磁悬浮储能飞轮状态监测系统

为保证磁悬浮储能飞轮安全稳定地运行，建立了一套磁悬浮储能飞轮状态监测系统。根据系统原理图，利用储能飞轮自身的传感器和变送器，加上隔离器、数据采集卡和上位机组成系统硬件。通过LabVIEW平台开发了磁悬浮储能飞轮监测软件。软件实现了数据采集、信号处理、转速计算、趋势图显示、时域分析、频域分析、轴心轨迹显示等功能，并能实时、定时、定转速地自动储存监测数据与图片。软件利用缓存程序设计，解决了高频次存储数据占用大量时间资源的问题。利用监测系统对500 kW-125 kW·h磁悬浮储能飞轮产品测试，测试结果指标正常，验证了监测系统的各项功能及系统的稳定性。     

基于粒子群算法的磁悬浮储能飞轮结构优化设计

对基于磁悬浮支承技术的储能飞轮进行了结构优化设计。以飞轮储能密度最大为优化目标,以飞轮在设计转速下需满足的结构强度、形态等方面要求为约束条件,建立了结构优化数学模型,并基于粒子群算法求得优化结果。同时还运用ANSYS软件对优化后的飞轮进行了有限元分析,与优化前相比,优化后飞轮的储能性能大大提高。     

磁悬浮飞轮储能装置的设计

设计了一种磁悬浮支承的飞轮储能装置,对飞轮结构与支承形式等进行了研究.将盘状飞轮优化为伞状飞轮,可以提高飞轮转动惯量;采用机械轴承与永磁轴承相结合,省去复杂的电磁轴承以及相关控制部分,飞轮在合适的转速下稳定旋转,并完成了样机的设计.该新产品的开发具有节能环保的意义.     

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。     

复合材料储能飞轮挠性结构振动的磁轴承控制

储能密度是储能飞轮的重要指标之一,选用碳纤维、玻璃纤维复合材料的储能飞轮可以有效提高储能密度,同时,选用磁悬浮支承则可以适应真空环境及减少损耗。但是,由此也增加了结构的复杂性,例如,连结飞轮转子中金属部件与复合材料之间的挠性薄壳轮毂具有不同于常规刚体飞轮的动力学模型特性。针对薄壳结构的模态振动特征与陀螺效应控制之间的矛盾,描述一种具有挠性结构储能飞轮的磁轴承控制方法。在模态分析的基础上,利用多通道添加相位整形的控制方法有效抑制了系统中的挠性结构的模态振动。试验结果表明,使用所设计的控制器,转子可平稳通过中心频率为340 Hz的轮毂——心轴挠性模态振动区域,运行转速475 Hz(28 500 r/min),轮缘最大线速度达到450 m/s,并成功实现飞轮的充放电过程。     

飞轮储能的两种支承结构比较分析

飞轮储能具有储能密度高、寿命长、不受充放电次数限制等特点,是目前最有发展前途的储能技术之一。分析了两种支承结构的飞轮系统形式,从理论分析上比较了两种不同的支承方式下飞轮系统的特点。结果表明,采用3自由度磁力轴承支承方式的飞轮系统具有良好的发展前景。     

基于HyperMesh的磁悬浮储能飞轮模态分析

以模态分析的相关理论为依据,在Hyper Mesh环境下建立了某磁悬浮储能飞轮模态分析模型,利用Radioss求解器求解并提取前6阶固有频率与振型。利用springs单元模拟磁轴承,利用bolt单元与接触单元contact装配零件使计算模型更加接近实际储能飞轮装置。利用单自由度法对系统进行实验模态分析。计算分析结果表明,磁悬浮储能飞轮在低频段的振动模态主要为转子的刚性偏转,在高频段的振动模态主要为定子弯曲与轴向上下振动、转子弯曲振动。模态分析结果为磁悬浮储能飞轮的动态性能研究、结构总体设计优化以及系统控制策略建立提供了重要理论依据。     

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.     

飞轮储能关键技术及应用发展趋势

飞轮储能作为一种新型的电能储备技术正受到越来越多的关注,它具有储能密度大、充电快、高效无污染、使用寿命长等优点,应用的范围遍及交通、供电、军工、航空航天等领域。介绍了飞轮储能系统的工作原理及常见的结构;从增加系统储能容量与降低损耗的角度出发分析飞轮储能系统的关键技术,其中对几种常用于飞轮储能的支承技术尤其是磁轴承技术进行了较为详细的阐述;基于该系统在不同领域内的优势,介绍了飞轮储能系统在国内外的应用;最后,根据目前飞轮储能技术的不足和市场的需求提出了其未来发展趋势。     

