[發(fā)明專(zhuān)利]雙定子盤(pán)式電機(jī)飛輪儲(chǔ)能器轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210066795.7
• 申請(qǐng)日: 2012-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102594009A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊朝榮;周伯飛;李宗民;董樹(shù)東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津榮亨集團(tuán)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02K7/02
• 分類(lèi)號(hào): H02K7/02;H02N15/00
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 江增俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛輪蓄能器，特別是涉及一種雙定子盤(pán)式電機(jī)飛輪儲(chǔ)能器轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

公告號(hào)CN201928127U的實(shí)用新型《雙定子交流電機(jī)飛輪儲(chǔ)能器》，其公開(kāi)的技術(shù)方案中包括了一種轉(zhuǎn)子(飛輪)的支撐結(jié)構(gòu)，即飛輪上下端軸設(shè)有第一高速軸承，各第一高速軸承分別支撐有上下中間軸，各上下中間軸分別設(shè)有第二高速軸承，各第二高速軸承分別支撐于殼體內(nèi)側(cè)上下端面。

上述實(shí)用新型是雙定子鐵心及其定子繞組與相應(yīng)的轉(zhuǎn)子分別構(gòu)成交流盤(pán)式電機(jī)，相應(yīng)的轉(zhuǎn)子即飛輪，它有效地克服了雙定子盤(pán)式單極直流電機(jī)轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈需要電刷滑動(dòng)接觸的弊病。上述實(shí)用新型還采用雙高速軸承串連結(jié)構(gòu)，使飛輪能以?xún)杀队诟咚佥S承最高限速的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。

上述實(shí)用新型的雙高速軸承串連結(jié)構(gòu)雖然相對(duì)延長(zhǎng)了高速軸承的使用壽命，但仍不能徹底解決現(xiàn)有高速軸承不能適應(yīng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)技術(shù)要求的根本問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有高速軸承不能滿(mǎn)足飛輪高速旋轉(zhuǎn)需要的技術(shù)問(wèn)題，而公開(kāi)一種雙定子盤(pán)式電機(jī)飛輪儲(chǔ)能器轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采取以下技術(shù)方案：本轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)包括由腔體和兩端端蓋構(gòu)成的密封殼體、盤(pán)式轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸和轉(zhuǎn)子盤(pán)、支撐轉(zhuǎn)子軸兩端的高速軸承，特征是，轉(zhuǎn)子軸套裝有與轉(zhuǎn)子盤(pán)相對(duì)應(yīng)的永磁套筒，轉(zhuǎn)子盤(pán)的軸心孔設(shè)有永磁鑲環(huán)，永磁套筒與永磁鑲環(huán)之間設(shè)有間隔，其相對(duì)面的磁極極性相同，所述轉(zhuǎn)子盤(pán)外圓面的居中位置設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)，所述密封殼體的腔體設(shè)有分別與環(huán)形凸臺(tái)上下表面相對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起，所述轉(zhuǎn)子盤(pán)環(huán)形凸臺(tái)上下表面與所對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起分別設(shè)有間距相等且相對(duì)面的磁極極性相同的軸向懸浮永磁環(huán)。

