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1、磁悬浮飞轮储能论文：磁悬浮飞轮转子的动态特性研究【中文摘要】飞轮储能作为一种古老的储能方式,以前由于很多瓶颈技术的限制,一直没有得到突破性的发展。到20世纪,由于复合材料的出现,磁悬浮技术的发展以及电力电子技术的发展使得飞轮储能将会给未来的储能形式带来一场革命。磁悬浮飞轮储能具有比能量高、比功率大、充放电快、寿命长、无任何废气废料污染等优点,使其具有广阔的研究和发展前景。磁悬浮飞轮转子稳定运行是飞轮能够储能最基本的条件,飞轮转子良好的动态特性可以充分发挥飞轮的储能优势。因此飞轮转子的动态特性研究是磁悬浮飞轮储能系统一项重要的研究内容。本文首先对磁悬浮飞轮储能系统进行了结构设计,其
2、中内容包括磁悬浮飞轮转子设计、磁力轴承设计、控制系统以及真空与密封装置的设计研究。对高速下的飞轮转子进行了应力分析,对磁力轴承的磁感线分布和所能产生的磁力进行了分析,对磁悬浮飞轮储能系统的设计理论进行了初步探讨。考虑陀螺效应以及传感器与磁力轴承非共点安装的情况下来建立磁悬浮飞轮刚性转子动力模型,在PD控制下分析了飞轮的涡动频率。以及采用传递矩阵法将飞轮转子看成是多质点的柔性转子,将轴上零件作为附加质量添加在轴上。计算飞轮自由转子和弹性支承(复刚度)下飞轮转子的临界转速及...【英文摘要】Flywheelenergystorageisanancientwayofenergystor
3、age.Thetechnologydidnothaveanybreakthroughbeforebecauseofmanybottlenecks.Until20thcentury,becausethetechnologyofcompositematerial,magneticbearingandelectronicshadenormousdevelopment,theflywheelenergystoragewouldbringarevolutionaboutthewayofenergystorage.Magneticflywheelbatteryhasadvantageofst
4、oringmoreenergythanchemicalbattery,fastcharginganddischarging,longlife,andwithoutanypollution,e...【关键词】磁悬浮飞轮储能动态特性陀螺效应【英文关键词】magneticflywheelenergystoragedynamiccharacteristicgyroscopiceffects【目录】磁悬浮飞轮转子的动态特性研究中文摘要4-5Abstract5-6第一章绪论9-211.1引言9-101.2飞轮储能系统的工作原理及应用领域10-141.2.1飞轮储能系统的组成及原理10-121
5、.2.2飞轮储能系统的应用领域12-141.3磁悬浮飞轮储能系统的国内外研究现状14-171.4磁悬浮飞轮转子动态特性的研究现状17-181.5本课题研究的目的和意义18-191.6论文的课题支撑及研究工作19-211.6.1本论文课题及设备支撑19-201.6.2本论文的主要研究工作20-21第二章磁悬浮飞轮储能系统结构设计与分析21-312.1磁悬浮飞轮储能系统的总体结构212.2飞轮储能实验装置结构设计21-282.2.1飞轮及飞轮转子22-252.2.2径向磁力轴承25-262.2.3轴向磁力轴承26-272.2.4保护轴承272.2.5壳体及其他结构设计27-282.3
6、真空装置28-302.3.1真空系统设计28-292.3.2密封结构29-302.5小结30-31第三章磁悬浮飞轮转子动力学模型及分析31-553.1引言31-323.2磁悬浮飞轮刚性转子动力学模型与分析32-393.2.1基本假设与系统坐标系323.2.2飞轮刚性转子的数学模型32-363.2.3飞轮刚性转子采用PD与PID控制36-383.2.4飞轮刚性转子涡动频率计算38-393.3磁悬浮飞轮柔性转子的动力学模型与分析39-543.3.1磁悬浮飞轮转子动力学分析的传递矩阵法39-403.3.2典型单元的传递矩阵40-433.3.3磁悬浮飞轮转子各截面的传递矩阵43-463.
7、3.4弹性支承下磁悬浮飞轮转子临界转速分析46-473.3.5支承跨距对磁悬浮飞轮转子固有频率的影响47-513.3.6悬伸长度对磁悬浮飞轮转子固有频率的影响51-533.3.7悬伸长度对磁悬浮飞轮转子固有频率的影响53-543.4小结54-55第四章磁悬浮飞轮转子稳定性研究55-704.1引言55-564.2PD控制时陀螺效应对系统零、极点的影响56-574.3采用交叉反馈解耦控制57-614.4线性二次型最优控制61-694.4.1状态空间表达式的推算624.4.2线性二次型
