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Control System Design for Low PowerMagnetic Bearings in a Flywheel Energy Storage System

Energy Engineering 2023年第1期120卷 147-161页

作者： tinnawat hongphan Matthew O.T.Cole Chakkapong Chamroon Ziv Brand Department of Mechanical Engineering Chiang Mai UniversityChiang Mai50200Thailand 2Department of Mechanical EngineeringShamoon College of EngineeringBe’er Sheva84100Israel

This paper presents a theoretical and experimental study on controller design for the AMBs in a small-scale flywheel energy storage system,where the main goals are to achieve low energy consumption and improved rotordynamic stability.A H-infinity optimal control synthesis procedure is defined for the permanent-magnet-biased AMB-rotor system with 4 degrees of *** the choice of design weighting functions,notch filter characteristics are incorporated within the controller to reduce AMB current components caused by rotor vibration at the synchronous frequency and higher *** tests are used to validate the controller design methodology and provide comparative results on performance and *** results show that the H-infinity controller is able to achieve stable rotor levitation and reduce AMB power consumption by more than 40%(from 4.80 to 2.64 Watts)compared with the conventional PD control ***,the H-infinity controller can prevent vibrational instability of the rotor nutation mode,which is prone to occur when operating with high rotational speeds.

关键词： Magnetic bearings flywheel control systems gyroscopic effects stability efficiency

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