本發(fā)明還可以采取以下技術(shù)措施：

所述各軸向懸浮永磁環(huán)的剩磁、磁感矯頑力、內(nèi)稟矯頑力和磁能積磁性能指標(biāo)相同。

本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點(diǎn)在于：轉(zhuǎn)子軸永磁套筒與轉(zhuǎn)子盤(pán)永磁鑲環(huán)相對(duì)于轉(zhuǎn)子盤(pán)具有徑向限位作用，可以避免轉(zhuǎn)子盤(pán)的徑向擺動(dòng)。實(shí)際上盤(pán)式電機(jī)定子鐵心對(duì)轉(zhuǎn)子盤(pán)就有輔助的徑向限位作用。轉(zhuǎn)子盤(pán)環(huán)形凸臺(tái)上下表面與所對(duì)應(yīng)的腔體環(huán)形凸起成對(duì)的軸向懸浮永磁磁環(huán)對(duì)于轉(zhuǎn)子盤(pán)具有軸向限位作用，可以避免轉(zhuǎn)子盤(pán)的軸向竄動(dòng)。可見(jiàn)，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)能夠避免轉(zhuǎn)子盤(pán)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生徑向擺動(dòng)或軸向竄動(dòng)，而且這種所謂限位是在無(wú)接觸狀態(tài)下完成的，因此可以徹底解決轉(zhuǎn)子軸因轉(zhuǎn)子盤(pán)擺動(dòng)和離心力產(chǎn)生的相應(yīng)偏擺，使一般高速軸承也能勝任飛輪儲(chǔ)能器的要求。樣機(jī)試驗(yàn)表明，本轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子盤(pán)即飛輪的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)85,000r/min，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)24h，所使用的一般高速軸承無(wú)磨損現(xiàn)象。本發(fā)明也適用于核能應(yīng)用的高速離心機(jī)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用的突出優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

附圖1是實(shí)施例結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1腔體，2端蓋，3定子鐵心，3-1定子繞組，4轉(zhuǎn)子軸，5高速軸承，6轉(zhuǎn)子環(huán)形永磁鐵，7轉(zhuǎn)子盤(pán)，7-1環(huán)形凸臺(tái)，8環(huán)形凸起，9軸向懸浮永磁環(huán)，10永磁鑲環(huán)，11永磁套筒。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

如圖1所示實(shí)施例，腔體1和腔體兩端的端蓋2構(gòu)成本雙定子盤(pán)式電機(jī)飛輪儲(chǔ)能器的密封殼體。雙定子是在各端蓋的內(nèi)端面分別設(shè)有定子鐵心3，各定子鐵心3分別設(shè)有定子繞組3-1。轉(zhuǎn)子盤(pán)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的轉(zhuǎn)子環(huán)形永磁鐵6分別與相應(yīng)定子鐵心3構(gòu)成交流盤(pán)式電機(jī)，并且轉(zhuǎn)子盤(pán)、轉(zhuǎn)子環(huán)形永磁鐵也構(gòu)成具有相當(dāng)質(zhì)量的飛輪。

如圖1所示，兩端設(shè)有高速軸承5的轉(zhuǎn)子軸4套裝有與轉(zhuǎn)子盤(pán)7相對(duì)應(yīng)的永磁套筒11，轉(zhuǎn)子盤(pán)7的軸心孔設(shè)有永磁鑲環(huán)10，永磁套筒11與永磁鑲環(huán)10之間設(shè)有間隔，其相對(duì)面的磁極極性相同例如同為N極，使永磁套筒與永磁鑲環(huán)為相斥狀態(tài)。

如圖1所示，轉(zhuǎn)子盤(pán)7外圓面的居中位置設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)7-1，所述密封殼體的腔體1設(shè)有分別與環(huán)形凸臺(tái)7-1上下表面相對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起8，轉(zhuǎn)子盤(pán)環(huán)形凸臺(tái)7-1上下表面與所對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起8分別設(shè)有間距相等且相對(duì)面的磁極極性相同的軸向懸浮永磁環(huán)9，例如相對(duì)面的磁極極性同為S極，使環(huán)形凸臺(tái)7-1上、下表面與所對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起8分別設(shè)置的軸向懸浮永磁環(huán)9均為相斥狀態(tài)，并且各軸向懸浮永磁環(huán)的剩磁、磁感矯頑力、內(nèi)稟矯頑力和磁能積磁性能指標(biāo)相同，使上下成對(duì)的軸向懸浮永磁環(huán)之間的相斥力相等，使得轉(zhuǎn)子盤(pán)7受力平衡。總之，圖1所示的永磁套筒11與永磁鑲環(huán)10、各上下成對(duì)的軸向懸浮永磁環(huán)9之間具有分別利用磁場(chǎng)形成的徑向限位作用和軸向限位作用。。

圖1實(shí)施例的飛輪采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，直徑為50cm，厚度為5cm，它的質(zhì)量為14.73kg。