《表1 临界转速的计算：储能飞轮的转子动力学分析与测试试验》

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《储能飞轮的转子动力学分析与测试试验》

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250 kW/3 kW·h储能飞轮转子组件，转子长1400 mm，最大直径600 mm，转子为单圆盘偏置结构，两端由金属叠片组成的磁悬浮轴承支撑部位。飞轮的额定工作转速为5000～9000 r/min。利用ANSYS有限元分析软件，建立转子的有限元模型，采用轴对称实体单元SOLID272划分网格，设置圆周方向上的傅里叶节点数为12，两端用COMBIN14单元支撑，如图3所示。飞轮转子两端磁轴承支撑位置，通过利用弹簧单元等效磁轴承的弹性支撑形式，支撑刚度为5×105 N/m。通过APDL编程进行转子临界转速的求解。通过对转子施加0～20000 r/min的转速。打开柯氏效应（coriolis effect），采用reduced damped方法提取前4阶模态频率与振型，并绘制坎贝尔图（Campbell diagram）如图4所示，进而求得飞轮转子的临界转速与振型。涡动频率曲线与转频的直线（斜率为1）的交点为临界转速。计算不同刚度下转子的一阶、二阶、三阶临界转速。见表1。