[实用新型]一种磁悬浮储能系统滑动式保护轴承结构

说明书

本实用新型公开一种磁悬浮储能系统滑动式保护轴承结构，包括设置于转子上端的上保护轴承组件和设置于转子下端的下保护轴承组件，所述上保护轴承组件包括上轴向保护轴承和上径向保护轴承，所述上轴向保护轴承由上环形铜片、下环形铜片和止推盘组成，所述上径向保护轴承由上环形套筒和上环形铜套环组成，所述下保护轴承组件包括下径向保护轴承，所述下径向保护轴承由下环形套筒和下环形铜套环组成。本设计采用滑动轴承方案，主要用于高速重型储能飞轮，替换保持架易损坏的滚动轴承和普通的自润滑滑动轴承。整体结构简单科学，坚固耐用，抗冲击性能好、摩擦系数低、导热系数高、表面不易产生烧蚀融化。

技术领域

本实用新型涉及磁悬浮飞轮储能系统技术领域，具体为一种磁悬浮储能系统滑动式保护轴承结构。

背景技术

磁悬浮飞轮储能系统是将电能存储为动能并从存储的动能中产生电能的装置。磁悬浮飞轮储能系统应用范围很广，可以应用在汽车和航天邻域这种移动平台，也可以应用在UPS电源/太阳能和风力发电系统电量存储这种固定平台上。磁悬浮储能系统包括几个主要组件：转子、电动机/发电机、磁轴承和保护轴承。该系统还包括结构壳体，真空泵，电力输入/输出以及用于电磁轴承控制硬件。

在磁悬浮储能系统中，转子与保护轴承之间存在间隙。磁悬浮轴承工作过程中，转子一直该间隙中高速旋转。当磁悬浮系统出现问题或突然断电情况下造成磁轴承失效时，飞轮转子与保护轴承发生碰撞接触，转子在保护轴承上高速旋转，直至转子静止。在磁悬浮储能系统转子跌落时，转子会跌落在保护轴承上并在其上产生陀螺力矩和极高的分布不均匀的旋转力矩，并且保护轴承在工作时，会产生大量的热量，降低轴承的结构强度。因此保护轴承一般采用摩擦系数低、承载高、耐温高和转速高的滚动轴承，对于高速重型磁悬浮飞轮也可采用自润滑轴承或可倾瓦油膜轴承。

在磁悬浮轴承发生故障时，转子会跌落在保护轴承上并在其上产生陀螺力矩和极高的分布不均匀的旋转力矩，这两种力矩给保护轴承带来巨大径向冲击力和旋转加速度，造成转子与保护轴承之间摩擦力巨大，发热严重，降低保护轴承和转子的结构强度，最终导致保护轴承和磁悬浮系统零部件损坏。

传统的保护轴承一般采用摩擦系数低、承载高、耐温高和转速高的滚动轴承，但这种滚动轴承在转子多次跌落后，极有可能造成轴承保持架损坏，轴承解体，磁悬浮系统零部件损坏，因此这种保护轴承需频繁更换，经理效益不好，并且滚动轴承很难用于高速重型储能飞轮。

保护轴承还可以采用滑动轴承，如自润滑轴承或可倾瓦油膜轴承。自润滑轴承无保持架问题，摩擦系数也相对较低，能够多次使用，但在转子多次跌落后，表面会发生烧蚀，摩擦系数增大，局部发热集严重，极易造成局部焊接或高温融化，造成转子粘合性磨损。可倾瓦油膜轴承系统过于复杂，技术难度高，真空环境下表现不好，经济效益不高。因此需要一种结构强度高、抗冲击性能好、摩擦系数低、导热系数高、表面不易产生烧蚀融化和局部焊接、可多次重复使用的保护轴承来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术提及的问题，本实用新型提供一种磁悬浮储能系统滑动式保护轴承结构。