[发明专利]一种环形轨道磁悬浮车辆储能系统

说明书

一种环形轨道磁悬浮车辆储能系统，包括轨道(10)、车辆(20)、变流设备(30)和轨道壁(5)。所述的车辆(20)固定有车载永磁体块(1)和车辆驱动磁极(2)；所述的轨道(10)固定有轨道驱动线圈(3)和轨道永磁体块(4)。当环形轨道磁悬浮车辆储能系统需要存储能量时，变流设备(30)从电网吸收能量，由车辆驱动磁极(2)和轨道驱动线圈(3)组成的电机系统驱动，使车辆(20)加速转动，增加所存储的动能；当环形轨道磁悬浮车辆储能系统需要释放能量时，电机系统工作于发电机状态，发出的电能通过变流设备(30)回馈电网。车载永磁体块(1)和轨道永磁体块(4)实现车辆(20)的悬浮和导向，减小车辆(20)与轨道(10)之间的摩擦。

技术领域

本发明涉及一种环形轨道磁悬浮车辆储能系统。

背景技术

磁悬浮机械储能系统属于机械储能方式的一种，是一种基于机电能量转换的储能装置，利用高速行进的运动车辆的动能形式将能量储存起来。电网需要能量时，运动车辆减速运行，将存储的能量释放出来。随着风能、太阳能等新能源的规模化开发和利用，对于大型储能需求迫切。但是，现有的储能方式，如蓄电池储能，通常具有效率低，成本高，对环境不友好，反应较慢等缺点。

此外，在磁悬浮列车技术中，为了利用磁场力将运动列车悬浮起来，目前的主流技术主要是利用了电磁和超导的磁悬浮技术，其中电磁吸引控制方式是利用导磁与电磁铁之间的吸引力，绝大部分磁悬浮技术都采用该技术。虽然这种吸引力在原理上是一种不稳定的力，但通过控制电磁铁电流的大小，可以将悬浮气隙保持一定范围内。然而，电磁悬浮技术电耗高，且传感器和控制器体积大、造价贵、控制复杂，可靠性低；超导悬浮需要制冷设备，因此也存在体积大、能耗高、结构复杂，造价不菲等缺点。当磁浮技术应用于磁悬浮机械储能中，上述两种磁浮技术的缺点就更加明显。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提出一种环形轨道磁悬浮车辆储能系统。相对于传统的机械储能方法，本发明环形轨道磁悬浮车辆储能系统使用了永磁体悬浮和真空技术，有效降低了机械损耗和风阻损耗；并采用了永磁体模块实现车辆的悬浮和导向，有效的提高了系统的效率，减小了系统的发热；同时具有对环境友好，效率高；自耗散率低；功率大，寿命长等优点。

所述的环形轨道磁悬浮车辆储能系统，包括轨道、车辆、变流设备和轨道壁。所述的变流器设备与电网及轨道驱动线圈相连接；所述的车辆中固定有车载永磁体块和车辆驱动磁极；所述的轨道中固定有轨道驱动线圈和轨道永磁体块；所述的车辆驱动磁极与所述的车载永磁体块沿车辆的车身平行均匀布置。所述的轨道驱动线圈与所述的轨道永磁体块沿轨道沿线平行均匀布置。所述的轨道壁将轨道和车辆的四周包围并形成腔体，腔体形状与轨道和车辆的形状相适应；轨道壁使轨道和车辆形成一个封闭空间，此封闭空间为真空环境或亚真空环境，车辆在此封闭空间的真空环境或亚真空环境下行驶，减小悬浮运行时的风阻损耗，减小轨道驱动消耗的电能。

所述的变流设备可位于轨道壁形成的腔体外的任意位置。

当所述的环形轨道磁悬浮车辆储能系统需要存储能量时，通过变流设备的控制，从电网吸收能量，由车辆驱动磁极和轨道驱动线圈组成的电机系统驱动，使得车辆加速转动，增加所存储的动能；当所述的环形轨道磁悬浮车辆储能系统需要释放能量时，由车辆驱动磁极和轨道驱动线圈组成的电机系统工作于发电机状态，所发出的电能通过变流设备回馈电网；车载永磁体块和轨道永磁体块实现车辆的悬浮和导向，减小车辆与轨道之间的摩擦，所述的轨道壁可形成轨道与车辆内的气体密闭环境，具有较高的真空度，减小车辆的空气阻力。

所述的车辆包含一个或多个车载永磁体块；车载永磁体块沿车辆的车身布置，从车辆横截面看，车载永磁体块可以均匀分布在车辆中，也可以集中在车辆的下部或上部。

所述车辆内部载有负重物品，其内部载荷可以由密度均匀的水泥、石块或其它重密度材料组成；也可以由不同密度的材料混合组成。