飞轮储能系统阻尼器动态特性参数测试研究

摘要

阻尼器是永磁-动压螺旋槽混合轴承飞轮储能系统轴系的重要组成部件，它的性能直接决定着储能飞轮转子系统的运动稳定性，因此，阻尼器的结构设计及其动态性能参数的测试是飞轮储能系统研发过程中的重要环节。本文设计了具有低频特性的悬吊式阻尼器，并完成了阻尼器动态特性参数的测试。论文的主要研究工作如下:
　　(1)研制了含滑动球铰和滚动球铰的悬吊式油阻尼器，分析了确保两种阻尼器能有效工作的磁轴承动、静子最小径向偏移量。分析表明:对于滑动球铰悬吊式阻尼器，磁轴承动子与静子的偏移量达1.3mm时，永磁轴承径向磁力可克服球铰副的静摩擦阻力，使阻尼器产生振动;磁轴承动子与静子的偏移量仅需要26μm，就可以使滚动球铰悬吊式阻尼器产生振动。
　　(2)建立了阻尼器动力学模型，理论计算了阻尼器的参振质量、刚度和阻尼系数，分析了润滑油粘度和半径间隙对阻尼器阻尼系数的影响。结果表明:阻尼器参振质量约为4.352Kg，刚度系数约为4.11×104N/m，油膜阻尼系数与粘度呈线性变化关系，与半径间隙呈非线性变化关系。
　　(3)给出了欠阻尼和过阻尼下阻尼器特性参数的识别方法。欠阻尼时，采用自由振动衰减法与导纳曲线分析法;过阻尼时，采用加速度导纳法。研制了阻尼器特性参数测试试验装置，完成了球铰球窝热处理对阻尼器的参振质量、刚度和阻尼系数的测试研究，测试了润滑油粘度和阻尼器半径间隙对阻尼器阻尼系数的影响。结果表明:阻尼器参振质量为4.139Kg，球窝热处理前，阻尼器刚度为6.942×104N/m，固有频率为20.62Hz，球窝热处理后，阻尼器刚度为4.295×104N/m，固有频率为17.26Hz，固有频率比球窝热处理前下降了3.36Hz，刚度系数下降了3×l04N/m。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状分析

1．2．1 油膜阻尼器

1．2．2 参数识别法

1．3 存在问题

1．4 本文的研究内容

第二章 阻尼器结构设计与特性分析

2．1 概述

2．2 阻尼器结构设计

2．2．1 滑动球铰阻尼器设计

2．2．2 滚动球铰阻尼器设计

2．2．3 阻尼器球铰结构形式比较分析

2．3 阻尼器动力学建模与特性分析

2．3．1 阻尼器动力学建模

2．3．2 阻尼器特性分析

2．4 本章小结

第三章 阻尼器动力特性参数识别方法

3．1 概述

3．2 欠阻尼参数识别法

3．2．1 自由振动衰减法

3．2．2 导纳曲线分析法

3．3 过阻尼参数识别法

3．4 本章小结

第四章 阻尼器动力特性试验研究

4．1 概述

4．2 阻尼器测试方案

4．2．1 瞬态激振测试

4．2．2 稳态激振测试

4．2．3 测试方案比较

4．3 结果与分析

4．3．1 阻尼器未注油试验测试

4．3．2 阻尼器注油试验测试

4．3．3 测试结果分析

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献