新能源与高效节能

无轴承永磁同步电机（BPMSM）具有体积小、效率高、功率密度大等优点，并且无需励磁电流，控制电路比较简单，使得BPMSM得到了广泛的重视与研究。近些年来，国内外学者从无轴承电机的基本原理出发，研究并且设计了很多种不同结构的无轴承电机。然而，现有结构的无轴承永磁同步电机在高速运行过程中，由于干扰、负载等原因导致无轴承电机运行时定、转子的中心不能重合，有时甚至触碰到备用轴承，影响了转子的稳定悬浮运行性能。课题组授权发明专利一种无轴承永磁同步电机，对永磁同步电机结构进行完善，使得转子上产生的电磁力总是阻碍径向悬浮力与单边磁拉力的变化趋势，使电机对外界的干扰、变化的敏感度降低，具有更好的鲁棒性，增加了转子的稳定悬浮性能，提高了电机运行时的抗干扰能力。

2020年9月，我国向世界庄严承诺，力争于2030年前实现碳达峰，于2060年前实现碳中和。同年12月，我国进一步阐述了“双碳”（碳达峰、碳中和）目标，提出到2030年风电和太阳能发电的总装机容量将突破12亿千瓦。风电、太阳能发电等新能源发电具有间歇性与随机性的特点，若大规模高比例地接入电力系统，将给电力系统的运行带来安全稳定问题。储能装置的采用可以在很大程度上解决新能源发电的间歇性与随机性问题，广泛地开发利用新能源。因此，突破规模化电力储能关键技术，有效提升电力系统对新能源的消纳水平，已是国内外诸多研究人员的探索方向。飞轮储能具有瞬间功率大、循环寿命长、运行损耗低、环境友好、不受地理环境限制等优点，作为目前“碳达峰、碳中和”背景下最具有发展前途的电力储能技术之一，早已受到国内外众多学者的关注。例如飞轮储能在混合动力汽车、铁路、风力发电系统、混合发电系统等领域的应用。飞轮旋转过程中产生的摩擦损耗与轴承密切关联。轴承可分为机械轴承和磁悬浮轴承两大类，其中机械轴承成本低、结构简单，但是其摩擦损耗大、寿命短。磁悬浮轴承由于没有接触，高速运转时无摩擦损耗，节能效果提高。所以研究基于无轴承永磁同步电机的飞轮储能系统将是实现“碳达峰、碳中和”目标的有力手段。