THE CALCULATION METHOD OF FLYWHEEL MOMENT OFINERTIA OF CRANE MECHANISM

The origin and substance of the tlywheel moment calculation method of inertia mo ment of crane mechanism are set forth comprehensively and systematically in this paper, that is, the nucleus or the focus ofmoment of inertia calculation is the problem of calculating convertible tlywheelmoment. It is much better for the calculation of flywheel moment of loading move mass of lifting, traveling and rotating mechanism using the low of conservation of energy, the theorem of kinetic energyfor that of radius - changing mechanism, and the law of conservation of energy for that of all parts of gearing mechanism.

基于永磁变频调速的飞轮储能调相机建模与控制方案研究

针对大量可再生能源并网引起电网惯量支撑不足的问题,构建了一种基于永磁变频调速的飞轮储能调相机模型,并制定了控制方案。在调相机转子配置永磁变频调速的飞轮系统,利用飞轮动能提升调相机的惯量功率响应能力,且可不改变调相机的电网接入方式和快速励磁能力。构建了永磁调速电机及飞轮储能调相机的电磁和机械模型,建立了包含调相机和变频器的双通道耦合功率输出模型,进而提出了基于永磁变频调速的飞轮储能调相机的调频功率控制方案。通过在典型应用场景下的仿真,验证了该方案的可行性与有效性。

飞轮储能虚拟同步机动态特性及对电力系统频率的改善分析

“双碳”目标提出后,可再生能源发电持续增加,传统火电机组占比下降,电力系统惯量降低,频率安全面临挑战。飞轮储能虚拟同步机(VSG)具备快速响应和惯量支撑能力,能够改善电力系统频率特性。本工作首先建立飞轮储能VSG模型,分析其在不同阻尼状态下的动态响应特性,验证了飞轮储能VSG的惯量和快速响应优势,并确定2.5 MW/0.5 MWh飞轮储能阵列VSG的最佳控制参数。随后建立含飞轮储能VSG的电力系统频率响应扩展模型,阐述飞轮储能VSG的惯性响应和调频能力,并在Matlab/Simulink环境中对某区域电力系统进行仿真分析,验证飞轮储能VSG调频辅助和惯量支撑作用,能够抑制电力系统在功率扰动时的频率跌落,抬升频率最低点,改善电力系统频率恶化现状。

一种机电混合模拟惯性试验台飞轮组合系统研制与应用

为满足某型航空惯性试验台惯量配置需求,设计了一种新型飞轮组合系统,将轴承安装于选择飞轮内部,减少了轴承座数量,使用销轴啮合、分离选择飞轮与主飞轮,安装方便,操作简单。该系统同拨叉离合机构相比,有效降低了飞轮系统的轴向空间尺寸,轴系结构简单,加工精度要求低,经济性好。

储能系统参与风电机组调频应用分析

储能系统在参与风电机组调频应用中,发挥旋转备用的作用,通过其快速响应、双向调节、不受机组运行状态约束的技术优势,缓和风力发电和负载之间的不平衡。通过分析风电机组调频及储能系统参与风电机组调频特性,开展储能系统参与风电机组正阻尼功率调节和阻止系统频率突变能力的测试。结果表明,储能系统参与风电机组调频可以有效平抑功率波动,具有良好的调频特性。

基于飞轮储能的直流微电网虚拟惯量自适应控制策略

系统功率突变时,飞轮储能采用传统控制未能提升直流微电网潜在惯性,导致母线电压动态性能和稳定性差。提出一种基于改进下垂的自适应虚拟惯量控制策略,通过构建电压变化率和下垂截距调整量的线性关系,实现虚拟惯量控制,并采用嵌套幂函数的双曲正切函数实现自适应调节。经改进后的惯量控制可充分利用转子动能,提供可变的惯性支撑,有效抑制直流电压波动。最后通过MATLAB/Simulink仿真对比另两种惯量控制策略,验证了所提方法的有效性。

自动机械变速器试验技术及联调试验台设计

结合实际项目,设计了自动机械变速器(AMT)联调试验台系统.运用汽车动力因数计算车辆等效质量,提出分段模拟车辆行驶阻力试验方案,对飞轮系统进行优化设计,实现了AMT联调试验台可变惯量的模拟加载与匹配.实际应用表明,AMT联调试验台系统符合使用要求.

