[发明专利]一种立式混合磁悬浮飞轮储能装置

说明书

本发明属于飞轮储能技术领域，尤其为一种立式混合磁悬浮飞轮储能装置，包括外壳，位于外壳内的飞轮转轴以及位于飞轮转轴上的飞轮,还包括位于飞轮转轴两端的轴向支撑锥形磁轴承，位于轴向支撑锥形磁轴承一侧且位于飞轮转轴一端外圆套设的径向支撑磁轴承，位于径向支撑磁轴承与飞轮之间的且设置在飞轮转轴外圆的动能磁阻电机，以及位于飞轮远离动能磁阻电机一侧且位于飞轮转轴一端外圆的混合磁轴承，该种立式混合磁悬浮飞轮储能装置，通过轴向支撑锥形磁轴承与径向支撑磁轴承的配合，既可以提供径向悬浮力，又可以提供轴向悬浮力，整个装置的结构简单，尤其转子无永磁体仅为导磁铁心，结构简单坚固，便于高速运行，提高了能量转换效率。

技术领域

本发明属于飞轮储能技术领域，具体涉及一种立式混合磁悬浮飞轮储能装置。

背景技术

随着新能源、智能电网和电动汽车等新兴产业的快速发展，储能技术成为当今世界一个重要的研究课题。目前，全球储能代表技术有抽水储能、压缩空气储能、蓄电池储能、超导储能、超级电容储能及飞轮储能等，其中飞轮储能是将电能转化为飞轮的旋转动能加以储存的一种物理储能技术，具备储能密度大、转换效率高、使用寿命长、充放电快捷、清洁无污染等优点。特别适合不间断电源、轨道交通和电力工程等领域，磁悬浮飞轮进行储能时，其电机作为电动机，由电动机驱动飞轮使其高速旋转，将电能转化为机械能储存起来，磁悬浮飞轮放电时，此时其电机作为发电机，由飞轮带动发电机发电，将飞轮的机械能转化为电能输出给用电设备，其中感应电机能耗大、调速范围窄、能量转换效率低，而永磁电机高速运行磁滞损耗大、嵌装的永磁体的转子机械强度差、永磁体高温下退磁现象严重。

为此，设计一种立式混合磁悬浮飞轮储能装置来解决上述问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种立式混合磁悬浮飞轮储能装置，具备结构简单牢固、机械强度大、调速范围宽、运行效率高、临界转速高、空载几乎无损耗。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种立式混合磁悬浮飞轮储能装置，包括外壳，位于外壳内的飞轮转轴以及位于飞轮转轴上的飞轮,还包括位于飞轮转轴两端的轴向支撑锥形磁轴承，位于轴向支撑锥形磁轴承一侧且位于飞轮转轴一端外圆套设的径向支撑磁轴承，位于径向支撑磁轴承与飞轮之间的且设置在飞轮转轴外圆的动能磁阻电机，以及位于飞轮远离动能磁阻电机一侧且位于飞轮转轴一端外圆的混合磁轴承。

作为本发明一种立式混合磁悬浮飞轮储能装置优选的，轴向支撑锥形磁轴承包括上磁导体一、下磁导体一、外永磁环一、中永磁环一、内永磁环一与安全间隙一，上磁导体一的顶端固定连接外壳的顶端内壁，下磁导体一固定连接飞轮转轴的外圆，上磁导体一与下磁导体一之间且位于飞轮转轴外侧环形设置有内永磁环一，内永磁环一远离飞轮转轴的一侧环形设置有中永磁环一，中永磁环一远离内永磁环一的一侧环形设置有外永磁环一，下磁导体一与外永磁环一、中永磁环一和内永磁环一之间均留有安全间隙一。

作为本发明一种立式混合磁悬浮飞轮储能装置优选的，径向支撑磁轴承包括上磁导体二、下磁导体二、外永磁环二、中永磁环二、内永磁环二与安全间隙二，上磁导体二的一侧固定连接外壳的内壁，下磁导体二固定连接飞轮转轴的外圆，上磁导体二与下磁导体二之间且位于飞轮转轴外侧环形设置有内永磁环二，内永磁环二远离飞轮转轴的一侧环形设置有中永磁环二，中永磁环二远离内永磁环二的一侧环形设置有外永磁环二，下磁导体二与外永磁环二、中永磁环二和内永磁环二之间均留有安全间隙二。

作为本发明一种立式混合磁悬浮飞轮储能装置优选的，动能磁阻电机，包括绕线组、悬浮绕线组、电机定子、电机转子、径向间隙，电机转子固定连接飞轮转轴的外侧，电机定子固定连接外壳的内壁，且电机定子与电机转子之间留有径向间隙，且绕线组与悬浮绕线组相互交叠环绕在电机定子上。