一种基于新型磁斥力混合磁轴承的外转子车载飞轮储能装置.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CN109378930A(43)申请公布日2019.02.22(21)申请号201811183942.2(22)申请日2018.10.11(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)发明人杨恒坤张维煜程玲朱鹏飞王健萍张林东朱熀秋(51)Int.Cl.H02K7/02(2006.01)H02K7/09(2006.01)F16C32/04(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图4页(54)发明名称一种基于新型磁斥力混合磁轴承的外转子车载飞轮储能装置(57)摘要本发明公开了一种基于新型磁斥力混合磁轴承的外转子车载飞轮储能装置，包括密封真空壳体，壳体内部自上而下设有三自由度磁斥力磁轴承、外转子电动机/发电机、二自由度磁斥力磁轴承；三自由度磁斥力磁轴承的定子、外转子电动机\发电机的定子以及二自由度磁斥力磁轴承的定子组成定子轴系并贯穿壳体内部；飞轮轮毂紧密连接外转子电动机/发电机转子外缘，飞轮轮毂内壁与三自由度磁斥力磁轴承的转子外壁及二自由度磁斥力磁轴承的转子外壁紧密贴合；本发明基于设计的新型磁斥力轴承，将飞轮巧妙的与电机转子、磁轴承转子整合成一个整体，相比于内转子飞轮电池分散设计，极大地减小了飞轮电池的体积。CN109378930ACN109378930A权利要求书1/3页1.一种基于新型磁斥力混合磁轴承的外转子车载飞轮储能装置，其特征在于，包括密封真空壳体；所述壳体内部自上而下分别设有三自由度磁斥力磁轴承、外转子电动机/发电机、二自由度磁斥力磁轴承；其中，三自由度磁斥力磁轴承的定子、外转子电动机\发电机的定子以及二自由度磁斥力磁轴承的定子组成定子轴系并贯穿壳体内部；飞轮轮毂(10)紧密连接所述外转子电动机/发电机的转子外缘，并且飞轮轮毂内壁与三自由度磁斥力磁轴承的转子外壁及二自由度磁斥力磁轴承的转子外壁紧密贴合；当外转子电动机/发电机的转子(12)转动时，能够依次带动飞轮轮毂(10)、三自由度磁斥力磁轴承的转子、二自由度磁斥力磁轴承的转子转动，实现储能；当三自由度磁斥力磁轴承的转子、二自由度磁斥力磁轴承的转子转动时，能够依次带动飞轮轮毂、外转子电动机/发电机的转子转动，实现释能。2.根据权利要求1所述的一种基于新型磁斥力混合磁轴承的外转子车载飞轮储能装置，其特征在于，所述定子轴系(8)：自上而下同轴集成有定子上部轴端(811)、三自由度磁斥力磁轴承轴向磁路上部接收盘(812)、圆柱连接轴①(816)、三自由度磁斥力磁轴承径向定子、圆柱连接轴②(817)、三自由度磁斥力磁轴承轴向磁路下部接收盘(818)、电机转轴(819)，二自由度磁斥力磁轴承径向定子、定子下部轴端(823)；所述定子上部轴端(811)、定子下部轴端(823)分别通过转轴固定部件与壳体上端和下端固定；所述三自由度磁斥力磁轴承径向定子与三自由度磁斥力磁轴承轴向磁路上部接收盘(812)、三自由度磁斥力磁轴承轴向磁路下部接收盘(818)之间分别用圆柱连接轴①(816)、圆柱连接轴②(817)连接；所述二自由度磁斥力磁轴承径向定子与三自由度磁斥力磁轴承轴向磁路下部接收盘818之间以圆柱连接轴②(817)连接；定子上部轴端(811)下表面与三自由度磁斥力磁轴承轴向磁路上部接收盘(812)上表面连接。3.根据权利要求2所述的一种基于新型磁斥力混合磁轴承的外转子车载飞轮储能装置，其特征在于，所述定子上部轴端(811)和定子下部轴端(823)呈圆柱状；所述三自由度磁斥力磁轴承轴向磁路上部接收盘(812)与三自由度磁斥力磁轴承轴向磁路下部接收盘(818)呈圆盘状。4.根据权利要求2所述的一种基于新型磁斥力混合磁轴承的外转子车载飞轮储能装置，其特征在于，所述三自由度磁斥力磁轴承径向定子由一个圆盘沿圆周方向均匀切割3对完全贯穿圆盘上下表面的平行槽，所述平行槽靠近圆盘中心位置的一侧所形成的圆柱面与圆盘中心轴同轴、且圆柱面的直径大于圆柱连接轴①(816)的直径；所述二自由度磁斥力磁轴承径向定子以圆柱体沿圆周方向向外延伸三个之间相隔120°柱形磁极，作为二自由度磁斥力磁轴承径向定子极(820)。5.根据权利要求4所述的一种基于新型磁斥力混合磁轴承的外转子车载飞轮储能装置，其特征在于，所述三自由度磁斥力磁轴承包括三自由度磁斥力磁轴承轴向磁路上部接收盘(812)、圆柱连接轴①(816)、三自由度磁斥力磁轴承径向定子、圆柱连接轴②(817)、三自由度磁斥力磁轴承轴向磁路下部接收盘(818)；所述三自由度磁斥力磁轴承径向定子外套有空心圆盘型三自由度磁斥力磁轴承径向转子极(91)，三自由度磁斥力磁轴承径向转子极(91)的内径大于三自由度磁斥力磁轴承的定子极的内径0.5mm以形成径向气隙；三自由度