电动汽车磁悬浮飞轮电池储能系统设计

为了提高电动汽车动力蓄电池能效,增加电动汽车的启动功率,设计了一种电动汽车用五自由度主动悬浮控制的磁悬浮飞轮电池储能系统,阐述了系统的悬浮控制原理,并结合一种数字比例—积分—微分(PID)控制算法建立了该磁悬浮飞轮径向单自由度传递函数。仿真分析了该传递函数的频谱特性及飞轮转子的运动轨迹曲线,实现了对磁悬浮飞轮电池样机30 000r/min的旋转实验。实验结果表明:该磁悬浮飞轮转子可以高速稳定旋转,具有良好的储能能力;可以辅助电动汽车原动力蓄电池工作,有助于提高原动力电池的充放电性能以及延长原动力蓄电池的使用寿命。

磁悬浮飞轮储能设备在UPS系统中的应用研究

磁悬浮飞轮储能设备是指在磁悬浮真空环境下通过高速运转的飞轮来储存能量的装置,具有能耗低、无污染和寿命长等优点,在后备油机及高低压配电系统能快速响应的前提下可完全替代铅酸蓄电池作为UPS系统的新型后备电源。目前,该技术及产品在国外大型数据中心应用广泛,但在国内还比较少见。随着我国通信行业特别是数据中心节能减排问题提上日程,飞轮储能设备将在中国数据中心建设中大显身手。文中通过搭建一套由后备油机、高低压配电设备、UPS主机、飞轮设备及假负载组成的供电系统进行实地联动测试,并分析了在UPS供电系统中利用飞轮设备替代铅酸蓄电池的可行性,最后给出了该技术和产品在中国推广应用的一些建议。

飞轮材料对磁悬浮轴承转子系统动态特性的影响

为了解磁悬浮轴承转子系统动态特性,进而对其结构进行优化设计,建立了磁悬浮轴承转子系统的动力学模型,假设磁轴承是具有一定刚度的弹簧模型,以7075铝合金材料飞轮为突破口,利用ANSYS Workbench进行转子系统的模态分析,得到了转子的固有频率和振型;并针对不同飞轮材料对转子系统固有频率的影响规律进行对比研究,得出7075铝合金作为飞轮材料优于其他3种合金材料的结论,为转子系统的结构设计和优化提供了重要参考。

一种磁悬浮飞轮特定参数摄动鲁棒控制方法

针对磁悬浮飞轮位移刚度参数相比其他参数更容易发生摄动问题,在闭环状态矩阵为正规矩阵的约束下优化特征值对位移刚度的敏感度,根据最优特征值求解全状态反馈控制器参数。为了实现无状态观测器的全状态反馈控制,将控制模型增广至非最少状态空间,全部状态变量可由控制对象的输入、输出量直接计算得到。为了进一步提高鲁棒性,将等价干扰信号补偿方法应用于优化后的控制系统。仿真结果表明:位移刚度摄动达到标称值70%时,状态增广后的闭环系统仍然能够镇定系统,并且对位移刚度摄动的适应性更好,调节时间也更短;闭环系统最靠近虚轴的主导特征值离虚轴越远控制器对参数摄动的适应性越好,但控制所需能量代价越大;信号补偿方法可以在不改变主导特征值的前提下提高控制器对参数摄动的适应性。

某磁浮飞轮转子系统有限元分析

为更好地分析计算磁浮飞轮转子系统的动力学特性,对其进行有限元仿真.基于已有的磁浮轴承控制律,根据相关参数计算出转子系统平衡位置处的线性化位移刚度,建立弹性支撑的磁浮飞轮转子有限元模型,用ANSYS对转子进行模态分析,研究支撑刚度和离心应力对转子系统模态和频率的影响.结果可为磁浮飞轮的信号测试和模态控制提供参考.

超导磁悬浮储能及姿控飞轮的永磁结构仿真

针对一种微小卫星使用的超导磁悬浮储能及姿控飞轮结构,采用H方法(以磁场强度H作为独立变量)对飞轮的永磁结构转子与超导结构定子进行了耦合磁场分布和悬浮力的仿真分析。通过对比3种尺寸相同但构型不同的永磁结构,确定采用悬浮力最大且敏感元件区域磁场强度最小的Halbach构型作为飞轮转子的永磁结构。通过调整Halbach构型的中心磁体宽度和高度,并保持永磁结构的总体尺寸不变,以悬浮力最大为优化目标,兼顾敏感元件区域的磁场强度,获得了结构最优的Halbach构型永磁结构,计算悬浮力大小约1 084 N。

电动车辆磁悬浮飞轮储能双向变换器的死区补偿

电动车辆磁悬浮飞轮储能电池的充放电过渡态很快,其双向PWM变换器的死区会给飞轮电动机带来输入谐波、脉动转矩等负面作用,采用适宜的变换器死区补偿控制是实现飞轮高速稳定运行和能量有效转化的关键。在对车载磁浮飞轮装置的系统构成、功率匹配和死区机理的分析基础上,通过对其双向变换器的过渡时态、死区系数和补偿方法的研究,提出一种优化的动态对称死区补偿法。该方案基于变换器在旋转坐标系下的电流矢量方向判断,确定补偿方向并使指令PWM波形对称于开关周期的中心;得出基本电压矢量作用时间的算式并进行试验。研究结果表明:调整补偿深度可优化飞轮双向变换器的补偿效果;该方法解决了相电流波形的交越失真问题,抑制电动机的转矩脉动,有助于磁浮飞轮变换器实现可靠的能量转换。

磁悬浮飞轮储能技术UPS及连续供电

文章介绍了无蓄电池、绿色环保的磁悬浮飞轮储能技术UPS电源系统,是在线互动式的UPS电源系统。这是一种新型的储能技术,很有发展前途。

免蓄电池磁悬浮飞轮储能UPS产品的介绍

本文详细介绍了美国Active Power公司的免蓄电池磁悬浮飞轮UPS产品,阐述了其工作原理、特点和优势以及主要电气性能指标,并通过实际应用证实了其优越性。