[发明专利]一种立式磁悬浮飞轮储能系统

权利要求书

1.一种立式磁悬浮飞轮储能系统包括：壳体(1)、飞轮(2)、定子(3)、上径向永 磁轴承(4)、下径向永磁轴承(5)、轴向电磁轴承(6)、电动/发电一体电机(7)。

2.根据权利要求1所述的立式磁悬浮飞轮储能系统，其特征在于，所述的飞轮(2) 为复合材料制成的圆筒形飞轮，布置在壳体(1)与定子(3)之间；所述的飞轮(2)与 定子(3)之间由上到下依次布置着上径向永磁轴承(4)、电动/发电一体电机(7)、下径 向永磁轴承(5)；所述的飞轮(2)与壳体(1)之间布置着轴向电磁轴承(6)；所述的轴 向电磁轴承(6)也可布置在飞轮(2)与定子(3)之间；所述的定子(3)布置在壳体(1) 上；所述的壳体(1)为一个密闭空间。

3.根据权利要求1所述的立式磁悬浮飞轮储能系统，其特征在于，所述的上径向永 磁轴承(4)与下径向永磁轴承(5)同为圆环形永磁体制成的径向永磁磁悬浮轴承；所述 的径向永磁磁悬浮轴承包括两部分：布置在定子(3)上的部分为定子圆环(41)，布置在 飞轮(2)内壁上的部分为转子圆环(42)；所述的定子圆环(41)的外圆面直径小于转子 圆环(42)的内圆面直径；所述的定子圆环(41)的外圆面磁场与在其同一径向平面内的 转子圆环(42)的内圆面磁场极性相同；所述的定子圆环(41)的外圆面磁场可由一个圆 环形永磁体产生，也可由多个圆环形永磁体按一定规律排列产生；所述的转子圆环(42) 的内圆面磁场可由一个圆环形永磁体产生，也可由多个圆环形永磁体按一定规律排列产 生；所述的定子圆环(41)和转子圆环(42)组成一套径向永磁磁悬浮轴承；所述的上径 向永磁轴承(4)可由一套径向永磁磁悬浮轴承制成，也可由多套径向永磁磁悬浮轴承制 成；所述的下径向永磁轴承(5)可由一套径向永磁磁悬浮轴承制成，也可由多套径向永 磁磁悬浮轴承制成；所述的圆环形永磁体可由一个永磁体制成，也可由多个永磁体按一定 规律排列制成。

4.根据权利要求1所述的立式磁悬浮飞轮储能系统，其特征在于，所述的轴向电磁 轴承(6)包括两部分，布置在壳体(1)或与壳体(1)相连的定子(3)上的部分为电磁 轴承定子，布置在飞轮上的部分为电磁轴承转子；所述的电磁轴承定子由电磁铁(61)和 冷却系统构成；所述的电磁轴承转子由布置着吸力盘(63)的轮辐(62)构成；所述的轮 辐(62)布置在飞轮(2)的内壁上中间布置着吸力盘(63)，使吸力盘(63)的径向平面 与飞轮(2)的中轴线垂直，且吸力盘(63)的轴心在飞轮(2)的中轴线上；所述的电磁 铁(61)与吸力盘(63)延飞轮(2)的中轴线相对布置且相距一定距离。

5.根据权利要求1所述的立式磁悬浮飞轮储能系统，其特征在于，所述的电动/发 电一体电机(7)为无铁芯的外转子永磁电机，包括电机定子和电机转子两部分；所述的 电机定子由布置在定子(3)上的电机绕组线圈(71)和冷却系统构成；所述的电机转子 由布置在飞轮(2)内壁上的电机永磁体(72)构成；所述的电机定子与电机转子间留有 工作气隙。