析了相较于其他储能系统,飞轮储能系统的优势。最后,对飞轮储能系统与风电场协调控制策略进行了研究。     

飞轮储能装置储能状态控制研究

对飞轮储能装置性能的特点以及结构和储能原理进行了分析。对飞轮储能装置储能状态过程中如何提高系统所存储能量及能量存储效率作了具体分析。设计了复合控制方案对无刷直流电机进行调速,从而提高飞轮转速,增加系统存储能量。     

飞轮储能系统用无刷直流电机驱动系统的设计

飞轮储能是一种高效的能量储存方式,其中的双向能量转换系统是它的重要组成部分,关系着飞轮储能系统(FESS)能否可靠、高效的运行。针对某高速飞轮储能系统中的一体化永磁无刷直流电动/发电机驱动问题,首先在分析了无刷直流电动/发电机驱动理论的基础上,采用DSP作为控制核心、IPM作为主电路构建了一体化永磁无刷直流电动/发电机的驱动系统,然后在Matlab/Simulink中建立了该驱动系统的模型,并对其性能进行了仿真,提出并解决了PWM调节过程中电动/发电机电流上升过慢的问题;最后制作了驱动系统,完成了系统的运行实验,成功的将一体化电动/发电机驱动至10 500 r/min,并实现了发电运行。实验结果验证了驱动系统的可靠性。     

飞轮储能系统中高速电机转子的分析设计

为解决表贴式永磁电机在高速场合下运行的问题,针对高速发电/电动机的转子设计,对转子强度与转子涡流损耗两个问题进行了研究,对一台应用于飞轮储能系统中80 kW表贴式高速永磁无刷直流电机,使用解析法研究了过盈量、保护套筒厚度与转子机械性能之间的关系,开展了定子槽口宽度、气隙长度、护套厚度等参数对转子涡流损耗的影响,得出了减小定子槽口宽度、增加气隙长度、减小护套厚度可以降低涡流损耗的结论。在保证强度的前提下,进行正交分析,得出了一套可以降低转子损耗,提高材料利用率的优化的定转子方案。使用有限元法对方案进行了验证。研究结果表明,该转子设计合理可靠,可以满足设计要求。     

Flywheel energy storage system with a permanent magnet bearing and a pair of hybrid ceramic ball bearings

Journal of Mechanical Science and Technology - A flywheel energy storage system (FESS) with a permanent magnet bearing (PMB) and a pair of hybrid ceramic ball bearings is developed. A flexibility...     

一种基于飞轮储能系统的新型动态电压恢复器

为了克服传统动态电压恢复器无储能装置的不足,提出了一种基于飞轮储能系统(FESS)的新型动态电压恢复器(DVR)。根据飞轮充电要求,对DVR拓扑结构进行了研究,给出了DVR在不同工作模式下的控制策略:在飞轮充电过程中,采用脉宽调制(PWM)整流技术,实现了单位功率因数控制;在补偿电压暂降时,电机采用半桥能量回馈控制,以保持直流母线电压恒定,逆变器采用双环控制策略,补偿电压暂降的同时有效地抑制负载干扰和参数变化。实验结果验证了拓扑结构和控制策略的正确性。     

碰撞诱导解离和高能碰撞解离方式在褐藻胶寡糖结构分析中的比较和应用

利用组合式高分辨质谱仪（LTQ Orbitrap XL）对均一褐藻胶寡糖,包括甘露糖醛酸寡糖和古洛糖醛酸寡糖进行二级质谱分析,比较了常规的碰撞诱导解离（CID）和高能碰撞解离（HCD）在寡糖结构分析中的差异,并应用HCD技术分析甘露糖醛酸寡糖和古洛糖醛酸寡糖的结构差异。研究发现,HCD可避免CID中的1/3效应,而且可以提供更多的糖环断裂碎片信息,如^2,5A₂（m/z291）、^2,4A（m/z 235、411）、^2,5A脱水（m/z 101、277、453）以及Z₂脱羧碎片（m/z 307、483、659）等,进一步验证了Z₂脱羧碎片是区别甘露糖醛酸与古洛糖醛酸的特征碎片。同时,HCD能够提供丰富的裂解碎片信息,这为褐藻胶寡糖的结构解析提供了依据。     

