Rubotherm高压磁悬浮天平，吸附研究，技术资料干货！！！
微机差热天平 HCT-1/2型仪器特点1、微机差热天平是国内体积最小的、容机电及气氛控制为一体的整体化仪器，减少信号损失，减少干扰。2、样品在仪器上方，操作方便。3、微机差热天平采用热惰性的小型化加热炉，从室温开始就能保证对样品进行线性升温，升温控制采用微机软件PID算法，比硬件PID控制系统更准确。4、完善的三路稳压、稳流气氛控制系统，可以在实验过程中变换气体种类。5、从微量样品到大型样品均可满足，差动型TG—DTA最大样品可达200㎎（更换大热电偶，最大样品可达5g）），可满足各种样品在不同条件下的测试要求。6、增加气流调节装置，在升温过程中可使热浮力引起的表面增重减到最小。7、智能化软硬件设计，使测量过程自动完成，并自动绘图，利用软件功能可完成DTA常规数据相互里；特殊数据处理（DTA 面积及热焓计算；动力学参数计算；数据比较）。8、智能化系统采集试样过程中，根据输出信号大小可变换量程。9、微机差热天平是国内唯一可由用户利用标准试样进行温度、差热各项校正的仪器，减少仪器误差。10、USB或串行通讯接口，方便与笔记本电脑连接。11、自动化控温软件功能强大而灵活，用户界面友好，具有丰富的数据分析并能可灵活的进行温度程序设定。主要特征1、微机差热天平在数据采集过程中差热基线可利用软件自动调节，使视图效果、分析效果更好。2、热重基线初始位置可以设置调节。3、微机差热天平具有差热、热重基线校正功能。4、软件可对温度分段校正，清除热电偶误差。5、对于加热过程中，由于空气密度变化产生的表现增重可以自动扣除。6、多种算法计算活化能、动力参数、反应峰面积等。仪器指标 温度范围：HCT—1为室温-—1150℃、HCT—2为室温—1450℃ 温度准确度：±0.1℃ 升温速率：0.315℃/min—80℃/min 天平测量范围：1㎎—200㎎ 天平灵敏度：0.1ug 测量范围：±10uv—±1000uv DTA解析读：0.005℃ DSC方式数据采集分析 DSC测量范围：1mw—±100 mw DSC解析度：10uv 真空度（仪器本身有真空密封措施）选配真空机组后可达2.66-2Pa 两路稳压、稳流气氛控制系统，可以在实验过程中变换气体种类 具备温度、差热基线校正功能。坩埚容积：约为0.06ml可作氧化诱导期北京恒久科学仪器厂电话:010-61685275/9传真:010-61685273网址:http://www.henven.com联系人:于适齐
磁悬浮轴承(Magnetic Bearing) 是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。其原理是磁感应线与磁浮线成垂直，轴芯与磁浮线是平行的，所以转子的重量就固定在运转的轨道上，利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空，在固定运转轨道上。一、概述磁悬浮轴承是利用磁力实现无接触的新型轴承，具有无接触、不需要润滑和密封、振动小、使用寿命长、维护费用低等一系列优良品质，属于高技术领域。二、基本原理磁浮轴承系统主要由被悬浮物体、传感器、控制器和执行器四大部分组成。其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。下图是一个简单的磁浮轴承系统，电磁铁绕组上的电流为I，它对被悬浮物体产生的吸力和被悬浮物体本身的重力mg相平衡，被悬浮物体处于悬浮的平衡位置，这个位置也称为参考位置。假设在参考位置上，被悬浮物体受到一个向下的扰动，它就会偏离其参考位置向下运动，此时传感器检测出被悬浮物体偏离其参考位置的位移，控制器将这一位移信号变换成控制信号，功率放大器使流过电磁绕组上的电流变大，因此，电磁铁的吸力也变大了，从而驱动被悬浮物体返回到原来的平衡位置。如果被悬浮物体受到一个相上的扰动并向上运动，此时控制器和功率放大器使流过电磁场铁绕组上的电流变小，因此，电磁铁的吸力也变小了，被悬浮物体也能返回到原来的平衡位置。三、特点1、机械方面磁悬浮轴承完全消除了磨损，因此，磁悬浮轴承寿命实质上是控制电路元器件的寿命，比机械接触应力疲劳寿命要长很多。另外，通过对控制电路的冗余设计或更换，理论上可获得永久的工作寿命，比机械硬件冗余或轨道更换要方便得多。磁悬浮轴承无需润滑和密封，不用相应的泵、管道、过滤器和密封件，不会因润滑剂而污染环境，特别适用于航天航空产品。磁悬浮轴承适应环境性强，能在极高或极低的温度下工作。磁悬浮轴承发热少、功耗低，仅由磁滞和涡流引起很小的磁损，因而效率高，功耗大约仅为普通轴承的1/10。磁悬浮轴承圆周转速高，轴承转速只受转子材料抗拉强度的限制。2、控制方面磁悬浮轴承可对转子位置进行控制。磁悬浮轴承不同于其他轴承，即使转子不在轴承中心也能支承转子，转轴可在径向和轴向自由移动。磁悬浮轴承刚度和阻尼由控制系统决定，在一定范围内不但可自由设计，而且在运行过程中可控可调，所以轴承的动态特性好。磁悬浮轴承可以自动绕惯性转子旋转，而不是绕支承的轴线转动，因此消除了质量不平衡针起的附加振动。由于磁悬浮轴承具有以上优点，所以特别适合于高速、真空、超洁净等特殊环境，在航空航天、超高速超精密加工机床、能源、交通及机器人等高科技领域具有广泛的应用前景。湖南银河天涛科技有限公司（ atitan.com.cn/）
不知哪位在FTIR 红外光谱仪与热天平联用作研究？特讨教有哪些地方需要注意？
更新后的《公示》发布了S1线的建设时间表。S1线分为两段工程开工建设。西段工程从石门营站至苹果园站,初步确定建设期为2年8个月,计划2010年9月1日开始征地拆迁前期准备工作,开工时间2011年5月,试运营时间2013年12月底;东段工程从苹果园站至慈寿寺站,建设期按3年3个月考虑,计划2013年11月开工,试运营时间2017年2月。“建设时间表都已经确定,还征求环评意见干吗?”多名业主质疑,这样的公示只是走过场。铁科院负责S1线环评工作的人士介绍,线路入地长度的更改是因为设计可行性报告有变化,而不是因为居民的反对而更改。对于公示建设时间表的问题,她未回应。该人士介绍,S1线环评公示以来,每天都接到很多电话、邮件,居民反对的意见很大。多次撰写意见书的一位居民说,磁悬浮技术发展数十年了,国外都多做展示,基本不应用,我们为什么要应用呢?学界激辩电磁辐射“跟地铁相比,中低速磁悬浮的造价低;跟轻轨相比,它的噪音小。”国防科技大学教授、磁悬浮专家常文森力挺磁悬浮。他总结了中低速磁悬浮的优势:环保、噪音小、转弯半径小、爬坡能力强。对居民最关心的噪声问题和电磁辐射,常文森解释,距离10米外,轻轨的噪声为94分贝,而磁悬浮列车只有64分贝。中低速磁悬浮列车的直流磁场强度小于正常看电视时对人体的影响;交流磁场强度小于使用电剃须刀时对人体的影响。对于S1项目的环评,常文森说,铁科院是受北京市有关部门之托为之。记者了解到,铁科院因为在铁路领域的专业,诸多新建、改建铁路线的环评工作均由其操刀。中国工程院院士、隧道与地下工程专家王梦恕是磁悬浮的坚定反对者。他认为,中低速磁悬浮的电磁辐射对人体有害,长期作用会引起多种疾病。在德国,修建磁悬浮距离居民区的最短距离是300米,S1线距居民区太近,对居民的影响可想而知。去年,中科院电工所生物电磁学实验室研究员孙广生等曾对中低速磁悬浮唐山试验线进行了检测。检测报告显示,中低速磁悬浮运行中的电磁辐射低于国际非电离辐射防护委员会的安全标准,磁悬浮列车的电磁辐射强度与一般轮轨列车没有差别。孙广生说,广义上讲,人们都是生活在电磁环境中的,家里电灯的频率也有50HZ,中低速磁悬浮的最高频率是90HZ,所能产生的辐射很少,对人体是安全的。此外,中低速磁悬浮列车的电磁是封闭的,不会向外辐射。因为国内并没有关于电磁辐射的安全标准,王梦恕并不认同这些检测。同样,沿线居民亦不能信服。业主Cxfs说,电磁辐射的影响可能要很多年才能看出来,难道要拿居民的健康为代价来做试验吗?磁悬浮曾屡屡遭拒居民和王梦恕为代表的“反对派”的另一个论据是,磁悬浮项目在国内外的多次折戟。20世纪70年代以后,德国、日本等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。大约10年之后,国防科技大学常文森教授等开始进行磁悬浮研究。20世纪末,京沪线拟建之际,引进高速磁悬浮的呼声渐起,并引发长达12年的“磁悬浮与轮轨技术之争”。最终,铁道部决定采用轮轨技术。2000年,科技部成立磁悬浮可行性研究小组。随后,上海兴建了30公里长的磁悬浮试验线。当沪杭要建高速磁悬浮时,引起沿线居民的强烈反对,王梦恕等专家多次向有关部门上书。最终,沪杭磁悬浮项目搁浅。与高速磁悬浮的研究几乎同步,主打城市内交通的中低速磁悬浮亦在推进。1999年,北京控股磁悬浮技术发展有限公司(以下简称北控磁浮公司)与国防科技大学合作,开始进行中低速磁浮研发。当年,八达岭长城景区外扩,景区与停车场的距离有2.6公里。在轻型轨道和大巴运输先后被否后,中低速磁悬浮曾进入考虑视野。建设八达岭旅游示范线成为北控磁浮公司的首要目标。历经两年,示范线先后通过多个部门的审批。但在上报国家计委批准时,未获佳音。其间,四川青城山、昆明世博园亦传出要修建中低速磁悬浮的消息,均无果而终。
6月15日，国内首列具有完全自主知识产权的实用型中低速磁悬浮列车，在中国北车唐山轨道客车有限公司下线后完成列车调试，开始进行线路运行试验，这标志着我国已经具备中低速磁悬浮列车产业化的制造能力。 中低速磁悬浮列车是一种新近发展起来的轨道交通装备，性能卓越，适用于大中城市市内、近距离城市间、旅游景区的交通连接，市场前景广阔。中低速磁悬浮列车利用电磁力克服地球引力，使列车在轨道上悬浮，并利用直线电机推动前进。与普通轮轨列车相比，具有噪声低，振动小，线路敷设条件宽松、建造成本低，易于实施，易于维护等优点，而且由于其牵引力不受轮轨间的粘着系数影响，使其爬坡能力强，转弯半径小，是舒适、安全、快捷、环保的绿色轨道交通工具，在各种交通方式中具有独特的优势。 中低速磁悬浮列车项目是唐车公司与北京控股磁悬浮技术发展有限公司、国防科学技术大学等共同开展的磁悬浮技术工程化应用研发项目，被科技部列入国家“十一五”科技支撑计划。2005年7月，首辆中低速磁悬浮工程化样车在唐车公司问世，并投入试验运行。2008年5月，唐车公司建成了长达1.547公里的国内首条中低速磁悬浮列车工程化试验示范线，科技部将其确立为国家科技支撑计划中低速磁悬浮交通试验基地。 今年5月13日，国内首列具有完全自主知识产权的实用型中低速磁悬浮列车在唐车公司完成组装，顺利下线，并随即开始进行列车调试。该车在原有工程化样车基础上进行了大量实用化改进，整列车为3辆编组模式，由2辆结构相同的端车和1辆中间车组成，运行时速为100到120公里，首尾车定员为每辆100人，中间车为120人，使用寿命在25年以上。 据介绍，该车采用铝合金车体、宽幅车身，供电电压由直流750伏提高到直流1500伏，噪音低、无辐射、运行安全可靠，爬坡能力达到70‰的水平，更加适合在城市复杂线路运行，并大幅降低了线路建设拆迁成本。
