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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102437675A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102437675A(43)申请公布日2012.05.02(21)申请号201110310173.X(22)申请日2011.10.13(71)申请人山东科技大学地址266510山东省青岛市经济技术开发区前湾港路579号(72)发明人肖林京于志豪张绪帅常龙(74)专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人王连君(51)Int.Cl.H02K7/02(2006.01)H02K7/09(2006.01)H02N15/00(2006.01)F16C32/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称磁悬浮飞轮储能装置(57)摘要本发明公开了一种磁悬浮飞轮储能装置,包括能量储存与转化部分、磁悬浮支撑部分和辅助部分;能量储存与转化部分包括飞轮、电动机/发电机的转子和定子部分;磁悬浮支撑部分包括径向磁轴承、轴向磁轴承、轴向传感器、径向传感器、保护轴承;辅助部分包括壳体,安装轴;径向磁轴承为径向混合锥形磁轴承,各轴向磁轴承的吸力盘分别设置在飞轮的两侧轮面上,径向混合圆锥磁轴承和轴向磁轴承均为非机械接触的磁悬浮轴承;所述能量储存与转化部分、磁悬浮支撑部分以及辅助部分的安装轴密封在辅助部分的壳体内部,壳体内部保持真空状态。本发明具有结构紧凑,比能量密度和放电深度高,寿命长,功耗低,性能稳定,无污染等特点。CN10243765ACCNN110243767502437683A权利要求书1/1页1.一种磁悬浮飞轮储能装置,包括能量储存与转化部分、磁悬浮支撑部分和辅助部分;其特征在于:所述能量储存与转化部分包括飞轮、电动机/发电机的转子和定子部分;所述磁悬浮支撑部分包括径向磁轴承、轴向磁轴承、轴向传感器、径向传感器、保护轴承;所述辅助部分包括壳体,安装轴;其中保护轴承、径向磁轴承、电动机/发电机、轴向磁轴承、飞轮、轴向磁轴承、径向磁轴承与保护轴承在安装轴的轴向上从上到下依次排布,其中飞轮、电动机/发电机的转子部分、径向磁轴承的转子部分都固定在安装轴上,电动机/发电机的转子部分与径向磁轴承的转子部分通过内套筒定位,并通过紧固螺母固定在安装轴上,电动机/发电机的定子部分、径向磁轴承的定子部分、轴向磁轴承、轴向传感器、径向传感器、保护轴承都固定在壳体上;所述径向磁轴承为径向混合锥形磁轴承,各轴向磁轴承的吸力盘分别设置在飞轮的两侧轮面上,飞轮兼作为轴向磁轴承的吸力盘,径向混合圆锥磁轴承和轴向磁轴承均为非机械接触的磁悬浮轴承;所述能量储存与转化部分、磁悬浮支撑部分以及辅助部分的安装轴密封在辅助部分的壳体内部,壳体内部保持真空状态。2.根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于:所述飞轮为高强度复合材料飞轮,是由金属环和碳纤维复合材料粘结制成的。3.根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于:所述保护轴承的内圈与安装轴对应的轴段之间形成0.1~0.3mm的径向保护间隙和0.1~0.3mm的轴向保护间隙。4.根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于:所述径向混合锥形磁轴承为永磁偏置的混合圆锥磁轴承,轴向磁轴承为纯电磁的磁悬浮轴承。5.根据权利要求4所述的磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于:所述永磁偏置的混合圆锥磁轴承,包括定子铁心、第一空气隙、第二孔气隙、转子铁心、永磁体、隔磁环与激磁线圈,其中定子铁心、激磁线圈、永磁体、隔磁环为静止部件,其余部件为转动部件。6.根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于:所述轴向磁轴承的吸力盘是由电工纯铁制成的,吸力盘的形状为环形,与飞轮的轮面固定在一起。7.根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮储能装置,其特征在于:所述电动机/发电机为永磁无刷直流电动机/发电机,或为开关磁阻电动机/发电机;电动机/发电机定子和转子之间的间隙大于径向磁轴承的定子和转子之间的气隙。2CCNN110243767502437683A说明书1/3页磁悬浮飞轮储能装置技术领域[0001]本发明涉及一种磁悬浮飞轮储能装置,可用于航空航天(卫星储能电池,综合动力和姿态控制)、军事(大功率电磁炮)、电力(电力调峰)、通信(UPS)、汽车工业(电动汽车)等领域。背景技术[0002]磁悬浮飞轮储能装置,又称为磁悬浮飞轮电池,是利用高速旋转地飞轮储存能量,它以其高比功率、高比能量、充电快、寿命长和无化学污染等特点正受到各行各业的重视,在国外已用于汽车、火车、航天、航空等军用和民用行业。[0003]磁悬浮飞轮电池充电时,其电机作为电动机,由电动机驱动飞轮使其高速旋转,将电能转化为机械能储存起来。磁悬浮飞轮电池放电时,此时其电机作为发电机,由飞轮带动发电机发电,将飞轮的机械能转化为电能输出给用电设备。上述磁悬浮飞