《飛輪儲能用新型磁懸浮無軸承異步電機系統研究》是依託江蘇大學，由楊澤斌擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：飛輪儲能用新型磁懸浮無軸承異步電機系統研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊澤斌
- 依託單位：江蘇大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
飛輪儲能是實現能源高效利用的有效手段之一，已成為動力電池研究領域的主攻方向。項目針對飛輪儲能系統中傳動電機高速運行及飛輪轉子懸浮支承等技術難題，結合無軸承異步電機和磁軸承優勢，提出一種新型磁懸浮無軸承異步電機系統，用於飛輪儲能系統的懸浮支承和能量轉換。該磁懸浮無軸承異步電機系統由兩台單繞組混合轉子無軸承異步電機和一台軸向磁軸承融合而成，具有高功率密度、高功率因數、高可靠性、低功耗、低成本等優點。本項目旨在研究結構新穎合理的磁懸浮無軸承異步電機基本原理與拓撲結構；建立其最佳化設計、性能參數計算、數學建模、仿真分析的一般方法；研究不同運行模式下系統懸浮/電動/發電運行的多目標協調控制；分析系統容錯性能，揭示其故障診斷與容錯控制的一般規律；搭建基於dSPACE實驗系統，進行實驗驗證。本項目的研究，將為新型磁懸浮系統的套用提供理論和技術基礎，為提升飛輪儲能系統整體研究水平及自主創新能力提供有益幫助。
結題摘要
飛輪儲能是實現能源高效利用的有效手段之一，已成為動力電池研究領域的主攻方向。項目針對飛輪儲能系統中傳動電機高速運行及飛輪轉子懸浮支承等技術難題，提出一種新型高效的磁懸浮無軸承異步電機傳動系統，用於飛輪儲能系統的懸浮支承和能量轉換。 經過4年研究與實踐，課題組完成了既定研究計畫和任務，在特定對象飛輪儲能用磁懸浮無軸承異步電機(Bearingless Induction Motor，BIM)新型拓撲結構與參數設計、非線性智慧型控制、懸浮系統容錯控制、高速轉子振動抑制、無速度感測器高效運行及高品質數字控制集成系統實現等方面開展了研究工作。 相關成果獲2016年江蘇省科學技術三等獎1項、教育部發明二等獎1項；發表學術論文47篇，其中SCI收錄24篇、EI收錄13篇，申請發明專利20項，其中授權10項。課題負責人入選江蘇省“333高層次人才培養工程中青年學術帶頭人”、江蘇省“六大人才高峰”資助對象和“中國博士後特別資助”對象。主要工作如創新性成果如下： 1、設計了一種無機械摩擦、結構簡單緊湊同時能夠產生徑向力與軸向力的新型磁懸浮飛輪儲能用BIM，並開展電磁參數最佳化計算，外協完成樣機加工。 2、揭示了飛輪儲能用磁懸浮BIM系統多變數、非線性和強耦合特性，提出並實現了基於模型預測控制理論、滑模變結構、自抗擾理論、懸浮系統容錯控制等磁懸浮無軸承異步電機系統非線性智慧型控制方法，實現了其高性能控制。 3、提出了兩種不同補償準則下的BIM懸浮轉子振動補償控制策略，有效實現了轉子振動抑制，提高了懸浮性能。 4、攻克BIM系統運行控制中轉速檢測的難題，實現磁懸浮無軸承異步電機系統低成本無感測器高效運行。 5、設計並開發基於TMS320 DSP的BIM系統全數字控制系統，同時，基於C語言設計開發了數字控制系統的模組化軟體程式，不僅提高了系統運行效率，而且增強了程式可移植性和通用性。 本項目的研究，將為新型磁懸浮系統的套用提供理論和技術基礎，為提升飛輪儲能系統整體研究水平及自主創新能力提供有益幫助。
