一种双定子无槽铁心轴向磁场永磁电机与飞轮一体装置.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CN109301982A(43)申请公布日2019.02.01(21)申请号201811228822.X(22)申请日2018.10.22(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人赵勇黄文新姜文林晓刚卜飞飞李根(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.H02K7/02(2006.01)H02K7/09(2006.01)H02K16/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种双定子无槽铁心轴向磁场永磁电机与飞轮一体装置(57)摘要本发明公开了一种定子无槽铁心轴向磁场永磁电机与飞轮一体化装置，采用中间转子两边定子结构，中间转子内侧为电机转子部分，由具有双边聚磁能力的永磁体阵列构成；中间转子外侧为飞轮部分，采用高强度材料制成，质量和惯性大，外缘采用碳纤维材料加固。定子部分去除了传统齿槽铁心，仅留下具有导磁能力的背轭部分，定子绕组采用高性能灌封胶进行填充，与背轭紧紧粘接为一体。电机立式安装，上下采用两个锥面被动磁轴承，可实现无接触悬浮转子，实现真空运行。本发明具有重量轻、铁心损耗低、无齿槽转矩、电感小、动态性能好、效率高、自耗散率低、过载能力强和自调节悬浮气隙等优点。CN109301982ACN109301982A权利要求书1/1页1.一种定子无槽铁心轴向磁场永磁电机与飞轮一体化装置，其特征在于，包含真空罩、第一磁轴承、第二磁轴承、转轴、转子模块、第一定子模块、第二定子模块和飞轮；所述转轴的两端分别通过第一磁轴承、第二磁轴承固定在所述真空罩内；所述飞轮呈圆环状；所述转子模块包含若干磁化单元，所述磁化单元均一端和所述转轴固连、另一端和所述飞轮的内壁固连，且相邻磁化单元之间胶连、拼合成圆环状的转子模块；所述磁化单元包含第一至第四永磁体以及导磁钢制转子轴，其中，所述导磁钢制转子轴呈长方体，一端和所述转轴固连、另一端和所述飞轮的内壁固连；所述第一至第四永磁体依次设置在所述导磁钢制转子轴的四个面上，相邻永磁体之间贴合胶连，且相邻永磁体远离导磁钢制转子轴一端的磁极相反；所述磁化单元中第一至第四永磁体远离导磁钢制转子轴一端的磁极和相邻磁化单元中第一至第四永磁体远离导磁钢制转子轴一端的磁极相反；所述第一定子模块、第二定子模块设置在所述转子模块的两侧，均包含定子绕组和导磁背轭，其中，所述定子绕组、导磁背轭均呈圆环状，导磁背轭固定在所述真空罩的内壁上，定子绕组设置在导磁背轭和转子模块之间、胶连在所述导磁背轭上；所述第一磁轴承、第二磁轴承、转轴、转子模块、第一定子模块、第二定子模块、飞轮均设置在真空罩内，所述第一定子模块、第二定子模块中定子绕组的各项引线伸出真空罩和外部相连。2.根据权利要求1所述的定子无槽铁心轴向磁场永磁电机与飞轮一体化装置，其特征在于，所述飞轮采用钢制飞轮，质量大、离心力大，且飞轮外缘设有碳纤维材料层。3.根据权利要求1所述的定子无槽铁心轴向磁场永磁电机与飞轮一体化装置，其特征在于，所述第一磁轴承、第二磁轴承均包含外圈和内圈，所述外圈固定在所述真空罩上，所述内圈和外圈锥面配合，且内圈的锥面和外圈的锥面上分别设有充磁方向相对、相互排斥的环状永磁体。4.根据权利要求1所述的定子无槽铁心轴向磁场永磁电机与飞轮一体化装置，其特征在于，所述第一定子模块、第二定子模块中定子绕组采用模具绕制成型后采用灌封胶进行填充，然后通过粘接胶与导磁背轭粘为一体。5.根据权利要求1所述的定子无槽铁心轴向磁场永磁电机与飞轮一体化装置，其特征在于，所述第一定子模块、第二定子模块中定子绕组的相同相对应并联。6.根据权利要求1所述的定子无槽铁心轴向磁场永磁电机与飞轮一体化装置，其特征在于，所述转子模块中还包含用于固定各个磁化单元的非导磁框架。2CN109301982A说明书1/5页一种双定子无槽铁心轴向磁场永磁电机与飞轮一体装置技术领域[0001]本发明涉及电机设计领域，尤其涉及一种双定子无槽铁心轴向磁场永磁电机与飞轮一体装置。背景技术[0002]随着世界经济的发展，分布式发电系统已经逐渐成为电力系统的重要部分。然而与传统大电网相比，分布式发电供电距离较短、系统耦合性强、惯性系数小、阻尼不足，不具备大电网的强抗扰动能力。同时由于目前用电设备的功率越来越大，给电网带来的考验越来越多，包括大功率负载切入电网时引起电网电压波动；变频器等电力电子设备向电网引入谐波干扰，对敏感负载造成影响；冲击性负载的周期性使用需要电网短时大功率供电。而目前应对这些挑战的最佳选择是在系统中增加储能装置，其不仅可解决由于能源的随机性和波动性导致的瞬时停机、电压骤升、电压骤降等问题，而且可提供快速的功率缓冲、进行