[发明专利]一种飞轮储能后备交流电源装置

说明书

一种飞轮储能后备交流电源装置属电气设备领域。本发明的技术方案是：后备交流电源装置由高速轴承、飞轮、双向电机和真空容器组成，采用高强度碳纤维材料制成的飞轮装在双向电机一端，由两副高速轴承支撑，密封在真空容器内；电能输入时，驱动双向电机运转，带动飞轮在真空环境下保持恒定转速，将能量储存起来，能量释放时，高速旋转的飞轮拖动双向电机发电，输出适用于负载的电流与电压，实现电能的输入、储存和输出。有益效果是：电力发生中断时，能够在控制装置控制下支撑系统运转，满足从网电到后备电源可靠切换的要求，无污染、效率高、寿命长、储能多、储能密度高，不受充放电次数的限制，设计新颖、结构紧凑、运行可靠，安装维护简便。

技术领域

一种飞轮储能后备交流电源装置属电气设备领域。

背景技术

后备交流电源是在电网异常的情况下不间断地为负载提供电力、维持其正常运行的设备，通常情况下被用于维持计算机（尤其是服务器）或交换机等关键性商用设备或精密仪器的不间断运行，防止计算机数据丢失，电话通信网络中断或仪器失去控制。电网异常包括停电、压降、电涌或称浪涌、持续欠压、持续过压、线噪、频率漂移、开关瞬态或称暂态、谐波等。为了应对电网异常，目前多在输配电系统配备蓄电池式不间断电源。但是酸铅蓄电池存在环境污染问题，磷酸铁锂蓄电池的充放电次数受到限制，而且天长日久会导致电池化学能与电能相互转化的活性降低，加速老化而缩短使用寿命。资料显示，因蓄电池故障而引起输配电系统故障或工作不正常的比例大约为1/3。 因此，创新研制一种效率高、寿命长、储能多、无污染的绿色储能装置，满足国民经济各部门的需要，是本行业面临的一项迫切任务。

发明内容

本发明的目的就是研制一种效率高、寿命长、储能多、无污染的绿色储能装置。

本发明的技术方案是：后备交流电源装置由高速轴承、飞轮、双向电机和真空容器组成，采用高强度碳纤维材料制成的飞轮装在双向电机一端，由两副高速轴承支撑，密封在真空容器内；电能输入时，驱动双向电机运转，带动飞轮在真空环境下保持恒定转速，将能量储存起来；能量释放时，高速旋转的飞轮拖动双向电机发电，输出适用于负载的电流与电压，实现电能的输入、储存和输出。

本发明的有益效果是：电力发生中断时，能够在控制装置控制下支撑系统正常运转，满足从网电到后备电源可靠切换的要求，无污染、效率高、寿命长、储能多、储能密度高，不受充放电次数的限制，设计新颖、结构紧凑、运行可靠，安装维护简便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

结合图1详细说明本发明的细节和工作过程。后备交流电源装置由高速轴承1、飞轮2、双向电机3和真空容器4组成，采用高强度碳纤维材料制成的飞轮2装在双向电机3一端，由两副高速轴承1支撑，密封在真空容器4内；电能输入时，驱动双向电机3运转，带动飞轮2在真空环境下保持恒定转速，将能量储存起来；能量释放时，高速旋转的飞轮2拖动双向电机3发电，输出适用于负载的电流与电压，实现电能的输入、储存和输出。本装置将能量以飞轮2的转动动能形式储存起来，充电时，飞轮2由双向电机3作为电动机带动飞速旋转；放电时，同样由双向电机3作为发电机由旋转的飞轮2产生电能。储存在飞轮2中的能量与飞轮2的质量和旋转速度的平方成正比，可以通过提高飞轮2的转速来达到更大的储能量，具有储能密度较高、充放电次数与充放电深度无关、不需要严格的空调环境、能量转换效率高、性能优越、可靠性高、易维护、使用环境条件要求低、无污染等优点，即使在恶劣的瞬变工况下也可为敏感的负载提供稳定的

后备交流电源。处于大气中时，飞轮2高速转动要克服空气的阻力和高速轴承1的磨擦损耗，将系统置于真空容器4中，减少了飞轮2旋转过程中的拖拉力，可以使其在高速转动时能耗达到最小。高速轴承1能在高速转动下工作，磨擦损耗极小，还具有足够的承载能力，保证飞轮2工作的可靠性和稳定性。本装置可以被安置在任何地方，更贴近它所保护的设备，所以具有强大的吸引力。因为不需要使用化学蓄电池，对运行环境温度没有严格限制，其高效率能产生显著的经济效益，而且还能减少环境污染，产生明显的社会效益。电力发生中断时，能够在控制装置控制下支撑系统正常运转，满足从网电到后备电源可靠切换的要求，无污染、效率高、寿命长、储能多、储能密度高，不受充放电次数的限制，设计新颖、结构紧凑、运行可靠，安装维护简便。