摘要：飞轮能量储存是一种物理储能方式，有使用寿命长、充放电效率高、造成污染少的优点，开始越发受到人们的重视。变惯量飞轮是由传统定惯量飞轮发展而来，有利于解决传统飞轮启动困难，能量难以回收的问题。传统被动式变惯量飞轮的构成简单，不用消耗额外能量就可以改变飞轮的转动惯量，缺点是使用时无法参考工作状态来调整。主动式变惯量飞轮采用主动控制系统来改变飞轮转动惯量，缺点是构造非常复杂且需要消耗大量的额外能量。针对这些问题，提出将磁流变液应用于变惯量飞轮。

磁流变液属于可以人工控制的智能流体材料，它的响应速度快，应用范围广。对比现有的各种变惯量飞轮的结构，设计出基于磁流变液的半主动式变惯量飞轮，该变惯量飞轮兼具二者的优点，不仅结构简单，而且可以适应复杂工况。根据力学模型建立了磁流变变惯量飞轮的转动惯量模型。最后分析了变惯量飞轮的相关参数，对磁流变变惯量飞轮的有效性进行研究，确定了该变惯量飞轮的可行性。

关键词：飞轮储能；磁流变技术；变惯量飞轮

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1研究背景及意义-1

1.2飞轮技术研究现状-2

1.2.1 飞轮储能研究现状-2

1.2.2 变惯量飞轮研究现状-3

1.3磁流变技术-4

1.3.1 磁流变技术的发展及研究现状-4

1.3.2 磁流变液的组成-5

1.3.3 磁流变液的工作模式-6

1.4本文主要研究内容-7

第二章 飞轮储能系统设计-8

2.1飞轮储能系统的工作原理及结构-8

2.1.1 工作原理-8

2.1.2 结构设计-8

2.2轴承-9

2.3电机-10

2.4电力电子控制装置和真空室-10

2.5本章小结-11

第三章  磁流变变惯量飞轮的设计-12

3.1 磁流变变惯量飞轮的结构-12

3.2磁流变变惯量飞轮的力学分析-13

3.3磁流变变惯量飞轮的转动惯量分析-15

3.4 本章小结-16

第四章  磁流变变惯量飞轮的参数分析-17

4.1磁流变液阻尼力的影响分析-17

4.1.1 转速上升阶段-17

4.2弹簧刚度的影响分析-23

4.2.1 转速上升阶段-23

4.2.1 转速下降阶段-25

4.3本章小结-27

第五章 总结-28

参考文献-29

致  谢-32