车辆制动器试验台惯性飞轮的优化组合设计

在车辆制动器试验台惯性飞轮组的设计过程中,若不考虑装拆和调整,可以很容易地进行组合设计,满足试验标准要求,但那样的设计在实际中是无法应用的。本文介绍了一种既满足试验标准要求,又容易装拆和调整的车辆制动器试验台惯性飞轮的优化设计方法。

汽车制动器试验台飞轮组及其装卸系统设计

为准确、有效地检测制动器综合性能,采用惯性飞轮对汽车行驶惯量进行模拟,模拟的惯量大小应在一定范围内可调并达到相应的精度要求。文章严格参照国家制动器试验标准和性能要求,对汽车制动器性能试验台的飞轮组及其装卸系统设计进行研究,介绍了一种对飞轮组进行优化重组的方法,并对其装卸系统进行详述。利用该系统能够对飞轮组合进行调整,以模拟各试验所需的不同惯量。经实际应用验证,该系统能够满足试验标准要求,并且装拆与调整便捷。

底盘测功机惯量电模拟方法的研究和实现

针对传统底盘测功机惯量模拟装置存在振动噪声大、体积大、模拟精度不高及不能实现惯量无级调整等缺点,用加载电机代替原有的机械飞轮,分析了惯量电模拟的理论基础,推导出惯量电模拟时加载电机所需的动态补偿转矩。分析了惯量电模拟的实现方法,并在DCG-10E型底盘测功机上进行了汽车的加速性能试验和滑行试验。试验结果表明:在采用惯量电模拟时,底盘测功机的测试精度提高了4.4%,说明惯量电模拟方法是可行的。

基于负载电压阶跃试验的发电机组转动惯量辨识方法

简述了发电机组转动惯量、惯性时间常数和飞轮转矩的物理定义及其对电力系统稳定分析计算的作用和影响。分析推理了PSASP、PSD-BPA和PSS/E发电机模型中采用的惯量参数及相互之间的转换计算方法。从小干扰稳定分析的数学模型出发,推导了发电机组机械惯性参数与本机振荡频率的关系,并在此基础上将现场甩负荷试验和仿真计算相结合,提出了一种基于发电机负载电压阶跃试验的转动惯量仿真辨识方法。最后,基于一台600 MW汽轮发电机组为实际计算范例验证了该方法的有效性和适用性。

一种新型转盘式变惯量飞轮的设计与仿真

文章在分析当前飞轮技术的基础上,提出了一种通过转盘的高速转动实现飞轮转动惯量的高频脉动变化的新型转盘式变惯量飞轮。文章首先对转盘式变惯量飞轮的实现方法和组成结构进行了设计和分析,再通过ADMAS构建虚拟样机进行仿真分析,比较了理论分析与ADAMS仿真结果,得到两者能吻合较好的结论,表明了转盘式变惯量飞轮在总体方案上的可行性。最后对转盘式变惯量飞轮的应用进行了分析,说明了该技术在节能和储能技术等方面具有较好的应用前景。

混合惯量模拟试验台架设计方法的研究

文章论述了车辆制动器综合性能测试中的混合惯量模拟试验台架的动力学模型。根据对动力学模型的分析,提出了以电机功率最小为选择原则的试验台架设计方法。并阐述了基于误差最小和惯量最小原则的电机功率和系统惯量调整方法。通过计算和比较,验证了方法的可行性和适用性。文章论述的方法对其它大惯量台架的电机选型和惯量选取同样具有指导意义。

变惯量飞轮振摆在液压激振中的应用

针对现有液压激振装置利用液压阀的阻尼效应来控制振动存在理论能效非常低的问题,提出了一种基于变惯量飞轮振摆的液压激振方法。将振体与作动缸活塞杆连接,液压马达传动轴与变量飞轮连接,作动缸与液压马达结成闭式液压回路。振体振动时带动作动缸输出交变压力油,驱动液压马达和飞轮振摆。由于飞轮的转动惯量能按照振体的运动相位指令变化,故在振摆过程中飞轮和振体之间能形成动量循环,并藉此强化振动。这种动量循环激振没有节流损失,节能效果明显。构建了液压激振系统的数学模型,并对其动力学性能进行了理论分析和Matlab仿真验证。结果表明,变量飞轮激振效果与作动缸工作面积、液压马达排量及飞轮惯量调节系数等结构参数有关,在适当条件下激振效果明显。

