一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统.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CN110011469A(43)申请公布日2019.07.12(21)申请号201910321707.5(22)申请日2019.04.22(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人张维煜王健萍程烨东杨启富朱鹏飞张林东李凯张松(51)Int.Cl.H02K7/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图9页(54)发明名称一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统(57)摘要本发明公开一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统，包括同轴心布置的五自由度磁轴承、飞轮转子和外转子电机，飞轮转子的中间段是飞轮转子主圆柱体、下段是下端圆环，飞轮转子的上段的外部是上端圆环、上段的正中间是内接收极、下段是下端圆环，内接收极为半球体结构，上端圆环的内径大于下端圆环的内径，内接收极的直径小于下端圆环的内径，在飞轮转子主圆柱体、内接收极和上端圆环之间形成类圆环形槽，该类圆环形槽中设置所述的五自由度磁轴承，在飞轮转子主圆柱体和下端圆环之间形成圆柱形槽，该圆柱形槽设置所述的外转子电机；采用单侧高度集成的五自由度磁轴承支承，减少了轴向尺寸，抑制了扭转陀螺效应。CN110011469ACN110011469A权利要求书1/2页1.一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统，包括同轴心布置的五自由度磁轴承、飞轮转子(6)和外转子电机，五自由度磁轴承包括径向内定子(11)、径向外定子(12)和轴向定子(4)，其特征是：所述的飞轮转子(6)的中间段是飞轮转子主圆柱体(61)、下段是下端圆环(64)，飞轮转子(6)的上段的外部是上端圆环(63)、上段的正中间是内接收极(62)，内接收极(62)为半球体结构，飞轮转子(6)的下段是下端圆环(64)，飞轮转子主圆柱体(61)、上端圆环(63)和下端圆环(64)的外径相同，上端圆环(63)的内径大于下端圆环(64)的内径，内接收极(62)的直径小于下端圆环(64)的内径，在飞轮转子主圆柱体(61)、内接收极(62)和上端圆环(63)之间形成类圆环形槽，该类圆环形槽中设置所述的五自由度磁轴承，在飞轮转子主圆柱体(61)和下端圆环(64)之间形成圆柱形槽，该圆柱形槽设置所述的外转子电机。2.根据权利要求1所述的一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统，其特征是：所述的径向内定子(11)外部是一个径向内定子圆环(112)，径向内定子圆环(112)的上下端面沿径向向内延伸3个相同的径向内定子极(111)，3个径向内定子极(111)的内表面在同一个半球形面上，之间形成一个半球形槽，该半球形槽有间隙地套在所述的内接收极(62)外部；所述的径向外定子(12)由径向外定子圆环(121)、径向外定子极(122)、定子连接体(123)和下部定子极(124)组成，径向外定子圆环(121)的上端面沿径向向外延伸3个相同的径向外定子极(122)、下端面沿径向向外延伸3个相同定子连接体(123)，每个定子连接体(123)的下表面边缘各向下延伸一个环状的下部定子极(124)；所述的轴向定子(3)包括一个轴向定子主体(31)，轴向定子主体(31)的下表面沿径向由内向外依次连接第一轴向定子极(32)、第二轴向定子极(33)、第三轴向定子极(34)和第四轴向定子极(35)，这四个轴向定子极之间留有距离；径向内定子(11)的外壁紧密套有圆环形的内永磁体环(51)，内永磁体环(51)的外壁紧密套有轴向定子(4)，轴向定子(4)的外壁紧密套有外永磁体环(52)，径向外定子(12)紧密套在外永磁体环(52)的外围，内永磁体环(51)的充磁方向为沿径向由外向内充磁，外永磁体环(52)的充磁方向为沿径向由内向外充磁；每个所述的径向内定子极(111)上绕制径向内定子控制线圈(21)，每个所述的径向外定子极(122)上绕制径向外定子控制线圈(22)，第一轴向定子极(32)和第二轴向定子极(33)之间的圆环形槽内缠绕第一轴向控制线圈(41)，第三轴向定子极(34)和第四轴向定子极(35)之间的圆环形槽内缠绕第二轴向控制线圈(42)，每个下部定子极(124)上绕制第三轴向控制线圈(43)。3.根据权利要求1所述的一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统，其特征是：所述的外转子电机包括电机线圈(8)、电机永磁体(9)和固定不动的电机定子(7)，电机永磁体(9)同轴套在电机定子(7)外，电机线圈(8)绕在电机定子(7)上，电机永磁体(9)与飞轮转子(6)的下端圆环(64)紧密贴合。4.根据权利要求2所述的一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统，其特征是：所述的径向内定子极(111)的上下端面与径向内定子圆环(112