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惜颜705

1】0                  杨立平等：飞轮储能系统能量损失研究现状分析                             第 5期
环等辅助系统的能量损失，根据飞轮储能系统各组成部分的功  擦损失研究，认为该损失与电机转速、气隙结构及转子表面粗糙
能，将飞轮储能系统能量损失分为飞轮运行系统能量损失和辅助  度等多种凶素有关 。
系统能量损失，如图2所示。                              基于上述研究可知，影响飞轮风损的主要因素在于转子的
                                        转速和真空壳体内的真空度，其次转子与侧壁间距离 ，转子上、
                                        下表面与真空壳体上 ，、下内壁间距离、及转子表面粗糙度也
                                        都会影响风损的大小。
                                        3．2机械轴承摩擦损失
                                           飞轮储能系统利用高转速飞轮的动能存储能量，霨要时
                                        将其转换为电能、高转速飞轮在磁轴承出现故障或磁轴承未启动
                                        阶鞵要有机械保护轴承支撑，某些系统则利用机械轴承和磁轴
                                        承联合支撑飞轮旋转，当机械轴承工作时，其能量损失主要是摩
                                        擦损失。论述常用的角接触球轴承和陶瓷轴承的摩擦损失研究现
          图2飞轮储能系统能量损失结构                状。
．2   
                                        3．2．1角接触球轴承摩擦损失
    由于执行元件较多，按学科将飞轮运行系统再分为机械损
                                           飞轮储能系统的机械保护轴承要选用既能承受径向力，又
失和电磁损失，电磁损失子单元包括磁轴承、电机、电力变换器的
                                        能承受轴向力，而且在能承受高转速的同时摩擦阻力小，基于以
损失，它们都与电磁利用率有关，电能损失或磁消耗主要以热量
                                        上条件，角接触球轴承便成为优先选择的机械轴承了81，如图3所
形式散发出去。机械损失子单元包括机械保护轴承损失和飞轮风
                                        示。此类轴承的能量损失同内外有少量文献进行了分析论述，土
损，角接触轴承、陶瓷轴承等机械保护轴承会与被支撑件产生摩
                                        耳其加济大学研究者分析了滚动体和保持架内部摩擦及振动力
擦，飞轮高速旋转过程中还会与周围介质产生摩擦31，因此 ，将这
                                        学模型 。国外某大学的学者考虑润滑参数，液体阻尼建立了准动
部分摩擦损失的能量归类为机械损失。辅助系统能量损失主要有
                                        态模型，结合模拟与实验分析，得柺主要的轴承能量损失是内
真空保持系统，冷却系统的能量损失，它们都被用于辅助和保证
                                        外环问不匹配所导致能量损失的结论  浙江大学研究者进行了
电机 、轴承、电力变换器等运行单元正常工作。
                                        详细的能量损失及摩擦力矩特性分析，指出主要影响角接触球轴
3飞轮运行系统机械损失研究现状                         承摩擦力矩的因素包括滚动体与滚道之间弹性滞后 、滚动体与滚
3．1储能飞轮风阻损失