飛輪儲能系統(tǒng)用感應子電機的研究.pdf

1、能量存儲是能源系統(tǒng)中的一項關鍵性技術，是實現(xiàn)能源高效利用的重要途徑；如何實現(xiàn)高效率、高功率密度、高可靠性的能量存儲，一直是國內(nèi)外學者的研究熱點。在目前的各種能量存儲技術中，飛輪儲能技術以其原理簡單、易于控制等優(yōu)點而備受關注。在飛輪儲能系統(tǒng)中，電能和機械能的轉換是以電機及其控制為核心來實現(xiàn)的，飛輪電機的性能對整個飛輪儲能系統(tǒng)的性能具有較大的影響；感應子電機具有結構簡單可靠、適合高速運行、空載損耗低等優(yōu)點，在飛輪儲能系統(tǒng)中顯示出廣闊的應用前

2、景，因而開展飛輪儲能系統(tǒng)用感應子電機的研究對于實現(xiàn)高效能量存儲具有重要意義。
　　在對飛輪儲能系統(tǒng)用電機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行綜述的基礎上，本文以感應子電機作為研究對象，對其結構和機理進行了研究，建立了感應子電機的數(shù)學模型，并對電樞反應進行了分析。由于結構的特殊性，感應子電機的氣隙磁場為單極性磁場，并且直軸電樞反應磁場中含有一個直流分量。
　　采用三維有限元法對感應子電機內(nèi)的電磁場進行了計算和分析；在此基礎上，對感應子電機的勵

3、磁繞組進行了設計；實驗測試了感應子電機的空載特性和負載特性。
　　在分析感應子電機磁場的基礎上，提出了感應子電機的二維簡化模型，并計算了電機的磁場分布、氣隙磁密和磁鏈，說明了此二維模型簡化的正確性；然后應用該模型計算了轉子幾何參數(shù)對感應子電機性能的影響。結果表明，轉子齒張角主要影響氣隙磁密的最大值，轉子槽深主要影響氣隙磁密的最小值。
　　由于直流偏磁作用，感應子電機的鐵耗及其分析具有特殊性。分析了直流偏磁對鐵心材料磁特性的影