三、能量分析
物体运动状态能够保持不变是物体本身具有维持其原来运动状态的特性，即物体具有惯性。衡量物体水平运动惯性大小的量是物体的质量(m)，而衡量物体转动惯性大小的量则是物体的转动惯量(J)。转动惯量的大小取决于物体的质量相对于给定转轴的分布情况，其计算公式如下所示
式中dm为质量微元；r为dm到轴线的距离。
我们所采用的飞轮为盘形飞轮，则转动惯量为
式中ρ为飞轮密度；h为飞轮厚度；R为飞轮半径。
对于以空间角速度ω旋转的飞轮，其能量计算公式为
如果忽略电动机定、转子等发热以及转换过程的其它损耗，则在整个制动过程中存在以下能量转化关系：
式中，P1(t)为转换到交流侧的平均功率，Pm(t)为电动机的电磁功率，ω(0)和ω(f)分别代表减速开始和减速后电机转子角速度。
实验中测得，当降速时电网侧无输入功率，因此，上式可变为
tˊ时刻直流电压达到最大值。
变频器中电容容量为470 μF，降频开始时刻直流电压值为525V，转速为855r/min，tˊ时刻直流电压最大值为750V，转速降为777r/min。
则飞轮释放出的能量为
若电动机定、转子等发热，电容的放电以及电路中其它损耗按照50%计算，
则电容吸收的能量Eˊ≈笔飞轮放出的能量A，则误差
实验结果说明了方案的可行性，飞轮储能系统，在降频的过程中发生再生制动，中间直流环节将产生泵升电压，而且能量的释放和吸收基本守恒。
四、硬件配置
4.1飞轮的拟定
高速旋转的飞轮可以储存大量的能量，因此飞轮转子是飞轮储能系统的要组成部分。由于受飞轮材料抗拉强度的限制，储存在飞轮转子内的最大能量Wmax可用下式表示
式中Ks为飞轮形状系数；σB为飞轮产生的最大轴向应力；V为飞轮体积。作用在轴承上的飞轮重量为
式中ρ为飞轮材料的比重。
从储存能量的角度来看，Wmax越大越好，即(σB越大越好;从减轻轴承负荷来看，G越小越好，即ρ越小越好，因此，飞轮材料最好是选取σB/ρ比值较大的材料，我们把σB/ρ称作材料的比强度。
4.2变频器参数设置
F700系列变频器基本功能的几个主要参数如表4.1所示
表4.1 F700变频器的基本参数
|
参数
|
名称
|
设置值
|
|
Pr.1
|
最大频率
|
20Hz
|
|
Pr.7
|
加速时间
|
300s
|
|
Pr.8
|
减速时间
|
1000s
|
|
Pr.30
|
再生功能选择
|
2
|
变频器网络通讯功能设置
表4.2 F700变频器主要CC-Link网络参数
|
参数
|
名祢
|
设置值
|
|
79
|
操作模式选择
|
O
|
|
340
|
通信开始模式选择
|
1
|
|
542
|
通信站号(CC-Link)
|
1到64
|
|
543
|
传输速率(CC-Link)
|
0
|
|
544
|
CC-Link扩展设置
|
12
|
台达DOP-W系列提供10.4”/12”/15&rdqu…
JetNet 3005G · 5口全千兆RJ-45交换机 …
显示规格 一般规格 环境规格 结构规格 外形…
功能规格 …
功能规格 …
西门子SIMATIC S7-400PLC的主要特色为：极高的处理…
米尔自动化网微博：
