1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.课题的背景与意义

飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成动能储存起来，在需要的时候再用飞轮带动发电机的储能方式，飞轮储能的研究主要着力于研发提高能量密度的复合材料技术和超导磁悬浮技术。其中超导磁悬浮是降低损耗的主要方法，而复合材料能够提高储能密度，降低系统体积和重量，截止2012年我国还没有100千瓦、1万转以上的飞轮储能电机。飞轮储能系统主要包括转子系统、轴承系统和转换能量系统三个部分构成。另外还有一些支持系统，如真空、深冷、外壳和控制系统。飞轮转动时动能与飞轮的转动惯量成正比，而飞轮的转动惯量又正比于飞轮的直径和飞轮的质量，当过于庞大，沉重的飞轮在高速旋转时，会受到极大的离心力作用，往往超过飞轮材料的极限强度，很不安全，因此，用增大飞轮转动惯量的方法来增加飞轮的动能是有限的。

飞轮储能装置中有一个内置电机，它既是电动机也是发电机，在充电时，它作为电动机给飞轮加速；当放电时，它又作为发电机给外供电，此时飞轮的转速不断下降；而当飞轮空闲运转时，整个装置则以最小损耗运行。飞轮储能的技术优势是技术成熟度高，高功率密度、长寿命，充放电次数无限以及无污染等特性，飞轮储能的能量密度不够高，自放电率高，如停止充电，能量在几到几十个小时内就会自行耗尽，适用于电网调频和电能质量保障。

轴向磁通双凸极电机由两个不同直径的定子相互嵌套，每个定子上的3个凸极沿周向均匀分布，圆盘状的转子位于定子上方，转子的下端面上，沿周向分别分布有与两个电机定子凸极相对应的两组转子凸极，转子凸极的个数符合双凸极电机转子齿数目限制条件，径向充磁的永磁环嵌于内定子和外定子之间，其外端面与电机外定子内端面相接触，内端面与电机内定子外端面相接触，转子轴固定于转子的中心孔中，转子轴的一端通过电机内定子的中心孔伸出至外部。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.本课题要解决的问题

（1）对飞轮储能技术以及双凸极电机的基本原理展开分析和研究，并对研究结果进行归纳和总结。

（2）设计飞轮储能系统的速度变论域模糊pid控制器。

2.本课题拟采用的研究手段

从轴向磁通双凸极电机的基本结构，数字模型和运行特性入手，分析电机运行特性，同时在matlab/simulink中对参数自整定模糊pid控制器和变论域模糊pid控制器进行建模与仿真。