發(fā)布時間：2017-08-23 05:17

  本文關(guān)鍵詞：飛輪儲能系統(tǒng)電機(jī)與軸系設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 飛輪儲能 高速永磁同步電機(jī) 過盈配合 強(qiáng)度分析 模態(tài)分析 優(yōu)化設(shè)計(jì)

【摘要】：飛輪儲能系統(tǒng)以其效率高,儲能密度高,模塊性高等優(yōu)勢,具有廣闊的發(fā)展前景。在飛輪儲能系統(tǒng)中,能量轉(zhuǎn)換的高速電機(jī)的設(shè)計(jì)以及能量儲存載體飛輪的設(shè)計(jì)是決定儲能性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文從高速電機(jī)的電磁性能,機(jī)械強(qiáng)度以及飛輪軸系的設(shè)計(jì)入手,得到了一套滿足設(shè)計(jì)需求的飛輪儲能系統(tǒng)電機(jī)與飛輪軸系設(shè)計(jì)參數(shù)。本文設(shè)計(jì)選用永磁同步電機(jī)作為飛輪儲能用高速電機(jī),采用通用的高速電機(jī)設(shè)計(jì)流程,對電機(jī)的各個參數(shù)進(jìn)行了選取與設(shè)計(jì)。得到了設(shè)計(jì)方案。之后通過Ansoft RMxprt進(jìn)行快速建模并進(jìn)行磁路法計(jì)算,得到電機(jī)的基本電磁性能。接著導(dǎo)入到MAXWELL 2D Design進(jìn)行設(shè)計(jì)電機(jī)的場域分析。通過電機(jī)的性能參數(shù)分析發(fā)現(xiàn),電機(jī)設(shè)計(jì)方案能較好滿足需求。高速電機(jī)永磁體的保護(hù)一直是電機(jī)中機(jī)械強(qiáng)度的主要關(guān)注點(diǎn)之一。本文利用解析法,分別分析了過盈量對于永磁體強(qiáng)度的影響關(guān)系,選取了合適的過盈量;之后計(jì)算分析了護(hù)套厚度對于護(hù)套強(qiáng)度的影響關(guān)系,選取了合適的護(hù)套厚度。最后利用ANSYS Workbench進(jìn)行了有限元計(jì)算,并對解析法與有限元法的結(jié)果進(jìn)行了對比,互相驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的正確性。最后從飛輪儲能儲能量、飛輪軸系材料的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度、由于不平衡偏心引起的軸應(yīng)力以及飛輪軸系的固有頻率對工作轉(zhuǎn)速的限制四個方面入手,研究了飛輪儲能軸系尺寸參數(shù)與上述四個因素的關(guān)系。最后以輕量化為目標(biāo),這四個因素為約束條件,對飛輪軸系尺寸參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)分析。得到了一套滿足設(shè)計(jì)要求的輕量化飛輪軸系尺寸參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：飛輪儲能 高速永磁同步電機(jī) 過盈配合 強(qiáng)度分析 模態(tài)分析 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH133.7
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 概述10-11
• 1.2 飛輪儲能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 電力電子變換裝置11-12
• 1.2.2 支撐系統(tǒng)12
• 1.2.3 飛輪本體12-13
• 1.2.4 飛輪儲能高速電機(jī)13-14
• 1.2.5 真空室14
• 1.3 國內(nèi)外飛輪儲能系統(tǒng)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀14-15
• 1.3.1 國外飛輪儲能系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國內(nèi)飛輪儲能系統(tǒng)研究現(xiàn)狀15
• 1.4 論文的主要工作及結(jié)構(gòu)安排15-17
• 2 飛輪儲能用永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)17-31
• 2.1 材料選取17-20
• 2.1.1 鐵芯材料選取17-18
• 2.1.2 永磁材料的選擇18-20
• 2.2 電機(jī)主要參數(shù)的確定20-22
• 2.3 極對數(shù)的選取22
• 2.4 永磁體充磁方式22-23
• 2.5 永磁體厚度,氣隙長度的確定23-24
• 2.6 槽數(shù)的設(shè)計(jì)24
• 2.7 繞組設(shè)計(jì)24-26
• 2.8 繞線以及槽尺寸設(shè)計(jì)26
• 2.9 磁路法計(jì)算26-27
• 2.10 電機(jī)的有限元仿真27-30
• 2.11 本章小結(jié)30-31
• 3 永磁體護(hù)套過盈配合應(yīng)力分析31-45
• 3.1 永磁體護(hù)套過盈配合解析計(jì)算31-40
• 3.1.1 過盈配合壓力計(jì)算31-33
• 3.1.2 永磁體應(yīng)力分布33
• 3.1.3 護(hù)套的應(yīng)力分布33-34
• 3.1.4 靜態(tài)過盈量對永磁體,護(hù)套強(qiáng)度的影響34-40
• 3.2 護(hù)套厚度對護(hù)套強(qiáng)度的影響40-42
• 3.3 設(shè)計(jì)方案的有限元分析42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 4 飛輪儲能軸系設(shè)計(jì)45-64
• 4.1 儲能量要求45-47
• 4.2 材料滿足高速旋轉(zhuǎn)下的應(yīng)力要求47-53
• 4.3 軸強(qiáng)度要求53-57
• 4.4 軸系模態(tài)分析57-60
• 4.5 飛輪參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)60-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 5 總結(jié)與展望64-66
• 5.1 全文總結(jié)64-65
• 5.2 展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 作者簡歷68

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 阮軍鵬;余利斌;;飛輪儲能系統(tǒng)發(fā)電運(yùn)行控制研究[J];東北電力技術(shù);2007年11期

2 朱桂華;劉金波;張玉柱;;飛輪儲能系統(tǒng)研究進(jìn)展、應(yīng)用現(xiàn)狀與前景[J];微特電機(jī);2011年08期

3 李，

本文編號：723192