对研究光驱动人类运输工具有重要意义2012年12月29日 来源： 中国科技网 中国科技网讯 据物理学家组织网12月27日报道，最近，日本青山学院大学在一项研究中，首次实现了用激光操纵磁悬浮石墨烯运动，通过改变石墨烯的温度，能改变它的悬浮高度，控制运动方向并让它旋转，而且演示了阳光也能让石墨烯旋转。这一成果对研究光驱动人类运输工具有重要意义，并有望带来一种新型光能转换系统。相关论文发表在最近出版的《美国化学协会期刊》上。 磁悬浮已证明对从火车到青蛙各种物体都有效，但至今还没有一款磁悬浮的制动器，将外部能量转化为动能。研究人员解释说，产生磁悬浮是由于物体具有反磁性，会排斥磁场。所有物质都有不同程度的反磁性，通常情况下反磁性很弱，无法让物体浮起来。只有当物体反磁性的强度超过其顺磁性（被磁场吸引），合磁力为斥力且斥力大于重力时，才可能浮起。而石墨烯就是反磁性最强的材料之一。 反磁物体的悬浮高度取决于外加磁场和材料本身的反磁性，悬浮位置则可通过改变外加磁场来事先控制。迄今为止，用外部刺激如温度、光、声音等因素改变材料反磁性，从而控制磁悬浮物体的运动，还没人能做到。 “该研究最重要的一点是实现了实时运动控制技术，首次无需接触而推动一个悬浮着的反磁物体。”论文合著者、青山学院大学教授安倍次郎（音译）介绍说，“由于该技术简单而且基本，预计它能用于日常生活的许多领域，比如运输系统、娱乐活动、光照制动器以及光能转换系统等。” 实验中，研究人员演示了用激光控制温度，使一小片磁盘状的石墨烯悬浮在一块钕铁硼（NdFeB）永磁铁的上方。石墨烯的悬空高度会随着温度升高而下降，反之亦然。研究人员解释说，改变温度会改变石墨烯的磁化率，或它被外加磁场磁化的程度。在原子尺度，是激光的光热效应增加了石墨烯中热激电子的数量，热激电子越多，石墨烯的反磁性就越弱，从而悬浮的高度就越低。 把激光瞄准石墨烯盘片中心可以控制高度，瞄准边缘能让它运动和旋转。因为改变温度分布会改变磁化率分布，使石墨烯在磁场中受到的斥力不均衡，从而沿着与光束运动相同的方向运动。他们设计的旋转装置放在阳光下也会旋转，转速超过200转/分钟。这对开发光驱动涡轮非常有用。 研究人员预测，放大这种激光控制磁悬浮运动的能力，有望推动磁悬浮制动器、光热太阳能转换系统的发展，还可用于低成本的环保发电系统、新型光驱运输系统等领域。 安倍说：“目前，我们正计划开发一种适合该系统的磁悬浮涡轮叶片。其中可能会有摩擦力破坏旋转，因此我们想用一种与MEMS（微机电系统）有关的技术，开发出高效的光能转换系统。在制动器方面，磁悬浮石墨烯能运输近乎它本身重量的任何物体。如果能成功放大这一系统的话，用来开发个人交通工具就不是梦。”（常丽君） 《科技日报》（2012-12-29 二版）
目前磁悬浮音箱的“磁悬浮”部分分为三块：蓝牙信号通讯部分，物理悬浮部分以及近供电部分。蓝牙是设备和音响通讯的必要部分，物理悬浮实现了“悬浮”这一很酷的概念，供电是音响的使能来源。 对于供电端，大家就会有疑问，“磁悬浮”表示了音响是“悬浮”在底座上部的，那如何给音响充电呢，目前开发者给出的方案是当音响电量即将用罄时，“悬浮”音响会缓慢降落到底座的插座上充电。 除了传统的充电方式以外，现在还有一种还有更“酷”的充电方式——无线充电，就是能够让磁悬浮音响无需和底座接触就能实时的通过磁场能进行充电，艾德克斯作为行业领先的电源测试方案供应商，也时刻关注磁悬浮音响无线供电这种新兴电源提供测试方案。[align=center][img]https://www.yishangm.com/upload/image/20171221/20171221114556_53583.png[/img][/align] [b]测试方法[/b] 对于直流电气性能的测试方法通常为直流拉载测试，基于家用环境的AC输入特性测试、效率测试、动态测试一系列的保护测试等，常用到的硬件电路构造如图所示：[align=center][img]https://www.yishangm.com/upload/image/20171221/20171221114606_94844.png[/img][/align] 虽然是简单的交流电源+负载的构造，但是由于涉及到的测试项目比较多以及需要测试的相关参数比较多，对相应的测试设备也会有诸多的要求，其中有关交流输入的测试项绝大部分，比如开关机测试、电网扰动模拟测试、以及电源调节率等测试都是由交流源实现的，有关输出的测试项如动态测试、过载保护测试、负载调节率测试绝大部分都是由负载来完成，艾德克斯ITS9500电源测试系统，可以测量各类电源模块的输入输出特性，将电子负载、交流源、功率计和示波器等功能整合，加上定制化上位机软件完成自动测试和数据处理。[align=center][img]https://www.yishangm.com/upload/image/20171221/20171221114533_18572.png[/img][/align][b] 面临的挑战[/b] 1. 精度要求 2. 模拟工况真实性的要求 3. 自动化要求 第一方面是负载和交流源的挑战，第二、三方面是对通讯和软件的挑战。艾德克斯ITS9500测试系统整合了高精度高性能的负载和交直流电源，测试项严格按照国标或行规要求，测量精度远远高于行业标准。同时配备了示波器、功率计、DVM表和电流传感器等硬件，软件工况可根据待测物进行定制，保证工况模拟的真实性。 下图为一个开关电源测试中常见的输入输出测试项的测试报表（由艾德克斯ITS9500电源测试系统生成），对于消费电子产品测试来说，直观又简明的操作和完善的报表是对测试平台最基本的要求，适用于产线上的应用。[align=center][img]https://www.yishangm.com/upload/image/20171221/20171221114522_25026.png[/img][/align][align=center]输入输出特性测试报表（艾德克斯ITS9500）[/align] 测试报表中包含了很多小功率电源的重要指标，如：效率、纹波、噪声等等，如果其中的一项或者多项超过了一定的标准（在无线供电相关协议和标准中对于直流供电端有诸多要求）将会导致无线供电的质量受到影响，而且该影响不是简单的线性叠加。
日本东海旅客铁道株式会社(Central Japan Railway Co。)董事长葛西敬之(Yoshiyuki Kasai)近日接受《华尔街日报》采访时表示，日本不会向中国出口磁悬浮高铁，至少目前还没有这样的计划。葛西敬之说，日本之所以不打算向中国出口磁悬浮高铁主要是担心会再次遭遇在轮轨高铁项目合作中的尴尬。他表示，日本公司当初同意为中国建造高速列车时想到的是自己即将进入中国蓬勃发展的新市场、拿下数十亿美元的合同，但没想到仅仅几年之后中国就成为日本的强劲对手。日本东海旅客铁道株式会社拥有世界上最先进的磁悬浮高铁技术，该公司磁悬浮试验线路至今仍保持着时速361英里(合580公里)的世界纪录。这是典型的看不得人比他们强，总想在某些领域压别人一头。目前包括中国南车集团、日本川崎重工、德国西门子(Siemens AG)、法国阿尔斯通公司(Alstom SA)和加拿大庞巴迪公司(Bombardier Inc。)都在为投标美国高铁项目展开激烈竞争。（大概有些人比较郁闷）
本月初，S1线“环境影响评价”开始公示，并邀请公众参与。北京要修建磁悬浮线路的消息迅速传开，一石激起千层浪。一场曾在沪杭线产生的争论因此被再度掀起。 沿线小区居民担心电磁辐射、噪声影响，联名反对。支持和反对中低速磁悬浮项目的专家各执一词，而公认标准的缺失让争论难以趋向一致。 一个已经研究数十年的技术、一个被列为政府重点支持的科技项目，此前在走向应用之途中已历至少两次失败。中低速磁悬浮的首度应用，为何锁定北京S1线？ [b]1[/b] [b]环评公示引发居民担忧[/b] 本月5日，中国铁道科学研究院（以下简称铁科院）网站发布了一条公示，引起媒体及公众关注。 这条《北京市轨道交通门头沟线（S1线）工程环境影响评价公众参与第一次公示》公布了S1线的具体走向、长度、车站等情况。 《公示》特别提出，希望社会各界从环保角度出发，说明对该项目持何种态度及原因。此次环评包括城市生态环境影响评价等15项内容，并以生态环境、声环境、电磁环境及公众参与为重点专题进行评价。 这条贯穿海淀区、石景山区、门头沟区的轨道交通，曾备受门头沟人期待。这个本市西部的郊区，冀望借S1线建立的交通便利，助力大发展。 但是，S1线上马磁悬浮的消息，给海淀多个沿线小区居民带来的是担忧。 5月11日，中国房子小区业主开始征集签名，反对建设磁悬浮。小区一名业主介绍，通磁悬浮的高架线在小区北边，小区住着近万人，担心电磁辐射影响身体健康。 同期，碧森里小区业主开始签名，反对磁悬浮在S1线上马。小区业委会筹备组负责人高洁说，小区离磁悬浮线路只有二十几米，距离太近，电磁辐射和噪声会对业主的身体、生活造成影响，“最好修传统的地铁，一定要修磁悬浮的话也要走地下”。 《公示》如此说明电磁环境影响：主要发生在地面高架桥段，高架线磁悬浮列车运行时可能会对开放式电视接收用户产生电磁干扰以及对人体健康的影响。对于声环境影响则明确为：建成运营后，对环境产生影响的主要噪声源是地面磁悬浮列车运行时产生的噪声，风亭、冷却塔噪声以及车辆段、停车场厂界噪声。 对此，小区业主颇为不满，认为它未提及对沿线近距离公众构成直接人身安全隐患和身心健康的影响意见。 此后，业主的签名及意见书被寄往铁科院和北京市有关部门。
有人知道那个厂家能生产磁悬浮熔炼炉?我们实验室打算最近买一台.
中广网北京1月30日消息 据中国之声《新闻纵横》报道，目前，西南交通大学正在积极研发真空管道高速交通。在未来的两到三年内，他们的实验室将能推出时速600至1000公里的真空磁悬浮列车的实验模型，而十年之后就有可能投入运营。 根据现在的理论研究，这种列车的最高时速可以达到20000公里，在大气环境下由于受制于能耗、噪音等因素，列车的实际运营时速不宜超过400公里。然而为了打造时速更高的列车，科学家们提出了一种真空管道交通的列车新技术，它的原理就是建设一条与外界空气隔绝的管道，将管道内部抽为真空之后，再在其中运行磁悬浮列车。 由于真空磁悬浮列车在运行时没有轮轨系统的摩擦力，空气阻力也小得多，因此它可以达到惊人的高速。目前这一技术有望在2030年打造推广运营的水平，届时从北京到广州2300公里的路程只需要用2.5个小时甚至1个小时便可到达。
问一个问题：为什么只有旋转的磁悬浮陀螺才能稳定停在空中，设计的时候只有距离底版3~4厘米时候相斥力最大吗？
中科科仪国内首台磁悬浮分子泵研制成功具有高洁净、低振动、免维护、转子自动平衡、断电自动保护、任意角度安装等特点。http://www.instrument.com.cn/news/20130607/101410.shtml
在热重分析仪器搬运过程中，振动对热天平产生的偏差影响如何进行校准？
沪深广磁悬浮规划曝光：深圳2.5小时到上海，3.6小时到北京
磁悬浮力搅拌器都有哪些品牌，具体技术参数指标是什么？
1.就是最后打开控温旋钮之后,如果没有让其处于stop状态,对仪器会有什么损害吗?2.我在做热分析时忘了stop了,结果装样完毕之后开始run,结果输出电压一个劲往上窜,hold了,也将不下来.如果stop,倒是很快就降下来了.但是,再次run还会出现输出电压激增的情况.有什么补救措施吗?3.btw:这个型号的热天平质量怎么样啊?精确度好吗?两台已经坏掉一台了.请用过这个仪器的老师给指导一下,多谢!!
1.就是最后打开控温旋钮之后,如果没有让其处于stop状态,对仪器会有什么损害吗?2.我在做热分析时忘了stop了,结果装样完毕之后开始run,结果输出电压一个劲往上窜,hold了,也将不下来.如果stop,倒是很快就降下来了.但是,再次run还会出现输出电压激增的情况.有什么补救措施吗?3.btw:这个型号的热天平质量怎么样啊?精确度好吗?两台已经坏掉一台了.请用过这个仪器的老师给指导一下,多谢!!
