[實用新型]一種轉動慣量可控制的飛輪

有效

• 申請號: 201821114881.X
• 申請日: 2018-07-15
• 公開（公告）號: CN208424082U
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 章義平
• 申請（專利權）人: 章義平
• 主分類號: H02K7/02
• 分類號: H02K7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種轉動慣量可控制的飛輪，包括飛輪框架（1）、質量塊（2）、驅動馬達（3）、滑動桿（4）、蝸輪絲桿（5）、滑環（6）。所述蝸輪絲桿（5）在其朝飛輪中心的一端設置一錐形齒輪，并且與驅動馬達（3）輸出軸承端的齒輪盤嚙合。驅動馬達（3）在外部控制信號的作用下旋轉并且驅動蝸輪絲桿（5）來回旋轉，蝸輪絲桿（5）的旋轉驅動著質量塊（2）在滑動桿（4）上來回移動從而改變了飛輪的轉動慣量。本飛輪可以在啟動時減小轉動慣量以提高響應速度，在遇到負荷干擾時可以增大轉動慣量以減小擾動的影響使得轉速更加平穩。本飛輪可以在控制信號的作用下調節轉動慣量的大小，實現對旋轉設備更加快速靈活的控制。

技術領域

本實用新型涉及一種飛輪；具體是一種轉動慣量可控制的飛輪。

背景技術

現在的發動機和發電機的轉動慣量主要來源于發動機的飛輪和發電機的轉子部分，而這些轉動部件的轉動慣量都是固定的。還有一些旋轉的機械設備上使用的飛輪，其轉動慣量都是恒定的。飛輪的轉動慣量關系到發動機等旋轉設備的響應速度和穩定性能，如果發動機的轉動慣量小，則發動機控制的靈活性很好，啟停時間短，響應速度快，但是易受擾動影響。如果發動機的轉動慣量大，則發動機的速度控制響應慢，但是抗擾動性能好。在設計發動機的時候轉動慣量是發動機非常重要的指標。如果在飛輪旋轉時可以對其轉動慣量進行增大和減小的控制，將獲得非常好的發動機響應性能。本實用新型一種轉動慣量可控制的飛輪可以按照需要調節飛輪的轉動慣量，可以使發動機等旋轉設備獲得較好的速度響應性能并同時獲得較好的抗負荷擾動的能力。

中國專利公開號CN107035815A公開了一種可變轉動慣量輪軸。該輪軸在轉速為零時，滑塊位于輪軸中心附近，此時輪軸的轉動慣量較小。當輪軸速度上升后滑塊由離心力的作用向輪軸邊緣移動，滑塊上的止回銷使得滑塊只能往輪軸邊緣滑動而不能向輪軸中心滑動。該可變轉動慣量輪軸可以減小啟動時的轉動慣量，同時轉速上升時轉動慣量也會增加具有穩定高轉速的能力。但是正如該說明書第14段末尾描述的那樣，該裝置在每次停止轉動后需要人工松開滑塊上的止回銷并將滑塊移動至離輪軸中心較近位置。同時由于止回銷的作用使得滑塊只能往輪軸邊緣移動無法往輪軸中心方向移動，從輪軸啟動至停止的整個期間內，滑塊只有往輪軸邊緣移動的一個方向行程，即只能增加轉動慣量而不能減小轉動慣量。其對轉動慣量的改變很單一且是一次性的，同時需要人為參與滑塊的復位。如果旋轉設備起停頻繁則該發明無法滿足其自動化需求。

本實用新型一種轉動慣量可控制的飛輪可以按照需要調節飛輪的轉動慣量，可以使發動機等旋轉設備獲得較好的速度控制響應性能同時獲得較好的抗負荷擾動的性能。在需要快速的響應性能時減小飛輪的轉動慣量，在需要更加穩定及抗擾動性能時增大飛輪的轉動慣量。可以實現對旋轉設備更加快速和靈活的控制，提高對旋轉設備的控制精度。

實用新型內容

本實用新型目的在于，提供一種轉動慣量可控制的飛輪，實現根據旋轉設備的響應性能要求來增大或者減小發動機等旋轉設備的總轉動慣量。提高了發動機等旋轉設備的快速響應和抗擾動能力。

為了實現上述的目的，本實用新型采用如下技術方案時：一種轉動慣量可控制的飛輪由飛輪框架、質量塊、驅動馬達、滑動桿、蝸輪絲桿、彈簧、滑環組成。所述蝸輪絲桿貫穿于質量塊本體中部的孔內，并且蝸輪絲桿桿體的螺紋與質量塊中部孔內的螺紋相互配合，渦輪絲桿的旋轉驅動著質量塊在滑動桿上來回移動，質量塊的移動改變了飛輪的轉動慣量。

所述蝸輪絲桿通過兩個滾動軸承固定在飛輪框架上，蝸輪絲桿在其靠飛輪中心的一端設置有錐形齒輪，并且與驅動馬達輸出軸承端的齒輪盤嚙合。

所述的滑動桿兩端固定在飛輪框架上，并且穿插入質量塊兩邊所設置的貫穿孔內，質量塊可以在滑動桿上來回滑動。