[發(fā)明專利]一種飛輪電池徑向定心器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810171690.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108448806A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯雙清;劉洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K7/02
• 分類號(hào): H02K7/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

一種飛輪電池徑向定心器，它包括定子部分以及飛輪，所述定子部分包括上端定子以及下端定子，上端定子以及下端定子中均設(shè)有環(huán)形內(nèi)磁鐵以及環(huán)形外磁鐵，在飛輪中部設(shè)置阻尼器，阻尼器為扇環(huán)形阻尼器。本發(fā)明能解決現(xiàn)有飛輪電池定心器不能很好的糾正轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)容易偏離磁場(chǎng)分布中心的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力設(shè)備領(lǐng)域，具體飛輪電池徑向定心器。

背景技術(shù)

飛輪電池中有一個(gè)電機(jī)，充電時(shí)該電機(jī)以電動(dòng)機(jī)形式運(yùn)轉(zhuǎn)，在外電源的驅(qū)動(dòng)下，電機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，即用電給飛輪電池充電增加了飛輪的轉(zhuǎn)速?gòu)亩龃笃鋭?dòng)能；放電時(shí)，電機(jī)則以發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，在飛輪的帶動(dòng)下對(duì)外輸出電能，完成機(jī)械能(動(dòng)能)到電能的轉(zhuǎn)換。當(dāng)飛輪電池發(fā)出電的時(shí)，飛輪轉(zhuǎn)速逐漸下降，飛輪電池的轉(zhuǎn)子部分是在真空環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)速極高。

從國(guó)外來(lái)看，對(duì)飛輪電池進(jìn)行徑向定心有用環(huán)形蛇形管形雙線圈的，其缺點(diǎn)是響應(yīng)的電磁力有波動(dòng)，所產(chǎn)生的徑向力和軸向移動(dòng)耦合，兩線圈之間還有互感相互干擾，且該線圈是針對(duì)用永磁體制作的Halbach陣列所施加的磁場(chǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，該陣列相比本專利采用的永磁體磁場(chǎng)在制作上要復(fù)雜得多。國(guó)內(nèi)有人采用錐形磁環(huán)輔以徑向電磁軸承來(lái)約束徑向移動(dòng)，或者單純采用徑向電磁軸承，但是此方式有一定的電能損耗且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，它能解決現(xiàn)有飛輪電池定心器不能很好的糾正轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)容易偏離磁場(chǎng)分布中心的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種飛輪電池徑向定心器，它包括定子部分以及飛輪，所述定子部分包括上端定子以及下端定子，上端定子以及下端定子中均設(shè)有環(huán)形內(nèi)磁鐵以及環(huán)形外磁鐵，在飛輪中部設(shè)置阻尼器，阻尼器為扇環(huán)形阻尼器。

上述上端定子中設(shè)有同心且磁極方向相反的第一環(huán)形內(nèi)磁鐵以及第一環(huán)形外磁鐵，下端定子中設(shè)有同心且磁極方向相反的第二環(huán)形內(nèi)磁鐵以及第二環(huán)形外磁鐵，第一環(huán)形內(nèi)磁鐵與第二環(huán)形內(nèi)磁鐵平行設(shè)置，第一環(huán)形外磁鐵與第二環(huán)形外磁鐵平行設(shè)置，在飛輪中部環(huán)繞設(shè)置至少2個(gè)扇環(huán)形槽，在扇環(huán)形槽中設(shè)置扇環(huán)形阻尼器。

上述阻尼器共有三個(gè)，多個(gè)阻尼器等間距均勻環(huán)繞設(shè)置在飛輪中部。

在扇環(huán)形槽的上下兩開(kāi)口端均設(shè)置阻尼器蓋板，阻尼器蓋板與扇環(huán)形槽形成封閉空間，該封閉空間將阻尼器限位固定。

在設(shè)計(jì)阻尼器的具體尺寸時(shí)采用以下步驟：

1)給電動(dòng)磁力軸承不同的激勵(lì)，得到每種工況下轉(zhuǎn)子定心的最長(zhǎng)時(shí)間；

2)根據(jù)定心最長(zhǎng)時(shí)間計(jì)算出阻尼器所需的最小電感量；

3)得到阻尼器的磁路長(zhǎng)，線圈匝數(shù)，截面積，從而設(shè)計(jì)出滿足要求的阻尼器。

在步驟3)中，根據(jù)阻尼器安裝條件確定最大的圓心角以及內(nèi)外半徑使磁路最長(zhǎng)；由阻尼器的安裝位置選定合適的截面積進(jìn)行纏繞，測(cè)得此時(shí)阻尼器的電感量值，如果測(cè)得的電感量值大于最小電感量值，則采用上述參數(shù)制作出阻尼器。

如果測(cè)得的電感量值小于最小電感量值，則增加阻尼器上線圈纏繞的層數(shù)，直到測(cè)得的電感量值大于最小電感量值為止。

采用上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明使用了扇環(huán)形阻尼器，并將阻尼器均布于飛輪上所開(kāi)槽內(nèi)，并用蓋板將其固定于槽內(nèi)，并采用了兩套磁極相反的同心放置的環(huán)形磁鐵，用阻尼器自身產(chǎn)生的感應(yīng)電流來(lái)自適應(yīng)約束軸承的徑向位置，達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1橫向的剖面圖；

圖3為本發(fā)明中環(huán)形內(nèi)磁鐵與環(huán)形外磁鐵磁極分布圖；

圖4為現(xiàn)有技術(shù)中飛輪電池的結(jié)構(gòu)示意圖。