磁悬浮储能飞轮振动状态监测研究

针对磁悬浮储能飞轮系统的不平衡振动会影响转子稳定运转和系统正常工作的问题,对其扰动原因进行研究。通过建立含有转子不平衡量的广义干扰方程和磁悬浮飞轮动力学方程,对不平衡振动中的同频、倍频及模态分量进行理论分析。设计并实现了一套基于Lab VIEW-DAQ的磁悬浮飞轮振动状态监测系统,完成对储能飞轮振动信号的实时采集、处理和显示,实现了飞轮的振动状态监测,并对一台300 k W储能飞轮进行试验验证。针对储能飞轮工作的强电环境引起的信号噪声,对原始信号进行小波阈值消噪处理。对消噪后的振动信号进行频域分析,获取某一转速下飞轮的振动频谱图和不同转速下飞轮振动信号的三维瀑布图。试验结果表明,该飞轮振动频谱中存在稳定的飞轮旋转频率成分及其倍频分量。该系统操作简单,通用性强,具有一定的市场前景和应用价值。