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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102594008A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102594008A(43)申请公布日2012.07.18(21)申请号201210057209.2(22)申请日2012.03.06(71)申请人中国科学院长春光学精密机械与物理研究所地址130033吉林省长春市东南湖大路3888号(72)发明人武俊峰吴一辉程千兵(74)专利代理机构长春菁华专利商标代理事务所22210代理人南小平(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22页(54)发明名称一种真空超导磁悬浮集成飞轮储能装置(57)摘要一种真空超导磁悬浮集成飞轮储能装置涉及飞轮储能领域,该装置包括底座、支架、步进电机、真空盖、真空腔体、导轨、冷却装置、直流无刷电机定子、集成飞轮转子和高温超导块;步进电机、导轨和冷却装置固定在底座上;步进电机和导轨连接着真空腔体,可控制高温超导磁悬浮轴承的场冷高度和直流无刷电机的间隙;真空腔体内部固定着直流无刷电机定子,集成飞轮转子放置在真空腔体内部的同轴凹槽内;高温超导块放置在冷却装置内,可通过向冷却装置内倒入液氮制冷。本发明结构简单,易于操作,采用超导磁悬浮轴承使得飞轮旋转损耗低,能量消耗少,且采用无刷电机作为驱动,飞轮转子无轴化设计,降低电机损耗。CN1025948ACN102594008A权利要求书1/1页1.一种真空超导磁悬浮集成飞轮储能装置,其特征在于,该装置包括底座(1)、支架(2)、步进电机(3)、真空盖(6)、真空腔体(7)、导轨(8)、冷却装置(9)、直流无刷电机定子(10)、集成飞轮转子(11)和高温超导块(12);支架(2)和导轨(8)固定在底座(1)上,步进电机(3)固定在支架(2)上;真空盖(6)和真空腔体(7)通过螺钉连接构成真空系统,真空盖(6)上设有电接口(4)和真空接口(5);真空腔体(7)通过真空接口(5)与真空泵连接抽真空,通过电接口(4)与电源连接并控制集成飞轮转子(11)转动,同时,真空腔体(7)由步进电机(3)驱动沿导轨(8)做升降移动;直流无刷电机定子(10)固定在真空腔体(7)内部,集成飞轮转子(11)放置在真空腔体(7)内部的同心凹槽内,并与直流无刷电机定子(10)之间有空隙;冷却装置(9)固定在底座(1)上,高温超导块(12)固定在冷却装置(9)内,冷却装置(9)内装有液氮(13)。2.如权利要求1所述的一种真空超导磁悬浮集成飞轮储能装置,其特征在于,所述的集成飞轮转子(11)包括电机转子(14)、飞轮转子(15)和超导轴承转子(16),电机转子(14)与飞轮转子(15)固定连接,飞轮转子(15)与超导轴承转子(16)固定连接。3.如权利要求2所述的一种真空超导磁悬浮集成飞轮储能装置,其特征在于,所述电机转子(14)是由六对NS磁极、轴向充磁并采用NdFeB材料制作,飞轮转子(15)由纯铁制作,形成磁屏蔽;超导轴承转子(16)由一个环状磁铁和圆柱磁铁组成,二者NS相间,轴向充磁,采用NdFeB材料制作。4.如权利要求1所述的一种真空超导磁悬浮集成飞轮储能装置,其特征在于,所述的直流无刷电机定子(10)是选用PCB板工艺加工制作,定子正面和反面两层共36个线圈,线圈通过节点连接形成Y型三相连接。5.如权利要求1所述的一种真空超导磁悬浮集成飞轮储能装置,其特征在于,所述的高温超导块(12)采用七块YBaCuO材料制作。2CN102594008A说明书1/3页一种真空超导磁悬浮集成飞轮储能装置技术领域[0001]本发明涉及飞轮储能领域,尤其涉及一种真空超导磁悬浮集成飞轮储能装置。背景技术[0002]飞轮储能是一种新型的机械储能方式,与蓄电池储能比较,飞轮储能具有储能密度高、充放电次数多、寿命长、效率高、体积小、工作范围宽、无环境污染、可获得较大的功率峰值等优点。现阶段飞轮储能支撑机构尚存在一些问题,如采用机械轴承的飞轮储能方式,摩擦力较大,损耗较多,转换效率较低;采用电磁悬浮轴承的飞轮储能方式要求控制系统较为复杂,且控制消耗能量,效率降低。发明内容[0003]为了克服现有飞轮储能在高速旋转时由于摩擦而造成较大的损耗,本发明采用高温超导磁悬浮轴承作为飞轮的支撑机构,设计出一种真空超导磁悬浮集成飞轮储能装置。[0004]本发明解决技术问题所采取的技术方案如下:[0005]一种真空超导磁悬浮集成飞轮储能装置,包括底座、支架、步进电机、真空盖、真空腔体、导轨、冷却装置、直流无刷电机定子、集成飞轮转子和高温超导块;支架和导轨固定在底座上,步进电机固定在支架上;真空盖和真空腔体通过螺钉连接构成真空系统,真空盖上设有电接口和真空接口;真空腔体通过真空