2016国产磁测量与应用好仪器设备系列之三：记一次天津飞旋磁悬浮真空涡轮分子泵FX1200的测试原创：陆俊 工程师，中科院物理所磁学室2016年8月15日一句话推荐理由：可轻松实现亚微帕真空环境的国产磁悬浮分子泵。一、引言 在一个给定的空间，当内部气体分子很稀薄，压强低于一个大气压(国际单位数值为1e5Pa)以下时的状态叫真空，气体的稀薄的程度叫真空度。严格讲真正意义上的真空并不存在，因为就目前人类的科学技术来说人类是不可能制造绝对真空环境的，因为无论人类应用怎样的高科技都不能把一个容器抽的达到什么都没有。根据历史记载真空技术始于1643年，托里拆利(Torricelli)将一端密封的长管注满水银并倒置在盛有Hg(汞)的槽里时，发现了密封的玻璃管中760mm水银柱顶端产生的真空，当时并未引起人们的关注，直到1654年著名的Magdeburg hemisphere马德堡半球实验证明真空与大气之间的压力差所产生的惊人力量后，真空的应用才逐渐被推广开，比如人们常见的真空吸盘、真空脱气、真空干燥、真空保鲜、真空灯具、真空保温Dewar杜瓦瓶等应用。目前，在众多高新科技产业（如精炼冶金、功能薄膜、太阳能电池、光电子器件、液晶显示屏等），与现代科学研究中（如高能粒子源与物质探测仪器、等离子体、可控核聚变、宇宙仿真等），真空更是不可缺少的基本支撑条件。 与真空的应用伴随不可避免要介绍真空的产生与测量两类技术，如图01所示，从大气环境到星系之间最接近真空的外太空，中间存在非常丰富的天然或人造的真空环境，如月球表面气压约1e-9Pa、粒子加速器、分子束外延腔(MBE)等高真空，离子源、电子管、溅射等离子体等中等真空，与火星表面、真空干燥与吸盘等低真空。与这些典型真空对应的是各种不同类型的真空泵与真空计技术类型。人们能产生真空的方法主要是机械部件抽运(如图中蓝色部分的旋片泵、活塞泵、膜片泵)、通过加热-扩散-冷却-吸附抽运原理的扩散泵、通过低温冷凝与吸附原理的低温泵、以及将中性气体离子化转移的溅射离子泵。度量和比较真空度的仪器分为气体类型无关的直接压强测试，如波尔登表、液面气压计、膜片压力计与电容真空规，一般常见于低真空应用，在图中以绿色字体标识；另一类是气体类型相关的精密量测仪，包括Pirani热导规、Penning冷阴极离子规、热阴极规、磁控规以及质谱真空计。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/08/201608291129_607228_1611921_3.png图01 图解不同区间真空相关的基本实现方法、测量仪表与典型应用二、背景 从前面介绍中可以看出，在真空获得设备中，分子泵只涉及简单的机械运动部件，无需复杂的高温、低温或高压等特殊设计，但却能获得非常优异的性能。与其他有机械运动部件的真空泵相比，分子泵转速高但振动噪声小、平均无故障工作周期长而维护成本低。其抽气机理是，在分子流区域内靠高速运动的刚体表面传递给气体分子以动量，使气体分子在刚体表面的运动方向上产生定向流动飞离工作腔室，从而达到抽气的目的。从分子泵的抽气原理知：分子泵的转子叶片必须具有与气体分子速度相近的线速度，具有这样的高速度才能使气体分子与动叶片相碰撞后改变随机散射的特性而作离开真空腔室的定向运动。因此分子泵的转速越高，对提高分子泵的抽速越有利。这就要求配备给复合分子泵的轴承能够在高转速下长期稳定的运行，但是传统轴承不仅很难实现高转速而且就算实现了高转速其使用寿命也会大打折扣，造价也很高。同时，传统机械轴承分子泵需要油或油脂润滑，带来的油蒸汽返流对真空室产生污染、振动噪声相对较大、平均无故障工作周期短等缺陷。因此，无油轴承作为支承部件在分子泵领域极其有用，其中最有代表性的无油轴承是磁轴承，又称磁悬浮轴承，是一种转子与定子之间没有机械接触的新型高性能轴承，是分子泵的理想支承，无需油润滑、没有机械磨损、可实现高转速永久支承。在磁悬浮轴承研发方面，国外磁轴承技术起步较早，其性能在少数几个发达国家几家公司垄断经过多年迭代积累，已获广泛应用和大量市场份额。国内的相关研究起步于上世纪80年代，主要集中在大专院校及研究院所，由于多方面原因，多年来极缺商业化的产品，中科科仪公司已推出CXF2300型分子泵，是其中屈指可数的商品，但与国外同类型的产品相比仍然存在差距，因而几年来尚未获得明显的市场优势。2016年7月份，作者通过渠道获知天津飞旋科技有限公司于2006年开始研发磁悬浮轴承技术，于2009年研发成功国内第一台磁悬浮复合分子泵，并一直优化完善，同时进行产业化开发，其研发生产的磁悬浮分子泵在以下几个方面进行了技术革新：1）五自由度控制的磁悬浮轴承技术，加上高可靠性相位、位移、转速检测技术和基于轴心轨迹监测的故障诊断、预警技术，能够实时监控分子泵的运行情况，并对紧急情况作出最快响应，产品的可靠性因而获得提升。2）基于电感式位移传感器的高精度本机在线动平衡技术，不需要借助动平衡仪设备就能实现本机高速动平衡，有效的提高了叶轮系统的平衡精度，降低了分子泵的整体振动，几乎无声运转；无机械摩擦的另一个好处是发热量低，因而对冷却措施要求低。3）基于降速发电的掉电安全技术，能在外接电源突然断电的情况下，通过将分子泵的机械能转化为电能反馈给磁轴承，使磁轴承继续工作，直到转子系统速度降到安全的低转速后再落到保护轴承上，避免了对保护轴承的高速冲击，提高了保护轴承的寿命。4）分子泵用永磁同步高速直流电机控制技术，可实现分子泵高转速运行，并且有变频调速功能，可在实际运行环境中根据需求调节转速，有效的降低了分子泵的能量损耗。5）整体式叶轮设计加工，实现了叶轮轻量化设计值得一提的是，在这些技术革新的基础上，该公司于2012年开始成功完善并批量生产磁悬浮分子泵产品，照片如图02所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/08/201608291129_607229_1611921_3.png图02 本文测试用的国产磁悬浮真空涡轮分子泵FX1200及其配套电源FSP-1X100三、简介 本文测试用的磁悬浮涡轮分子泵的主体内部结构如图03所示，其核心部件是磁悬浮高速电机和整体叶轮，叶轮的悬浮力与推动力都是无接触传递的，不过具体的方式不一样，其中悬浮力采用线圈产生的电磁力，而旋转力的无接触传递通过高速永磁电机直连实现。此外，其关键的实现抽气功能的组件是涡轮定子和转子(图03b)，他们相对高速转动，以较高的效率完成分子的定向转移；为了增加抽速，采用层叠的定子-转子结构(图03c)，涡轮分子泵抽出的气体通过后级低真空泵抽运到大气中；与真空泵配套的主要部件还有电机、真空腔体、悬浮线圈、测控器件及相关电路。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/08/201608291129_607230_1611921_3.jpg图03 本文测试用的国产磁悬浮真空涡轮分子泵主体内部结构示意图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/08/2
http://www.instrument.com.cn/show/Breviary.asp?FileName=C83408%2Ejpg&iwidth=200&iHeight=200 北京恒久科学仪器厂 的 微机差热天平（综合热分析仪）同步热分析仪 DTA-TGA-DSC连用仪(HCT-1/HCT-2/HCT-3)已参加“国产好仪器”活动并通过初审。自上市以来，这款产品已经被多家单位采用，如果您使用过此仪器设备或者对其有所了解，欢迎一起聊聊它各方面的情况。您还可以通过投票抽奖、参与调研等方式参与活动，并获得手机电子充值卡。【点击参与活动】 仪器简介： 仪器特点 1、 热流式DSC数据采集方式，绘制出能量与温度的曲线。 2、用户可以自行利用标准样品对温度、能量、热重准确性进行校正。 3、气氛控制系统采用质量流量控制器，三路稳压、稳流气体可以在实验过程中自动切 换，精度高、重复性好、响应速度快（可以定制耐各种腐蚀性气体的气氛控制系统）。 4、从微量样品到大剂量样品均可满足（更换支撑杆，最大样品可达5g）。可满足各种样品在不同条件下的测试要求。 5、全部测量过程自动完成，自动绘图，丰富的软件功能可完成DTA、 TG、 DTG 、DTTG 常规数据处理；特殊数据处理（DTA峰面积、热焓计算、动力学参数计算、数据比较、多种算法计算活化能、玻璃化温度、比较法测量比热等）。 6、系统采集试样过程中，可任意时刻截图，根据输出信号大小自动变换量程。 7、大屏幕液晶显示，实时显示仪器的状态和数据，两套测温电偶，一套电偶实时显示炉温（无论加热炉工作与否）另一套电偶显示工作时样品温度。 8、用户给出计算的公式或计算方法，我厂能及时提供相应的软件研制产品。 9、自主研发的恒温控制器；恒温气相色谱、质谱连接头；恒温带；可充分保证焦油及各种反应气体的二次检测。 仪器用途： 主要测量与热量有关的物理、化学变化，如物质的熔点、熔化热、结晶与结晶热、相变反应热、热稳定性（氧化诱导期）、玻璃化转变温度、吸附与解吸、成分的含量分析、分解、化合、脱水、添加剂等变化进行研究。 仪器指标 横坐标轴可选择温度或时间作标尺 纵坐标轴可选择绝对重量或百分比作标尺 内置天平，自动测量样品初始重量 液晶实时显示炉温与样品温度、质量、气路状态等 步冷曲线功能 结晶动力学 高温炉采用碳化硅材料，可保证任意温度下连续恒温时间 DSC数据 DSC测量范围 ±1mW ～±100mW DSC精度 ±0.1 µW 温度数据 温度范围 HCT-1：室温-1150℃ HCT-2 :室温-1250℃ HCT-3：室温-1450℃ 温度准确度 ±0.1℃ 升温速率 0.1℃/min至80℃/min 天平数据 测量范围 1mg至200mg更换支撑杆可达5g 解析度 0.1µg 热重噪声 ＜0.1µg 真空度（仪器本身有真空密封措施） 选配真空机组后可达2.66×10-2pa 气氛控制系统....【了解更多此仪器设备的信息】
[align=left]大家好，今天我们来聊一下TGA热重分析仪。[/align]首先我们讲下热分析仪的发展史，1887年Le Chatelier利用升温速率变化曲线来鉴定粘土；1899年Roberts-Austen提出温差法；1903年Tammann首次使用热分析这一术语；1915年 本多光太郎奠定了现代热重法的初步基础，提出热天平这一术语；1945年 首批商品热天平生产，本世纪60年底初开始研制和生产较为精细的差热分析仪；1964年 Waston提出差示扫描量热法；1979年中国化学会溶液化学、化学热力学、热化学和热分析专业委员会成立；1980年在西安召开第一届热化学、热力学和热分析学术讨论会，第二次会议1984年在武汉召开，之后逢双年召开。热重分析仪定义：在不同的热条件（恒定速度升温或等温）下对样品的质量变化加以测量的动态技术。热重曲线：又称TG曲线，由TG试验获得的曲线。如下图所示，以重量为纵坐标，由上至下质量减少，以温度或时间为横坐标由左至右增加。影响热重曲线因素主要有仪器因素，测试条件和样品因素• 仪器因素[list=1] [*]气体的浮力和对流 [*]坩埚材料 [*]挥发物再冷凝的影响 [*]支持器和炉子的几何形状 [*]天平和记录部件的灵敏度[/list]• 测试条件[list=1] [*]升温速率 [*]炉内温度[/list]• 样品因素[list=1] [*]样品量 [*]样品的几何形状 [*]样品的装填方式 [*]样品的属性[/list]热重分析仪特点主要有以下两点：第一点：定量性强，能准确地测量物质的质量变化而变化的速率，不管引起这种变化的是化学的还是物理的；第二点：是使用最多，最广泛的热分析技术。热重分析仪类型有分为等温热重法和动态热重法热重分析仪主要由天平、加热炉、程序控温系统和记录仪组成。根据试样与天平横梁支撑点之间的相对位置，热天平可分为下皿式，上皿式与水平式三种。在操作热重分析仪时我们需要注意以下几点：1.不可用力过大，造成样品支架不可挽救的损坏；2.可升华的固体尽量避免；3.热降解期间会产生大量炭黑的样品应避免；4.腐蚀性样品，特别是酸应避免，测试必须用Pt坩埚 5.样品量一般不低于1 mg 6.TGA仪器内部构造为一精密光学天平，故实验中避免震动，严禁擅自挪动仪器位置；7.请勿用手挂铂金盘，避免损伤铂金吊钩；8.进行开机操作前务必确认电源线路、进气管道、冷却水管道连接正常由于热重法具有定量性强，能准确测量物质的质量变化及变化的速率的特点，可以说，只要物质受热时发生重量的变化，就可以用热重法来研究其变化过程。热重法所测的性质包括腐蚀，高温分解，吸附及解析附，溶剂的损耗，氧化还原反应等。目前广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。对于TGA来说，炉体的冷却时间和天平的稳定时间非常重要。不同的厂家这两项指标不同，选购不好将直接影响用户的工作效率。下面先分析一下炉体冷却时间和天平的稳定时间对工作效率的影响，有的厂家天平需要半小时甚至更长时间才能稳定，有的厂家天平只需要几分钟就能稳定。TGA测试是很费时间的，天平稳定快，冷却速率快的TGA一天（10个小时）能测试四个样品时间还有剩余 天平稳定慢，冷却速率慢的TGA一天（10小时）也就测试2个试样，时间还很紧张。所以选择TGA的时候，首先要考虑天平的稳定时间，这样才能保证使用时的方便性。其次，试样皿的选用。适合TGA分析的试样皿要求能耐高温，而且针对不同的分析样品应该选择合适的试样皿。通常用的试样皿有铂金的、陶瓷、石英、玻璃、铝等。像碳酸钠一类碱性样品，测试时不要用铝、石英、玻璃、陶瓷试样皿。铂金试样皿，对有加氢或脱氢的有机物有活性，也不适合作含磷、硫和卤素的聚合物样品。[color=#333333]你听懂了吗？是不是对TGA热重分析仪有更深的了解了呢？[/color][color=#333333][/color]
[align=center][font='times new roman'][size=24px]新型[/size][/font][font='times new roman'][size=24px]磁悬浮[/size][/font][font='times new roman'][size=24px]飞轮[/size][/font][font='times new roman'][size=24px]储能[/size][/font][font='times new roman'][size=24px]实验[/size][/font][font='times new roman'][size=24px]装置的设计及应用[/size][/font][/align][align=center][font='arial'][color=#666666] [/color][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]赵萌[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]杜平[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]张秀海[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]林蔚然[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]陈远洋[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]杨忠昌[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]周冰科[/size][/font][/align][align=center][font='times new roman'][size=12px]（[/size][/font][font='宋体'][size=12px]清华大学基础工业训练中心，北京 100084）[/size][/font][/align][align=center][/align][font='times new roman'][size=12px]摘[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]要：[/size][/font][font='宋体'][size=12px]飞轮储能装置是一种在电能和机械能之间进行能量转换的装置，它通过飞轮高速旋转的形式来储存能量。[/size][/font][font='宋体'][size=12px]普通机械轴承由于摩擦阻力，飞轮储存的能量有很大一部分耗散在此处。设计的新型磁悬浮轴承可以有效降低摩擦阻力，从而提高飞轮储能效率。[/size][/font][font='宋体'][size=12px]从飞轮系统的搭建及机械部分系统进行了完整的设计，并完成了样机产品的测试。此装置可以应用到机械类和电类专业本科生的工程实践教学中，以P[/size][/font][font='宋体'][size=12px]BL[/size][/font][font='宋体'][size=12px]项目驱动的教学方式，使学生深入理解产品设计原理、制造技术、装配调试方法等，从而有效培养[/size][/font][font='宋体'][size=12px]学生[/size][/font][font='宋体'][size=12px]的[/size][/font][font='宋体'][size=12px]工程能力、创新能力、实践能力和团队协作能力。[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]关键词：[/size][/font][font='宋体'][size=12px]飞轮储能；[/size][/font][font='宋体'][size=12px]磁悬浮[/size][/font][font='宋体'][size=12px]轴承[/size][/font][font='宋体'][size=12px]；[/size][/font][font='宋体'][size=12px]工程实践；[/size][/font][font='宋体'][size=12px]项目驱动[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]中图分类号[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]：（[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]T[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]H12 [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]G[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]642[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]）[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]文献标识码：[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]A[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]文章编号[/size][/font][size=12px]：1672-4801[/size][size=12px]([/size][font='宋体'][size=12px]××××[/size][/font][size=12px])[/size][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]××[/size][/font][size=12px]－[/size][font='宋体'][size=12px]××[/size][/font][size=12px]－[/size][font='宋体'][size=12px]××[/size][/font][align=center][font='times new roman'][size=24px]Design and Application of a Novel Magnetically Suspended Flywheel Experimental Device For Energy Storage [/size][/font][/align][align=center][font='times new roman'][size=16px]Zhao Meng, Du Ping, Zhang Xiuhai, [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]Lin Weiran,[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]Chen Yuanyang, Yang Zhongchang,[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]Zhou Bingke[/size][/font][/align][align=center][font='times new roman'][size=12px]([/size][/font][font='times new roman'][size=12px]Fundamental Industry Training Center, Tsinghua University, Beijing 100084, China[/size][/font][font='times new roman'][size=12px])[/size][/font][/align][font='times new roman'][size=12px]Abstract:[/size][/font][font='times new roman'][size=12px][color=#000000] [/color][/size][/font][font='times new roman'][size=12px]Flywheel energy storage device is a device that converts energy between electrical energy and mechanical energy. It stores energy in the form of high-speed flywheel rotation. Due to the friction resistance of ordinary mechanical bearings, a large part of the energy stored in the flywheel is dissipated. This article introduced a novel magnetic suspending bearing, which could effectively reduce the friction resistance and improve the flywheel energy storage efficiency. The flywheel system and mechanical system are designed completely, and the prototype product is tested. This device can be applied to the engineering practice teaching of mechanical and electrical undergraduates. With the PBL project driven teaching method, students can deeply understand the product design principle, manufacturing technology, assembly and debugging methods, so as to effectively cultivate students' engineering ability, innovation ability, practical ability and team cooperation ability.[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]Key words:[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]flywheel energy storage Magnetic bearing Engineering practice Project driven[/size][/font][font='等线'][size=13px]0 [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]引言[/size][/font][font='宋体']飞轮储能技术是一种机械储能方式[/font][font='宋体']，[/font][font='宋体']它以动能的形式存储能量，经过功率变换器，完成机械能[/font][font='宋体']-[/font][font='宋体']电能相互转换[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]1[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][font='宋体']飞轮储能具有安全可靠性高、功率密度高、充放电响应速度快、使用寿命长、环境适应性强、建设周期短、运行维护简单、全生命周期绿色无污染等优点，因此非常适合作为脉冲功率电源的能量存储介质[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]2[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][font='宋体']目前[/font][font='宋体']飞轮储能技术在许多领域都已经有广泛的应用，特别是在美国、日本、德国等发达国家，储能技术已经发展得比较[/font][font='宋体']成熟[/font][font='宋体']，[/font][font='宋体']主要应用于[/font][font='宋体']UPS不[/font][font='宋体']间断电源，微电网调频，削峰填谷，制动动能回收，电磁弹射等多个领域[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]3-6[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][font='宋体']飞轮在运行过程中的最大转速不仅受自身材料限制，另外配套的支撑轴承系统的选取也会一定程度的影响运行效率。轴承系统是飞轮装置的支撑系统，在飞轮旋转过程中产生的摩擦损耗大小与轴承系统关系紧密。目前轴承可分为机械轴承和磁悬浮轴承两大类，随着超导体和永磁材料的发展，后者又可进一步分为永磁轴承、超导体磁轴承和电磁轴承等[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]7[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]-[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]10[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。其中机械轴承是传统的轴承类别，其结构紧凑成本低廉，但摩擦力大，运行损耗多，适用于充电放电时间短的飞轮储能系统；磁悬浮轴承则是利用磁力实现无接触的承载飞轮，其物理摩擦损耗非常低，运行稳定性也有保障，缺点是系统复杂、成本较高。鉴于两种轴承各有其优缺点，现实中往往采用混合组合的方式使用，以达到优势互补的效果。[/font][font='宋体']飞轮储能系统由多个零部件组成，对关键零部件（如飞轮、主轴、轴承）的加工和装配有较高要求，同时需要相应的控制电路实现充放电功能，是机械和电子学科紧密结合的典型产品。本文设计了一套飞轮储能实验装置，应用于电机专业本科生的《金工实习》课程。