磁懸浮儲能飛輪強(qiáng)陀螺效應(yīng)的抑制研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、磁懸浮儲能飛輪作為一種新型儲能方式,具有儲能密度高、無污染、壽命長等優(yōu)點,在諸多領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)用前景。磁懸浮儲能飛輪需運(yùn)行在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的特性使控制其穩(wěn)定性成為運(yùn)行在高轉(zhuǎn)速下的特性使控制其穩(wěn)定運(yùn)行成為飛輪研究熱點。但由于飛輪轉(zhuǎn)子在高速下會產(chǎn)生強(qiáng)陀螺效應(yīng),對剛性模態(tài)下的轉(zhuǎn)子影響非常大,因此開展磁懸浮儲能飛輪的強(qiáng)陀螺效應(yīng)的研究及抑制工作對于提高飛輪儲能系統(tǒng)的效率具有重要意義。
  本文針對高速旋轉(zhuǎn)下磁懸浮飛輪的強(qiáng)陀螺效應(yīng)問題,分析了其

2、分散PD控制和交叉反饋控制抑制原理和方法,針對目前阻尼器與磁軸承異位安裝導(dǎo)致的檢測位移不一致問題,提出一種新型同位阻尼的磁軸承用于陀螺效應(yīng)的抑制,以此優(yōu)化陀螺效應(yīng)的振動抑制及致穩(wěn)問題。
  首先,介紹了磁懸浮飛輪的磁軸承系統(tǒng)基本工作原理,建立了單自由度和四自由度磁軸承動力學(xué)模型,闡述了陀螺效應(yīng)產(chǎn)生原理以及陀螺力矩對轉(zhuǎn)子的影響,提出結(jié)合阻尼作用力的分散PD控制和交叉反饋控制轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程并建立其控制方程。
  其次,基于考慮磁矢

3、位的電磁阻尼原理提出了一種新型同位阻尼模型,根據(jù)電磁場理論建立了新型同位阻尼磁軸承中的阻尼模型,并對阻尼特性進(jìn)行仿真分析和優(yōu)化,取得阻尼力的分布情況及與電流關(guān)系。同時,基于新型同位阻尼磁軸承進(jìn)行抑制陀螺效應(yīng)的控制系統(tǒng)建模,包括分散PD控制和交叉反饋控制模型,并對控制系統(tǒng)參數(shù)整定提出計算方法。
  最后,在MATLAB/Simulink環(huán)境下分別建立了新型同位阻尼磁軸承的分散PD控制和交叉反饋控制下仿真模型,取得阻尼抑制陀螺特性描述

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