双定子实心转子盘式异步飞轮电机新型等效电路模型分析

双定子实心转子盘式异步飞轮电机具有可高速运行、可靠性高、结构简单、成本低等优点,可作为低成本的飞轮储能系统中电动/发电机用。该电机的等效电路模型与参数对于性能分析、推导控制策略至关重要。针对该电机的结构特点,根据实心转子内磁场分布规律,采用分环分层法以及表面阻抗理论推导了一种新型等效电路模型,该新型等效电路模型相比于传统T型等效电路模型,考虑了双定子绕组间耦合关系对性能的影响,具有更高的精确度。设计了一台5kW,7100r/min的原理样机,验证所提新型等效电路模型的正确性与有效性。

自轴承式双定子实心转子盘式异步飞轮电机设计

自轴承式双定子实心转子盘式异步飞轮电机(DSSRAFIM)具备双定子盘式电机与实心转子异步电机的结构特点,基于其结构特点,研究了该电机的设计方法。为将DSSRAFIM内三维分布的电磁场等效为二维分布,采用了改进的分环法,将其等效为一系列宽度相等、长度递增的双初级钢次级直线电机。通过建立双初级钢次级直线电机模型,分析实心转子厚度、气隙长度等关键尺寸参数对DSSRAFIM运行性能的影响。且分析得到了轴向磁拉力、电磁转矩与定子电流的关系,研究表明该电机除提供稳定转矩外,还能同时提供稳定可控的悬浮力,实现自轴承运行。