[发明专利]一种储能式飞轮系统电机的设计方法

权利要求书

1.一种储能式飞轮系统电机的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、选取飞轮系统中的能量转换电机，并确定能量转换电机的种类、各部件的材料；

S20、根据步骤S10选取的能量转换电机，选取能量转换电机上包围在永磁体外周的护套的厚度，以及护套和永磁体之间的装配过盈量；

S30、确定好护套的厚度以及装配过盈量后，确定最轻量化的飞轮轴系尺寸参数。

2.根据权利要求1所述的一种储能式飞轮系统电机的设计方法，其特征在于：在步骤S10中，选择用永磁同步电机作为飞轮系统中的能量转换电机。

3.根据权利要求2所述的一种储能式飞轮系统电机的设计方法，其特征在于：永磁同步电机中的永磁体采用高强度非导磁的护套进行防护，采用硅钢片作为永磁同步电机的铁芯，采用铝镍钴永磁体作为永磁同步电机的永磁体。

4.根据权利要求1所述的一种储能式飞轮系统电机的设计方法，其特征在于：在步骤S20中，利用解析法选择能量转换电机护套的过盈量和厚度。

5.根据权利要求4所述的一种储能式飞轮系统电机的设计方法，其特征在于：通过对静态过盈压力公式和工作静压力公式进行解析；

静态过盈压力解析公式为公式(1)，

其中，E_m为永磁体的杨氏模量，v_m为永磁体泊松比，Ee为护套的杨氏模量，v_e为护套泊松比，r_mi为永磁体内环半径，r_m0为永磁体外环半径，r_ei为护套内环半径，r_e0为护套外环半径，r_mo-r_ei为静态过盈量；

工作过盈压力解析公式为公式(2)，

其中，u_ei为护套内径的径向扩张量，u_m0为永磁体内径的径向扩张量，(r_mo-r_ei)-(u_ei-u_m0)为工作时过盈量；

通过公式(1)、公式(2)的解析，确定护套的过盈量和厚度。

6.根据权利要求1所述的一种储能式飞轮系统电机的设计方法，其特征在于：在步骤S30中，从飞轮储能储能量需求、飞轮轴系材料的旋转强度、飞轮轴系的固有频率对工作转速的限制这三个方面，采用正交试验法选取多组数据进行试验，并从中选出最轻量化的那组数据作为飞轮轴系尺寸参数。