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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102684367A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102684367A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201210154944.5(22)申请日2012.05.16(71)申请人上海电力学院地址200090上海市杨浦区平凉路2103号(72)发明人梅柏杉梅菁暴国辉张海(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人赵志远(51)Int.Cl.H02K7/02(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22页(54)发明名称一种大容量高效率磁悬浮飞轮储能装置(57)摘要本发明涉及一种大容量高效率磁悬浮飞轮储能装置,包括飞轮组件、电机、重载磁浮轴承、径向轴承、真空密封壳体和安全组件,所述的飞轮组件、安全组件均设在真空密封壳体内,所述的电机、重载磁浮轴承、径向轴承均设在飞轮组件和真空密封壳体之间,所述的重载磁浮轴承设在电机上下方,所述的飞轮组件、电机的转子和重载磁浮轴承组成整体转子。与现有技术相比,本发明具有储能容量大、损耗低、工作效率高、安全性高,并适用于电力储能(一次调频和削峰填谷)、间歇式新能源发电系统、轨道交通频繁制动启动的能量回收与释放。CN10268437ACN102684367A权利要求书1/1页1.一种大容量高效率磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于,包括飞轮组件、电机、重载磁浮轴承、径向轴承、真空密封壳体和安全组件,所述的飞轮组件、安全组件均设在真空密封壳体内,所述的电机、重载磁浮轴承、径向轴承均设在飞轮组件和真空密封壳体之间,所述的重载磁浮轴承设在电机上下方,所述的飞轮组件、电机的转子和重载磁浮轴承组成整体转子。2.根据权利要求1所述的一种大容量高效率磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于,所述的飞轮组件包括飞轮体、轮辐支撑结构和转筒,所述的飞轮体通过轮辐支撑结构与转筒连接,所述的转筒分别与电机、重载磁浮轴承、径向轴承的转动体连接。3.根据权利要求2所述的一种大容量高效率磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于,所述的电机为内置式异步电动发电机,包括转子和电枢,所述的转子安装在转筒内侧,所述的电枢安装在真空密封壳体上,当外部输入电能时,电机工作在电动状态,将电能转换为飞轮体的动能,即充电;当需要向外供电时,电机工作在发电状态,将飞轮体的动能转换为电能输出,即放电。4.根据权利要求1所述的一种大容量高效率磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于,所述的重载磁浮轴承为多对动、静磁环组合成的强力永磁悬浮轴承,动磁环外侧和静磁环内侧均装有导磁轭。5.根据权利要求1所述的一种大容量高效率磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于,所述的真空密封壳体包括内壳、外壳、上板和下板,所述的内壳、外壳、上板和下板组成密闭空间,所述的内壳、外壳与上板、下板的连接处设有静密封结构和抽真空接口,所述的内壳分别与电枢、重载磁浮轴承、径向轴承的静止部分连接,所述的内壳内侧设有冷却件。6.根据权利要求5所述的一种大容量高效率磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于,所述的冷却件为散热翅片或冷却水套。7.根据权利要求1所述的一种大容量高效率磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于,所述的安全组件包括设在转筒下方的安全着陆单元和飞轮体外侧的安全护墙。8.根据权利要求7所述的一种大容量高效率磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于,所述的安全着陆单元包括推力轴承和设在推力轴承下方的缓冲弹簧。9.根据权利要求7所述的一种大容量高效率磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于,所述的安全护墙为单层或多层由高强纤维复合材料构成的保护层。2CN102684367A说明书1/3页一种大容量高效率磁悬浮飞轮储能装置技术领域[0001]本发明涉及一种飞轮储能装置,尤其是涉及一种适用于电力储能(一次调频和削峰填谷)、间歇式新能源发电系统、轨道交通频繁制动启动的能量回收与释放的大容量高效率磁悬浮飞轮储能装置。背景技术[0002]飞轮储能是一种物理储能,与化学储能相比,飞轮储能在环境保护、高可靠性、工作寿命很长、充放电速度可快可慢等方面具有的天生优势,是化学储能无法比拟的。飞轮所储存的动能E与飞轮的转动惯量J和转速ω的平方相关,E=0.5Jω2。就目前技术来看,人们大多注重于对飞轮在高速状态下储能进行相关技术和材料研究,较多关注的是如何提高飞轮储能装置的能量密度。然而对于大容量电力储能而言,高速飞轮并没有优势。在飞轮材料强度一定的前提下,经济可靠的大能量储能必须依靠中低速、大惯量飞轮。由于大惯量飞轮体积重量大,如何减小飞轮运转时的轴承损耗、风摩损耗和空载损耗,成为大能量飞轮高效率、长时间储能必须解决的关键问题。发明内容[0003]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种损耗低、工作效率高、安全性高的大容量高效率磁悬浮飞轮