飞轮电池磁悬浮支承装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103427538A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103427538103427538A(43)申请公布日2013.12.04(21)申请号201310376540.5(22)申请日2013.08.27(71)申请人三峡大学地址443002湖北省宜昌市大学路8号(72)发明人汤双清(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103代理人成钢(51)Int.Cl.H02K7/02(2006.01)H02N15/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称飞轮电池磁悬浮支承装置(57)摘要一种飞轮电池磁悬浮支承装置，包括密封壳体，设置在密封壳体内的飞轮转子，飞轮转子与飞轮转轴固定连接，密封壳体内壁的上方固连有导磁板，导磁板下端面设有外环状永磁体和内环状永磁体，在与导磁板相对应的飞轮转子上端面设有导体环；飞轮转轴的下部端头设有空心球型永磁体，密封壳体相对应位置设有碗状永磁体。本发明通过采用电动磁力轴承和空心球型永磁体磁力轴承组成的磁悬浮支承系统，无论电动磁力轴承还是空心球型永磁磁力轴承，既可以产生轴向悬浮力，起到轴向控制作用，又可以对飞轮运转起到径向控制作用。二者相互配合、相互制约共同控制，使飞轮稳定运转。CN103427538ACN10342758ACN103427538A权利要求书1/1页1.一种飞轮电池磁悬浮支承装置，包括密封壳体（1），设置在密封壳体（1）内的飞轮转子（3），飞轮转子（3）与飞轮转轴（2）固定连接，其特征是：密封壳体（1）内壁的上方固连有导磁板（7），导磁板（7）下端面设有外环状永磁体（4）和内环状永磁体（5），在与导磁板（7）相对应的飞轮转子（3）上端面设有导体环（11）；飞轮转轴（2）的下部端头设有空心球型永磁体（9），密封壳体（1）相对应位置设有碗状永磁体（10）。2.根据权利要求1所述的一种飞轮电池磁悬浮支承装置，其特征是：飞轮转轴（2）上部与密封壳体（1）之间还设有径向保护轴承（6）。3.根据权利要求1或2所述的一种飞轮电池磁悬浮支承装置，其特征是：所述的导体环（11）为按圆周布置的多个封闭回路，导体环（11）的外径与外环状永磁体（4）的平均直径相同，导体环（11）的内径与内环状永磁体（5）的平均直径相同。4.根据权利要求3所述的一种飞轮电池磁悬浮支承装置，其特征是：所述的导磁板（7）和飞轮转子（3）采用导磁材料，并在外环状永磁体（4）、内环状永磁体（5）、导磁板（7）和飞轮转子（3）形成闭合磁路。5.根据权利要求4所述的一种飞轮电池磁悬浮支承装置，其特征是：所述的外环状永磁体（4）和内环状永磁体（5）相互对向安装并沿轴向充磁。6.根据权利要求5所述的一种飞轮电池磁悬浮支承装置，其特征是：所述的导体环（11）内层为导电体，外层为绝缘体。7.根据权利要求6所述的一种飞轮电池磁悬浮支承装置，其特征是：所述的导体环（11）镶嵌在飞轮转子（3）上端面。8.根据权利要求3所述的一种飞轮电池磁悬浮支承装置，其特征是：所述的外环状永磁体（4）和内环状永磁体（5）与飞轮转子（3）之间的间隙为5~10mm，空心球型永磁体（9）与碗状永磁体（10）之间的间隙为3~7mm。9.根据权利要求3所述的一种飞轮电池磁悬浮支承装置，其特征是：所述的空心球型永磁体（9）和碗状永磁体（10）之间为无接触悬浮结构，所述的空心球型永磁体（9）和碗状永磁体（10）均为径向充磁，空心球型永磁体（9）和碗状永磁体（10）之间磁力方向相反。10.根据权利要求1所述的一种飞轮电池磁悬浮支承装置，其特征是：所述的密封壳体（1）上设有真空嘴（8）。2CN103427538A说明书1/3页飞轮电池磁悬浮支承装置技术领域[0001]本发明涉及飞轮电池储能技术领域，特别是一种飞轮电池磁悬浮支承装置。背景技术[0002]目前，飞轮电池作为能量存储装置，已经应用到包括电动汽车、航空航天、电网负载调节和其他某些蓄能应用领域。而飞轮电池中的磁力轴承由于其无机械接触、长寿命和免维护等优点越来越受到人们的关注。[0003]现有飞轮电池转子的磁悬浮支承一般是靠电磁轴承、超导磁力轴承和永磁磁力轴承的组合来实现的。一般而言，电磁轴承通过进行刚度和阻尼调节，可实现转子的位置精确控制，因而其应用领域非常广泛，但是电磁轴承由于需要包括传感器在内的一套控制系统，结构复杂，费用也较高。超导磁力轴承是近年来一个新的研究热点，但由于存在悬浮力会随温度和振动的影响而逐渐下降的弱点，而且还需要一套制冷设备导致成本费用的增加，到目前为止很少有实际的应用。永磁磁力轴承不能单独用于转子的悬浮支承，需要和其他轴承联合使用。[0004]中国专利文献CN1547310公