磁悬浮飞轮储能技术.pdfVIP

Academ ic 学 木 磁悬浮飞轮储能技术 266555 青岛滨海学院 山东青岛一付珍 ／陈璇 265118山东核电设备制造有限公司 山东海阳一王朋飞 摘要 ： 磁悬浮飞轮储能作为一种新型的储能方式 ，以其储能大、效率高、充放电快捷的特点 为解决目前存在的能源问题提供了有效地途径 本文主要阐述了磁悬浮储能系统的基本工作原理 ，介绍了飞轮转子、磁悬浮轴承、电机、电力系统及其它辅助机构的结构特点 ，在此基础上分 析了在电力调峰、不间断电源、混合动力汽车 ，卫星姿态控制等方面的应用 ，旨在使此项新技术得到进一步的开发与推广。 能源工业是现代文 明的支柱之一，是工业 ： 』 2 固态逆变器和轴位置检测器组成的电子换向器。 2 发展 的主体，也是 国民经济持续发展 的基础， 式中：I为飞轮的转动惯量， 为飞轮转 位置传感器用来检测转子在运动过程中的位置 ， 缺少能源，社会将很难发展，没有能源，人类 动的角速度。而我们常常将储能密度作为衡量 并将位置信号转换为 电信号，保证各相绕组的 将无法生存。能源成为整个人类所面临的重大 飞轮储能的重要技术指标： 的正确换向。 课题之一，在不断开发新能源的同时，如何更 ： 皇： 2．4．电力电子系统 有效地存储和利用现有的能源 已经被人们所 日 ， D 电力转换器是储 能飞轮系统的控制元件 ， 益重视。抽水储能、压缩 空气储能、超 导储能 式中，E为飞轮储存的动能，m为飞轮的质 它控制电机 ，实现电能与机械能的相互转换。 和磁悬浮飞轮储能是 目前具有工业化意义 的四 量， 为飞轮形状系数，o．-B为材料的强度， 转子的位置 由传感器来测量，并将位置信号反 种储能方式。而随着清洁生产和建设节约型和 p为材料的密度。 馈给控制器 ，控制器 的开关分时开断，以达到 谐社会的提上 日程，磁悬浮飞轮储能技术 以其 现代飞轮一般采用强度高、密度小的纤维 换向的 目的，当达到额定转速时，控制系统控 自身的优越性越来越受到人们的重视： (1)储 复合材料。复合材料飞轮转子 的形状主要有 多 制电机的速度和负载端的电压，并且具有调频、 能密度高，瞬时功率大； (2)充电时间短； (3) 层空心圆筒形、实心 圆盘、边缘型、等应力 圆 整流、恒压等功能。 容易测量电量和放 电深度； (4)不会因为放 电 盘和带式变惯量飞轮等。飞轮结构设计的基本 2．5．着陆轴承和真空装置 深度和放 电周期而影响其使用寿命和储能密度 原则就是：从满足实际应用出发 ，依据现有 的 着 陆轴承的主要作用是在静止或启动时支 (5)安装维护方便； (6)对环境要求小，对 技术条件，通过优化设计和实验使储能最大化 ， 撑转子，避免转子在高速运转时与定子意外发 环境影响小。 进而减少质量降低成本。 生碰撞而引起的毁灭性破坏。着陆轴承有球轴 对飞轮储能的研 宄和开发主要涉及 以下几 2．2．磁悬浮轴承 承和滑动轴承，球轴承的造价高并且寿命短， 个方面： (1)飞轮结构的优化设计和制造工艺； 目前飞轮可用的轴承主要有机械轴承、超 所以一般采用滑动轴承作为着陆表面。 (2)磁悬浮轴承的设计和实验研 究； (3)高 导磁悬浮轴承、电磁轴承、永磁轴承等 ，也有 真空装置的主要功能有：一是提供真空环 性能电机的研发； (4)高效的能量转换技术。 的是其 中2种方式的组合 。由于飞轮储