[发明专利]一种可拆装的磁悬浮储能飞轮转子

说明书

本发明公开了一种可拆装的磁悬浮储能飞轮转子，涉及飞轮转子的可拆装结构和拆装工艺。飞轮转子轴(14)为阶梯轴，轴向电磁轴承推力盘(6)有均布的螺纹孔，与飞轮转子轴(14)的联接采用螺纹轴向压紧的方式；辅助轴承转子上有均布的螺纹孔，与飞轮转子轴(14)采用过盈配合；电磁轴承胀紧套和储能飞轮(9)采用胀紧套联接方式装配在飞轮转子轴(14)上；电动机/发电机转子(10)与飞轮转子轴(14)一般采用过盈配合，用热装配方法装配。本装置拆卸方便，节省维修成本，缩短制造周期；加工制造方便，易于保证加工制造精度；装配方便，易于保证飞轮转子工作性能,解决大过盈量配合的电磁轴承转子拆装问题。

技术领域

本发明属于磁悬浮储能飞轮系统领域，尤其涉及一种可拆装的磁悬浮储能飞轮转子。

背景技术

现代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。采用电磁轴承磁悬浮支承储能飞轮转子技术，已成为解决高速飞轮转子安全运行的主要技术手段。飞轮储能系统主要由储能飞轮、电动机/发电机、电磁轴承、能量转换系统和真空系统等组成，储能飞轮转子是其中的高速旋转部件，它的工作状况会直接影响整个系统的性能和可靠性。

磁悬浮储能飞轮转子包括储能飞轮、电动机/发电机转子、径向电磁轴承转子、轴向电磁轴承推力盘、辅助轴承转子、转子轴等零部件。目前转子轴与其他零部件的联接普遍采用大过盈量的配合方式，使其足以补偿由于离心力、热等引起的径向位移，装配时采取热装或压力装配的方法。飞轮转子制造精度要求很高，并且在高转速和复杂工况下工作，不可避免地出现某个转子损坏或性能下降，在维修和更换时存在拆卸的情况。另一方面，对于双作用轴向电磁轴承，两个轴向电磁轴承定子位于推力盘的两侧，这样在装配内侧轴向电磁轴承定子时，一般需要拆卸推力盘后才能装配。对于叠片结构的径向电磁轴承和电动机/发电机转子，以及不同的转子外径和转子轴结构，常需要特殊的工装才能进行拆装。由于大过盈量配合，导致拆卸困难，甚至造成转子和转子轴的损坏，继而可能引起飞轮转子精度下降甚至整体报废。因此，解决飞轮转子上各零部件拆装问题，可保证制造精度、提高装配效率、节省维修费用。特别是对于大型、制造周期较长、结构复杂的储能飞轮转子具有明显作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决大过盈量配合的电磁轴承转子拆装问题，避免拆装过程存在飞轮转子零部件损坏、需专用工装、降低装配制造精度等问题的可拆装的磁悬浮储能飞轮转子。

一种可拆装的磁悬浮储能飞轮转子，由储能飞轮9、电动机/发电机转子10、上径向电磁轴承转子2、下径向电磁轴承转子11、轴向电磁轴承推力盘6、上辅助轴承转子1、下辅助轴承转子13、飞轮转子轴14组成。

飞轮转子轴14为阶梯轴，各转子处于飞轮转子轴的不同直径上，轴向由飞轮转子轴的台阶定位；飞轮转子轴14上装配的零部件均为整体的零件或组件，与飞轮转子轴14的联接依据工况以胀紧套和轴向螺纹压紧为主；胀紧套的联接采用两段联接方式，一段采用配合进行径向定位，另一段用于夹紧。

上径向电磁轴承转子2、下径向电磁轴承转子11、储能飞轮9采用胀紧套联接，上径向电磁轴承转子2、下径向电磁轴承转子11为部件结构。转子内孔和飞轮轮毂内孔与所联接的相应轴段外径全部或其中之一为阶梯形状，电磁轴承胀紧套只与阶梯轴的一段相联接，即飞轮转子轴的最小外径和最大内孔处。飞轮转子轴14的另一段，即最大外径和最小内孔处，采用过渡配合或小间隙配合，以实现径向电磁轴承转子、储能飞轮的径向定位；电磁轴承胀紧套有圆锥表面，通过轴向螺栓使成对的圆锥表面产生相对运动来联接，联接的过盈量可通过轴向螺栓的扭矩确定，电磁轴承胀紧套可选用标准件或自行设计，有多种结构形式，成对的圆锥表面可以均在电磁轴承胀紧套上，也可以在飞轮转子轴外径上或要联接的内孔上。