通过PBL项目驱动的教学方式，有机整合传统金工实习中的焊接、铸造、车工、钳工、[/font][font='宋体']、检测、智能制造、[/font][font='宋体']数控加工等工种，完成整个飞轮储能系统的设计、加工制造和组装调试。此模式可有效调动学生的学习兴趣和主观能动性，帮助学生建立产品全生命周期的概念，[/font][font='宋体']提高[/font][font='宋体']学生的工程能力、创新能力、实践能力和团队协作能力[/font][font='宋体']，为未来的战略性新兴产业和经济培养综合素质优秀的人才[/font][font='宋体']。[/font][font='等线'][size=13px]1 [/size][/font][font='等线'][size=13px] 技术方案及设计[/size][/font][font='宋体']飞轮储能技术主要是借助电能驱动带动装置飞轮旋转，实现电能到动能的转化，所生成的动能将被存储在装置加速质量块中，需要发电时，飞轮将借助自身动能为发电机提供能源，继而实现动能到电能的转化[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][1[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]1[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][font='times new roman']1.1[/font][font='黑体'] 机械结构设计[/font][font='宋体']飞轮[/font][font='宋体']储能[/font][font='宋体']装置[/font][font='宋体']总体结构[/font][font='宋体']如图[/font][font='times new roman']1[/font][font='宋体']所示，主要[/font][font='宋体']由[/font][font='宋体']四部分[/font][font='宋体']组成，飞轮模块、飞轮支撑模块、控制模块以及发电模块，总体尺寸[/font][font='times new roman']4[/font][font='times new roman']00[/font][font='times new roman']×[/font][font='times new roman']530[/font][font='times new roman']×[/font][font='times new roman']310[/font][font='times new roman']（[/font][font='times new roman']mm[/font][font='times new roman']）[/font][font='宋体']。[/font][font='宋体']各个模块主要功能如下：[/font][font='等线'][size=13px]1 [/size][/font][font='等线'][size=13px]飞轮模块：包括飞轮、主轴以及电机。[/size][/font][font='等线'][size=13px]2 [/size][/font][font='等线'][size=13px]飞轮支撑模块：使用两个轴承座进行支撑。[/size][/font][font='等线'][size=13px]3 [/size][/font][font='等线'][size=13px]控制模块：电机控制。[/size][/font][font='等线'][size=13px]4 [/size][/font][font='等线'][size=13px]发电模块：定子使用[/size][/font][font='等线'][size=13px]12[/size][/font][font='等线'][size=13px]对正反安装的磁铁，转子使用[/size][/font][font='等线'][size=13px]9[/size][/font][font='等线'][size=13px]匝[/size][/font][font='等线'][size=13px]S[/size][/font][font='等线'][size=13px]线圈进行发电，发出的电经过整流模块与稳压模块最终输出给用电器。[/size][/font][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310291517298523_3571_6223375_3.png[/img][/align][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]1[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]飞轮储能装置总体图[/size][/font][/align][font='times new roman']1.2[/font][font='黑体'] [/font][font='黑体']主要设计参数[/font][font='宋体']飞轮储能装置设计容量[/font][font='times new roman']0.01Wh[/font][font='宋体']，重量[/font][font='times new roman']2.39kg[/font][font='宋体']，飞轮材料选择[/font][font='times new roman']为铝[/font][font='宋体']，选用电机功率为[/font][font='times new roman']100W[/font][font='宋体']。飞轮储能装置需要在电机停止供电之后，通过飞轮实现电流电压的显示以及[/font][font='times new roman']5w[/font][font='宋体']节能灯的供电，持续时间不少于[/font][font='times new roman']4[/font][font='times new roman']0[/font][font='times new roman']s[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][font='times new roman']1.[/font][font='times new roman']3[/font][font='黑体'] [/font][font='黑体']飞轮模块设计[/font][font='宋体']飞轮通过两个[/font][font='times new roman']z[/font][font='times new roman']21[/font][font='宋体']胀套与主轴相连[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']，主轴两端通过[/font][font='times new roman']6[/font][font='times new roman']200[/font][font='宋体']轴承与飞轮支撑连接。[/font][font='宋体']连轴器与电机主轴相连接。[/font][font='宋体']其设计尺寸如图[/font][font='times new roman']2[/font][font='宋体']所示，参数设计如下表[/font][font='times new roman']1[/font][font='宋体']所示，储能装置整体剖面如图[/font][font='times new roman']3[/font][font='宋体']所示：[/font][align=center][font='黑体'][size=12px]表[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]1[/size][/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman'][size=12px]飞轮主要参数[/size][/font][/align][table][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]D/[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]mm[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]A[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/mm[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]B[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/mm[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]L[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/mm[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]n[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/rpm[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=9px] 28[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]1[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]50[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]50[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]166[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]1000[/size][/font][/align][/td][/tr][/table][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310291517306655_4666_6223375_3.png[/img][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]2[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]飞轮尺寸[/size][/font][/align][font='等线'][size=13px]1 [/size][/font][font='等线'][size=13px]动能计算[/size][/font][font='等线'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]1[/size][/font][font='宋体']代入数值后得[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font]，[font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]Wh[/size][/font][font='等线'][size=13px]2 [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]最高线速度[/size][/font][font='等线'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]2[/size][/font][font='等线'][size=13px]代入数值后得[/size][/font][font='等线'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='等线'][size=13px]，[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]m/s[/size][/font][font='等线'][size=13px]3 [/size][/font][font='等线'][size=13px]飞轮总质量[/size][/font][font='等线'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]3[/size][/font][font='等线'][size=13px]kg[/size][/font][font='等线'][size=13px]4 [/size][/font][font='等线'][size=13px] 充能速度[/size][/font][font='等线'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]s [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]4[/size][/font][font='宋体']当电机满功率运行时，整个飞轮达到预定储能需要[/font][font='times new roman']1 [/font][font='times new roman']s[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][font='等线'][size=13px]5 [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]强度校核[/size][/font][font='等线'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']假设转动过程，偏离轴心1mm如下：[/font][font='times new roman']a. [/font][font='宋体']转动离心力[/font][font='宋体']飞轮在转动离心[/font][font='宋体']力[/font][font='宋体']计算公式，[/font] [font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]N[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]5[/size][/font][font='times new roman']b.[/font][font='宋体'] [/font][font='宋体']轴的最大正应力[/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]6[/size][/font][align=center][font='times new roman'][size=14px]MPa[/size][/font][/align][font='times new roman']c.[/font] 轴的最大剪应力[font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]7[/size][/font][font='等线'][size=13px]MPa[/size][/font][font='times new roman']d.[/font][font='宋体'] [/font][font='宋体']轴的最大挠度[/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]8[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]9[/size][/font][font='times new roman']mm[/font][font='宋体']最后可得[/font][font='宋体']表2所示[/font][font='宋体']：[/font][align=center][font='黑体'][size=12px]表2[/size][/font][font='黑体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]飞轮强度校核[/size][/font][/align][table][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]离心力[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]N[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]最大正应力[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]MPa[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]最大切应力[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]MPa[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]最大挠度[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]mm[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]26.17[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]3.36[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]0.099[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]5.2[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]e-[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]8[/size][/font][/align][/td][/tr][/table][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310291517305388_5537_6223375_3.png[/img][/align][align=center][font='宋体'][size=12px]图 [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]3[/size][/font][font='宋体'][size=12px] 整体剖面图[/size][/font][/align][align=center][/align][font='times new roman']1.4 [/font][font='黑体']飞轮支撑装置设计[/font][font='宋体']飞轮重量较大，转速较高，要求其转动时同心度主轴轴心跳动少于[/font][font='times new roman']0[/font][font='times new roman'].1[/font][font='times new roman']mm[/font][font='宋体']，飞轮外径跳动少于[/font][font='times new roman']0.2mm[/font][font='宋体']。[/font][font='宋体']同时[/font][font='宋体']要求[/font][font='宋体']其转动[/font][font='宋体']时[/font][font='宋体']摩擦[/font][font='宋体']阻力尽可能小以降低能量损耗[/font][font='宋体']。所以考虑使用电磁轴承进行支撑，但电磁轴承重量大，控制复杂。选择被动式磁力支撑与深沟球轴承相互结合的方式进行支撑。被动式磁力支撑提供一部分支撑力，减小对轴承的压力从而减小轴承的摩擦，降低转动时的阻力。轴承支撑如图[/font][font='times new roman']4[/font][font='宋体']所示,红圈标出的为主轴，主轴下的四个支撑为轴向磁铁。[/font][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]4[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]飞轮转动支撑装置结构[/size][/font][/align][font='times new roman']1.[/font][font='times new roman']5[/font][font='黑体'] 飞轮控制模块[/font][font='等线'][size=13px]（[/size][/font][font='等线'][size=13px]1[/size][/font][font='等线'][size=13px]）[/size][/font][font='等线'][size=13px]电机控制模块[/size][/font][font='宋体']电机选择无刷永磁电机，电压[/font][font='times new roman']24 V[/font][font='宋体']，速度可调，最高转速[/font][font='times new roman']8000 rpm[/font][font='宋体']。如图[/font][font='times new roman']5[/font][font='宋体']所示。电机控制板选择配套的可调速电机控制板。[/font][align=center][font='times new roman'][size=9px]（[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]a[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]）[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]4[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]260[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]电机[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=9px]（[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]b[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]）[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]电机控制板[/size][/font][/align][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]5[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]4260[/size][/font][font='宋体'][size=12px]电机[/size][/font][font='宋体'][size=12px]（a）[/size][/font][font='宋体'][size=12px]和电机控制板[/size][/font][font='宋体'][size=12px]（b）[/size][/font][/align][font='等线'][size=13px]（[/size][/font][font='等线'][size=13px]2[/size][/font][font='等线'][size=13px]）[/size][/font][font='等线'][size=13px]稳压整流模块[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310291517309655_7425_6223375_3.png[/img][font='宋体']发电机产生的为交流电，[/font][font='宋体']所以[/font][font='宋体']需要通过全桥整流将其变为直流电。全桥整流如图[/font][font='times new roman']6[/font][font='宋体']所示[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]6[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]整流模块电路[/size][/font][/align][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310291517311913_1258_6223375_3.png[/img][font='宋体']全桥整流模块输出半正弦波，需要通过稳压模块将其电压稳定至[/font][font='times new roman']5 V[/font][font='宋体']。此处购买成熟产品[/font][font='times new roman']LM2596SDC-DC[/font][font='宋体']可调降压模块如图[/font][font='times new roman']7[/font][font='宋体']所示，输出稳定的[/font][font='times new roman']5 V[/font][font='宋体']电压[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]7[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]DC-DC[/size][/font][font='宋体'][size=12px]降压显示模块[/size][/font][/align][font='times new roman']1.[/font][font='times new roman']6[/font][font='times new roman'] [/font][font='黑体']发电模块设计[/font][font='宋体']首先需要保证在飞轮转速在[/font][font='times new roman']1000rpm[/font][font='宋体']时，产生的电压不少于[/font][font='times new roman']5.0V[/font][font='宋体']。主体结构分为两个转子以及一个定子。发电机结构如图[/font][font='times new roman']8[/font][font='宋体']所示，其中转子为永磁体，定子为线圈。转子由[/font][font='times new roman']12[/font][font='宋体']对永磁体构成，[/font][font='times new roman']1[/font][font='times new roman']2[/font][font='宋体']对永磁体组成[/font][font='times new roman']4[/font][font='宋体']对极，正反交替安装。定子线圈为[/font][font='times new roman']9[/font][font='宋体']匝线，共[/font][font='times new roman']3[/font][font='宋体']相，每相[/font][font='times new roman']3[/font][font='宋体']匝线。转子转动时会产生三组相差[/font][font='times new roman']1[/font][font='times new roman']20[/font][font='times new roman']°[/font][font='宋体']的正弦波交流电。