[发明专利]一种飞轮储能系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力储存和逆变发电之技术领域，具体地，涉及一种飞轮储能系统。

背景技术

目前，在飞轮储能技术领域中，需要用到电机和飞轮，涉及的电机需要价格昂贵的稀土永磁材料，使得飞轮储能成本大大提高；并且，因永磁而产生的电磁涡流损耗和磁滞损耗，降低了系统效率，大大降低了飞轮的待机时间。另外，电机和飞轮占用的体积大，也提高了成本。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在占用体积大、投入成本高、系统效率低和飞轮待机时间短等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出了一种新型飞轮储能系统，以实现占用体积小、投入成本低、系统效率高和飞轮待机时间长的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种飞轮储能系统，包括盘形结构的磁阻电机，竖直设置的轴，配合安装在所述磁阻电机和轴上、且用于储存能量的飞轮，以及与所述轴配合设置的磁悬浮轴承。

进一步地，所述磁悬浮轴承采用永磁悬浮和电磁悬浮的协同结构。

进一步地，所述磁阻电机，包括与所述轴配合设置的转子，设置在所述转子外部的定子，以及配合绕制在所述定子上的多相位线圈；所述飞轮叠加在转子上。

进一步地，所述转子为盘形转子，当不需要加大惯量时，盘形转子作为飞轮；当需要加大惯量时，在盘形转子上叠加预设数量的飞轮。

本发明各实施例的飞轮储能系统，由于包括盘形结构的磁阻电机，竖直设置的轴，配合安装在磁阻电机和轴上、且用于储存能量的飞轮，以及与轴配合设置的磁悬浮轴承；将毋须永磁材料的磁阻电机改造成盘形结构，使其能高速运转和高速励磁发电，并成功应用在飞轮储能系统上；从而可以克服现有技术中占用体积大、投入成本高、系统效率低和飞轮待机时间短的缺陷，以实现占用体积小、投入成本低、系统效率高和飞轮待机时间长的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明飞轮储能系统的结构示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-定子；2-线圈；3-转子；4-飞轮；5-轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，提供了一种飞轮储能系统，即高速开关磁阻电机驱动大惯量高转速的飞轮储能-发电系统。如图1所示，本实施例包括盘形结构的磁阻电机(即高速开关磁阻电机)，配合安装在竖直设置的轴上、且用于储存能量的飞轮(如飞轮4)，以及与飞轮的轴(如轴5)配合设置的磁悬浮轴承。轴安装在磁悬浮轴承上，它采用一种永磁悬浮和电磁悬浮协同的特殊结构型式。

上述磁阻电机，包括与轴配合设置的转子(如转子3)，设置在转子外部的定子(如定子1)，以及配合绕制在定子上的多相位线圈(如线圈2)；飞轮叠加在转子上。转子为盘形转子，当不需要加大惯量时，盘形转子作为飞轮；当需要加大惯量时，在盘形转子上叠加预设数量的飞轮。

具体地，上述实施例的飞轮储能系统，在定子上绕有多相位的线圈，通常采用三相、四相、六相和八相等；转子为多极转子，并有与定子相适配的极对数；当系统输入电能时，转子通过位置传感器所发出的转子位置信号，输送到高速开关电路用以驱动定子线圈，使其产生强大的电磁拉力，拉动转子高速旋转；转子本身就能起到惯性飞轮的作用；如果惯量不够，可以在转子上叠加飞轮，以加大飞轮惯量，提高功率；轴与轴承以支承飞轮在定子内高速旋转；轴与轴承采用永磁悬浮与电磁悬浮协同作用，大大减小轴承阻力，提高系统效率，提高飞轮转速，延长系统运行寿命；当需要系统发电时，飞轮在高速运转的待机状态下，启动高速开关电路对定子线圈励磁，此时，飞轮将成为发电机，能够发出强大的电力。

上述实施例的飞轮储能系统，既是一项重大的节能项目，又是一项能源再利用项目。风能、太阳能和水力资源，都能得到充分的利用，而且可将白白浪费的电能回收再利用，或将其输入电网。同时，本发明实施例，还可对电网的峰-谷电力进行宏观调控。