2.10 传动轴的设计 15
2.11 离合器的选择 16
3 制动运动过程的数学建模与仿真 17
3.1 飞轮与涡簧转速、能量转换的数学模型的建立 17
3.2 MATLAB/simulink的简单介绍 17
3.3 利用simulink对制动过程的建模与仿真 18
3.4 分析基本参数对制动性能的影响 20
4 涡簧储能机构三文模型的建立与零件工程图 21
4.1 SolidWorks的简单介绍 21
4.3 零件工程图纸 22
5 应用ANSYS软件对主要部件的有限元分析 25
5.1 ANSYS软件的简单介绍 25
5.2 利用ANSYS软件对涡卷弹簧的分析结果 25
结 论 29
致 谢 30
参考文献31
1 绪论
1.1 储能技术的原理及应用领域
随着社会的发展,能源的开发与合理利用成为时代的主题。传统能源的巨大消耗,并随之带来的环境污染成为目前人类需要解决的主要问题之一。近年来,我们在新能源开发中取得巨大成就,开发出核能,海洋能,风能水利工程,地热能,生物能等新能源。风能,水能等自然能取之不尽用之不竭,为人类带来巨大的帮助,但是自然能源不稳定的功率输入对电网带来很大的冲击,影响电网的正常运行,成为我们利用它的一个难题。为此,我们想出了利用储能技术储存释放能量的方法来解决这个问题。储能装置可以将不稳定的能量加以回收,以其他形式的能量储存起来,然后以稳定的功率输送到电网中。除此之外,储能技术可以运用到制动能回收中。当机构从正常运转到制动停止时,往往采用摩擦刹车的方式制动,导致制动能以热能的形式散发到环境中,无法再次利用而浪费。如果我们用储能装置将制动能储存起来,这些能量基本可以使被制动的机构再次正常运转。假设我们广泛使用制动能回收技术,被节省下来的能量将非常巨大,环境压力,资源压力将大大减小。目前,世界上已有很多项技术应用到了制动能回收,我国城市地铁交通已经开始采用超级电容器回收制动能,对于经常开车停车的地铁来说非常有价值。
储能技术从原理上来分类可分为:机械储能,电磁储能,电化学储能等。
(1)机械储能技术
机械储能技术是通过将能量转化为机械能储存起来,释放时卸除施加在储能元件上的载荷,使其恢复原状并将机械转化为其他形式的能量。机械储能包括抽水储能,飞轮储能,压缩空气储能等。它有很多独特实用的有点,如低成本,污染小,大功率大容量等。大型机械储能设备可以用于电力系统的调峰,飞轮,气压等储能设备具有低噪音,快速冲放能量等优点。然而由于机械储能设备通常需要借助自然条件或精密的制造,所以通常只能在特定的场合使用,受外部因素较大。
(2)电磁储能技术
电磁储能包括超导系统储能和超级电容储能等。它主要利用超导线圈或双层电容器将电磁能储存起来。电磁储能具有响应速度快,能量密度高,可以充分利用电网电压支撑来补偿功率,调节频率。但电磁储能设备通常制造成本很高,价格昂贵,文持系统工作环境所带来的成本也很高。
(3)电化学储能
电化学储能装置主要分为铅酸电池,NaS,VRLA,Li电池,ZnBr,NaBr等液流电池。电化学电池具有占有空间小,移动性好,制造成本大多低廉等优势,但由于化学电池中电解质大多对环境会构成严重的污染,而且易燃易爆,对人生安全造成隐患,使用寿命有限,所以当今社会更趋向于发展绿色环保的储能路线。
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