当转速达到[/font][font='times new roman']1[/font][font='times new roman']000 [/font][font='times new roman']rpm[/font][font='宋体']且正确安装时，发出的平均电压[/font][font='times new roman']＞[/font][font='times new roman']5[/font][font='times new roman'] V[/font][font='宋体']。转子通过[/font][font='times new roman']z[/font][font='times new roman']21[/font][font='宋体']型胀套与轴相连，发电机转子中安装有[/font][font='times new roman']10[/font][font='times new roman']×[/font][font='times new roman']10[/font][font='times new roman']×[/font][font='times new roman']20[/font][font='times new roman']（[/font][font='times new roman']mm[/font][font='times new roman']）[/font][font='宋体']的铷磁铁，相邻的铷磁铁磁感方向相反。[/font][align=right][/align][align=center][font='times new roman'][size=12px]（[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]a[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]）[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]发电机转子[/size][/font][font='宋体'] [/font][font='宋体'] [/font][font='times new roman'][size=12px]（[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]b[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]）[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]发电机剖面图[/size][/font][/align][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]8[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]发电机结构图[/size][/font][/align][font='等线'][size=13px]2[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]储能装置结果验证[/size][/font][font='宋体'][color=#000000]将飞轮通过两个磁悬浮止推轴承固定，电机通过联轴器与飞轮相连，发电装置通过联轴器与飞轮相连，飞轮装置控制板置于装置上方，整个固定装置最终固定于[/color][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310291517296163_4334_3957149_3.png[/img][font='宋体'][color=#000000]的平板上（如图[/color][/font][font='times new roman'][color=#000000]9[/color][/font][font='宋体'][color=#000000]），平板通过地钉固定于底面，飞轮储能测试结果如下：[/color][/font][font='times new roman'][color=#000000]a[/color][/font][font='宋体'][color=#000000]. 启动阶段：接通电源后飞轮转动给飞轮充电。飞轮转速从0-1000转，满功率运行充电需要0.4s；[/color][/font][font='times new roman'][color=#000000]b[/color][/font][font='宋体'][color=#000000]．储能阶段：飞轮达到恒定转数并保持转数保持不变，其储存能量值不变；[/color][/font][font='宋体'][color=#000000] [/color][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310291517314983_9714_6223375_3.png[/img][font='times new roman'][color=#000000]c[/color][/font][font='宋体'][color=#000000]. 放电过程：飞轮储能额定值不变，[/color][/font][font='宋体']电机停转，离合器使电机与飞轮脱离，此时，发电装置继续发电，[/font][font='times new roman']LED[/font][font='宋体']灯继续发亮持续[/font][font='times new roman']200s[/font][font='宋体']。[/font][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='宋体'][size=12px]9[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]磁悬浮储能装置[/size][/font][/align][font='等线'][size=13px]3[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]工程实践课程实施[/size][/font][font='等线'][size=13px]方案[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310291517316772_5904_6223375_3.png[/img][font='宋体']项目式教学方式可以拓展教学内容深度和广度，优化课程体系。以实际产品为项目驱动，每一个产品都是一个独立的个体，包含基础工程训练中的若干环节，实践课程主要由焊接、铸造、车工、铣工、检测、钳工等工种组成，每个工种的教学内容和制作的产品，都有关联不可分开的实践环节如图[/font][font='times new roman']10[/font][font='宋体']所示。通过飞轮储能装置的设计，以团队的方式完成零件的加工，[/font][font='宋体']加工好的[/font][font='宋体']零件[/font][font='宋体']通过[/font][font='宋体']检测得到最终零件，并且完成产品的装配调试验证验证等工作。[/font][font='宋体']满足工程实践教学融合的人才培养需求。[/font][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]10[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]飞轮项目式实践教学加工过程[/size][/font][/align][font='宋体']飞轮储能装置技术方案与设计过程，合理安排项目实施过程是保证综合性项目式教学的前提，综合基础加工方法是工程训练的关键。本次项目主要选择车削、铣削、铸造、焊接、智能制造、钳工装配等工种。结合各个工种特点，项目具体安排如表[/font][font='times new roman']3[/font][font='宋体']所示。[/font][align=center][font='times new roman'][size=12px]表[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]3[/size][/font][font='宋体'] [/font][font='times new roman'][size=12px]实践教学安排[/size][/font][/align][table][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]工种[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]内容[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]时长[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]概论[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]储能装置的分类及设计[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]8[/size][/font][font='宋体'][size=9px]学时[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]铸造[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]学习砂型铸造，进行装置中各个零件的毛坯制作[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]8[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学时[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]车削[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]根据铸造毛坯料，车削轴类零件，并控制尺寸精度在公差范围之类[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]16[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学时[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]检测[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]检测、三坐标、动平衡[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]8[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学时[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]焊接[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]飞轮储能装置支架的焊接及各种焊接方法练习[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]8[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学生[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]智能制造[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]了解3[/size][/font][font='宋体'][size=9px]D[/size][/font][font='宋体'][size=9px]打印+智能制造，自制电机，[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]arduino[/size][/font][font='宋体'][size=9px]调速[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]16[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学生[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]钳工装配[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]根据加工和标准件进行装配、调试，最终达到设计要求[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]12[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学时[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]汇报[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]样机运行，项目汇报[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]4[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学时[/size][/font][/align][/td][/tr][/table][font='等线'][size=13px]4[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]总结[/size][/font][font='宋体']磁悬浮飞轮储能装置[/font][font='宋体']，将在[/font][font='宋体']在[/font][font='宋体']本科工程实践教育中[/font][font='宋体']开展[/font][font='宋体']，培养大学生工程能力、创新能力、实践能力和团队协作能力的重要途径。目前已有的飞轮储技术，从飞轮的储能原理、系统的搭建及机械部分系统的进行完整的设计，并完成样机产品的测试。[/font][font='宋体']从多个方面调动学生的学习兴趣和主观能动性，通过专业相关的教学载体，帮助学生建立产品全生命周期的概念，提高学生的综合素质。[/font][font='宋体']飞轮储能技术是目前最有发展前途的储能技术之一[/font][font='宋体']，是能源领域低碳环保的[/font][font='宋体']发展[/font][font='宋体']方向。磁悬浮飞轮储能装置教学项目实践，[/font][font='宋体']为[/font][font='宋体']相[/font][font='宋体']关专业方向培养[/font][font='宋体']了[/font][font='宋体']具有扎实数理基础及实践能力的拔尖创新人才[/font][font='宋体']。[/font][font='等线'][size=13px]参考文献：[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]1[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]廖曙生[/size][/font][font='等线'][size=13px]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]综述各类储能装置的储能技术[/size][/font][font='等线'][size=13px][J]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]广东科技[/size][/font][font='等线'][size=13px],2012,21(19):109-110. [/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]2[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]江卫良[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]陈烨[/size][/font][font='等线'][size=13px]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]基于磁悬浮飞轮储能的脉冲功率电源系统设计[/size][/font][font='等线'][size=13px][J]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]浙江电[/size][/font][font='等线'][size=13px]力[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]2020[/size][/font][font='等线'][size=13px],39(5):50-54. [/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]3[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]唐长亮[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]张小虎[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]孟祥梁[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]国外飞轮储能技术[/size][/font][font='等线'][size=13px]状况研究[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]中外[/size][/font][font='等线'][size=13px]能[/size][/font][font='等线'][size=13px]源[/size][/font][font='等线'][size=13px],2018,23(06):82-86.[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]4[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]齐洪峰[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]飞轮储能与轨道交通系统技术融合[/size][/font][font='等线'][size=13px]发展现状[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]电源技术[/size][/font][font='等线'][size=13px],2022,46(02):137-140.[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]5[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]雷卫清[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]陈凤[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]王丽[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]磁悬浮飞轮储能技术结合[/size][/font][font='等线'][size=13px]DPS[/size][/font][font='等线'][size=13px]的应用研究[/size][/font][font='等线'][size=13px][J]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]电信快报[/size][/font][font='等线'][size=13px],2013(5):20-23.[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]6[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]王巍[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]高原[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]姜晓弋[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]飞轮储能技术发展与应[/size][/font][font='等线'][size=13px]用[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]船电技术[/size][/font][font='等线'][size=13px],2013,33(01):31-34.[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]7[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]戴兴建[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]邓占峰[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]刘刚[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]等[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]大容量先进飞轮储能电源技术发展状况[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]电工技术学报[/size][/font][font='等线'][size=13px],2011,26[/size][/font][font='等线'][size=13px]([/size][/font][font='等线'][size=13px]7[/size][/font][font='等线'][size=13px]):[/size][/font][font='等线'][size=13px]133[/size][/font][font='等线'][size=13px]-[/size][/font][font='等线'][size=13px]140[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]8[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]李树胜[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]付永领[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]刘平[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]等[/size][/font][font='等线'][size=13px]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]磁悬浮飞轮储能[/size][/font][font='等线'][size=13px]UPS[/size][/font][font='等线'][size=13px]系统集成应用及充放电控制方法研究[/size][/font][font='等线'][size=13px][J]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]中国电机工程学报[/size][/font][font='等线'][size=13px],2017,37(z1):170-176. [/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]9[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]王磊[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]杜晓强[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]宋永端[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]用于风电场的飞轮储能矩阵系统协调控制[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]电网技术[/size][/font][font='等线'][size=13px],2013,[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]37[/size][/font][font='等线'][size=13px]([/size][/font][font='等线'][size=13px]12[/size][/font][font='等线'][size=13px])[/size][/font][font='等线'][size=13px]:3406-3412. [/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]10[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]皮振宏[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]戴兴建[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]魏殿举[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]等[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]飞轮储能系统容量分析与设计[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]储能科学与技术[/size][/font][font='等线'][size=13px],2019,[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]8[/size][/font][font='等线'][size=13px]([/size][/font][font='等线'][size=13px]4[/size][/font][font='等线'][size=13px])[/size][/font][font='等线'][size=13px]:778-783[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]11[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]高福伟[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]储能技术在风力发电系统中的应用研究[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]电子制作[/size][/font][font='等线'][size=13px],2022,30(04):95-97.[/size][/font][font='等线'][size=13px][12][/size][/font][font='等线'][size=13px]赵萌[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]杜平[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]赵天骄[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]高党寻[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]李睿[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]林蔚然[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]曾武[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]基于实践教学的立式飞轮储能装置设计应用[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]机电工程技术[/size][/font][font='等线'][size=13px],2022,51(09):10-14.[/size][/font]