Design of magnetically levitated rotors in a large flywheel energy storage system from a stability standpoint

The stability of flywheels in an energy storage system supported by active magnetic bearings (AMBs) is studied in this paper. We designed and built two flywheel energy storage systems (FESS) that can store up to 5 kWh of usable energy at a maximum speed of 18,000 rpm. One is optimized to store as much energy as possible, resulting in a flywheel with a strong gyroscopic coupling. The other has a much smaller gyroscopic coupling for ease of control. To analyze the stability of the system accurately, we derived the dynamic models of the rotor using finite-element method and integrated them with the models of the bearings, amplifiers, and sensors to obtain the simulation model of the system. We validated the model through experiments and compared the stability of these two systems.     

Microscopic approach to micromechanism of damage in spheroidal cast iron

In this work, the observations of the fracture surface after standard tensile tests of several kinds of spheroidal cast irons, ferritic and austempered ductile irons, have been carried out by means of scanning electron microscopy. The local crack path in the area of graphite (G)/matrix (M) interface has been analyzed as affected by a matrix phase composition and the austempering treatment parameters. The obtained results allowed identifying some determination factors for debonding mode at the G/M interface and their role in a final damage mechanism. Some microstructural details in the microregions composed of graphite and matrix showed that the G–M debonding mode in the separation area of the G/M interface seems to be controlled by macroscopic properties of the alloy and by the morphology of G/M interface. On the other hand, the internal destruction of graphite nodule has been mainly determined by a structure and anisotropy of graphite crystal lattice.     

A vertex microstrip detector of the SVD setup for experiments on the IHEP accelerator

A precision vertex microstrip detector has been developed for the spectrometer with a vertex detector (SVD) setup on which the properties of hadrons and short-lived unstable particles are investigated on the accelerator of the Institute for High Energy Physics. The structure and the design of the main detector components—microstrip sensors and an active target—are presented, as well as techniques for manufacturing them. The readout electronics, the data acquisition system, and its software are also described. The accuracy in determining the vertex position is 70–250 μm along the beam axis and 8–15 μm in a transverse direction at a throughput of 500–1000 events/s. Original Russian Text ? E.N. Ardashev, S.G. Basiladze, G.A. Bogdanova, M.V. Vasil’ev, V.Yu. Volkov, A.P. Vorob’ev, A.G. Voronin, S.N. Golovnya, S.A. Golubkov, S.A. Gorokhov, A.V. Gor’kov, Ya.V. Grishkevich, N.N. Egorov, V.B. Ezhov, P.F. Ermolov, E.G. Zverev, D.E. Karmanov, A.A. Kiryakov, Yu.F. Kozlov, V.A. Kramarenko, A.V. Kubarovskii, L.L. Kurchaninov, M.S. Levitskii, A.K. Leflat, S.I. Lyutov, V.Kh. Malyaev, M.M. Merkiv, A.A. Minaenko, G.Ya. Mitrofanov, V.V. Parakhin, V.S. Petrov, L.V. Pilavova, A.V. Pleskach, V.V. Popov, V.A. Sen’ko, A.I. Sidorov, M.M. Soldatov, L.A. Tikhonova, A.G. Kholodenko, Yu.P. Tsyupa, N.A. Shalanda, V.I. Yakimchuk, 2007, published in Pribory i Tekhnika Eksperimenta, 2007, No. 5, pp. 75–92.     

采用计算化学方法比较四种核苷的第一电离能

腺苷、胞苷、鸟苷和尿苷四种核苷在一定光频率辐照情况下会发生电离。本研究采用Gaussian03程序中的DFT/B3LYP/6-311G（基组）方法分别计算每个核苷的第一电离能Ei,根据Einstein光电效应公式计算电离时光辐射频率ν。计算结果为：腺苷、胞苷、鸟苷和尿苷电离频率分别是1.9384×1015Hz,1.9693×1015Hz,1.7640×1015Hz和2.0640×1015Hz。安全光辐照波长数值经计算是大于169.950nm。电离频率数据表明,尿苷具有最好光稳定性,鸟苷光稳定性最差。从而自计算化学角度开辟一条探寻发病机制新途径。