飛輪儲能是一種優(yōu)越的新型儲能技術(shù)。目前,飛輪儲能技術(shù)的應用領域已十分廣泛,在UPS、電力系統(tǒng)、混合動力機車等領域中均獲得了成功的應用。該系統(tǒng)主要包括儲存能量的飛輪、支撐飛輪的軸承、進行機電能量轉(zhuǎn)換的電動/發(fā)電機和電能轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)。普通的飛輪儲能系統(tǒng)由于機械軸承的摩擦,難以實現(xiàn)高效、長時間儲能,利用超導體則可以實現(xiàn)低損耗磁懸浮飛輪儲能。作為超導磁懸浮飛輪儲能系統(tǒng)的初步研究,本文的主要任務是對飛輪儲能系統(tǒng)的關鍵組件——飛輪轉(zhuǎn)子和超導磁懸浮軸承進行研究。為進一步的研究奠定了基礎,提供了方向和建議。本文首先對飛輪轉(zhuǎn)子進行數(shù)值和解析研究,并且對其結(jié)構(gòu)和材料組合進行優(yōu)化。論文以平面應力假設為前提,對單層結(jié)構(gòu)的飛輪轉(zhuǎn)子進行理論分析,并繪制了飛輪徑向應力、環(huán)向應力沿半徑的分布曲線圖。為了降低飛輪轉(zhuǎn)子的制造成本,提高飛輪轉(zhuǎn)子的儲能和材料利用率,本文以最大化儲能為目標函數(shù),對飛輪轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計,并獲得各種材料飛輪轉(zhuǎn)子的最優(yōu)內(nèi)徑和外徑尺寸。而后論文研究了超導磁懸浮軸承,文中首先介紹了超導磁懸浮軸承的工作原理。然后借助于Bean模型分析了懸浮力曲線的磁滯特性,并在此基礎上進一步分析了超導塊材大小與厚度... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

磁懸浮軸承示意圖

圖 2-1 軸對稱旋轉(zhuǎn)盤由于軸對稱，微元體各表面上沒有切應力，只有徑向應力和環(huán)向應力。于是根據(jù)力平衡條件 0r∑ F =，則有：( )2 22 sin 02rr rd dh ddr h dr r dr d hrd hdr hr d drdr drθσ θσ θ σ θ σ ρ ω θ + + + + = (2-3)由于dθ 是個微量，所以有sin2 2dθ dθ≈ 。整理式(2-3)，略去高階微量可以得到的平衡方程式[49]：2 20r rrd dyr r rdr y drθσ σ+ σ + σ + ρ ω= (2-4)對于等厚度的飛輪，h = const，因此 0dhdr= ，于是平衡方程(2-4)簡化為式(2-2 20rrdr rdrθσ+ σ σ + ρ ω= (2-5)

15（b） 環(huán)向應力分布曲線圖 2-2 不同半徑比飛輪應力分布曲線圖2）材料泊松比μ 的影響用推導出來的應力無量綱表達式(2-18)和(2-19)，設定內(nèi)外半徑比 α =松比為 0.1，0.3，0.6 的幾種典型材料進行了應力分布計算。如圖 2-3 所

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3280301