飞轮储能系统机电耦合非线性动力学研究[外文翻译].doc
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飞轮储能系统机电耦合非线性动力学研究[外文翻译],附件c：译文飞轮储能系统机电耦合非线性动力学研究鞠立华 蒋书运函授寄予南京（邮编210096）中南大学机械工程系蒋书运（email:jiangshy@seu.edu.cn）寄于2005.9.13收于2005.9.28摘要基于机电分析动力学基本原理，推导飞轮储能系统的动能、势能、稀土永磁无刷直流电动/发电互逆式电机的气隙...
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附件C：译文
飞轮储能系统机电耦合非线性动力学研究
鞠立华 蒋书运
函授寄予南京（邮编210096）中南大学机械工程系蒋书运（email:jiangshy@seu.edu.cn）寄于2005.9.13收于2005.9.28
摘要
基于机电分析动力学基本原理，推导飞轮储能系统的动能、势能、稀土永磁无刷直流电动/发电互逆式电机的气隙磁场能、耗散函数。并由广义拉格朗日－麦克斯韦方程建立永磁－机械轴承混合支承式飞轮储能系统的机电耦合非线性动力学数学模型。在推导适用于二阶多自由度常微分方程组的四阶隐式龙格－库塔(Runge-Kutta)公式的基础上，选用高斯－牛顿法求解飞轮储能系统机电耦合非线性动力学代数方程组，完成了飞轮储能系统的机电耦合动力学特性分析。并用实例表明下阻尼器阻尼系数、电机转子稀土永磁体剩余磁感应强度等参数是影响飞轮储能系统机电耦合共振的关键因素，它们的变化不仅影响系统振动的共振峰幅值大小，而且对系统振动的共振峰的前后平移直接相关；而系统的上阻尼器阻尼系数和支承刚度、下阻尼器支承刚度、工作电压等参数不是影响飞轮储能系统机电耦合共振的关键因素。它们的变化仅仅影响系统振
动的共振峰幅值大小。
【关键词】飞轮储能系统；机电耦合；机电分析动力学；拉格朗日－麦克斯韦方程；坐标轮换法
电能的新型转换型式与存贮方式是当今能源领域的研究热点问题。随着高强度纤维材料、低损耗轴承、电力电子学三方面技术的突破，飞轮储能技术正以其电能转换效率高、充放电快捷、不受地理环境限制、不污染环境、单位质量储能密度大等突出优势而倍受国内外学术界关注。展现了以下诸多方面诱人的应用前景，如电力调峰；电动汽车的飞轮电池；风力、太阳能、潮汐、地热等发电系统的不间断供电；低空轨道卫星电池；电磁炮、电化学炮和大功率电焊机等[1~3]。
近年来利用高速旋转的飞轮来储存能量已被广泛研究。美国马里兰大学致力于电磁悬浮飞轮储能转子动力学研究，将控制系统因素引入动力学模型，建立了电磁悬浮飞轮系统动力学运动微分方程式，采用实时仿真揭示动力响应与转矩之间
飞轮储能系统机电耦合非线性动力学研究
鞠立华 蒋书运
函授寄予南京（邮编210096）中南大学机械工程系蒋书运（email:jiangshy@seu.edu.cn）寄于2005.9.13收于2005.9.28
摘要
基于机电分析动力学基本原理，推导飞轮储能系统的动能、势能、稀土永磁无刷直流电动/发电互逆式电机的气隙磁场能、耗散函数。并由广义拉格朗日－麦克斯韦方程建立永磁－机械轴承混合支承式飞轮储能系统的机电耦合非线性动力学数学模型。在推导适用于二阶多自由度常微分方程组的四阶隐式龙格－库塔(Runge-Kutta)公式的基础上，选用高斯－牛顿法求解飞轮储能系统机电耦合非线性动力学代数方程组，完成了飞轮储能系统的机电耦合动力学特性分析。并用实例表明下阻尼器阻尼系数、电机转子稀土永磁体剩余磁感应强度等参数是影响飞轮储能系统机电耦合共振的关键因素，它们的变化不仅影响系统振动的共振峰幅值大小，而且对系统振动的共振峰的前后平移直接相关；而系统的上阻尼器阻尼系数和支承刚度、下阻尼器支承刚度、工作电压等参数不是影响飞轮储能系统机电耦合共振的关键因素。它们的变化仅仅影响系统振
动的共振峰幅值大小。
【关键词】飞轮储能系统；机电耦合；机电分析动力学；拉格朗日－麦克斯韦方程；坐标轮换法
电能的新型转换型式与存贮方式是当今能源领域的研究热点问题。随着高强度纤维材料、低损耗轴承、电力电子学三方面技术的突破，飞轮储能技术正以其电能转换效率高、充放电快捷、不受地理环境限制、不污染环境、单位质量储能密度大等突出优势而倍受国内外学术界关注。展现了以下诸多方面诱人的应用前景，如电力调峰；电动汽车的飞轮电池；风力、太阳能、潮汐、地热等发电系统的不间断供电；低空轨道卫星电池；电磁炮、电化学炮和大功率电焊机等[1~3]。
近年来利用高速旋转的飞轮来储存能量已被广泛研究。美国马里兰大学致力于电磁悬浮飞轮储能转子动力学研究，将控制系统因素引入动力学模型，建立了电磁悬浮飞轮系统动力学运动微分方程式，采用实时仿真揭示动力响应与转矩之间
