[发明专利]一种双支承磁悬浮飞轮储能装置

说明书

一种双支承磁悬浮飞轮储能装置，属于磁悬浮飞轮储能系统领域。飞轮储能装置中飞轮转子组件10工作时由上径向电磁轴承定子4和下径向电磁轴承定子13、上轴向电磁轴承定子6和下轴向电磁轴承定子8支承，限制转子除旋转外的五个自由度，定子和转子均不接触。飞轮储能装置储能时，当电机以电动机方式工作，使飞轮转子加速并储存能量；释放能量时，当电机以发电机方式工作，将飞轮转子的机械能转化为电能。图1中所有定子组件均直接或间接与上支承板5和下支承板12联接，然后再通过上支承板5和下支承板12与真空室缸体9联接，从而形成双支承飞轮储能装置总体结构。使得装卸螺母的时候更方便快捷，提高了工作效率。

技术领域

本发明技术领域涉及一种磁悬浮飞轮储能系统，特别是涉及一种双支承磁悬浮飞轮储能装置。

背景技术

目前飞轮储能系统已成功应用到不间断电源、可再生能源光伏发电和风力发电的调峰，以及混合动力汽车等领域。飞轮储能系统由飞轮储能装置和电控系统组成，飞轮储能装置中的飞轮转子在高速下运转，以机械能的方式实现能量的存储；电控系统负责电能与机械能之间的能量转换，以及对飞轮储能装置的监视和控制。为了实现飞轮转子高速旋转和减少阻力，通常采用五自由度电磁轴承支承，并在真空环境下工作。因此，飞轮储能装置应包括飞轮转子轴、飞轮、两个径向电磁轴承、一个轴向电磁轴承、电机、辅助轴承、真空室等零部件，这些零部件工作时分为旋转部分和固定不动部分。旋转部分统称为飞轮转子组件，固定不动部分包括两个径向电磁轴承定子、一个轴向电磁轴承定子、电机定子、两端辅助轴承定子，以及真空室。目前固定不动部分最普通的形式是不用单独的真空室，而是用各部件的定子的支承壳体作为真空室。各定子的支承壳体常见的有两种形式，一种为整体式，各定子分别与壳体联接；另一种是分段式，各定子分别与几段壳体固定，然后再将几段联接。在飞轮储能装置中，飞轮转子上的各定子位置受到转子动力学、结构和装配制造等因素的限制，并且各定子部件均需与相应的转子位置相对应。因此，上面提到两种联接形式存在真空密封困难、结构复杂、加工制造要求高、装配调整不便、内部电线和管路穿出真空室困难等问题，严重影响了飞轮储能装置的性能和加工制造难度。

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发明内容

本发明的目的是提供一种双支承结构的磁悬浮飞轮储能装置，解决飞轮储能装置中各定子间联接，以及各定子与真空壳体联接的问题。

本发明的目的是通过如下措施来实现飞轮储能装置中飞轮转子电磁轴承悬浮支承、静止和意外时辅助支承、真空密封。双支承磁悬浮飞轮储能装置如图1所示，适用于飞轮转子轴处于水平方向和垂直方向的飞轮储能装置。

一种双支承磁悬浮飞轮储能装置，包括磁悬浮飞轮储能装置、上支撑板5、下支撑板2、真空室，其特征在于：磁悬浮飞轮储能装置、上支撑板5、下支撑板12位于真空室的内部；上支撑板5和下支撑板12一端与真空室联接，另一端与磁悬浮飞轮储能装置联接。

所述磁悬浮飞轮储能装置是由飞轮转子组件10、轴向电磁轴承定子组件、电机定子组件11组成，且飞轮转子位于电磁轴承定子组件和电机定子组件11之间。