1、 电信学院毕业设计开题报告电信学院毕业设计开题报告 姓 名 专业 班级 学 号 指导教师 题目类型 工程设计 题 目 飞轮电池在 UPS 系统中的应用 一、选题背景及依据（简述题目的技术背景和设计依据，说明选题目的、意义， 列出主要参考文献） 飞轮电池也称为飞轮储能，是一种机械储能装置， 充电时将外部的电能转化 为高速、大惯性飞轮的动能，放电时又将内部存储的动能转化为所需的电能。飞 轮电池作为一种储能工具有着广泛应用前景，其应用在分布式发电、电网负载调 节、电动汽车、运载火箭和电磁炮等瞬时大功率电源中以及一些重要设备的不间 断电源（USP）中。 早在 20 世纪 70 年代，由于石油禁运和天然
2、气危机，美国能源部和美国航空 航天局率先资助开发包括用于电动汽车的飞轮储能系统的研究和用于卫星动量 矩飞轮的磁悬浮支承系统的研究。 飞轮电池已经成为电池行业一支新生的力量， 并在很多方面有取代化学电池 的趋势。与传统的化学电池相比，飞轮电池的优点主要体现在：储能密度高， 瞬时功率大，短时间内可以输出更大的能量；在整个寿命周期内，不会因过充 电和过放电而影响储能密度和使用寿命；容易测量放电深度和剩余“电量” ； 充电时间短，一般在几分钟就可以将电池充满；使用寿命只取决于飞轮电池 中电子元件的寿命，因此较长；能量转换率高，一般可达 85%95%；对温 度不敏感，对环境十分友好；当它与某些装置组合使
3、用时，它的优势更明显。 现代飞轮电池使用复合材料飞轮和主动、 被动组合磁悬浮支承系统已实现了 飞轮转子转速达 60000r/min 以上，放电深度达 75%以上，可用能量密度大于 20Wh/lb。总体来说，目前飞轮电池的可用能量密度最低也在 40Wh/kg 以上， 最高的已经达到 944Wh/kg，可见它的优势十分明显。 参考文献： 1、飞轮储能技术及应用 汤双清著 华中科技大学出版社 2、异步启动永磁同步电动机 王秀和 杨玉波 朱常青著 机械工业出版社 3、现代电力电子技术 王兴贵 陈伟 张巍，中国电力出版社 4、电力电子技术 王兆安 黄俊著 机械工业出版社 5、PWM 逆变技术及应用 陈国
4、呈著 中国电力出版社 6、DC-AC 逆变技术及其应用 陈道炼著 机械工业出版社 7、PIC16F87X 单片机实用软件与接口技术 刘和平 著 北京航天航空大学出 版社 8、PIC16F87X 数据手册 Microchip 著 刘和平译 北京航天航空大学出版社 9、PIC 单片机实践与系统设计 彭树生 著 电子工业出版社 10、PIC 单片机快速入门 徐玮 沈建良 庄建清 著 北京航空航天大学出 版社 11、电气传动自动化技术手册 天津电气传动研究所 著 机械工业出版社 12、Test Results of a Compact Superconducting Flywheel Energy S
5、torage With Disk-Type, PermanentMagnet Motor/Generator Unit Zalan Kohari TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY, VOL. 19, NO. 3, JUNE 200 15、Low Cost Flywheel Energy Storage for a Fuel Cell Powered Transit Bus C.S Hearn, M.M. Flynn, M.C. Lewis, R.C. Thompson, B.T. Murphy, R.G. Longoria2 16、Flywhe
6、el Batteries for Vehicles Joseph Beno, Richard Thompson, and Robert Hebner 二、主要设计内容、设计思想、解决的关键问题、拟采用的技术方案及工作流程 2.1 毕业设计的主要内容 1、依据风力发电的特点设计出能够使发电系统输出稳定电压的飞轮电池控制系 统的主电路； 2、设计出能够达到要求的控制电路（包括控制电路，驱动电路以及软件编程） ； 3、主要技术指标： 要求通过飞轮电池的充放电稳定与其并联的风力发电系统交流侧电压在 380V 5% （线电压） ； 飞轮电池驱动电机：永磁同步电机（PMSM） ，额定电压 380 N UV ,额定功率 3KW，额定转速 3000/ min N nr ； 要求飞轮电池充电时：充电时间 c t 不小于 10s，电机以恒转矩启动； 2.2 解决问题的关键 在本设计中主要完成的是飞轮电池在 USP 系统中应用的控制电路和主电路 部分的设计，除了完成硬件设计外，还要通过软件编程实现风力发电系统输出稳 定的电压，故而在本设
