基于磁懸浮電機飛輪電池電磁傳動與支承設(shè)計.pdf

1、飛輪電池突破了化學(xué)電池的局限，具有大能量密度、高效、清潔以及長壽命等一系列特有的性能，在某些方面逐漸成為代替化學(xué)電池的重要新型電池之一。隨著新型高強度材料、磁懸浮支承技術(shù)和電力電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展，飛輪電池在電動汽車、電力系統(tǒng)、儲能電源以及航空航天等領(lǐng)域也迎來了新的發(fā)展契機。本文對飛輪電池結(jié)構(gòu)方案、磁懸浮軸承支承系統(tǒng)以及飛輪電池用磁懸浮開關(guān)磁阻電機進行了研究。
　　本文主要研究內(nèi)容與成果有以下幾個方面：
　　提出了一種新型的飛

2、輪電池結(jié)構(gòu)，電池采用徑向斥力永磁軸承、軸向卸載永磁軸承與低損耗三自由度交直流混合磁軸承組合使用的磁懸浮軸承支承方案，將外轉(zhuǎn)子單繞組磁懸浮開關(guān)磁阻電機鑲嵌于飛輪轉(zhuǎn)子中，同時實現(xiàn)了飛輪電池在軸向與徑向上的被動承載與主動控制。
　　針對本文的飛輪電池設(shè)計要求，對徑向斥力永磁軸承和軸向卸載永磁軸承進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計與參數(shù)計算，推導(dǎo)了永磁軸承的磁力模型，確定了其結(jié)構(gòu)尺寸，利用有限元仿真對設(shè)計結(jié)果進行了仿真驗證，研究了永磁體結(jié)構(gòu)參數(shù)對徑向斥力永磁

3、軸承和軸向卸載永磁軸承承載力的影響。
　　針對本文確定采用的低損耗三自由度交直流混合磁軸承，對低損耗三自由度混合磁軸承進行了選型比較，推導(dǎo)了低損耗三自由度交直流混合磁軸承的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計了低損耗三相交直流混合磁軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)，最后，基于Matlab與Ansoft模型分析了懸浮力與控制電流以及轉(zhuǎn)子偏移量之間的關(guān)系。
　　提出了飛輪電池用外轉(zhuǎn)子單繞組磁懸浮開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)，建立了外轉(zhuǎn)子單繞組磁懸浮開關(guān)磁阻電機的數(shù)學(xué)模型，在數(shù)學(xué)模