储能飞轮的转子动力学分析与测试试验

以250 kW/3 kW·h的磁悬浮储能飞轮为研究对象, 通过理论分析、仿真计算、测试试验相结合的方式, 研究储能飞轮转子系统的动力学特性.首先, 基于转子动力学有限元法的Timoshenko梁理论推导出了转子单元的运动方程.其次, 利用ANSYS软件分别对转子的临界转速和不平衡响应进行仿真有限元分析.最后, 通过径向磁轴承的传感器采集位移信号, 测试储能飞轮转子在升速过程中的振动波形, 验证转子的动力学参数及仿真分析结果的准确性.通过转子的频谱瀑布图和振动位移响应曲线, 与仿真分析的Campbell图和不平衡响应图进行对比.结果表明, 测试试验结果与仿真分析结果一致.通过研究储能飞轮转子的转子动力学特性, 设计出了合理的转子动力学的参数, 并得到了试验验证.