张 剀，徐 旸，董金平，张小章



储能飞轮中的主动磁轴承技术

张 剀，徐 旸，董金平，张小章

（清华大学工程物理系，北京 100084）

主动磁轴承作为一种先进的支承技术，在飞轮储能系统中得到了成功应用。本文首先介绍了国内外研究机构在飞轮系统中应用主动磁轴承的情况。之后，分别探讨了主动磁轴承应用于高速飞轮需要解决的各个关键技术问题，展望了它在高速飞轮系统中的应用前景。

飞轮；主动磁轴承；振动控制

高速旋转的飞轮转子，可以储存大的角动量或机械动能，飞轮技术在导航及储能领域，具有重要价值。无论作为导航飞轮还是储能飞轮，提高转子转速对系统性能提升均意义重大。转子要高速稳定运行，高速可靠的轴承是关键的制约因素。

主动磁轴承利用受控电磁力实现定转子的非接触支承，具有转速高、无磨损、不需润滑系统、低工耗、自带在线振动监测功能等优点，尤其适用于高速转子系统[1-3]。对飞轮系统而言，其优势主要为免维护、能耗小、振动噪声水平低。

在飞轮应用中，主动磁轴承免维护的优点相当突出。使用非主动轴承的飞轮系统中，通常选择滚珠轴承，虽然装配简单，初期成本低，但需要额外的润滑系统，润滑介质的存在对真空应用是不利的；另外轴承转速受到较大限制，即便不追求高转速，每隔一定周期还是要进行轴承系统的维护。而使用磁轴承的系统，轴承本身的机械部分是无需维护的；仅需要对电子部件（主要是电容）进行7～8年为周期的更换，对利用变频器等单元的系统而言，这属于标准化的维护工作；……