基于磁懸浮電機飛輪電池電磁傳動與支承設計.pdf

1、飛輪電池突破了化學電池的局限，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、磁懸浮支承技術和電力電子技術的蓬勃發(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域也迎來了新的發(fā)展契機。本文對飛輪電池結構方案、磁懸浮軸承支承系統(tǒng)以及飛輪電池用磁懸浮開關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、輪電池結構，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，將外轉子單繞組磁懸浮開關磁阻電機鑲嵌于飛輪轉子中，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構設計與參數(shù)計算，推導了永磁軸承的磁力模型，確定了其結構尺寸，利用有限元仿真對設計結果進行了仿真驗證，研究了永磁體結構參數(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，推導了低損耗三自由度交直流混合磁軸承的數(shù)學模型，設計了低損耗三相交直流混合磁軸承的結構參數(shù)，最后，基于Matlab與Ansoft模型分析了懸浮力與控制電流以及轉子偏移量之間的關系。
　　提出了飛輪電池用外轉子單繞組磁懸浮開關磁阻電機結構，建立了外轉子單繞組磁懸浮開關磁阻電機的數(shù)學模型，在數(shù)學模