磁懸浮飛輪儲能技術(shù).pdf

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1、Academic學(xué)木磁懸浮飛輪儲能技術(shù)266555青島濱海學(xué)院山東青島一付珍／陳璇265118山東核電設(shè)備制造有限公司山東海陽一王朋飛摘要：磁懸浮飛輪儲能作為一種新型的儲能方式，以其儲能大、效率高、充放電快捷的特點為解決目前存在的能源問題提供了有效地途徑本文主要闡述了磁懸浮儲能系統(tǒng)的基本工作原理，介紹了飛輪轉(zhuǎn)子、磁懸浮軸承、電機(jī)、電力系統(tǒng)及其它輔助機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點，在此基礎(chǔ)上分析了在電力調(diào)峰、不間斷電源、混合動力汽車，衛(wèi)星姿態(tài)控制等方面的應(yīng)用，旨在使此項新技術(shù)得到進(jìn)一步的開發(fā)與推廣。能源工業(yè)是現(xiàn)代文明的支柱之一，是工業(yè)：』2固態(tài)逆變器和軸位置檢測器組成的

2、電子換向器。2發(fā)展的主體，也是國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，式中：I為飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，為飛輪轉(zhuǎn)位置傳感器用來檢測轉(zhuǎn)子在運(yùn)動過程中的位置，缺少能源，社會將很難發(fā)展，沒有能源，人類動的角速度。而我們常常將儲能密度作為衡量并將位置信號轉(zhuǎn)換為電信號，保證各相繞組的將無法生存。能源成為整個人類所面臨的重大飛輪儲能的重要技術(shù)指標(biāo)：的正確換向。課題之一，在不斷開發(fā)新能源的同時，如何更：皇：2．4．電力電子系統(tǒng)有效地存儲和利用現(xiàn)有的能源已經(jīng)被人們所日，D電力轉(zhuǎn)換器是儲能飛輪系統(tǒng)的控制元件，式中，E為飛輪儲存的動能，m為飛輪的質(zhì)益重視。抽水儲能、壓縮空氣儲能、超導(dǎo)儲能它控制電

3、機(jī)，實現(xiàn)電能與機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換。和磁懸浮飛輪儲能是目前具有工業(yè)化意義的四量，為飛輪形狀系數(shù)，o．-B為材料的強(qiáng)度，轉(zhuǎn)子的位置由傳感器來測量，并將位置信號反種儲能方式。而隨著清潔生產(chǎn)和建設(shè)節(jié)約型和p為材料的密度。饋給控制器，控制器的開關(guān)分時開斷，以達(dá)到諧社會的提上日程，磁懸浮飛輪儲能技術(shù)以其現(xiàn)代飛輪一般采用強(qiáng)度高、密度小的纖維換向的目的，當(dāng)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時，控制系統(tǒng)控自身的優(yōu)越性越來越受到人們的重視：(1)儲復(fù)合材料。復(fù)合材料飛輪轉(zhuǎn)子的形狀主要有多制電機(jī)的速度和負(fù)載端的電壓，并且具有調(diào)頻、能密度高，瞬時功率大；(2)充電時間短；(3)層空心圓筒形、實心圓盤

4、、邊緣型、等應(yīng)力圓整流、恒壓等功能。容易測量電量和放電深度；(4)不會因為放電盤和帶式變慣量飛輪等。飛輪結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本2．5．著陸軸承和真空裝置深度和放電周期而影響其使用壽命和儲能密度原則就是：從滿足實際應(yīng)用出發(fā)，依據(jù)現(xiàn)有的著陸軸承的主要作用是在靜止或啟動時支(5)安裝維護(hù)方便；(6)對環(huán)境要求小，對技術(shù)條件，通過優(yōu)化設(shè)計和實驗使儲能最大化，撐轉(zhuǎn)子，避免轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時與定子意外發(fā)環(huán)境影響小。進(jìn)而減少質(zhì)量降低成本。生碰撞而引起的毀滅性破壞。著陸軸承有球軸對飛輪儲能的研宄和開發(fā)主要涉及以下幾2．2．磁懸浮軸承承和滑動軸承，球軸承的造價高并且壽命短，個方面

5、：(1)飛輪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和制造工藝；目前飛輪可用的軸承主要有機(jī)械軸承、超所以一般采用滑動軸承作為著陸表面。(2)磁懸浮軸承的設(shè)計和實驗研究；(3)高導(dǎo)磁懸浮軸承、電磁軸承、永磁軸承等，也有真空裝置的主要功能有：一是提供真空環(huán)性能電機(jī)的研發(fā)；(4)高效的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)。的是其中2種方式的組合。由于飛輪儲能設(shè)備境，降低風(fēng)損、提高效率，飛輪高速旋轉(zhuǎn)時，1．飛輪儲能的工作原理的旋轉(zhuǎn)摩擦損耗較大，普通機(jī)械軸承難以適應(yīng)周圍的空氣會形成強(qiáng)烈的渦流，造成巨大的空飛輪儲能的工作原理如圖1。飛輪系統(tǒng)有充現(xiàn)代飛輪的高速旋轉(zhuǎn)，所以使用非接觸軸承是氣阻力，會損耗飛輪的能量，這對

6、轉(zhuǎn)子的運(yùn)動電和放電兩種工作模式。在充電模式下，電機(jī)首選。磁懸浮軸承具有以下特點：非常不利；二是屏蔽事故，飛輪在高離心力作充當(dāng)電動機(jī)，從外部吸收電能使飛輪轉(zhuǎn)速提高，2．2．1．無接觸，無摩擦，使用壽命長；用下存在發(fā)生爆裂的可能性，因此真空罩兼起直至達(dá)到飛輪的額定轉(zhuǎn)速，由控制系統(tǒng)切斷外2．2．2．無需潤滑，并且可在高溫或極低溫安全保護(hù)的作用。部電源，將電能轉(zhuǎn)化為動能存儲起來；在放電等特殊環(huán)境下工作；3．飛輪儲能的應(yīng)用模式下，電機(jī)充當(dāng)發(fā)電機(jī)向外供電，當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)2．2．3．飛輪轉(zhuǎn)速只受離心力影響，圓周速3．1．電力工業(yè)的應(yīng)用速下降到最低轉(zhuǎn)速時由控制器停止放電，此

7、時度高。3．1．1．電力調(diào)峰。具有能量輸入、輸出快捷，存儲的機(jī)械能由電子轉(zhuǎn)換器輸出為機(jī)械能。磁力軸承傳感器檢測出轉(zhuǎn)子偏離參考點的轉(zhuǎn)換效率高，成本低，充放電快捷，不污染環(huán)位移后，控制器將檢測到的位移變換成控制信境等特點，被認(rèn)為是近期最有希望和競爭力的號，然后功率放大器將這一控制信號轉(zhuǎn)換成控新型調(diào)峰技術(shù)。制電流，控制電流在執(zhí)行電磁鐵中產(chǎn)生磁力使3．1．2．改善電力質(zhì)量。能彌補(bǔ)線路電壓不轉(zhuǎn)子維持其穩(wěn)定懸浮位置不變。穩(wěn)，平穩(wěn)電網(wǎng)，起到改善電力質(zhì)量的作用。2．3．電動機(jī)／發(fā)電機(jī)3．1．3．不間斷電源。飛輪具有大儲能量、電機(jī)選取的原則是具有較大的輸出功率和高儲能密

8、度、充電快捷等優(yōu)點，因此在不間斷轉(zhuǎn)矩，具有很高的能量轉(zhuǎn)換效率，空載損耗低，電源系統(tǒng)領(lǐng)域有良好的