[實用新型]立式飛輪電池的分立式磁浮轉子-軸承系統

無效

• 申請號: 201020550033.0
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN201846180U
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 謝偉東
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02K7/02
• 分類號: H02K7/02;H02N15/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

技術領域

本實用新型涉及飛輪電池，尤其是一種立式飛輪電池結構。

背景技術

如何高效地將電能儲存起來，一直是人類社會關注的重大課題。目前商業化的儲電裝置幾乎都是各種化學蓄電池，但是它們一直無法擺脫化學電池固有的弊病----能量密度小、污染大、壽命短等缺陷。因此，近年來物理儲電裝置受到了科技界的廣泛重視，其中飛輪電池（也稱飛輪儲能裝置）已經顯現出巨大的優勢----比能量高、比功率大、體積小、充電快（以分鐘計，而化學電池以小時計）、壽命長、無污染等優點。

近十年來，國外研究機構和公司已開發出了實用化水平的飛輪電池產品，在軍事、宇航、通訊、能源、交通等部門和行業進行驗證性或示范性運行，其中在電網調節、航天衛星、風力發電、電動汽車等領域的運營顯現出了飛輪電池的巨大應用前景。我國的研究工作起步較晚，研究單位也較少，整體處于跟蹤國外技術發展的層次。

國內現有的飛輪電池研究中，飛輪安裝在轉軸上，所述轉軸上套裝電磁軸承組，所述電磁軸承組通常采用類似于電機定子的結構（可參見《中國機械工程》第19卷第19期第1365頁），這種方案存在的缺陷：電磁軸承相互耦合、控制復雜，降低了系統可靠性、提高了成本。

發明內容

為了克服飛輪電池的電磁軸承相互耦合、控制系統復雜、可靠性不高等問題，本實用新型提供一種可控性好、可靠性高、能耗低、成本較低的立式飛輪電池的分立式磁浮轉子-軸承系統。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：?

一種立式飛輪電池的分立式磁浮轉子-軸承系統，包括機座、飛輪和轉軸，所述飛輪位于機座內，所述飛輪套裝在轉軸上，所述分立式磁浮轉子-軸承系統還包括上徑向電磁軸承組、下徑向電磁軸承組、上位移傳感器組和下位移傳感器組；?

所述的上徑向電磁軸承組包括至少3個上電磁鐵，每個上電磁鐵徑向布置在轉軸上部的上圓柱筒形銜鐵周圍，所述的上圓柱筒形銜鐵的內、外圓柱面同軸，所述的上圓柱筒形銜鐵套裝在轉軸上，每個電磁鐵的磁極表面與上圓柱筒形銜鐵的圓柱面之間的理論間隙相等，每個上電磁鐵固接在機座上，每個上電磁鐵通過導線與控制器連接；

所述的下徑向電磁軸承組包括至少3個下電磁鐵，每個下電磁鐵徑向布置在轉軸下部的下圓柱筒形銜鐵周圍，所述的下圓柱筒形銜鐵的內、外圓柱面同軸，所述的下圓柱筒形銜鐵套裝在轉軸上，每個下電磁鐵的磁極表面與上圓柱筒形銜鐵的圓柱面之間的理論間隙相等，每個下電磁鐵固接在機座上，每個下電磁鐵通過導線與控制器連接；

所述的上位移傳感器組包括至少2個非接觸式上位移傳感器，每個上位移傳感器徑向布置在轉軸上部周圍靠近上徑向電磁軸承組的位置，每個上位移傳感器的感應面與轉軸圓柱面之間的理論間隙相等，每個上位移傳感器固接在機座上，每個上位移傳感器通過導線與控制器連接；

所述的下位移傳感器組包括至少2個非接觸式下位移傳感器，每個下位移傳感器徑向布置在轉軸上部周圍靠近下徑向電磁軸承組的位置，每個下位移傳感器的感應面與轉軸圓柱面之間的理論間隙相等，每個下位移傳感器固接在機座上，每個下位移傳感器通過導線與控制器連接。

本實用新型中，所謂理論間隙是指當轉軸位于飛輪電池設計回轉軸心線上時每個電磁鐵的磁極表面或傳感器的感應面與轉軸圓柱面之間的間隙。

作為優選的一種方案：每個上電磁鐵等高度、等間隔地徑向均勻布置在轉軸上部的上圓柱筒形銜鐵周圍；每個下電磁鐵等高度、等間隔地徑向均勻布置在轉軸下部的下圓柱筒形銜鐵周圍。

進一步，所述上電磁鐵有4個，4個上電磁鐵呈90??角等高度、等間隔地徑向均勻布置在轉軸上部的上圓柱筒形銜鐵周圍；下電磁鐵有4個，4個下電磁鐵呈90??角等高度、等間隔地徑向均勻布置在轉軸下部的下圓柱筒形銜鐵周圍。

作為優選的另一種方案：每個上位移傳感器等高度地徑向均勻布置在轉軸上部周圍靠近上徑向電磁軸承組的位置，每個下位移傳感器等高度地徑向均勻布置在轉軸下部周圍靠近下徑向電磁軸承組的位置。

再進一步，所述上位移傳感器有2個，2個上位移傳感器呈90??角等高度地徑向布置在轉軸上部周圍靠近上徑向電磁軸承組的位置；所述下位移傳感器有2個，2個下位移傳感器呈90??角等高度地徑向布置在轉軸下部周圍靠近下徑向電磁軸承組的位置。

作為優選的又一種方案：至少有1個上電磁鐵、1個上位移傳感器、1個下電磁鐵和1個下位移傳感器處于飛輪電池設計軸心線的同一個徑向方位角上。