[align=center][font='times new roman'][size=24px]新型[/size][/font][font='times new roman'][size=24px]磁悬浮[/size][/font][font='times new roman'][size=24px]飞轮[/size][/font][font='times new roman'][size=24px]储能[/size][/font][font='times new roman'][size=24px]实验[/size][/font][font='times new roman'][size=24px]装置的设计及应用[/size][/font][/align][align=center][font='arial'][color=#666666] [/color][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]赵萌[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]杜平[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]张秀海[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]林蔚然[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]陈远洋[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]杨忠昌[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]周冰科[/size][/font][/align][align=center][font='times new roman'][size=12px]（[/size][/font][font='宋体'][size=12px]清华大学基础工业训练中心，北京 100084）[/size][/font][/align][align=center][/align][font='times new roman'][size=12px]摘[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]要：[/size][/font][font='宋体'][size=12px]飞轮储能装置是一种在电能和机械能之间进行能量转换的装置，它通过飞轮高速旋转的形式来储存能量。[/size][/font][font='宋体'][size=12px]普通机械轴承由于摩擦阻力，飞轮储存的能量有很大一部分耗散在此处。设计的新型磁悬浮轴承可以有效降低摩擦阻力，从而提高飞轮储能效率。[/size][/font][font='宋体'][size=12px]从飞轮系统的搭建及机械部分系统进行了完整的设计，并完成了样机产品的测试。此装置可以应用到机械类和电类专业本科生的工程实践教学中，以P[/size][/font][font='宋体'][size=12px]BL[/size][/font][font='宋体'][size=12px]项目驱动的教学方式，使学生深入理解产品设计原理、制造技术、装配调试方法等，从而有效培养[/size][/font][font='宋体'][size=12px]学生[/size][/font][font='宋体'][size=12px]的[/size][/font][font='宋体'][size=12px]工程能力、创新能力、实践能力和团队协作能力。[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]关键词：[/size][/font][font='宋体'][size=12px]飞轮储能；[/size][/font][font='宋体'][size=12px]磁悬浮[/size][/font][font='宋体'][size=12px]轴承[/size][/font][font='宋体'][size=12px]；[/size][/font][font='宋体'][size=12px]工程实践；[/size][/font][font='宋体'][size=12px]项目驱动[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]中图分类号[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]：（[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]T[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]H12 [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]G[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]642[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]）[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]文献标识码：[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]A[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]文章编号[/size][/font][size=12px]：1672-4801[/size][size=12px]([/size][font='宋体'][size=12px]××××[/size][/font][size=12px])[/size][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]××[/size][/font][size=12px]－[/size][font='宋体'][size=12px]××[/size][/font][size=12px]－[/size][font='宋体'][size=12px]××[/size][/font][align=center][font='times new roman'][size=24px]Design and Application of a Novel Magnetically Suspended Flywheel Experimental Device For Energy Storage [/size][/font][/align][align=center][font='times new roman'][size=16px]Zhao Meng, Du Ping, Zhang Xiuhai, [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]Lin Weiran,[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]Chen Yuanyang, Yang Zhongchang,[/size][/font][font='times new roman'][size=16px] [/size][/font][font='times new roman'][size=16px]Zhou Bingke[/size][/font][/align][align=center][font='times new roman'][size=12px]([/size][/font][font='times new roman'][size=12px]Fundamental Industry Training Center, Tsinghua University, Beijing 100084, China[/size][/font][font='times new roman'][size=12px])[/size][/font][/align][font='times new roman'][size=12px]Abstract:[/size][/font][font='times new roman'][size=12px][color=#000000] [/color][/size][/font][font='times new roman'][size=12px]Flywheel energy storage device is a device that converts energy between electrical energy and mechanical energy. It stores energy in the form of high-speed flywheel rotation. Due to the friction resistance of ordinary mechanical bearings, a large part of the energy stored in the flywheel is dissipated. This article introduced a novel magnetic suspending bearing, which could effectively reduce the friction resistance and improve the flywheel energy storage efficiency. The flywheel system and mechanical system are designed completely, and the prototype product is tested. This device can be applied to the engineering practice teaching of mechanical and electrical undergraduates. With the PBL project driven teaching method, students can deeply understand the product design principle, manufacturing technology, assembly and debugging methods, so as to effectively cultivate students' engineering ability, innovation ability, practical ability and team cooperation ability.[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]Key words:[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]flywheel energy storage Magnetic bearing Engineering practice Project driven[/size][/font][font='等线'][size=13px]0 [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]引言[/size][/font][font='宋体']飞轮储能技术是一种机械储能方式[/font][font='宋体']，[/font][font='宋体']它以动能的形式存储能量，经过功率变换器，完成机械能[/font][font='宋体']-[/font][font='宋体']电能相互转换[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]1[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][font='宋体']飞轮储能具有安全可靠性高、功率密度高、充放电响应速度快、使用寿命长、环境适应性强、建设周期短、运行维护简单、全生命周期绿色无污染等优点，因此非常适合作为脉冲功率电源的能量存储介质[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]2[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][font='宋体']目前[/font][font='宋体']飞轮储能技术在许多领域都已经有广泛的应用，特别是在美国、日本、德国等发达国家，储能技术已经发展得比较[/font][font='宋体']成熟[/font][font='宋体']，[/font][font='宋体']主要应用于[/font][font='宋体']UPS不[/font][font='宋体']间断电源，微电网调频，削峰填谷，制动动能回收，电磁弹射等多个领域[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]3-6[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][font='宋体']飞轮在运行过程中的最大转速不仅受自身材料限制，另外配套的支撑轴承系统的选取也会一定程度的影响运行效率。轴承系统是飞轮装置的支撑系统，在飞轮旋转过程中产生的摩擦损耗大小与轴承系统关系紧密。目前轴承可分为机械轴承和磁悬浮轴承两大类，随着超导体和永磁材料的发展，后者又可进一步分为永磁轴承、超导体磁轴承和电磁轴承等[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]7[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]-[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]10[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。其中机械轴承是传统的轴承类别，其结构紧凑成本低廉，但摩擦力大，运行损耗多，适用于充电放电时间短的飞轮储能系统；磁悬浮轴承则是利用磁力实现无接触的承载飞轮，其物理摩擦损耗非常低，运行稳定性也有保障，缺点是系统复杂、成本较高。鉴于两种轴承各有其优缺点，现实中往往采用混合组合的方式使用，以达到优势互补的效果。[/font][font='宋体']飞轮储能系统由多个零部件组成，对关键零部件（如飞轮、主轴、轴承）的加工和装配有较高要求，同时需要相应的控制电路实现充放电功能，是机械和电子学科紧密结合的典型产品。本文设计了一套飞轮储能实验装置，应用于电机专业本科生的《金工实习》课程。通过PBL项目驱动的教学方式，有机整合传统金工实习中的焊接、铸造、车工、钳工、[/font][font='宋体']、检测、智能制造、[/font][font='宋体']数控加工等工种，完成整个飞轮储能系统的设计、加工制造和组装调试。此模式可有效调动学生的学习兴趣和主观能动性，帮助学生建立产品全生命周期的概念，[/font][font='宋体']提高[/font][font='宋体']学生的工程能力、创新能力、实践能力和团队协作能力[/font][font='宋体']，为未来的战略性新兴产业和经济培养综合素质优秀的人才[/font][font='宋体']。[/font][font='等线'][size=13px]1 [/size][/font][font='等线'][size=13px] 技术方案及设计[/size][/font][font='宋体']飞轮储能技术主要是借助电能驱动带动装置飞轮旋转，实现电能到动能的转化，所生成的动能将被存储在装置加速质量块中，需要发电时，飞轮将借助自身动能为发电机提供能源，继而实现动能到电能的转化[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][1[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]1[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][font='times new roman']1.1[/font][font='黑体'] 机械结构设计[/font][font='宋体']飞轮[/font][font='宋体']储能[/font][font='宋体']装置[/font][font='宋体']总体结构[/font][font='宋体']如图[/font][font='times new roman']1[/font][font='宋体']所示，主要[/font][font='宋体']由[/font][font='宋体']四部分[/font][font='宋体']组成，飞轮模块、飞轮支撑模块、控制模块以及发电模块，总体尺寸[/font][font='times new roman']4[/font][font='times new roman']00[/font][font='times new roman']×[/font][font='times new roman']530[/font][font='times new roman']×[/font][font='times new roman']310[/font][font='times new roman']（[/font][font='times new roman']mm[/font][font='times new roman']）[/font][font='宋体']。[/font][font='宋体']各个模块主要功能如下：[/font][font='等线'][size=13px]1 [/size][/font][font='等线'][size=13px]飞轮模块：包括飞轮、主轴以及电机。[/size][/font][font='等线'][size=13px]2 [/size][/font][font='等线'][size=13px]飞轮支撑模块：使用两个轴承座进行支撑。[/size][/font][font='等线'][size=13px]3 [/size][/font][font='等线'][size=13px]控制模块：电机控制。[/size][/font][font='等线'][size=13px]4 [/size][/font][font='等线'][size=13px]发电模块：定子使用[/size][/font][font='等线'][size=13px]12[/size][/font][font='等线'][size=13px]对正反安装的磁铁，转子使用[/size][/font][font='等线'][size=13px]9[/size][/font][font='等线'][size=13px]匝[/size][/font][font='等线'][size=13px]S[/size][/font][font='等线'][size=13px]线圈进行发电，发出的电经过整流模块与稳压模块最终输出给用电器。[/size][/font][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310271326007682_9974_6223375_3.png[/img][/align][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]1[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]飞轮储能装置总体图[/size][/font][/align][font='times new roman']1.2[/font][font='黑体'] [/font][font='黑体']主要设计参数[/font][font='宋体']飞轮储能装置设计容量[/font][font='times new roman']0.01Wh[/font][font='宋体']，重量[/font][font='times new roman']2.39kg[/font][font='宋体']，飞轮材料选择[/font][font='times new roman']为铝[/font][font='宋体']，选用电机功率为[/font][font='times new roman']100W[/font][font='宋体']。飞轮储能装置需要在电机停止供电之后，通过飞轮实现电流电压的显示以及[/font][font='times new roman']5w[/font][font='宋体']节能灯的供电，持续时间不少于[/font][font='times new roman']4[/font][font='times new roman']0[/font][font='times new roman']s[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][font='times new roman']1.[/font][font='times new roman']3[/font][font='黑体'] [/font][font='黑体']飞轮模块设计[/font][font='宋体']飞轮通过两个[/font][font='times new roman']z[/font][font='times new roman']21[/font][font='宋体']胀套与主轴相连[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']，主轴两端通过[/font][font='times new roman']6[/font][font='times new roman']200[/font][font='宋体']轴承与飞轮支撑连接。[/font][font='宋体']连轴器与电机主轴相连接。[/font][font='宋体']其设计尺寸如图[/font][font='times new roman']2[/font][font='宋体']所示，参数设计如下表[/font][font='times new roman']1[/font][font='宋体']所示，储能装置整体剖面如图[/font][font='times new roman']3[/font][font='宋体']所示：[/font][align=center][font='黑体'][size=12px]表[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]1[/size][/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman'][size=12px]飞轮主要参数[/size][/font][/align][table][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]D/[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]mm[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]A[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/mm[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]B[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/mm[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]L[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/mm[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]n[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/rpm[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=9px] 28[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]1[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]50[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]50[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]166[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]1000[/size][/font][/align][/td][/tr][/table][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310271326012926_3426_6223375_3.png[/img][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]2[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]飞轮尺寸[/size][/font][/align][font='等线'][size=13px]1 [/size][/font][font='等线'][size=13px]动能计算[/size][/font][font='等线'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]1[/size][/font][font='宋体']代入数值后得[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font]，[font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]Wh[/size][/font][font='等线'][size=13px]2 [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]最高线速度[/size][/font][font='等线'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]2[/size][/font][font='等线'][size=13px]代入数值后得[/size][/font][font='等线'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='等线'][size=13px]，[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]m/s[/size][/font][font='等线'][size=13px]3 [/size][/font][font='等线'][size=13px]飞轮总质量[/size][/font][font='等线'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]3[/size][/font][font='等线'][size=13px]kg[/size][/font][font='等线'][size=13px]4 [/size][/font][font='等线'][size=13px] 充能速度[/size][/font][font='等线'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]s [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]4[/size][/font][font='宋体']当电机满功率运行时，整个飞轮达到预定储能需要[/font][font='times new roman']1 [/font][font='times new roman']s[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][font='等线'][size=13px]5 [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]强度校核[/size][/font][font='等线'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='等线'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']假设转动过程，偏离轴心1mm如下：[/font][font='times new roman']a. [/font][font='宋体']转动离心力[/font][font='宋体']飞轮在转动离心[/font][font='宋体']力[/font][font='宋体']计算公式，[/font] [font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]N[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]5[/size][/font][font='times new roman']b.