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CN108448807A(43)申请公布日2018.08.24(21)申请号201810236287.6(22)申请日2018.03.21(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人寇宝泉张浩泉董刘宏(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人岳昕(51)Int.Cl.H02K7/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称飞轮储能系统(57)摘要飞轮储能系统，属于电机领域，为了解决现有的飞轮储能装置输出电压单一且充电与放电不能同时进行的问题。本发明在电动状态时，轴向磁场多重定子永磁同步电机通过输入逆变器输入电能；发电状态时，惯性飞轮向轴向磁场多重定子永磁同步电机提供机械能，惯性飞轮与轴向磁场多重定子永磁同步电机的转子同步旋转；轴向磁场多重定子永磁同步电机的定子包括i个输入定子和j个输出定子；转子包括i+j+1个转子盘或i+j-1个转子盘；定子与转子盘沿轴向依次相间排列；轭板为圆盘形，永磁体轴向充磁，永磁体的N极和S极相间固定在轭板上；输入逆变器和输出整流器同时与轴向磁场多重定子永磁同步电机相连。有益效果为输出电压不受限，充电和放电能够同时进行。CN108448807ACN108448807A权利要求书1/2页1.一种飞轮储能系统，其特征在于，包括输入逆变器、输出整流器、轴向磁场多重定子永磁同步电机(2)和惯性飞轮(4)；电动状态时，轴向磁场多重定子永磁同步电机(2)通过输入逆变器输入电能，并将该电能转换为惯性飞轮(4)的机械能；发电状态时，惯性飞轮(4)向轴向磁场多重定子永磁同步电机(2)提供机械能，并通过输出整流器输出电能；所述惯性飞轮(4)与轴向磁场多重定子永磁同步电机的转子同步旋转；所述轴向磁场多重定子永磁同步电机(2)包括定子和转子；所述定子包括i个输入定子(2-3)和j个输出定子(2-4)；i为大于等于1的自然数，j为大于等于1的自然数；所述转子包括i+j+1个转子盘或i+j-1个转子盘；定子与转子盘沿轴向依次相间排列；每个转子盘均包括轭板(2-1-1)和多个永磁体(2-1-2)；轭板(2-1-1)为圆盘形，永磁体(2-1-2)轴向充磁，永磁体(2-1-2)的N极和S极相间沿圆周方向依次排列固定在轭板(2-1-1)上；所述输入逆变器的输出端与轴向磁场多重定子永磁同步电机(2)的输入定子绕组引出线相连：输出整流器的输入端与轴向磁场多重定子永磁同步电机(2)的输出定子绕组引出线相连。2.根据权利要求1所述的一种飞轮储能系统，其特征在于，轴向磁场多重定子永磁同步电机(2)的输入定子绕组相数大于等于3；轴向磁场多重定子永磁同步电机(2)的输出定子绕组相数大于等于3。3.根据权利要求1所述的一种飞轮储能系统，其特征在于，输入定子(2-3)为有铁心定子或无铁心定子；输出定子(2-4)为有铁心无槽定子或无铁心定子。4.根据权利要求1所述的一种飞轮储能系统，其特征在于，惯性飞轮(4)套装在轴向磁场多重定子永磁同步电机(2)转子的外周上。5.根据权利要求1所述的一种飞轮储能系统，其特征在于，还包括联轴器(3)；所述惯性飞轮(4)通过联轴器(3)与轴向磁场多重定子永磁同步电机(2)转子相连。6.根据权利要求1所述的一种飞轮储能系统，其特征在于，还包括机壳(1)；所述机壳(1)用于保护轴向磁场多重定子永磁同步电机(2)。7.一种飞轮储能系统，其特征在于，包括输入逆变器、输入电动机、输出整流器、输出发电机和惯性飞轮(4)；输入逆变器的输出端与输入电动机的定子绕组引出线相连，输出整流器的输入端与输出发电机的定子绕组引出线相连；输出发电机具有j套定子绕组，j为大于等于1的自然数；输出发动机绕组的相数大于等于输入电动机绕组的相数；所述输入电动机与输出发电机同轴相连；所述惯性飞轮(4)套装在输出发电机的外圆周上或惯性飞轮(4)与输出发电机转子同轴相连。8.一种飞轮储能系统，其特征在于，包括输入逆变器、永磁同步电机、1+j个输出整流器2CN108448807A权利要求书2/2页和惯性飞轮(4)；永磁同步电机的定子上有1+j套相数相同的交流绕组，j为大于等于1的自然数，第一套绕组为星型联结，输入逆变器的输出端与第一套绕组的引出线相连，其余j套绕组对应相依次串联后，其尾端与第一套绕组对应相的首端相连，1+j个输出整流器分别与各串联连接点引出线及最后一套绕组的首端引出线相连；所述惯性飞轮(4)套装在永磁同步电机的外圆周上或惯性飞轮(4)与永磁同步电机转子同轴相连。9.一种飞轮储能系统，其特征在于，包括输入逆变器、永磁同步电机、输出整流器和惯性飞轮(4)；永磁同步电机的定子上有一套输入交流