[实用新型]一种磁悬浮飞轮储能电机发电机

说明书

一种磁悬浮飞轮储能电机发电机，具有真空壳体、飞轮、转子、定子铁芯、定子轴与辅助轴承的整体化一次性散热系统；在不依赖外接电源的情况下，飞轮储能在待机模式和发电模式中，实现飞轮发电模式运行向磁悬浮轴承供电，使飞轮转轴自悬浮，有利于飞轮储能的独立运行及运输转移；涡轮叶片泵转子自抽真空装置减少了飞轮储能系统的能耗，其功率密度得到提升。

技术领域

本新型实用属于飞轮储能电机、发电机和新能源技术领域，涉及一种磁悬浮飞轮储能电机发电机。

背景技术

火车和汽车，这种车辆采用内燃机和电机混合推动，飞轮电池充电快，放电完全，非常适合应用于混合能量推动的车辆中。车辆在正常行使时和刹车制动时，给飞轮电池充电，飞轮电池则在加速或爬坡时，给车辆提供动力，保证车辆运行在一种平稳、最优的状态下的转速，可减少燃料消耗，空气和噪声污染，发动机的维护，延长发动机的寿命。

超级电容储能式公交车通过车载电容驱动, 30秒“秒充”一次充电行驶里程只有8~10公里，每一条公交线路车站被改造成充电站，投资充电站资金相当大，行驶的里程和区域受到了极大的限制。

飞轮储能系统作为化学电池和超级电容器的一种替代产品，具有寿命长、维护量小、高效率和高功率的优点。飞轮储能依靠旋转的飞轮转子惯性把电能转换为动能储存起来，在停电的情况下实现不间断电源供给。飞轮长期高速旋转时，转子的发热量较大，在大电流集中放电的情况下，定子发热量较大，如果热量不能够及时散出，过高的温度就会对定子和转子产生损害，导致整个机器损坏。同时，飞轮储能器作为一种高速旋转的机械装置，轴承系统是其关键部件，轴承的润滑和散热效果的好坏也是整个系统能否可靠运行的关键。

目前关于飞轮储能并且具有代表性的相关技术包括以下几种：CN201720695674.7公开一种高储能飞轮系统整体散热装置、CN201811189965.4公开了一种自悬浮飞轮电池多模式驱动控制系统、CN 201820664428.X公开了一种自抽真空储存罐和 CN208656573 U公开的多级飞轮起动传动发电装置。

现有的高速磁悬浮飞轮存在以下了四点缺陷。

1、现有的高速飞轮中支撑结构采用永磁体与转子铁芯配合的结构，飞轮高转速时，高频气隙磁场谐波会在永磁体或转子铁芯上产生大量的涡流损耗。

2、产生的涡流造成转子发热，由于飞轮储能转子或飞轮电机转子运行在真空环境下，转子发出的热量难以辐射散出，降低飞轮储能系统在额定功率及容量时的单位时间作次数。

3、飞轮储能散热系统不能同时兼顾真空壳体、飞轮、转子、定子铁芯、定子轴与辅助轴承的整体化一次性散热。

4、无轴承永磁同步电机中的悬浮绕组必须一直持续供电，除了飞轮储能的充能模式可接通外电源供电，其他如待机与发电模式下，没有相应不接通外电源的情况下，不能使机械转轴实现悬浮，或者连接其他蓄电池电源供电应急，不能够实现飞轮电池的独立运行及运输转移。

5、外置真空系统来对飞轮储能产品抽真空，经济性不高，能耗大，控制难度大，且受空间与安装位置的限制，分子象到真空室有一定的距离，抽真空难度加大。

实用新型内容

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，针对真空条件下，飞轮储能各系统散热困难的问题，本新型实用的目的是提出了一种磁悬浮飞轮储能电机发电机，实现真空壳体、飞轮、转子、定子铁芯、定子轴与辅助轴承的整体化一次性散热。

在不依赖外接电源的情况下，飞轮储能在待机模式和发电模式中，实现飞轮发电模式

运行向磁悬浮轴承供电，使飞轮转轴自悬浮，有利于飞轮储能的独立运行及运输转移。

涡轮叶片泵转子自抽真空装置减少了飞轮储能系统的能耗。

为解决上述技术问题，本新型实用所采用的技术方案是：