[/font][font='宋体'] [/font][font='宋体']轴的最大正应力[/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]6[/size][/font][align=center][font='times new roman'][size=14px]MPa[/size][/font][/align][font='times new roman']c.[/font] 轴的最大剪应力[font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]7[/size][/font][font='等线'][size=13px]MPa[/size][/font][font='times new roman']d.[/font][font='宋体'] [/font][font='宋体']轴的最大挠度[/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]8[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]式 [/size][/font][font='等线'][size=13px]9[/size][/font][font='times new roman']mm[/font][font='宋体']最后可得[/font][font='宋体']表2所示[/font][font='宋体']：[/font][align=center][font='黑体'][size=12px]表2[/size][/font][font='黑体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]飞轮强度校核[/size][/font][/align][table][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]离心力[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]N[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]最大正应力[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]MPa[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]最大切应力[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]MPa[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]最大挠度[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]/[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]mm[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]26.17[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]3.36[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]0.099[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]5.2[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]e-[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]8[/size][/font][/align][/td][/tr][/table][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310271326013999_9049_6223375_3.png[/img][/align][align=center][font='宋体'][size=12px]图 [/size][/font][font='times new roman'][size=12px]3[/size][/font][font='宋体'][size=12px] 整体剖面图[/size][/font][/align][align=center][/align][font='times new roman']1.4 [/font][font='黑体']飞轮支撑装置设计[/font][font='宋体']飞轮重量较大，转速较高，要求其转动时同心度主轴轴心跳动少于[/font][font='times new roman']0[/font][font='times new roman'].1[/font][font='times new roman']mm[/font][font='宋体']，飞轮外径跳动少于[/font][font='times new roman']0.2mm[/font][font='宋体']。[/font][font='宋体']同时[/font][font='宋体']要求[/font][font='宋体']其转动[/font][font='宋体']时[/font][font='宋体']摩擦[/font][font='宋体']阻力尽可能小以降低能量损耗[/font][font='宋体']。所以考虑使用电磁轴承进行支撑，但电磁轴承重量大，控制复杂。选择被动式磁力支撑与深沟球轴承相互结合的方式进行支撑。被动式磁力支撑提供一部分支撑力，减小对轴承的压力从而减小轴承的摩擦，降低转动时的阻力。轴承支撑如图[/font][font='times new roman']4[/font][font='宋体']所示,红圈标出的为主轴，主轴下的四个支撑为轴向磁铁。[/font][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]4[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]飞轮转动支撑装置结构[/size][/font][/align][font='times new roman']1.[/font][font='times new roman']5[/font][font='黑体'] 飞轮控制模块[/font][font='等线'][size=13px]（[/size][/font][font='等线'][size=13px]1[/size][/font][font='等线'][size=13px]）[/size][/font][font='等线'][size=13px]电机控制模块[/size][/font][font='宋体']电机选择无刷永磁电机，电压[/font][font='times new roman']24 V[/font][font='宋体']，速度可调，最高转速[/font][font='times new roman']8000 rpm[/font][font='宋体']。如图[/font][font='times new roman']5[/font][font='宋体']所示。电机控制板选择配套的可调速电机控制板。[/font][align=center][font='times new roman'][size=9px]（[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]a[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]）[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]4[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]260[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]电机[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='times new roman'][size=9px]（[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]b[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]）[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]电机控制板[/size][/font][/align][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]5[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]4260[/size][/font][font='宋体'][size=12px]电机[/size][/font][font='宋体'][size=12px]（a）[/size][/font][font='宋体'][size=12px]和电机控制板[/size][/font][font='宋体'][size=12px]（b）[/size][/font][/align][font='等线'][size=13px]（[/size][/font][font='等线'][size=13px]2[/size][/font][font='等线'][size=13px]）[/size][/font][font='等线'][size=13px]稳压整流模块[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310271326016503_580_6223375_3.png[/img][font='宋体']发电机产生的为交流电，[/font][font='宋体']所以[/font][font='宋体']需要通过全桥整流将其变为直流电。全桥整流如图[/font][font='times new roman']6[/font][font='宋体']所示[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]6[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]整流模块电路[/size][/font][/align][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310271326018815_9052_6223375_3.png[/img][font='宋体']全桥整流模块输出半正弦波，需要通过稳压模块将其电压稳定至[/font][font='times new roman']5 V[/font][font='宋体']。此处购买成熟产品[/font][font='times new roman']LM2596SDC-DC[/font][font='宋体']可调降压模块如图[/font][font='times new roman']7[/font][font='宋体']所示，输出稳定的[/font][font='times new roman']5 V[/font][font='宋体']电压[/font][font='times new roman'][sup][size=13px][[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]12[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=13px]][/size][/sup][/font][font='宋体']。[/font][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]7[/size][/font][font='times new roman'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]DC-DC[/size][/font][font='宋体'][size=12px]降压显示模块[/size][/font][/align][font='times new roman']1.[/font][font='times new roman']6[/font][font='times new roman'] [/font][font='黑体']发电模块设计[/font][font='宋体']首先需要保证在飞轮转速在[/font][font='times new roman']1000rpm[/font][font='宋体']时，产生的电压不少于[/font][font='times new roman']5.0V[/font][font='宋体']。主体结构分为两个转子以及一个定子。发电机结构如图[/font][font='times new roman']8[/font][font='宋体']所示，其中转子为永磁体，定子为线圈。转子由[/font][font='times new roman']12[/font][font='宋体']对永磁体构成，[/font][font='times new roman']1[/font][font='times new roman']2[/font][font='宋体']对永磁体组成[/font][font='times new roman']4[/font][font='宋体']对极，正反交替安装。定子线圈为[/font][font='times new roman']9[/font][font='宋体']匝线，共[/font][font='times new roman']3[/font][font='宋体']相，每相[/font][font='times new roman']3[/font][font='宋体']匝线。转子转动时会产生三组相差[/font][font='times new roman']1[/font][font='times new roman']20[/font][font='times new roman']°[/font][font='宋体']的正弦波交流电。当转速达到[/font][font='times new roman']1[/font][font='times new roman']000 [/font][font='times new roman']rpm[/font][font='宋体']且正确安装时，发出的平均电压[/font][font='times new roman']＞[/font][font='times new roman']5[/font][font='times new roman'] V[/font][font='宋体']。转子通过[/font][font='times new roman']z[/font][font='times new roman']21[/font][font='宋体']型胀套与轴相连，发电机转子中安装有[/font][font='times new roman']10[/font][font='times new roman']×[/font][font='times new roman']10[/font][font='times new roman']×[/font][font='times new roman']20[/font][font='times new roman']（[/font][font='times new roman']mm[/font][font='times new roman']）[/font][font='宋体']的铷磁铁，相邻的铷磁铁磁感方向相反。[/font][align=right][/align][align=center][font='times new roman'][size=12px]（[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]a[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]）[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]发电机转子[/size][/font][font='宋体'] [/font][font='宋体'] [/font][font='times new roman'][size=12px]（[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]b[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]）[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]发电机剖面图[/size][/font][/align][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]8[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]发电机结构图[/size][/font][/align][font='等线'][size=13px]2[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]储能装置结果验证[/size][/font][font='宋体'][color=#000000]将飞轮通过两个磁悬浮止推轴承固定，电机通过联轴器与飞轮相连，发电装置通过联轴器与飞轮相连，飞轮装置控制板置于装置上方，整个固定装置最终固定于[/color][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310271326004571_7322_3957149_3.png[/img][font='宋体'][color=#000000]的平板上（如图[/color][/font][font='times new roman'][color=#000000]9[/color][/font][font='宋体'][color=#000000]），平板通过地钉固定于底面，飞轮储能测试结果如下：[/color][/font][font='times new roman'][color=#000000]a[/color][/font][font='宋体'][color=#000000]. 启动阶段：接通电源后飞轮转动给飞轮充电。飞轮转速从0-1000转，满功率运行充电需要0.4s；[/color][/font][font='times new roman'][color=#000000]b[/color][/font][font='宋体'][color=#000000]．储能阶段：飞轮达到恒定转数并保持转数保持不变，其储存能量值不变；[/color][/font][font='宋体'][color=#000000] [/color][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310271326022490_5652_6223375_3.png[/img][font='times new roman'][color=#000000]c[/color][/font][font='宋体'][color=#000000]. 放电过程：飞轮储能额定值不变，[/color][/font][font='宋体']电机停转，离合器使电机与飞轮脱离，此时，发电装置继续发电，[/font][font='times new roman']LED[/font][font='宋体']灯继续发亮持续[/font][font='times new roman']200s[/font][font='宋体']。[/font][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='宋体'][size=12px]9[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]磁悬浮储能装置[/size][/font][/align][font='等线'][size=13px]3[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]工程实践课程实施[/size][/font][font='等线'][size=13px]方案[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310271326024212_1816_6223375_3.png[/img][font='宋体']项目式教学方式可以拓展教学内容深度和广度，优化课程体系。以实际产品为项目驱动，每一个产品都是一个独立的个体，包含基础工程训练中的若干环节，实践课程主要由焊接、铸造、车工、铣工、检测、钳工等工种组成，每个工种的教学内容和制作的产品，都有关联不可分开的实践环节如图[/font][font='times new roman']10[/font][font='宋体']所示。通过飞轮储能装置的设计，以团队的方式完成零件的加工，[/font][font='宋体']加工好的[/font][font='宋体']零件[/font][font='宋体']通过[/font][font='宋体']检测得到最终零件，并且完成产品的装配调试验证验证等工作。[/font][font='宋体']满足工程实践教学融合的人才培养需求。[/font][align=center][font='宋体'][size=12px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]10[/size][/font][font='宋体'][size=12px] [/size][/font][font='宋体'][size=12px]飞轮项目式实践教学加工过程[/size][/font][/align][font='宋体']飞轮储能装置技术方案与设计过程，合理安排项目实施过程是保证综合性项目式教学的前提，综合基础加工方法是工程训练的关键。本次项目主要选择车削、铣削、铸造、焊接、智能制造、钳工装配等工种。结合各个工种特点，项目具体安排如表[/font][font='times new roman']3[/font][font='宋体']所示。