飛輪電池能量轉(zhuǎn)換理論及其應用研究.pdf

1、飛輪電池是一種新型的機械儲能裝置，它由于具有儲能密度高、使用壽命長、工作溫度范圍寬、效率高、儲能狀況容易測量、無污染等優(yōu)點而日益受到人們的關注。 飛輪電池的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是其實現(xiàn)可靠“充電”和“放電”的關鍵裝置。 論文首先結(jié)合飛輪電池驅(qū)動電機的具體要求，分析了幾種可用作飛輪電池驅(qū)動電機的特點，通過比較，選用永磁同步電機作為飛輪電池的驅(qū)動電機。針對飛輪電池的結(jié)構(gòu)特點，提出了兩種適用模型：外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)模型和盤式結(jié)構(gòu)模型，并對其進

2、行了比較，在分析了永磁同步電動機數(shù)學模型及其控制策略的基礎上，對5KWh 飛輪電池的“充電”狀態(tài)進行了實例計算。 其次，針對飛輪電池用永磁同步電機，對飛輪電池能量轉(zhuǎn)換原理進行了深入的分析，提出了可實現(xiàn)飛輪電池能量轉(zhuǎn)換的三種方案，并對其進行了比較，重點分析了采用PWM 變流器模式實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的原理。分析了電壓型PWM（Pusl WidthModulation）的工作原理及其數(shù)學模型，應用MATLAB 對其進行了仿真研究。分析了空間

3、電壓矢量PWM 控制理論、空間電壓矢量原理和開關作用時間與開關區(qū)間判斷方法。 然后，對飛輪電池的應用進行了深入的研究，分析了飛輪電池在分布式風力發(fā)電系統(tǒng)中的應用，分別介紹了飛輪電池在能量儲存和改善電能質(zhì)量方面的作用，利用能量守恒定理建立了采用飛輪電池的分布式風力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學模型，通過對采用飛輪電池進行能量儲存和電壓調(diào)節(jié)的分布式風力發(fā)電系統(tǒng)的仿真分析，驗證了采用飛輪電池對分布式風力發(fā)電系統(tǒng)在延長供電時間和改善電能質(zhì)量方面有顯著的