[发明专利]带单极直流电磁传动机的飞轮储能和转换系统

摘要

一种适合在电网调峰、风力发电等固定场所应用的储能和转换系统，采用飞轮储能，采用常规同步或异步电动/发电机与电网连接，采用单极直流电磁传动机(HET)作为飞轮与电机之间的无级变速变矩传动设备。飞轮的较佳方案是采用立式柔性飞轮或悬挂式柔性飞轮，后者尤其适用于具有很大质量的飞轮。飞轮柔性悬挂式结构可避开常规使用的轮体与转轴组合简支转子的不平衡和共振问题；立式转轴上的轴向支承永磁轴承可解决大质量飞轮的重力支承问题；飞轮的柔性连接多体轮体利于制造和提高储能体积密度；由HET和普通电机组成的能量输入输出转换系统，没有电机的发热量大且散热不利问题，传输功率不受限制，设备的功率密度高、成本低，能量转换效率高。

主权项

1.一种储能和转换系统，包括：一个储能飞轮装置，一个电动/发电机，在飞轮与电机之间的传动设备，以及它们的控制系统，其特征是：传动设备采用一套单极直流电磁传动机(HET)，一套单极直流电磁传动机含有两套转子、一套静子、外部附属系统和调节控制系统，每个转子上有一个或多个轴对称形状的导磁导电体(3)，静子上有两个或多个环绕轴心线(1)缠绕的直流励磁线圈(9)，磁路由转子和静子上的轴对称结构件导引为闭环，至少有两个主磁路(22)，磁路经过转子导磁导电体(3)，最多有一个主磁路(22)同时经过两个转子的导磁导电体，构造有一套闭合的主电流回路(23)，该回路串联连接全部的转子导磁导电体，每个转子导磁导电体(3)的轴向两侧分别连接一个转子导电体(4)，该转子导磁导电体(3)和其两侧的转子导电体(4)与转轴(2)套接，转轴(2)导引主磁路(22)的磁通，并与经过转子导磁导电体(3)的磁通相接，每个转子导电体(4)通过一个电路连接区(5)缝隙内的液态金属与一个静子导电体(6，11)形成主电路连接，电路连接区(5)的径向位置介于转子导电体(4)的内径与外径之间，转子导磁导电体上的主电流方向与磁通(Φ)方向在子午面互相垂直，通过调节各个励磁线圈的电流(I1、I2、…)，调节直流主电流(I0)、每个转子的电磁转矩和电磁功率。