飞轮储能系统的安全减速装置以及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110247509A(43)申请公布日2019.09.17(21)申请号201910519110.1H02K11/25(2016.01)(22)申请日2019.06.14(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人张立国颜廷鑫金梅蒋轶轩徐代军王玮张甫程瑶(74)专利代理机构北京孚睿湾知识产权代理事务所(普通合伙)11474代理人韩燕(51)Int.Cl.H02K7/102(2006.01)H02K7/02(2006.01)H02K5/173(2006.01)H02K9/19(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称飞轮储能系统的安全减速装置以及控制方法(57)摘要本发明公开了一种飞轮储能系统的安全减速装置以及控制方法，其包括：芯轴、配对圆锥滚子轴承、永磁轴承、电机转子、飞轮、锥轴承、储液箱、刹车系统和壳体；刹车系统包括制动装置、冷却/加热装置和控制器，制动装置包括圆弧刹车块、油压缸、中空刹车圆盘、中空柱塞式液压油缸和油压泵；冷却/加热装置至少包括第一电磁涡流距离传感器与温度传感器、第二电磁涡流距离传感器与温度传感器、温度传感器、储油箱冷却/加热管、轴承冷却管、圆弧刹车块冷却管、中空刹车圆盘冷却管、循环加热泵和循环降温泵。根据不同的状态，对飞轮储能系统的安全减速装置采用不同的控制方法，可以安全的对飞轮降速、提速，从而达到安全、稳定、高效的效果。CN110247509ACN110247509A权利要求书1/2页1.一种飞轮储能系统的安全减速装置，其特征在于：其至少包括以下部件：芯轴5、配对圆锥滚子轴承1、永磁轴承31、电机转子4、飞轮10、锥轴承17、储液箱18、刹车系统和外壳20；刹车系统包括制动装置、冷却/加热装置和控制器，制动装置包括圆弧刹车块8、油压缸7、中空刹车圆盘26、中空柱塞式液压油缸22和油压泵；冷却/加热装置至少包括第一电磁涡流距离传感器与温度传感器6、第二电磁涡流距离传感器与温度传感器27、温度传感器13、储油箱冷却/加热管12、轴承冷却管30、圆弧刹车块冷却管9、中空刹车圆盘冷却管28、循环加热泵和循环降温泵；芯轴5、配对圆锥滚子轴承1、永磁轴承31、电机转子4、飞轮10、锥轴承17、储液箱18和刹车系统都位于外壳20内；在芯轴5上，以芯轴5为中轴线从上到下依次安装有配对圆锥滚子轴承1、永磁轴承31、电机转子4和飞轮10，芯轴5的底部安装有锥轴承17，锥轴承17位于储液箱18的锥形口内；从锥轴承17到芯轴5开有盲孔，盲孔位于锥轴承17和芯轴5的轴心位置，盲孔深度到芯轴5安装飞轮位置或电机转子位置，盲孔内安装有轴承冷却管30；储液箱18的锥形口外部安装有储油箱冷却/加热管12和温度传感器13；多个圆弧刹车块8成环状排列在飞轮10的内环周围，圆弧刹车块8中含有圆弧刹车块冷却管9，每个圆弧刹车块8都与刹车系统中的一个油压缸7推杆端连接，每个油压缸7底座端与飞轮储能系统外壳20销连接；每个圆弧刹车块8上安装有第一电磁涡流距离传感器与温度传感器6；中空刹车圆盘26为同心圆环状形状，中空刹车圆盘26底部有卡槽，内部包括有管状回路的中空刹车圆盘冷却管28，中空刹车圆盘26上安装有第二电磁涡流距离传感器与温度传感器27；中空柱塞式液压油缸22与油压泵相连接，中空柱塞式液压油缸22推杆端与中空刹车圆盘26过盈配合并销连接；中空柱塞式液压油缸22底座端经垫块21与外壳固定连接。2.如权利要求1所述的一种飞轮储能系统的安全减速装置，其特征在于：飞轮10是钢制材料组成或者是由钢制轮毂与高强度纤维材料组合而成，飞轮内径与芯轴外径过盈配合，通过圆柱销定位锁紧并传递扭矩。3.如权利要求1所述的一种飞轮储能系统的安全减速装置，其特征在于：还包括压力传感器19，所述压力传感器19安装在所述储液箱18内，用于检测所述储液箱18内的液体压力值。4.如权利要求1所述的一种飞轮储能系统的安全减速装置，其特征在于：还包括径向扰动板25，所述径向扰动板25安装在中空刹车圆盘26的下部并与外壳固定，径向扰动板25与芯轴5轴向平行并与中空刹车圆盘26底部卡槽配合，在刹车过程中，径向扰动板25只允许中空刹车圆盘轴向移动，防止中空刹车圆盘转动。5.如权利要求1所述的一种飞轮储能系统的安全减速装置，其特征在于：所述轴承冷却管30为双层管状结构，循环液体从轴承冷却管30的中心管的下部流入后，从轴承冷却管30的中心管的顶部喷出流入夹层后流入储液箱18。6.一种使用权利要求1所述的飞轮储能系统的安全减速装置的控制方法，其特征在于：包括以下五种状态的控制方法：第一种，当开启飞轮储能系统，飞轮开始充电提速时，控制器控制循环加热