[发明专利]一种飞轮电池径向定心器

说明书

一种飞轮电池径向定心器，它包括定子部分以及飞轮，所述定子部分包括上端定子以及下端定子，上端定子以及下端定子中均设有环形内磁铁以及环形外磁铁，在飞轮中部设置阻尼器，阻尼器为扇环形阻尼器。本发明能解决现有飞轮电池定心器不能很好的纠正转子在转动时容易偏离磁场分布中心的技术问题。

技术领域

本发明属于电力设备领域，具体飞轮电池径向定心器。

背景技术

飞轮电池中有一个电机，充电时该电机以电动机形式运转，在外电源的驱动下，电机带动飞轮高速旋转，即用电给飞轮电池充电增加了飞轮的转速从而增大其动能；放电时，电机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能(动能)到电能的转换。当飞轮电池发出电的时，飞轮转速逐渐下降，飞轮电池的转子部分是在真空环境下运转的，转速极高。

从国外来看，对飞轮电池进行径向定心有用环形蛇形管形双线圈的，其缺点是响应的电磁力有波动，所产生的径向力和轴向移动耦合，两线圈之间还有互感相互干扰，且该线圈是针对用永磁体制作的Halbach阵列所施加的磁场进行设计的，该阵列相比本专利采用的永磁体磁场在制作上要复杂得多。国内有人采用锥形磁环辅以径向电磁轴承来约束径向移动，或者单纯采用径向电磁轴承，但是此方式有一定的电能损耗且结构复杂。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，它能解决现有飞轮电池定心器不能很好的纠正转子在转动时容易偏离磁场分布中心的技术问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种飞轮电池径向定心器，它包括定子部分以及飞轮，所述定子部分包括上端定子以及下端定子，上端定子以及下端定子中均设有环形内磁铁以及环形外磁铁，在飞轮中部设置阻尼器，阻尼器为扇环形阻尼器。

上述上端定子中设有同心且磁极方向相反的第一环形内磁铁以及第一环形外磁铁，下端定子中设有同心且磁极方向相反的第二环形内磁铁以及第二环形外磁铁，第一环形内磁铁与第二环形内磁铁平行设置，第一环形外磁铁与第二环形外磁铁平行设置，在飞轮中部环绕设置至少2个扇环形槽，在扇环形槽中设置扇环形阻尼器。

上述阻尼器共有三个，多个阻尼器等间距均匀环绕设置在飞轮中部。

在扇环形槽的上下两开口端均设置阻尼器盖板，阻尼器盖板与扇环形槽形成封闭空间，该封闭空间将阻尼器限位固定。

在设计阻尼器的具体尺寸时采用以下步骤：

1)给电动磁力轴承不同的激励，得到每种工况下转子定心的最长时间；

2)根据定心最长时间计算出阻尼器所需的最小电感量；

3)得到阻尼器的磁路长，线圈匝数，截面积，从而设计出满足要求的阻尼器。

在步骤3)中，根据阻尼器安装条件确定最大的圆心角以及内外半径使磁路最长；由阻尼器的安装位置选定合适的截面积进行缠绕，测得此时阻尼器的电感量值，如果测得的电感量值大于最小电感量值，则采用上述参数制作出阻尼器。

如果测得的电感量值小于最小电感量值，则增加阻尼器上线圈缠绕的层数，直到测得的电感量值大于最小电感量值为止。

采用上述结构，本发明使用了扇环形阻尼器，并将阻尼器均布于飞轮上所开槽内，并用盖板将其固定于槽内，并采用了两套磁极相反的同心放置的环形磁铁，用阻尼器自身产生的感应电流来自适应约束轴承的径向位置，达到结构简便，设计简单的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1横向的剖面图；

图3为本发明中环形内磁铁与环形外磁铁磁极分布图；

图4为现有技术中飞轮电池的结构示意图。