高速储能飞轮的设计与分析

本文主要分析和解决了用于车辆节能传动系统中的高速储能飞轮旨在追求以高的能量密度为目标的半径比选择、材料选择以及飞轮的尺寸设计等问题,并就储能飞轮的尺寸设计进行了举例说明。为高速储能飞轮的设计与分析提供了依据。     

新型高效飞轮储能技术及其研究现状

飞轮储能系统具有高比能量，高比功率，高效率，长寿命等优点，被认为是未来理想的储能装置。在对飞轮储能系统的工作原理进行一般性分析的基础上，对飞轮储能的关键技术作了较为详细的分析论述，最后介绍了飞轮储能的研究现状与应用前景。     

储能飞轮转子轴承系统动力学设计与试验研究

飞轮储能系统通过飞轮升速和降速来实现电能储存和释放,研究飞轮转子轴承系统固有频率预计、临界转速设计、动平衡等动力学问题。采用永磁轴承与螺旋槽动压轴承的混合支承方式,建立储能飞轮强度、动力学和充放电特性试验研究装置,进行了动平衡、阻尼支承调整、飞轮储能系统损耗和发电量测试等试验,试验飞轮达到设计转速42.0 kr/min,总储能497 W·h,从42.0 kr/min降速到13.8 kr/min,可用放电能达到290 W·h。     

复合材料储能飞轮结构强度技术研究进展

飞轮储能技术是一种具有广泛应用前景的先进技术，高强度、低密度的碳纤维、玻璃纤维复合材料是最合适的飞轮制作材料。国外采用先进复合材料试验飞轮边缘速度已超过1000m／s，飞轮储能密度接近360kJ／kg。目前，国内储能飞轮结构强度研究多侧重于理论计算与分析，尚需大力开展先进复合材料高速飞轮的制造工艺与旋转强度试验研究，为先进复合材料飞轮储能技术的工程化、实用化提供必要的实验基础。     

飞轮储能装置建模与振动仿真分析

以城际交通的动能制动回收飞轮储能装置为工程背景,分析地铁出站加速运行时,地面振动对飞轮储能装置转子的影响.首先,利用整体法和能量法,在定子基础振动和转子不平衡力的基础上,通过拉格朗日方程建立了包含飞轮电池基础振动的八自由度刚性模型.然后,利用MATLAB软件中的ode函数,进行模型仿真和分析.结果 表明,在外部激励和转子自身不平衡振动的影响下,转子会出现诸如概周期、混沌等丰富的非线性振动现象.转子在高速条件下还会出现"拍振"现象.磁悬浮转子的最大稳定转速为3980rad/s.当超过临界转速后,转子的振动幅值和共振频率会小幅度增大.     

车载飞轮电池的关键技术分析及其研究现状

介绍了车载飞轮电池的储能和运行机理,详细分析了飞轮材料、磁悬浮技术、电动/发电机和电力电子转换装置等关键技术的国内外研究现状,探讨了车载飞轮电池的动力学特性及车载飞轮电池的发展趋势。     

EV飞轮储能系统控制策略

为研究电动汽车飞轮辅助储能系统,对飞轮辅助储能系统中的控制系统进行了运动学控制策略分析,提出了位置环的PID控制策略,并对控制系统进行了硬件和软件的设计,在此基础上搭建了实验平台。基于MATLAB/Simulink进行实验平台的建模,对储能系统的位置估算方法、储能控制方法和释能控制方法进行仿真,通过对仿真结果的分析,研究储能飞轮转速、转矩的对比曲线,得出实际转速和估计转速基本一致。针对实验平台进行了转速控制实验并测试实验平台性能,结果显示PID控制策略可以消除系统2ms的控制延迟现象。该研究为以后飞轮储能装置在飞轮混合动力系统上的应用提供了一定的参考依据。     

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.     

飞轮储能系统推力盘布局优化分析

基于600 Wh飞轮储能系统对现有结构进行结构布局优化,提出了2种针对推力盘安装位置不同的飞轮储能系统的结构布局,利用ANSYS Workbench对3种结构进行结构力学分析。结果表明:吊装式结构的飞轮储能系统力学性能最差,嵌式结构的飞轮储能系统力学性能最好,夹式结构介于两者之间。这为今后的飞轮转子系统结构设计提供了参考与指导。     

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。     

储能飞轮风损的理论计算与试验研究

高速旋转的储能飞轮与真空室内的稀薄气体因摩擦而产生的能量损耗即风损,从理论上对飞轮转子外壁和端面与气体的摩擦损耗功率进行推导,得到了飞轮风损的计算公式,依据对计算结果的分析,提出降低飞轮风损的措施。在飞轮储能系统试验系统上进行的风损测试结果与理论计算基本相符。当真空低于0.01Pa时,试验复合材料飞轮的风损可以忽略不计。