[发明专利]一种基于磁悬浮原理的高速飞轮储能装置

说明书

本发明涉及高速飞轮技术领域，且公开了一种基于磁悬浮原理的高速飞轮储能装置，包括真空罩，所述真空罩的内部开设有真空层，所述真空罩内部的顶部固定连接有上磁座，所述上磁座的底部活动连接有上磁块，所述上磁块的底部固定连接有转轴，所述转轴的外部固定连接有上轴承，所述上轴承的外部固定连接有上径向磁环和上轴向磁环，所述上轴承的外部活动连接有上定位座，所述上定位座的内部固定连接有上轴向定位磁环和上径向定位磁环，所述转轴的外部固定连接有电动机/发电机，通过真空罩和真空层的配合使用，使装置密封于真空容器中，消除与空气摩擦带来的损耗，提高能量转换率。

技术领域

本发明涉及高速飞轮技术领域，具体为一种基于磁悬浮原理的高速飞轮储能装置。

背景技术

高速飞轮，又称飞轮储能器或飞轮电池，它利用高速旋转的飞轮储存能量，电力转换器装置，将电能与转子旋转的机械能相互转换达到充放电的目的，基于其比能量高、比功率高、电能和机械能之间的转换率高、能快速充电的特点，高速飞轮在电动汽车、航空航天、电网调峰、风力发电系统的不间断供电及军事等领域有着广泛的应用前景。

现有的高速飞轮仍存在许多问题，为了减少支撑损耗，通常增加飞轮的轴向长度，而忽略径向利用，使飞轮整体过长，降低极限转速，同时也导致高速飞轮结构复杂、体积庞大，增加安装难度。

另外高速飞轮多采用被动磁悬浮轴承加辅助轴承，辅助轴承上仍存在一定的摩擦损耗，也限制了飞轮的最高转速，增加了摩擦损耗，降低转换率。

为了解决上述问题，发明者提供了一种基于磁悬浮原理的高速飞轮储能装置，具备结构简单，合理利用径向空间，减小高速飞轮体积，增加飞轮的临界转速，便于飞轮的安装，转轴磁悬浮，摩擦损耗小，进一步增加极限转速的优点，通过真空罩盒真空层的配合使用，使装置密封于真空容器中，消除与空气摩擦带来的损耗，提高能量转换率，通过转轴、上轴承、上定位座、飞轮、下轴承、下定位座的配合使用，增加飞轮的宽度，减少飞轮的高度，利用上定位座和下定位座的径向安装定位，增加设备的径向利用，在保证承接力的作用下减少设备的体积，增加高速飞轮的适用范围和降低高速飞轮的安装难度，解决了高速飞轮体积大，结构复杂，安装困难，辅助轴承存在摩擦损耗，降低极限转速的问题。

发明内容

为实现上述结构简单，合理利用径向空间，减小高速飞轮体积，增加飞轮的临界转速，便于飞轮的安装，转轴磁悬浮，摩擦损耗小，进一步增加极限转速的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于磁悬浮原理的高速飞轮储能装置，包括真空罩、真空层、上磁座、上磁块、转轴、上轴承、上径向磁环、上轴向磁环、上定位座、上轴向定位磁环、上径向定位磁环、电动机/发电机、飞轮、飞轮径向磁环、定位磁座、轴承定位块、磁性轴承环、下轴承、下径向磁环、下轴向磁环、下定位座、下轴向定位磁环、下径向定位磁环、下承接块、下承接座。

上述各结构的位置及连接关系如下：

所述真空罩的内部开设有真空层，所述真空罩内部的顶部固定连接有上磁座，所述上磁座的底部活动连接有上磁块，所述上磁块的底部固定连接有转轴，所述转轴的外部固定连接有上轴承，所述上轴承的外部固定连接有上径向磁环和上轴向磁环，所述上轴承的外部活动连接有上定位座，所述上定位座的内部固定连接有上轴向定位磁环和上径向定位磁环，所述转轴的外部固定连接有电动机/发电机，所述转轴的外部固定连接有飞轮，所述飞轮的内部固定连接有飞轮径向磁环，所述飞轮径向磁环的内部活动连接有定位磁座，所述转轴的外部固定连接有轴承定位块，所述轴承定位块的内部固定连接有磁性轴承环，所述转轴的外部固定连接有下轴承，所述下轴承的外部固定连接有下径向磁环和下轴向磁环，所述下轴承的外部活动连接有下定位座，所述下定位座的内部固定连接有下轴向定位磁环和下径向定位磁环，所述转轴的底部固定连接有下承接块，所述下承接快的底部活动连接有下承接座。

优选的，所述上径向磁环固定连接在上轴承的侧面。

优选的，所述上轴向磁环有两个，分别固定连接在上轴承的上下两面。