[发明专利]磁悬浮飞轮储能系统

摘要

本发明公开了一种具有自重小、储电量大、制造成本低、能移动使用、能自由调节向外界实时放电量值、能快速充电或实时大量放电等优点的磁悬浮飞轮储能系统；其“高真空密封壳体”的轴向部分采用比重小的材料制造、“飞轮”上没有永磁材料部件和其“轮盘”分为三个圆环、“永磁旋转电机装置”有四套、“磁轴承”是“全磁悬浮轴承”或“半磁悬浮轴承”，它还设有保证“磁轴承”移动使用可靠性的装置……。

主权项

1.一种磁悬浮飞轮储能系统，它由“高真空密封壳体”、“磁轴承”、“飞轮”、“永磁旋转电机装置”......构成；其特征在于：上述“高真空密封壳体”的轴向部分，由径向内缘正对“飞轮”“轮盘”径向外缘的“防止飞轮破碎物外逸部分”，和径向内缘与“永磁旋转电机装置”的定子电枢相连的“散热部分”接合而成，所述“防止飞轮破碎物外逸部分”采用高强纤维短丝增强树脂材料制造，或用高强纤维长丝层层缠绕、以树脂粘合而成，所述“散热部分”采用轻金属材料制造；上述“磁轴承”是“全磁悬浮轴承”或“半磁悬浮轴承”；上述“飞轮”包括“转轴”和固定连接在“转轴”上的“轮盘”，所述“轮盘”从与“转轴”固定连接处向其径向外缘，依任务可划分为“内环”、“中环”和“外环”等三个园环，“中环”的任务是为“轮盘”提供转动惯量，“内环”的任务是把“中环”固定在“转轴”上，和让“中环”在保证高速运行可靠性的前提下有最大旋转半径，“外环”的任务是提高“中环”承受离心力作用的能力，和在“中环”损坏时防止其破碎物外逸；上述“永磁旋转电机装置”有四套，它们的转子都位于“飞轮”“轮盘”的轴向端面外，和转子永磁材料部件参与励磁的表面积都位于转子径向端面，第一套“永磁旋转电机装置”的任务是让“飞轮”与外界进行机电能量互换，其转子的轴向两端均与“轴向定位装置”连接，所述转子既伴随“飞轮”的“转轴”旋转，又可受控在所述“转轴”上轴向移动和轴向定位，从而调节和确定其转子永磁材料部件实时参与励磁的表面积，第二套“永磁旋转电机装置”的任务是监测“飞轮”的实时转速，和在第一套“永磁旋转电机装置”的转子需要轴向移动时，向第三套“永磁旋转电机装置”提供电能，其转子固定在“飞轮”的“转轴”上，当“飞轮”旋转时，该套“永磁旋转电机装置”处于发电的工作状况，在“控制电路”的控制下，所产生的电能：首先用于监测“飞轮”的实时转速，然后，在第一套“永磁旋转电机装置”的转子需要轴向移动时，分别向第三套和第四套“永磁旋转电机装置”输出，在第一套“永磁旋转电机装置”的转子不需要轴向移动时，全部向第四套“永磁旋转电机装置”输出，第三套“永磁旋转电机装置”的任务是轴向移动第一套“永磁旋转电机装置”的转子，和协同“轴向定位装置”给所述转子轴向定位，其转子不与“飞轮”的“转轴”连接，和转子的轴向一端连接“轴向定位装置”，当有电能向该套“永磁旋转电机装置”输入时，其转子在输入电能量值和电流方向的控制下旋转，和转子旋转时沿“飞轮”的“转轴”轴向移动，并借助“轴向定位装置”，带动第一套“永磁旋转电机装置”的转子轴向移动，当无电能向该套“永磁旋转电机装置”输入时，其转子不会沿“飞轮”的“转轴”轴向移动，并协同“轴向定位装置”，给第一套“永磁旋转电机装置”的转子轴向定位，第四套“永磁旋转电机装置”的任务是把从第二套“永磁旋转电机装置”向其输入的电能，转换为“飞轮”的机械能，其转子固定在“飞轮”的“转轴”上；此外，该磁悬浮飞轮储能系统还设有专门用于防止其“磁轴承”的“永磁材料部件对”发生自我碰撞的装置，该装置由分别固定在“高真空密封壳体”和“飞轮”的“转轴”上，用于代替所述“永磁材料部件对”发生自我碰撞的“替代碰撞部件对”构成。