Technical Papers and Presentations

全超导飞轮储能系统利用高温超块体和永磁体之间的磁耦合，表现出优异的自稳定钉扎悬浮性能，在强电应用方面具有广阔的前景。在本文中，我们基于COMSOL Multiphysics，使用H-φ方程结合移动网格建立了全超导飞轮储能系统中推力型和轴颈型轴承的电磁-热-力三维模型。然后，我们提出了不同的Halbach排列方案来增强永磁转子的磁通密度并增强磁耦合。研究了超导轴承的悬浮力、弛豫特性、电磁瞬态分布和温度特性。结果表明，在轴向零场冷却（ZFC）条件下，永磁转子的优化方案可以显着提高推力型轴承的最大悬浮力和悬浮力刚度，分别是4.0倍和2.3倍，轴颈型轴承的最大悬浮力可以提高5.5倍。在径向ZFC条件下，轴颈轴承的最大悬浮力和刚度分别提高了4.9倍和2.9倍。对于两种轴承在运行过程中的弛豫，优化后的永磁转子导致悬浮力的衰减相对较大。优化后的永磁转子的靠近增强了HTS块体的磁通运动，但只带来了有限的温升，超导体仍保持良好的低温工作环境。本研究为分析HTS轴承系统提供了一种有效的方法，为紧凑型HTS飞轮储能系统（FESS）的优化设计提供了良好的参考。