飛輪儲(chǔ)能用高速永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、飛輪儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車儲(chǔ)能要求的一種有效方式，它具有高能量密度、高功率密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、能快速充放電、免維護(hù)和對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。電機(jī)作為飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)換的核心部件，其性能直接影響著整個(gè)飛輪系統(tǒng)的性能。隨著飛輪儲(chǔ)能密度的不斷增大，研制轉(zhuǎn)速高、效率高、體積小的高速飛輪儲(chǔ)能用電機(jī)對(duì)于飛輪儲(chǔ)能的發(fā)展至關(guān)重要。
　　飛輪儲(chǔ)能用高速永磁同步電機(jī)運(yùn)行于真空容器中，針對(duì)其特定的應(yīng)用場(chǎng)合和工作環(huán)境，會(huì)存在一些關(guān)鍵問(wèn)題需要

2、解決，本文分別從電機(jī)的設(shè)計(jì)方法、電磁損耗和溫升性能等方面展開研究與分析。
　　首先，從高速電機(jī)的應(yīng)用背景和設(shè)計(jì)指標(biāo)出發(fā)，對(duì)飛輪電機(jī)的總體方案進(jìn)行研究，給出了高速永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)方法；從電機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度和電磁性能綜合考慮，確定電機(jī)的主要尺寸，完成電機(jī)的磁路參數(shù)選取和護(hù)套的設(shè)計(jì)。對(duì)飛輪系統(tǒng)軸系的振動(dòng)模態(tài)和臨界轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，確保飛輪系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行。
　　其次，飛輪電機(jī)轉(zhuǎn)速高，在高頻供電電源的作用下，電機(jī)鐵心中的磁場(chǎng)分布復(fù)雜，鐵心損耗

3、成為電機(jī)的主要損耗。為了準(zhǔn)確計(jì)算飛輪電機(jī)高頻鐵心損耗，在分析對(duì)比現(xiàn)有鐵耗計(jì)算模型的基礎(chǔ)上，給出一種綜合考慮旋轉(zhuǎn)磁化方式和諧波磁場(chǎng)的正交分解模型，計(jì)算高速電機(jī)的高頻鐵心損耗。分析引起轉(zhuǎn)子渦流損耗的主要因素，探討電機(jī)槽口寬度、氣隙長(zhǎng)度、保護(hù)套材料及其厚度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子渦流損耗的影響。
　　然后，針對(duì)飛輪電機(jī)在真空高溫室內(nèi)散熱困難的問(wèn)題，對(duì)電機(jī)的水冷系統(tǒng)的冷卻水道進(jìn)行分析，選擇合適的水路結(jié)構(gòu)。建立真空環(huán)境中飛輪電機(jī)的等效熱網(wǎng)絡(luò)模型，并