基于Pro/E的400t冷剪机的飞轮优化设计

冷剪机是冶金行业轧钢生产工艺中用于剪切定尺棒材的机械设备。由于冷剪机在工作过程中存在着巨大的尖峰载荷,所以在动力传递路线的高速轴上需要安装一飞轮。而合理设计飞轮的大小及其转动惯量是降低电机所需功率,改善机械传动构件和电机工作状况的关键。文中通过建立机构剪切模型,对所需飞轮的转动惯量进行了计算。在此基础上,利用Pro/E对飞轮进行了三维实体造型和结构优化设计,可直接获得飞轮的转动惯量。经比较,二者在数值上非常接近,表明文中的设计与计算方法是正确的。通过对飞轮的结构优化,使飞轮的质量减少了近四分之一。

双质量飞轮性能参数优化设计方法

双质量飞轮用于降低汽车传动系统怠速工况和常速行驶工况下的扭转振动.在怠速工况下发动机、双质量飞轮与传动系统组成的多质量扭振模型的基础上,建立了双质量飞轮第1、2阶设计模型,并推导出双质量飞轮转动惯量、怠速级扭转刚度与系统固有频率的关系,结合减振原理,建立了其转动惯量分配和怠速级扭转刚度的设计方法;根据双质量飞轮的工作原理,推导出行驶级扭转刚度与发动机最大转矩、怠速级扭转刚度的关系,并以避免低速区和常速区动力传动系统发生主谐次扭转振动为目标,建立了多级扭转刚度的设计与优化方法.发动机的扭振试验验证了设计模型和设计方法的正确性,怠速工况下第1阶固有频率降至7.9,Hz,行驶工况下双质量飞轮对发动机速度波动衰减了80%左右.

周向弧形弹簧双质量飞轮设计方法研究

根据周向弧形弹簧式双质量飞轮结构及工作原理，基于怠速工况和正常行驶工况下所建立的发动机、双质量飞轮与动力传动系统的多质量扭振模型，提出了周向弧形弹簧式双质量飞轮第1级扭转刚度的取值方法以及双质量飞轮转动惯量分配方法。根据弧形弹簧的布置形式，分析了第2级扭转刚度与第1级扭转刚度的关系，提出了第2级扭转刚度的取值方法。采用普通离合器式扭转减振器，动力传动系统在怠速工况下第1阶扭振频率在15～20Hz之间，与发动机怠速接近，容易发生扭振。利用此方法为某轿车设计了周向弧形弹簧式双质量飞轮，并对该车的动力传动系统进行了模态分析与振动试验验证。研究结果表明：怠速工况下，第1阶扭振频率降至9Hz，远低于怠速；正常行驶工况下，在正常行驶速度范围内未发生立谐次扭振，并对发动机的速度波动削减了67％，具有良好的减振效果。

复合材料储能飞轮应力位移场分析及与均质材料飞轮比较

根据非均质各向异性弹性理论建立了复合材料飞轮的计算模型,得到了复合材料飞轮在工作转速情况下应力和位移计算的解析公式,给出了任一点的径向、环向应力及径向位移。并按照所建立的计算模型对不同材料对应力、位移分布的影响进行了分析比较。

行星飞轮式滚珠丝杠惯容器设计与特性分析

为提高滚珠丝杠型惯容器的惯容系数与飞轮质量之比(惯-质比),提出了行星飞轮式滚珠丝杠惯容器设计方案。建立了惯容器力学模型,研究了惯容器各结构参数对飞轮惯-质比的影响规律,通过增加行星轮数量或厚度、减小销轴半径等提高行星轮自转惯量占飞轮总惯量比重的方法,有效提高了惯-质比;根据行星轮数量、厚度和销轴半径,计算得到最优的行星轮与外齿圈齿数比,令惯-质比达到最大。对比了行星飞轮和传统单飞轮惯容器的力学特性,表明在同等飞轮径向尺寸下,行星飞轮可获得更大惯-质比。最后通过试验,验证了理论分析的正确性。

变量飞轮脉动激振液压振动系统的建模与仿真

提出了一种变量飞轮辅助液压激振方案,即采用变量飞轮-液压马达-液桥辅振回路与液压激振主回路动力耦合,利用飞轮转动惯量变化和液桥的整流作用使飞轮脉动旋转,进而在飞轮和振体之间形成动量循环,强化振动。构建了系统数学模型并进行了仿真和动量循环能效分析。理论分析和MATLAB仿真表明,变量飞轮激振效果与系统频率特性和飞轮动力学特性有关,合理选择回路力学参数和控制方式可获得明显的激振与节能效果。