双定子交流电机飞轮储能器

摘要

本发明是一种双定子交流电机飞轮储能器，飞轮上下端轴设有第一高速轴承，各第一高速轴承分别支撑有上下中间轴，各上下中间轴分别设有第二高速轴承，各第二高速轴承分别支撑于壳体内侧上下端面，所述飞轮上下端面对称镶嵌固定有环形永磁转子，环形永磁转子上下端面为磁极，两转子同极性相对，所述壳体内侧上下端面分别设有与相应环形永磁转子相对应的由环形铁氧体构成的定子铁心，壳体设有连接各定子绕组的接线柱，各定子铁心及其定子绕组与相应的转子分别构成交流盘式电机。本储能器由交流盘式电机驱动飞轮，克服了直流电电刷滑动接触弊病；采用双高速轴承串连结构，使飞轮能以两倍于高速轴承的最高速运转。本发明具有结构简单、合理的突出优点。

权利要求

1.一种双定子交流电机飞轮储能器，包括密封的壳体，其特征在于：所述飞轮上下端轴设有第一高速轴承，各第一高速轴承分别支撑有上下中间轴，各上下中间轴分别设有第二高速轴承，各第二高速轴承分别支撑于壳体内侧上下端面，所述飞轮上下端面对称镶嵌固定有环形永磁转子，环形永磁转子上下端面为磁极，两转子同极性相对，所述壳体内侧上下端面分别设有与相应环形永磁转子相对应的由环形铁氧体构成的定子铁心，壳体设有连接各定子绕组的接线柱，各定子铁心及其定子绕组与相应的转子分别构成交流盘式电机。

2.根据权利要求1所述的双定子交流电机飞轮储能器，其特征在于：所述环形永磁转子与飞轮之间设有隔磁垫。

3.根据权利要求1所述的双定子交流电机飞轮储能器，其特征在于：所述环形铁氧体构成的定子铁心与壳体之间设置隔磁环。

说明书

双定子交流电机飞轮储能器

技术领域

[0001] 本发明属于能量转换装置，特别是涉及双定子交流电机飞轮储能器。

背景技术

[0002] 一般飞轮储能系统的基本结构由飞轮、利用电磁轴承悬浮飞轮并设置机械保护轴承、直流永磁无刷同步电动/发电互逆式电机、电机控制与电力转换器、高真空及具有一定安全性能的保护罩基本部分构成。本发明仅涉及包括飞轮、电机、轴承和壳体的储能器本体结构。

[0003] 现有技术中，一种双定子盘式单极直流电机飞轮储能器的特征是，壳体内侧上下端面对称固定有由内、外环形永磁钢构成盘式单极直流电机的定子，上下定子分别设有对称固定于飞轮上下端面且形状相同的盘形转子，两盘形转子的转子线圈相连接，各盘形转子的转子轴分别支撑于壳体两端的高速轴承，上下定子与电连接的两盘形转子构成单极盘式直流电机，各高速轴承分别连接引线端子。

[0004] 上述双定子盘式单极直流电机飞轮储能器存在以下缺陷：各高速轴承是直流电机电流引入引出的关键环节，同样存在电刷滑动接触的弊病，电刷滑动接触是导致直流电机驱动的飞轮蓄能器工作可靠性差的根本问题之一。

发明内容

[0005] 本发明是为了解决现有双定子盘式单极直流电机飞轮储能器存在电刷滑动接触的技术问题，而公开一种双定子交流电机飞轮储能器。

[0006] 本发明为实现上述目的采取以下技术方案：本飞轮储能器包括密封的壳体，特征是，所述飞轮上下端轴设有第一高速轴承，各第一高速轴承分别支撑有上下中间轴，各上下中间轴分别设有第二高速轴承，各第二高速轴承分别支撑于壳体内侧上下端面，所述飞轮上下端面对称镶嵌固定有环形永磁转子，环形永磁转子上下端面为磁极，两转子同极性相对，所述壳体内侧上下端面分别设有与相应环形永磁转子相对应的由环形铁氧体构成的定子铁心，壳体设有连接各定子绕组的接线柱，各定子铁心及其定子绕组与相应的转子分别构成交流盘式电机。

[0007] 本发明还可以采取以下技术措施：

[0008] 所述环形永磁转子与飞轮之间设有隔磁垫。

[0009] 所述环形铁氧体构成的定子铁心与壳体之间设置隔磁环。

[0010] 本发明的有益效果和优点在于：本飞轮储能器使用交流盘式电机驱动飞轮，克服了直流电电刷滑动接触弊病，大大提高工作可靠性。交流盘式电机转子是飞轮的一部分，使飞轮蓄能器结构大大间化。铁氧体定子铁心适应每分钟10万转以上的高转速电机。两转子的相对面为同极性，转子受力平衡，不仅使飞轮处于”悬浮”状态而有利于飞轮超高速转动，同时大大减轻了高速轴承的负担。本飞轮储能器采用双高速轴承串连结构，使飞轮能以两倍于高速轴承的最高速运转。本发明具有结构简单、合理的突出优点。

附图说明

[0011] 附图1是实施例结构剖面示意图。

[0012] 图中标号：1壳体，2飞轮，2-1端轴，3隔磁垫，4环形永磁转子，5定子铁心，6定子绕组，7第一高速轴承，8中间轴，9第二高速轴承，10隔磁环，11接线柱。

具体实施方式

[0013] 下面结合实施例及其附图进一步说明本发明。

[0014] 如图1所示实施例，飞轮2的上下端轴2-1设有第一高速轴承7，各第一高速轴承7分别支撑有上下中间轴8，各上下中间轴8分别设有第二高速轴承9，各第二高速轴承9分别支撑于壳体1内侧上下端面。飞轮2上下端面通过隔磁垫3对称镶嵌固定有环形永磁转子4，环形永磁转子4上下端面为磁极，两转子同极性相对。壳体1内侧上下端面分别设有与相应环形永磁转子4相对应的由环形铁氧体构成的定子铁心5，各定子铁心5与壳体1之间设置隔磁环10。壳体设有连接各定子绕组6的接线柱11。各定子铁心5及其定子绕组
6与相应的转子分别构成交流盘式电机。

[0015] 图1实施例的飞轮采用碳纤维增强环氧树脂复合材料，直径为50cm，厚度为5cm，每分钟10万转，它的质量为14.73kg，惯性矩I为0.46kg-m2，蓄能E为1.01×10^8kg-m2/s2，即：

[0016] E＝1.03×10^7kg-m-s或E＝2861kg-m-h