[/font][align=center][font='times new roman'][size=12px]表[/size][/font][font='times new roman'][size=12px]3[/size][/font][font='宋体'] [/font][font='times new roman'][size=12px]实践教学安排[/size][/font][/align][table][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]工种[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]内容[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]时长[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]概论[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]储能装置的分类及设计[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]8[/size][/font][font='宋体'][size=9px]学时[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]铸造[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]学习砂型铸造，进行装置中各个零件的毛坯制作[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]8[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学时[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]车削[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]根据铸造毛坯料，车削轴类零件，并控制尺寸精度在公差范围之类[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]16[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学时[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]检测[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]检测、三坐标、动平衡[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]8[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学时[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]焊接[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]飞轮储能装置支架的焊接及各种焊接方法练习[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]8[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学生[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]智能制造[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]了解3[/size][/font][font='宋体'][size=9px]D[/size][/font][font='宋体'][size=9px]打印+智能制造，自制电机，[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]arduino[/size][/font][font='宋体'][size=9px]调速[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]16[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学生[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]钳工装配[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]根据加工和标准件进行装配、调试，最终达到设计要求[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]12[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学时[/size][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font='宋体'][size=9px]汇报[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='宋体'][size=9px]样机运行，项目汇报[/size][/font][/align][/td][td][align=center][font='times new roman'][size=9px]4[/size][/font][font='times new roman'][size=9px]学时[/size][/font][/align][/td][/tr][/table][font='等线'][size=13px]4[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]总结[/size][/font][font='宋体']磁悬浮飞轮储能装置[/font][font='宋体']，将在[/font][font='宋体']在[/font][font='宋体']本科工程实践教育中[/font][font='宋体']开展[/font][font='宋体']，培养大学生工程能力、创新能力、实践能力和团队协作能力的重要途径。目前已有的飞轮储技术，从飞轮的储能原理、系统的搭建及机械部分系统的进行完整的设计，并完成样机产品的测试。[/font][font='宋体']从多个方面调动学生的学习兴趣和主观能动性，通过专业相关的教学载体，帮助学生建立产品全生命周期的概念，提高学生的综合素质。[/font][font='宋体']飞轮储能技术是目前最有发展前途的储能技术之一[/font][font='宋体']，是能源领域低碳环保的[/font][font='宋体']发展[/font][font='宋体']方向。磁悬浮飞轮储能装置教学项目实践，[/font][font='宋体']为[/font][font='宋体']相[/font][font='宋体']关专业方向培养[/font][font='宋体']了[/font][font='宋体']具有扎实数理基础及实践能力的拔尖创新人才[/font][font='宋体']。[/font][font='等线'][size=13px]参考文献：[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]1[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]廖曙生[/size][/font][font='等线'][size=13px]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]综述各类储能装置的储能技术[/size][/font][font='等线'][size=13px][J]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]广东科技[/size][/font][font='等线'][size=13px],2012,21(19):109-110. [/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]2[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]江卫良[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]陈烨[/size][/font][font='等线'][size=13px]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]基于磁悬浮飞轮储能的脉冲功率电源系统设计[/size][/font][font='等线'][size=13px][J]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]浙江电[/size][/font][font='等线'][size=13px]力[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]2020[/size][/font][font='等线'][size=13px],39(5):50-54. [/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]3[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]唐长亮[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]张小虎[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]孟祥梁[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]国外飞轮储能技术[/size][/font][font='等线'][size=13px]状况研究[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]中外[/size][/font][font='等线'][size=13px]能[/size][/font][font='等线'][size=13px]源[/size][/font][font='等线'][size=13px],2018,23(06):82-86.[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]4[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]齐洪峰[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]飞轮储能与轨道交通系统技术融合[/size][/font][font='等线'][size=13px]发展现状[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]电源技术[/size][/font][font='等线'][size=13px],2022,46(02):137-140.[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]5[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]雷卫清[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]陈凤[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]王丽[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]磁悬浮飞轮储能技术结合[/size][/font][font='等线'][size=13px]DPS[/size][/font][font='等线'][size=13px]的应用研究[/size][/font][font='等线'][size=13px][J]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]电信快报[/size][/font][font='等线'][size=13px],2013(5):20-23.[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]6[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]王巍[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]高原[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]姜晓弋[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]飞轮储能技术发展与应[/size][/font][font='等线'][size=13px]用[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]船电技术[/size][/font][font='等线'][size=13px],2013,33(01):31-34.[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]7[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]戴兴建[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]邓占峰[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]刘刚[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]等[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]大容量先进飞轮储能电源技术发展状况[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]电工技术学报[/size][/font][font='等线'][size=13px],2011,26[/size][/font][font='等线'][size=13px]([/size][/font][font='等线'][size=13px]7[/size][/font][font='等线'][size=13px]):[/size][/font][font='等线'][size=13px]133[/size][/font][font='等线'][size=13px]-[/size][/font][font='等线'][size=13px]140[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]8[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]李树胜[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]付永领[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]刘平[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]等[/size][/font][font='等线'][size=13px]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]磁悬浮飞轮储能[/size][/font][font='等线'][size=13px]UPS[/size][/font][font='等线'][size=13px]系统集成应用及充放电控制方法研究[/size][/font][font='等线'][size=13px][J]. [/size][/font][font='等线'][size=13px]中国电机工程学报[/size][/font][font='等线'][size=13px],2017,37(z1):170-176. [/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]9[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]王磊[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]杜晓强[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]宋永端[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]用于风电场的飞轮储能矩阵系统协调控制[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]电网技术[/size][/font][font='等线'][size=13px],2013,[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]37[/size][/font][font='等线'][size=13px]([/size][/font][font='等线'][size=13px]12[/size][/font][font='等线'][size=13px])[/size][/font][font='等线'][size=13px]:3406-3412. [/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]10[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]皮振宏[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]戴兴建[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]魏殿举[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]等[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]飞轮储能系统容量分析与设计[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]储能科学与技术[/size][/font][font='等线'][size=13px],2019,[/size][/font][font='等线'][size=13px] [/size][/font][font='等线'][size=13px]8[/size][/font][font='等线'][size=13px]([/size][/font][font='等线'][size=13px]4[/size][/font][font='等线'][size=13px])[/size][/font][font='等线'][size=13px]:778-783[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px][[/size][/font][font='等线'][size=13px]11[/size][/font][font='等线'][size=13px]][/size][/font][font='等线'][size=13px]高福伟[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]储能技术在风力发电系统中的应用研究[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]电子制作[/size][/font][font='等线'][size=13px],2022,30(04):95-97.[/size][/font][font='等线'][size=13px][12][/size][/font][font='等线'][size=13px]赵萌[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]杜平[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]赵天骄[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]高党寻[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]李睿[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]林蔚然[/size][/font][font='等线'][size=13px],[/size][/font][font='等线'][size=13px]曾武[/size][/font][font='等线'][size=13px].[/size][/font][font='等线'][size=13px]基于实践教学的立式飞轮储能装置设计应用[/size][/font][font='等线'][size=13px][J].[/size][/font][font='等线'][size=13px]机电工程技术[/size][/font][font='等线'][size=13px],2022,51(09):10-14.[/size][/font]
什么是悬浮叶轮技术 说起智能水表的磁悬浮叶轮技术，让我们不得不想起磁悬浮列车。是的，在悬浮结构叶轮的水表中高速旋转的叶轮就像是磁悬浮列车一样悬浮于前后叶轮轴之间而不相接触，具有很强的平衡能力。因而不易被磨损，可以承受大流量的压力，并且寿命长，计量精度高。 这种悬浮结构式的水表是怎样达到平衡，并且达到这样的一个效果呢？下面让我们一起分析一下这种水表的结构；这种水表分为水表壳体与机芯壳体。具体元件有：机芯轴、叶轮轴承、磁环、耦合感应件、耦合磁环。叶轮轴承在机芯轴上顶尖处，并且嵌入叶轮轴的下端，叶轮轴的上顶尖端相对于嵌入机芯上盖内侧的轴承，磁环在叶轮轴的上端面边缘。耦合感应件在机芯外侧，耦合磁环在耦合感应件上有与叶轮轴的上端面磁环相对应。当耦合感应件位于一安装壳内，耦合感应件为一旋转件，在耦合感应件上有转轴，转轴由上下两轴承连接在安装壳上。当耦合磁环与叶轮轴上端面的磁环的极性相反，即可达到磁悬浮的效果，并且保持平衡。 悬浮结构式的水表的优点是在小流量时由于耦合磁环可以吸附叶轮转轴的重力，减小叶轮转轴的摩擦力，保证小流量时叶轮转动计量。这种悬浮式叶轮的水表已经被大范围的推广和应用，并得到广大用户的青睐。
各位老师： 我单位新进一台梅特勒的AL-204IC天平，说明书要求称量前预热天平1小时，可我们打开天平预热不到30分钟就自动关机了，不知道谁使用过这种天平？类似情况怎么办呢
[B][size=4]如何正确使用天平[/size][/B]一、正确使用电子天平的步骤：预热天平――运动天平――校准天平――使用天平1．预热天平• 电子天平没有电源开关，只要接通电源，天平立即开始预热。• 在通电预热开始的一段时间内，天平显示值有时会呈现越来越大的缓慢变化，即单方向漂移，这是正常现象，待天平显示值慢慢稳定后，去皮回零即可。• 对于可读性（实际分度值）d≥0.1mg普通天平，建议通电预热0.5－1小时；可读性d≤0.01mg的分析天平，建议通电预热4－6小时；微量、超微量天平预热时间则应加长，如有可能，24小时不要断电。（即可以关机，但不拔下电源）2．运动天平• 运动天平的目的是使处于休眠状态的天平逐步进入工作状态。• 运动天平的方法是用相当于天平最大称量的砝码或重物在称盘上反复加载和缷载10次或更多次，在此期间，不在意天平的显示值和是否回零。• 对于可读性（实际分度值）d≥0.1mg的普通天平，可以省略这一步，可读性d≤0.01mg的分析天平，微量、超微量天平则必须运动天平，否则会影响天平加载后的回零状况和称量稳定性。3．校准天平• 任何型号和精度的电子天平，在每次使用前都必须校准，否则不准。• 校准天平分为内校和外校两种方式，在天平内装有内校砝码，可用内校；天平内没有装内校砝码的，则用外部砝码校准。• 在天平的面板上标有 或 的天平具有全自动校准功能。4．使用天平 依次完成上述三个步骤后，才能准确，稳定地使用天平进行称量。二、影响电子天平称量结果的样品本身的自然物理因素如果发现天平显示值不稳定，称量结果出现缓慢的增大或减小或称量时间加长，较难稳定，或称量重复性很差，这大都是由以下样品本身的物理影响因素造成的。最常见的原因是：• 天平安放的位置不适当• 样品和容器的温度影响• 样品的吸湿性和挥发性（缓慢放出水分）• 样品和容器的静电现象• 磁性样品和容器的磁化影响
http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/05/201105182050_294798_1609805_3.jpg悬浮列车正在轨道上进行测试。这种列车面临着与所有飞机一样的问题，机翼会出现倾斜、摇晃和摆动，导致其底部很难与地面保持平衡。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/05/201105182050_294799_1609805_3.jpg飞行列车原型的外形与《星球大战》中卢克•天行者驾驶的反引力“陆地飞车”类似。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/05/201105182051_294800_1609805_3.jpg上海的磁悬浮列车。这是另一种悬浮列车，利用强大的电磁铁，让车身底部悬在铁轨上方。
本文为作者zengzhengce163原创，若需转载请直接先与本人取得联系，经双方协商并签定遵守相关协议后才可转载。未经本站作者授权自行转载的，属侵权违法行为。电子天平因其具有称量速度快、操作简便、高灵敏度和高精密度并且能够与计算机或者某些仪器相连接直接进行数据传输，在分析化学领域使用越来越广泛和普及。前天看到一贴讨论电光天平和电子天平的帖子，有人认为电子天平称量结果不准确。个人觉得有失偏颇，不惜班门弄斧，特发此贴，以抛砖引玉，讨论如何用电子天平进行准确称量。由于本人水平和认识有限，错误与不当之处在所难免，欢迎大家纠正、补充讨论。电子天平称量原理：电子天平是根据电磁平衡原理设计的，它由一个磁钢、一个与秤盘相连接的线圈、一个位移传感器以及电流控制电路和放大器组成。线圈置于磁钢形成的磁场之中，秤盘及被称物体的重力作用于线圈上。通电后，充分预热天平后，磁场强度不变，线圈长度固定，置于磁场中的线圈产生的电磁力大小（F=ΦIL）与电流强度成正比，如果调节磁场方向使电磁力与重力方向相反并使其与之平衡-mg=ΦIL，则此时物体质量与电流强度成正比。位移传感器位于预定中心位置，当秤盘上放上或取下物体时，为保持天平平衡位移传感器根据检出的位移信号通过控制器改变线圈的的电流大小直至线圈回到中心位置，这个电流改变量通过放大和转换为样品的质量显示。
1.在预热时间较少时天平的使用方法在条件允许时，应充分预热天平，天平精度越高对预热要求也越高。一般应在30分钟以上，使天平工作稳定，测量数据准确可靠。但由于种种原因，用户可能会在天平预热时间较短甚至来不及预热的情况下使用天平。此时，采取以下方法可以减少测量误差：1).测量前先用标准砝码校正，根据不种正确度等级的电平选用不同等级的砝码。2).应在加载后固定的时间读数。如都以加载后5秒的示值读取或都以单位显示出来时的示值读取。3).多次测量，取其平均值（3~5次）。2.加载几分钟或几十分钟后读数或连续测量时的使用方法如果用户需要在加载几分钟或几十分钟读数，或连续测量（特别是有皮重而未去皮）时，采取以下方法，可以减少测量误差：1).充分预热天平。2).天平使用环境温度变化较小（每小时温度变化不大于5℃），气流较小，人员走动较少的地方使用。3).使用前先用标准砝码校正。4).将卸载前的示值减去卸载后的示值才能得出载荷的真值。5).多次测量取其平均值（3~5次）。3.气流较大时的使用方法在空调出风口，风扇直吹，人员走动频繁，走廊过道中或者室外等气流较大的地方使用天平，往往会使天平示值发生变化，且不容易稳定下来。天平精度越高，气流越大，这种现象就越明显，所以天平应在气流较小的地方使用。如受条件限制，必须在气流大的情况下使用天平，则用户需采用以下方法来进行测量，减少测量误差，以免造成不必要的损失。1).用防风罩罩住天平。防风罩的制作很简单，选用一个略大于天平的废纸箱，将底部封住，顶边割除后倒扣在天平上，在朝着天平显示窗的这边割出可以加卸载和看示值的窗口即可。2).使用前充分预热并校正。3).多次测量，取其平均值（3~5次）。4.开机无显示时的检查方法1).检查供电系统有无工作，工作电压是否正常2).电源线插头有无松动或接触不良3).变压器有无发烫甚至焦臭味，有发烫或焦臭味说明有短路现象或变压器损坏4).显示设备有无损坏。比如液晶显示屏是否破裂5).其它原因所致5.开机后显示“L”或“H” 的检查方法“L”表示起始载荷过轻，“H”表示超载，出现这些现象后可以重新开机，若重新开机仍显示“L”或“H”，则用以下方法检查：1).称盘是否与壳体有接触2).传感器损坏。用户可以回想一下在上次使用后本次使用前天平有无受到碰撞、跌落或超载。3).其它原因所致6.示值不稳定1).使用环境是否适宜，有无强气流，电磁干扰，湿度是否过大，温差是否过大等2).称盘是否与壳体有接触3).传感器部件是否与其它物体有接触，若用户长期粉尘类或纤维类物体，可能会使这些物体落进天平中。这是在天平内部的，不容易发现。4).传感器或其它电子元件损坏5).若跳动的幅度极大，可能是程序中校正系数不对，可以清零后重新校正。注意天平显示零后按校正键的动作要快，否则可能在您按下校正键时天平的示值已变动，导致出现“CE”。7.称量不准1).天平可能未正确校正，一般建议用户经常校准天平，以提高测量准确度。方法非常简单，只需在天平示值为零时按校正键，看到提示后放上使用说明书中指定砝码即可。砝码的准确度要高于天平的准确度。校正后可以用其它砝码来检验您的天平是否准确。小窍门：若你手中没有其它砝码，你的天平精度也不高(低于0.1g)，可用1元硬币来检验。1元硬币约为6.0g。2).加大载荷时称盘碰到壳体或传感器部件与其它物体接触。3).传感器损坏。
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