分体式磁悬浮开关磁阻电机支承与传动的飞轮电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102723804A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102723804A(43)申请公布日2012.10.10(21)申请号201210200147.6(22)申请日2012.06.18(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)发明人项倩雯孙玉坤嵇小辅张新华(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人楼高潮(51)Int.Cl.H02K7/02(2006.01)H02N15/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图33页(54)发明名称分体式磁悬浮开关磁阻电机支承与传动的飞轮电池(57)摘要本发明公开一种分体式磁悬浮开关磁阻电机支承与传动的飞轮电池，包括外壳及真空腔，真空腔中容纳有轴向永磁轴承、两个径向永磁轴承、电机A、飞轮转轴、飞轮转子、电机B及轴向电磁轴承；飞轮转轴的轴向正中间固套飞轮转子，飞轮转轴的上下两端分别设置轴向永磁轴承与轴向电磁轴承，两个径向永磁轴承分别位于轴向永磁轴承的下方和轴向电磁轴承的上方，两个径向永磁轴承和飞轮转子之间分别是电机A和电机B；电机A转矩绕组与电机B转矩绕组串联，悬浮绕组均分开独立绕制；轴向电磁轴承提供轴向自由度的可控悬浮，悬浮绕组励磁产生径向悬浮力与径向永磁轴承径向恢复力一起提供飞轮转子在四个径向自由度上的可控悬浮，提高储能效率。CN1027384ACN102723804A权利要求书1/1页1.一种分体式磁悬浮开关磁阻电机支承与传动的飞轮电池，包括外壳（1）及由外壳（1）围成的密闭的真空腔（2），其特征是：真空腔（2）中容纳有轴向永磁轴承（3）、两个径向永磁轴承（4）、分体式磁悬浮开关磁阻电机A、飞轮转轴（7）、飞轮转子（8）、分体式磁悬浮开关磁阻电机B以及轴向电磁轴承（11）；飞轮转轴（7）的轴向正中间固套飞轮转子（8），飞轮转轴（7）的上下两端分别设置轴向永磁轴承（3）与轴向电磁轴承（11），两个径向永磁轴承（4）分别位于轴向永磁轴承（3）的下方和轴向电磁轴承（11）的上方，两个径向永磁轴承（4）和飞轮转子（8）之间分别是电机A和电机B；电机A由电机A转子（6）、电机A定子（5）以及绕组组成，电机A转子（6）固套在飞轮转轴（7）上，电机A定子（5）固定连接外壳（1）内壁；电机B由电机B转子（10）、电机B定子（9）以及绕组组成，电机B转子（10）固套在飞轮转轴（7）上，电机B定子（9）固定连接外壳（1）内壁；电机A定子（5）的每一极上绕有电机A转矩绕组（502）与电机A的x向悬浮绕组（504）或电机A的y向悬浮绕组（503）；电机B定子（9）的每一极上绕有电机B转矩绕组（902）与电机B的x向悬浮绕组（904）或电机B的y向悬浮绕组（903）；所述电机A转矩绕组（502）与所述电机B转矩绕组（902）串联，电机A的x向悬浮绕组（504）、电机A的y向悬浮绕组（503）、电机B的x向悬浮绕组（904）、电机B的y向悬浮绕组（903）均分开独立绕制。2.根据权利要求1所述的分体式磁悬浮开关磁阻电机支承与传动的飞轮电池，其特征是：电机A定子（5）和电机B定子（9）结构相同，电机A转子（6）和电机B转子（10）结构相同。3.根据权利要求1所述的分体式磁悬浮开关磁阻电机支承与传动的飞轮电池，其特征是：电机A定子（5）、电机B定子（9）、电机A转子（6）、电机B转子（10）均是三相12/8极的定转子凸极结构。4.根据权利要求1所述的分体式磁悬浮开关磁阻电机支承与传动的飞轮电池，其特征是：电机A转子（6）、电机B转子（10）、飞轮转子（8）及飞轮转轴（7）为一个整体结构。2CN102723804A说明书1/3页分体式磁悬浮开关磁阻电机支承与传动的飞轮电池技术领域[0001]本发明涉及飞轮电池（也称飞轮储能装置）领域，尤其是一种采用分体式磁悬浮开关磁阻电机支承与传动的飞轮电池。背景技术[0002]在众多储能装置中，飞轮电池突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。当飞轮以一定角速度旋转时，就具有一定的动能，飞轮电池以其动能转换成电能。飞轮电池以其大储能、强功率、高效率、长寿命、充放电速度快、清洁无污染等突出优势有望成为最具前景的储能电池。[0003]飞轮电池的工作原理是：飞轮电池中有一个电机，充电时该电机以电动机形式运转，将外界输入的电能通过电动机转化为飞轮的动能储存起来，即飞轮电池“充电”；当外界需要电能时，通过发电机将飞轮的动能转化为电能，输出给外部负载，即飞轮电池“放电”；当与外界无能量交换时，飞轮电池“待机”。飞轮电池大部分时间工作在高速“待机”状态，因此飞轮电池的支承系统应兼具低损耗、高可靠性的特点，通常采用电磁/永磁混合型磁悬浮轴承。飞轮电池依靠