[实用新型]磁悬浮飞轮储能装置

说明书

本申请属于磁悬浮储能设备技术领域，尤其涉及一种磁悬浮飞轮储能装置，磁悬浮飞轮储能装置包括：外壳；飞轮转子；磁轴承及电机的定子和转子；上保护组件，包括上保护轴承和上锥形件，上锥形件内表面具有圆柱面和锥面；下保护组件，包括下保护轴承和下锥形件，下锥形件内表面具有圆柱面和锥面；驱动器，与磁悬浮飞轮储能装置的供电结构电连接；断电或飞轮转子失控时，驱动器驱动上锥形件移动至第二位置，芯轴两端的锥形面分别与上锥形件和下锥形件的锥形面贴触抵紧。断电或飞轮转子失控的情况下，驱动器驱动上锥形件从第一位置移动至第二位置，上锥形件和下锥形件的锥形面分别与芯轴两端的锥形面贴触抵紧，使飞轮转子重新定心，不产生偏轴旋转。

技术领域

本申请属于磁悬浮储能设备技术领域，尤其涉及一种磁悬浮飞轮储能装置。

背景技术

磁悬浮飞轮储能系统是将电能存储为动能并从存储的动能中产生电能的装置。磁悬浮飞轮储能系统应用范围很广，可以应用在汽车和航天邻域这种移动平台，也可以应用在UPS电源太阳能和风力发电系统电量存储这种固定平台上。

在磁悬浮储能系统中，转子与保护轴承之间存在间隙。磁悬浮轴承工作过程中，转子一直在该间隙中高速旋转。转子若能一直居中旋转，磁轴承能将损耗和振动降到最低，但若发生严重的飞轮偏心或动力源中断，磁悬浮轴承可能无法保持悬浮状态并可能突然失效，飞轮转子与保护轴承发生碰撞，极有可能损坏系统零部件。为了最大程度减少由于故障而导致系统零部件损坏，需沿飞轮转子轴线方向上放置滚动轴承作为保护轴承，这样，在飞轮失稳时，转子在保护轴承上旋转，保证系统的重要部件不发生损坏。

在磁悬浮轴承发生故障时，转子会跌落在保护轴承上并在其上产生陀螺力矩和极高的分布不均匀的旋转力矩。这两种力矩不仅会缩短保护轴承的寿命，还会对转子产生额外的应力，导致转子发生损坏断裂的现象。传统的保护轴承在紧急情况中虽然有所帮助，但不能防止不均匀的旋转力矩和陀螺力矩产生。传统的保护轴承在磁悬浮储能系统不工作不能将转子固定在中心位置，转子倾斜地依靠在保护轴承上面。在长途搬运过程中，极易发生晃动，造成转子和保护轴承的损坏。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种磁悬浮飞轮储能装置，旨在解决现有技术中的飞轮在发生故障或失效时，产生分布不均匀的旋转力矩会缩短保护轴承的寿命，导致转子损坏断裂的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种磁悬浮飞轮储能装置，包括：

外壳；

飞轮转子，收容于所述外壳内，包括芯轴和安装于芯轴上的飞轮；

磁轴承及电机的定子和转子，所述磁轴承套设在所述芯轴外，所述电机的定子与所述外壳固定，所述电机的转子与所述芯轴固定，所述芯轴的上下两端分别具有锥形面；

上保护组件，与所述外壳连接，包括上保护轴承和连接于上保护轴承内圈的上锥形件，所述上锥形件套设于所述芯轴的上端且内表面具有相连接的圆柱面和锥面；

下保护组件，与所述外壳连接，包括下保护轴承和连接于下保护轴承内圈的下锥形件，所述下锥形件套设于所述芯轴的下端且内表面具有相连接的圆柱面和锥面；

驱动器，与所述外壳连接，且与所述磁悬浮飞轮储能装置的供电结构电连接；

其中，所述驱动器能驱动所述上锥形件在第一位置和第二位置之间往复移动，所述磁悬浮飞轮储能装置正常工作时，所述上保护组件位于所述第一位置，所述芯轴的上下两端分别倾斜地抵靠在所述上锥形件和下锥形件的圆柱面上；所述磁悬浮飞轮储能装置断电或所述飞轮转子失控时，所述驱动器驱动所述上锥形件从所述第一位置向下移动至所述第二位置，所述芯轴上两端的锥形面分别与所述上锥形件和下锥形件的锥形面贴触抵紧。