飞轮储能的两种支承结构比较分析.pdfVIP

轮 储 鹾 响两种 支承 结 构 比较 分析水 口 刁焕勇 口 张锦光 武汉理工大学 机电工程学院 武汉 430070 摘 要 ：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。 关键词 ：磁力轴承 飞轮储 能 有 限元分析 中图分类号：THl22 文献标识码 ：A 文章编号：1000—4998f2011)09—0041—04 Abstract：Flywheelenergy storage system with hte characteristicsofhigh energy density，long service lifeand no restrictionsonhtenumberofchraginganddischragingisoneoftheeneryg storagetechnologieswiht bestgrowthpotentia1．The analysisontwosupportingstructuresintheflwyheelsystem hasmadeacomparisonofthechraacteristicsgivenbytheflwy heel system undertwodifferentsupportpatternsfrom theviewpointoftheoretical analysis．，r}leresultsshowthattheflwyheelsystem supposedby3DOFmagneticbearingpossessessoundpotentialfordevelopment． Keywords ：M agneticBearing FlywheelEnergyStorage FiniteElementAnalysis 飞 轮储 能 是 利 用 飞 轮 的旋 转 惯性 来 贮 存 能 量 。其 度磁 力轴 承 ，一个 径 向磁 力轴 承控 制径 向 自由度 ，一个 关键 在 于提 高飞轮转 速 ，随着转 速 的增 加 ，常规 轴 承无 3自由度 磁力轴 承控 制 轴 向和径 向 自由度 ．如 图 1 法支 承 。磁 力轴 承 具有无 机 械接 触 、无 磨 损 、无 需润滑 、 (b)所 示 。 ‘ 无污 染等 优 点 ，是 高速 飞轮转子 的理想 支承 。飞轮储 能 系统 的支 承方 式 主要有 3种方式 ：主动 磁悬 浮支 承方 式 、被 动 磁悬 浮支 承方 式 、机械支 承 和磁 悬 浮支 承 混合 的支 承方 式 …。 磁力 轴承 系统 中转 子要 实现 悬 浮需 要控 制 5个 方 向的 自由度 ，本文设计 了两种支承方式 的飞轮系统 ：① 采 用传统 的典 型磁 悬浮 支 承方式 ，两个 径 向磁力轴 承 控 制 径 向相互 垂直 的两 个方 向，一个 轴 向磁 力轴承 控 制轴 向 自由度 [引，如图 1(a)所示 ；②采用新颖 的3自由 十湖北省 自然科学基金资助项 目(编号：2009CDA028) 收稿 日期：2011年 3月 确定量 的变化 范 围 ，其 整个 的计 算量 也 大大 降低 。文 中 [3] 郭书祥，吕震宙，冯元生．基于区间分析的结构非概率可靠 的方 法 可依据 不 确定参 数 变化 范 围的可 信程 度 ．提 出 性模型[J]．计算力学学报，2001，18(I)：56—60． 一 定 的可 靠性 设计 指 标 。参数 的不 确定性 及 其 范 围的 [4] 郭书祥，张陵，李颖．结构非概率可靠性指标的求解方法[J]． 影 响 可直 接 由此设 计指 标来 控制 ．这不 仅减 少 了约 束