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当常用的飞轮储能电机介绍

时间:2021-09-11 07:23:11 来源:柠檬机械网 浏览量:0

常用的飞轮储能电机介绍

1异步电机

异步电机,又称感应电机,与传统的直流电1定要逐渐查找缘由机相比,它具有高效率、高能量密度、结构简单、运行可靠、成本低、易于维护等优点,常被用作电动/发电机,目前使用广泛的是三相笼型异步电机。

异步电机起动时,要求起动时间不可太长,起动电流不可太大。文献臣]在异步电机直接转矩控制技术的基础上,提出了两种起动方法:磁链优先法和斜坡函数法。通过比较结果表明:磁链优先法适合于起动过程快速的场合,斜坡函数法适用于起动电流小和起动过程平稳的场合。针对起动电流大和起动转矩小的问题,采取了一种新型预励磁复合控制方案,保证了起动过程无尖峰电流出现且输出转矩响应快。

当作为发电机运行时,感应发电机需要在定子处并联电容器。在空载情况下,用高速飞轮带动转子旋转,使转子的剩磁磁场“切割”定子绕组产生剩磁电动势,并联电容电流在定子绕组中产生与剩磁方向一致的增磁性定子磁场,增强了气隙磁场,最终输出足够高的有功功率。文献[4]介绍了异步起动/发电系统中的三个关键技术:发电状态下瞬时转矩控制技术、宽转速范围内恒压电功率技术和起动/发电状态下综合控制技术。但是,转速不高、电机重更便宜量和转子转差损耗大都是异步电机的缺点,也是选择异步电机作为飞轮储能电机时需要考虑的问题。

2开关磁阻电机

英国Leeds大学P.J.Lawrenson等人在20世纪90年代发表了题为《变速开关型磁阻电动机》的论文,至此开关磁阻电机逐渐成为研究的热点也越来越受到电动汽车、航空系统等领域的青睐。

双凸极结构开关磁阻电机的定、转子的凸极均由普通硅钢片或其它导磁材料叠压而成。定子有集中绕组,转子无绕组但装有位置传感器。三相以下的开关磁阻电机无自起动能力,所以一般都使用三相及以上结构的电机,并且其定、转子的极数也有多种不同的搭配,目前比较常见有四相8/6结构、三相6/4结构以及三相l2/8结构。比较了相数不同的开关磁阻电机的起动性能,得出了相数越大,电机的最小起动转矩会有所提高,负载能力会增大而波动会降低。图2为三相6/4结构的开关磁阻电机的结构原理图。

开关磁阻电机的工作原理是:当定子某相绕组单独通电时,相绕组产生作用于转子的磁场,磁通沿着磁阻最小的路径是闭合的,产生的转子切向磁拉力迫使转子极与临近定子极轴线重合,从而使转子转动。由于开关磁阻电机的转动方向总是与磁场轴线移动方浮球式液位开关当前仍占有主动位置向相反,控制定子绕组的导通顺序就可以产生连续转矩来维持电机顺时针或逆时针运转。

当由电动状态变为发电状态时,需要励磁,最终获根据实验机被检区间的力值得足够高的电动势,输出足够高的有功功率。如图2所示,即当主开关器件Sl、S2导通时,绕组从直流电源E吸收电能,而当Sl、S2关断时,绕组电流经续流二极管Dl、D2继续流通,并回馈给电源E。

相比较于其他电机,开关磁阻电机具有如下几方面的优点:功率电路简单可靠:容错性好、可靠性高:可控参数多、调整性能好:起动转矩高和起动电流低:在宽的转速和转矩范围内能保持很高的效率和较小的功耗:可以方便地实现四象限运行。

3永磁无刷直流电机

在目前大量的一体化电动/发电机中,效率高、体积小、重量轻、起动调速性能良好、改造方便、功率密度高的永磁无刷直流电机受到众多飞轮储能系统设计者的关注和研究。在永磁无刷直流电机结构中,电枢绕组安放于定子铁心中,永磁体固定在转子上,常见的转子结构类型有三种:表面粘贴式磁极、嵌入式磁极和环形磁极。与有刷直流电机相比,永磁无刷直流电机用转子位置传感器来检测永磁磁极的位置。

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