[发明专利]飞轮储能装置、风力发电系统及车辆能量回馈制动系统

权利要求书

1.一种飞轮储能装置，其特征在于，所述飞轮储能装置包括真空壳、飞轮、径向磁齿轮、盘式磁齿轮电机和第二转轴，其中，

所述真空壳包括真空壳主体、第一调磁极片座和端盖，所述真空壳包围成一真空的容纳腔，所述第一调磁极片座安装于所述真空壳主体与所述端盖之间；

所述飞轮容纳于所述容纳腔内，所述飞轮具有第一转轴，所述第一转轴转动安装于所述真空壳主体；

所述径向磁齿轮包括内转子、外转子以及N₁个第一调磁极片，所述内转子位于所述第一调磁极片座的内侧，所述外转子位于所述第一调磁极片座的外侧，所述内转子与所述第一转轴同轴固定，所述内转子设置有第一永磁体，所述外转子相对于所述内转子同轴转动，所述外转子设置有第二永磁体，所述N₁个第一调磁极片均嵌装于所述第一调磁极片座；

所述盘式磁齿轮电机安装至所述径向磁齿轮之外转子的外围，所述盘式磁齿轮电机包括均呈圆环盘状且均与所述第一转轴同轴设置的第一定子盘、第一转子盘、第二定子盘、第二转子盘和第三转子盘，所述第一定子盘相对于所述真空壳主体固定，所述第一转子盘、所述第三转子盘、所述第二转子盘和所述第二定子盘依次层叠间隔设置于所述第一定子盘之远离所述真空壳主体的一侧，其中，

所述第一定子盘设置有第一绕组；

所述第一转子盘固定于所述外转子，所述第一转子盘正对于所述第一定子盘，所述第一转子盘设置有第三永磁体；

所述第二定子盘相对于所述真空壳固定，所述第二定子盘设置有第二绕组，所述第二定子盘正对于所述第一定子盘；

所述第二转子盘正对于所述第二定子盘，所述第二转子盘设置有第四永磁体；

所述第三转子盘正对于所述第一转子盘和所述第二转子盘，所述第三转子盘中嵌装有N₂个第二调磁极片；

所述第一定子盘和所述第一转子盘构成第一盘式电机，所述第二定子盘和所述第二转子盘构成第二盘式电机，所述第一转子盘、所述第二转子盘和所述第三转子盘构成盘式磁齿轮，所述第一盘式电机、所述第二盘式电机和所述盘式磁齿轮相互耦合共同组成所述盘式磁齿轮电机；

所述第二转轴与所述第三转子盘同轴固定。

2.根据权利要求1所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述第一永磁体径向或平行充磁，所述第二永磁体径向或平行充磁，所述N₁个第一调磁极片沿位于所述第一调磁极片座的第一圆周均匀排布，所述转动轴线垂直穿过所述第一圆周的圆心，所述N₁个第一调磁极片相互之间绝缘，每一所述第一调磁极片与所述真空壳之间绝缘。

3.根据权利要求2所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述第三永磁体和所述第四永磁体的充磁方向均平行于所述转动轴线，所述第三转子盘设置有第二调磁极片座，所述N₂个第二调磁极片嵌入第二调磁极片座中，所述N₂个第二调磁极片沿位于所述第二调磁极片座的第二圆周均匀排布，所述转动轴线垂直穿过所述第二圆周的圆心。

4.根据权利要求1所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述飞轮储能装置还包括一固定于所述真空壳主体外壁的外壳，所述外壳与所述真空壳主体外壁包围成一转动腔，所述第二转轴转动安装于所述外壳且伸出所述外壳外。

5.根据权利要求4所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述飞轮储能装置还包括呈圆环盘状的第一固定座，所述第一固定座与所述转动轴线同轴，所述第一固定座固定于所述真空壳主体的外壁，所述第一调磁极片座的一端固定于第一固定座、另一端径向延伸形成所述端盖。

6.根据权利要求5所述的飞轮储能装置，其特征在于，所述飞轮储能装置还包括均与所述转动轴线同轴的第一旋转壳和第二旋转壳，所述第一旋转壳包括旋转底座和旋转筒体，所述旋转底座固定于所述旋转筒体的一端，所述旋转底座转动支撑于所述第一固定座，所述旋转筒体远离所述真空壳主体的一端设置有与转动轴线同轴的第二轴孔，所述第二旋转壳为与所述第二轴孔相适应的圆盘状结构，所述第二旋转壳转动支撑于第二轴孔中，所述外转子固定于所述旋转筒体的内壁，所述第一转子盘则固定于所述旋转筒体的外壁，所述第二转轴靠近于所述真空壳主体的一端转动支撑于所述第二旋转壳。