飞轮储能用高集成度永磁偏置磁悬浮轴承及其零电流控制策略研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51307080
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0707.电能存储与应用
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

This project concentrates on new topology and zero current control strategy of permanent magnet biased magnetic bearing in flywheel energy storage system. The research work mainly include: 1. By means of magnetic circuit design and analysis, seek new topological structures of permanent magnet biased magnetic bearing which can control the displacement in five degrees of freedom and the circuits of radial magnetic field are fully decoupled for the purpose of the improving of integration level and system stability after the zero current control strategy is applied. The method and law of topological structure design are also explored. 2. Based on equivalent magnetic circuit method, the establishing method of high accuracy magnetic circuit model is explored. On this basis, the parameter optimization design method is explored according to specific constraint condition and optimization objective. The finite element simulation and experimental prototype test are used to verify the design results. 3. Complete dynamic simulation system is built which comprises of mechanism, electricity and magnetism. The method of accurate and rapid estimation of external load (or disturbance) is explored. The zero current control algorithms of two radial degrees of freedom are researched then. The validity and efficiency of these theories are verified by simulation, experiment and comparison with other permanent magnet biased magnetic bearing with coupled magnetic flux. The research results of this project will lay theoretical and technical basis for the design and application of new type permanent magnet biased magnetic bearing. It has important significance for the improvement of energy storage density and energy conversion efficiency of flywheel energy storage system.
本项目重点研究应用于飞轮储能系统的永磁偏置磁悬浮轴承的新型拓扑结构及其零电流控制策略。主要研究内容包括:1. 通过磁路设计与分析,以提高集成度和引入零电流控制后系统的稳定性为目的,探索能够实现五自由度主动控制且径向磁场的磁路无耦合的新型拓扑结构,总结拓扑结构的设计方法与规律。2. 基于等效磁路法,探析高精度磁路模型的建立方法,在此基础上,针对特定的约束条件和优化目标,探索本体参数的优化设计方法,并采用有限元仿真和实验样机测试对设计结果加以验证。3. 建立完整的机-电-磁动态仿真系统,探索外部负载(或扰动)的精确、快速辨识方法,研究径向两个自由度的零电流控制算法,通过仿真和实验以及与磁路耦合型永磁偏置磁悬浮轴承的比较,对理论的正确性和有效性加以验证。本项目研究成果能够为新型永磁偏置磁悬浮轴承的设计和应用提供理论和技术基础,对提高飞轮储能系统的储能密度和能量转换效率具有重要意义。

结项摘要

随着社会电气化程度的不断提高,人们对电能存储技术的要求越来越高,而利用飞轮来存储电能一直是电能存储技术研究的热点之一。与其他电能存储方式相比,飞轮储能具有使用寿命长、能量密度高、充放电循环次数高、安装维护方便、对环境基本没有污染等显著优点。基于以上优点,飞轮储能系统可用于提高电力系统的稳定性,改善电能质量;可作为电动车辆的动力电池,提高电动车辆性能,减少对环境的污染;可用于新能源发电领域,提高输出电能并网性能等等。因此,大力发展飞轮储能技术,在节能、发展新能源、智能电网、提高国家竞争力等各方面都具有重要意义。.本项目的研究内容包括:(1)永磁偏置五自由度磁悬浮轴承新型拓扑结构的研究。(2)新型拓扑结构磁路模型以及参数优化设计方法的研究。(3)永磁偏置磁悬浮轴承零电流控制策略的研究。.在项目研究年限内,对高集成度、低功耗永磁偏置磁悬浮轴承进行了深入系统的研究,解决了高集成度永磁偏置磁悬浮轴承的拓扑结构、参数优化设计以及零电流控制策略等关键问题,形成了具有原创性和自主知识产权的研究成果,拓宽了永磁偏置磁悬浮轴承的研究思路,为永磁偏置磁悬浮轴承在飞轮储能系统的广泛应用提供了技术储备。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
永磁偏置轴向磁悬浮轴承的类型划分与拓扑结构设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    微特电机
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梅磊;朱剑;张广明;王德明
  • 通讯作者:
    王德明
基于MRAS参数辨识的PMSM无速度传感器控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    电机与控制应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梅磊;朱晓虹;刘小俊;孙明山
  • 通讯作者:
    孙明山
基于全阶模型的异步电机磁链观测收敛性分析与对策
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    电工技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张广明;王德明;梅磊;欧阳慧珉
  • 通讯作者:
    欧阳慧珉
轴向磁通开关磁阻电机参数设计方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    电机与控制应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梅磊;范震乾;张广明;王德明
  • 通讯作者:
    王德明
基于模型参考自适应的永磁同步电机速度观测器中PI参数调节方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    电机与控制应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘小俊;张广明;梅磊;王德明
  • 通讯作者:
    王德明

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其他文献

基于S型曲线轨道的旋转起重机残留摆角抑制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    欧阳慧珉;张广明;梅磊;邓歆
  • 通讯作者:
    邓歆
永磁偏置磁轴承在线监测系统的研
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    微特电机,2006,34(12):7-9
  • 影响因子:
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  • 作者:
    赵旭升* 邓智泉;梅磊
  • 通讯作者:
    梅磊
全悬浮永磁偏置磁悬浮轴承电机系统的研究与实现
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    微特电机
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  • 作者:
    梅磊;张广明;王德明
  • 通讯作者:
    王德明
永磁偏置轴向径向磁悬浮轴承的研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    微特电机
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  • 作者:
    王德明;葛贝贝;张广明;梅磊
  • 通讯作者:
    梅磊
陆地棉植物络合素合酶基因的鉴定与功能预测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    棉花学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梅磊;李玲;肖钦之;陈进红;祝水金
  • 通讯作者:
    祝水金

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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