基于强度和磁密的永磁电机转子结构优化

永磁电机转子作为储能飞轮的核心部件,需要具有较高的磁性能同时要满足材料结构强度要求。本文针对此问题,采用了综合评分法来衡量电机转子的电磁特性和力学特性。通过五因素四水平16项组合的优化方案,调整电机转子铁心结构参数,求出了因素主次顺序和最优组合。试验结果表明,在电机气隙磁密的基波幅值不变的情况下,转子最大应力值由原来的407.8 MPa,降低到了325.9 MPa,安全系数达到了1.227倍,满足了电机转子强度的设计要求。本研究提出了一种基于强度和气隙磁密的永磁电机转子结构优化方法,通过综合评分法实现了电机转子的气隙磁密的基波幅值与最大应力的综合指标的最优化。该方法可以解决大功率储能飞轮高速电机转子结构强度问题,提供了理论方法解决方案。

大功率永磁盘式电机转子结构强度研究

本研究针对盘式电机转子在高速旋转时受到离心力破坏的问题,设计了一种基于储能飞轮转子结构的盘式电机转子结构。通过对比分析传统盘式电机转子结构强度,提出了利用储能飞轮转子材料高强度的特性来抵消电机盘与磁钢产生的离心力的方法,从而提高了盘式电机转子能够承受的最大转速上限。通过对不同转速下新式盘式电机转子结构的强度分析,得出转速与电机盘和转子的最大应力曲线图。结果表明,新式盘式电机转子结构理论最高转速分别是表贴式结构的4.3倍和内嵌式结构的2.7倍。为了进一步提高新式盘式电机转子结构的性能和可靠性,本文提出了一种新式盘式电机转子结构求解最优过盈量的计算方法。通过对比不同过盈量下静态与额定转速时电机盘与转子的安全系数,求出了过盈量最优值。本研究设计的新式盘式电机转子结构具有较大的实际应用价值,可以为储能飞轮等领域提供一种高性能、高转速的盘式电机转子解决方案。

磁悬浮储能飞轮状态监测系统

为保证磁悬浮储能飞轮安全稳定地运行,建立了一套磁悬浮储能飞轮状态监测系统。根据系统原理图,利用储能飞轮自身的传感器和变送器,加上隔离器、数据采集卡和上位机组成系统硬件。通过LabVIEW平台开发了磁悬浮储能飞轮监测软件。软件实现了数据采集、信号处理、转速计算、趋势图显示、时域分析、频域分析、轴心轨迹显示等功能,并能实时、定时、定转速地自动储存监测数据与图片。软件利用缓存程序设计,解决了高频次存储数据占用大量时间资源的问题。利用监测系统对500 kW-125 kW·h磁悬浮储能飞轮产品测试,测试结果指标正常,验证了监测系统的各项功能及系统的稳定性。

井下防爆无轨车制动强制冷却系统的设计

煤矿井下用防爆无轨胶轮车是现代化煤矿辅助运输的重要装备,一些煤矿井下巷道坡度大、距离长,车辆在重载下长坡的时候,驾驶员需要频繁踩制动来控制车速,制动系统的负荷比较大,制动器温度快速升高,温度过高会导致制动器失效,造成重大的安全事故。湿式桥强制冷却系统将制动器摩擦片浸在冷却油里,冷却油与散热装置间不断循环,将摩擦片产生的热量通过油液散出去,避免摩擦片高温,保证行车安全,解决该类问题。