600Wh飛輪儲能系統(tǒng)的電磁軸承結構設計.pdf

1、電磁軸承是一種新型、高性能軸承,其特點是轉軸與電磁軸承之間不存在直接接觸、無摩擦損耗、不需潤滑,對環(huán)境無油污染,為高速大承載飛輪儲能系統(tǒng)的研究提供了技術支持。本論文以600Wh飛輪儲能系統(tǒng)試驗樣機為應用背景,根據樣機性能技術指標,結合樣機轉子系統(tǒng)的支撐布局、軸系結構,開展了徑向、軸向電磁軸承的結構設計及優(yōu)化研究。
　　首先,對600Wh飛輪儲能系統(tǒng)樣機支撐系統(tǒng)進行方案設計,根據飛輪轉子軸系的結構特點,展開了支承系統(tǒng)總體布局的研究,

2、并進行了輔助支撐系統(tǒng)的設計。基于磁路法建立了電磁軸承電磁力數學模型,依據數學模型分析研究了結構參數和控制參數對電磁力產生的影響方式及規(guī)律。依據樣機系統(tǒng)性能對支撐系統(tǒng)提出的運行參數指標和結構布置等約束條件,展開了徑向、軸向電磁軸承結構設計,確定了電磁軸承的結構參數。同時,對初始設計方案中的相關裝配及制造工藝對電磁軸承的性能影響因素進行了分析,并提出了解決方案。
　　其次,本文通過ANSYS電磁場有限元分析模塊,結合電磁軸承結構參數和

3、電流控制參數,建立了徑向電磁軸承有限元模型。并模擬分析了不同電流加載控制模式對徑向電磁軸承內部的磁場分布、磁場耦合的影響機理;加工工藝孔對徑向電磁磁軸承內部磁場耦合影響規(guī)律。磁場分布和磁耦合可以反映磁力的變化規(guī)律。建立了不同氣隙比的軸向電磁軸承模型,得到了軸向電磁軸承內部磁場分布;分析了不同氣隙比參數下,軸向電磁軸承的漏磁現(xiàn)象和漏磁程度,揭示了漏磁導致軸向電磁軸承的徑向和軸向電磁力形成力耦合現(xiàn)象,尋找了較為合適的氣隙比結構參數,以減輕漏