飞轮能量存储系统.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CN109217550A(43)申请公布日2019.01.15(21)申请号201710704758.7(22)申请日2017.08.17(30)优先权数据62/526,5892017.06.29US(71)申请人维多利亚联结有限公司地址新西兰惠灵顿(72)发明人R·A·巴德科克K·A·汉密尔顿S·S·卡尔西(74)专利代理机构北京市路盛律师事务所11326代理人马飞王桂玲(51)Int.Cl.H02K7/02(2006.01)权利要求书3页说明书23页附图14页(54)发明名称飞轮能量存储系统(57)摘要飞轮能量存储系统具有飞轮和单极机器。单极机器具有：转子，转子具有主体，该主体具有至少一个第一凸角及至少一个第二凸角；围绕转子主体的环形电枢线圈布置；定子，包括第一端部部分、第二端部部分及桥部分，其中第一端部部分和第二端部部分具有多个叠层，使得磁通能够沿径向和轴向行进，并且其中桥部分具有多个叠层，使得磁通能够在围绕第一端部部分和第二端部部分之间的桥部分的弧形路径中行进；位于定子和转子之间的超导体场线圈，其中超导体场线圈包括高温超导(HTS)材料；以及电磁屏蔽件，其定位在超导体场线圈和电枢线圈布置之间，电磁屏蔽件配置成限制交变场从电枢绕组通过而到达超导体场线圈。CN109217550ACN109217550A权利要求书1/3页1.飞轮能量存储系统，其包括：飞轮；以及单极机器，其包括：转子，其可操作地连接到飞轮并且布置成围绕纵向轴线旋转，转子包括主体，所述主体具有在主体的第一端部处或者朝向主体的第一端部的至少一个第一凸角，以及在主体的相对第二端部处或者朝向主体的相对第二端部的至少一个第二凸角，其中一个或多个第一凸角从一个或多个第二凸角旋转偏移；围绕转子主体的环形电枢线圈布置，该电枢线圈布置包括多个电枢绕组；定子，其围绕电枢线圈布置的至少一部分，该电枢线圈布置围绕转子主体，其中定子包括与转子的一个或多个第一凸角关联的第一端部部分，与转子的一个或多个第二凸角关联的第二端部部分，以及在定子的第一端部部分和第二端部部分之间延伸的桥部分，其中第一端部部分和第二端部部分包括多个叠层，所述叠层布置成使得磁通能够沿径向和轴向行进，并且其中桥部分包括多个叠层，所述叠层布置成使得磁通能够在围绕第一端部部分和第二端部部分之间的桥部分的弧形路径中行进；位于定子和转子之间的超导体场线圈，其中超导体场线圈包括高温超导(HTS)材料；以及电磁屏蔽件，其定位在超导体场线圈和电枢线圈布置之间，该电磁屏蔽件配置成限制交变场从电枢绕组通过而到达超导体场线圈。2.根据权利要求1所述的飞轮能量存储系统，其特征在于，转子包括至少两个第一凸角和至少两个第二凸角。3.根据权利要求1或权利要求2所述的飞轮能量存储系统，其特征在于，电磁屏蔽件包括大致环形的主体，该主体定位在超导体场线圈的径向内侧，并且定位在电枢线圈布置的邻近电磁屏蔽件的一部分的径向外侧。4.根据权利要求3所述的飞轮能量存储系统，其特征在于，电磁屏蔽件还包括定位在环形主体的第一端部处或者邻近环形主体的第一端部的第一端壁，以及定位在环形主体的相对第二端部处或者邻近环形主体的相对第二端部的第二端壁，第一端壁和第二端壁从环形主体径向向外延伸以便在超导体场线圈的端部的至少一部分上延伸。5.根据权利要求4所述的飞轮能量存储系统，其特征在于，电磁屏蔽件的第一端壁和第二端壁在超导体场线圈的整个端部上延伸。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的飞轮能量存储系统，其特征在于，超导体场线圈定位在恒冷器腔室内，并且隔热材料设置在恒冷器腔室和电磁屏蔽件之间。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的飞轮能量存储系统，其特征在于，电磁屏蔽件包括铜或者其它低电阻率材料。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的飞轮能量存储系统，其特征在于，定子包括凹部，并且其中超导体场线圈和电磁屏蔽件位于凹部内。9.根据权利要求8所述的飞轮能量存储系统，其特征在于，凹部定位在桥部分的径向内侧。10.根据权利要求9所述的飞轮能量存储系统，其特征在于，凹部由桥部分和定子的端部部分限定。2CN109217550A权利要求书2/3页11.根据权利要求1至10中的任一项所述的飞轮能量存储系统，其特征在于，定子的第一端部部分和第二端部部分的叠层的径向内边缘限定用于接收电枢线圈布置的孔。12.根据权利要求11所述的飞轮能量存储系统，其特征在于，电枢绕组的部分设置成与定子的第一端部部分和第二端部部分的叠层的径向内边缘接触或者紧邻于定子的第一端部部分和第二端部部分的叠层的径向内边缘。13.根据权利要求1至12中的任一项所述的飞轮能量存储系统，其特征在于，定子的第一端部部分和第二端部部分别包括纵向和径向取向的多个基