一种新型飞轮储能装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种能量转换装置，具体涉及一种新型结构的新型飞轮储能装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着分布式光伏发电及新能源电动汽车等的快速发展，电能储存装置的应用日益广泛，需求日益增加。在众多电能储存装置中，飞轮储能装置因动态性能好，使用寿命长，没有二次污染等优点，正受到越来越多的关注。飞轮储能的基本原理是，首先通过电流使电动机运行驱动飞轮高速旋转，将电能转换为动能储存在转子飞轮上，需要时，再由飞轮带动电机做发电机运行，将飞轮中的动能转换为电能。
[0003]由于转子飞轮中储存的动能与飞轮转速的平方成正比，因此，飞轮转速应尽量高，通常转速达数万转/分钟甚至更高。在飞轮不与外界交换能量，即处于待机状态时，需要尽量减小待机能量损耗。
[0004]现有的飞轮储能装置中的飞轮的一种固定方式是通过轴承固定，这种固定方式的缺点是能量转换损耗大，轴承摩擦发热大，轴承寿命短，导致成本较高，使其大范围应用受到一定限制；另一种飞轮的固定方式是利用磁悬浮轴承技术使飞轮处于悬浮无摩擦状态，这样可以允许飞轮的最高转速提高很多，大大提高了飞轮的储能密度，不仅寿命长，而且损耗也减少了很多，但这种固定方式的缺点是装置过于复杂，装置造价昂贵，大范围应用同样受到限制。
[0005]申请人申请了公开号为CN00406884，名称为“一种低损耗飞轮储能装置”的发明专利，既避免了电机轴承固定方式的能量转换损耗大、摩擦发热大、轴承寿命短、难以普及推广的缺点，同时又避免了采用磁悬浮轴承技术装置过于复杂，制造成本高，市场难以接受，性价比低的缺点。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种新型飞轮储能装置，利用陀螺原理，用耐磨球、耐磨柱或平面轴承作为飞轮的支撑，整个转子及飞轮的重量集中在耐磨球、耐磨柱上，减少轴承的负荷，大大延长了电机使用寿命，能量转换时损耗大大降低，飞轮的储能密度大；同时，本装置结构简单，造价低，电机很容易实现小型化和批量化生产，非常适合于大范围推广。
[0007]为实现上述目的，本实用新型的一个实施例所采取的技术方案是:
[0008]包括圆柱形的真空壳体，壳体内设有定子绕组和转子转轴，转子转轴位于壳体轴线上，绕壳体轴线高速旋转，转子转轴上设有磁极转子，磁极转子连接飞轮，飞轮放置在一个耐磨球、耐磨柱或平面轴承上。
[0009]优选地，磁极转子为两个，分别位于所述定子绕组的上方和下方，磁极转子和定子绕组形成双磁极盘式电机，飞轮与位于定子绕组下方的磁极转子连接。
[0010]优选地，壳体包括上盖板，壳体内设有电气控制器，电气控制器安装在上盖板上，上盖板上设有线路孔和接线柱。
[0011]优选地，飞轮设有沿飞轮旋转中心向下伸出的圆柱形轴体，轴体套接径向止推轴承。
[0012]优选地，壳体内的上端面设有多个径向均布的限位柱，限位柱与转子转轴的外径配合。
[0013]本实用新型的盘式电机产生的有益效果为:采用盘式电机的工作原理，利用陀螺原理，用耐磨球、耐磨柱或平面轴承作为飞轮及转子的支撑，降低了飞轮旋转时产生的摩擦，延长了电机使用寿命，能量转换时损耗大大降低，飞轮的储能密度大；同时，本装置结构简单，造价低，电机很容易实现小型化和批量化生产，非常适合于大范围推广。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的一种新型飞轮储能装置的一个实施例的结构示意图。
[0015]图2是本实用新型的一种新型飞轮储能装置的一个实施例的结构示意图。
[0016]图3是本实用新型的一种新型飞轮储能装置的一个实施例的结构示意图。
[0017]其中:1、壳体，2、转子转轴，3、定子绕组，4、下磁极转子，5、飞轮，6、耐磨球，7、电气控制器，8、接线柱，9、上盖板，10、限位柱，11、径向止推轴承，12、上磁极转子，13、轴体。
【具体实施方式】
[0018]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。
[0019]参考图1，在本实用新型的一个实施例中，飞轮储能装置包括圆柱形的真空壳体1，壳体I为真空环境可以减少空气摩擦造成的能量损耗；壳体I内设有定子绕组3和转子转轴2，转子转轴2位于壳体I轴线上，绕壳体I轴线高速旋转，转子转轴2上设有磁极转子，磁极转子连接飞轮5，飞轮5放置在一个耐磨球6上。
[0020]在本实用新型的一个实施例中，飞轮5还可以放置在耐磨柱或平面轴承上。
[0021]在本实用新型的一个实施例中，耐磨球或耐磨柱所用的材料可以为耐磨陶瓷。
[0022]本装置输入电能时，飞轮5虽然高速旋转，但未达到额定转速，确保小电流也能让电机提高转速；作为发电机输出电能时，确保输出电能可大可小。
[0023]参考图1、图2，在本实用新型的一个实施例中，磁极转子可以为两个，上磁极转子12位于定子绕组3的上方，下磁极转子4位于定子绕组3的下方，飞轮5与下磁极转子4连接，上磁极转子12、下磁极转子4与定子绕组3组成双磁极盘式电机。
[0024]参考图1、图2或图3，在本实用新型的一个实施例中，壳体I包括上盖板9，壳体I内设有电气控制器7，电气控制器7对储能装置进行控制，电气控制器7安装在上盖板9上，上盖板9上设有线路孔和接线柱8，用于储能装置与外部电路的连接。
[0025]参考图1，在本实用新型的一个实施例中，飞轮5设有沿飞轮旋转中心向下伸出的圆柱形轴体13，轴体13套接径向止推轴承12，飞当飞轮5受到外力撞击，旋转中心偏离壳体中心线时，起到限位作用，能保证飞轮5不会有大的位移和晃动，确保储能装置的稳定可靠使用，提尚效率。
[0026]参考图1、图2或图3，在本实用新型的一个实施例中，壳体I内的上端面设有多个径向均布的限位柱10，限位柱10与转子转轴2的外径有微小间隙，限位柱10对转子转轴2起约束作用，在即使受到外力撞击时，也能保证飞轮5不会有大的位移和晃动，飞轮5转动起来更加稳定可靠。
[0027]上述实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种新型飞轮储能装置，其特征在于:包括圆柱形的真空壳体，所述壳体内设有定子绕组和转子转轴，所述转子转轴位于所述壳体轴线上，绕所述壳体轴线高速旋转，所述转子转轴上连接有磁极转子，所述磁极转子连接飞轮，所述飞轮放置在一个耐磨球、耐磨柱或平面轴承上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:所述磁极转子为两个，分别位于所述定子绕组的上方和下方，所述飞轮与位于定子绕组下方的磁极转子连接。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于:所述壳体包括上盖板，所述壳体内设有电气控制器，所述电气控制器安装在所述上盖板上，所述上盖板上设有线路孔和接线柱。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于:所述飞轮设有沿飞轮旋转中心向下伸出的圆柱形轴体，所述轴体套接径向止推轴承。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于:所述壳体内的上端面设有多个径向均布的限位柱或径向止轴承，所述限位柱或径向止轴承与所述转子转轴的外径配合。
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型飞轮储能装置，包括圆柱形的真空壳体，壳体内设有定子绕组和转子转轴，转子转轴位于壳体轴线上，转子转轴上连接有磁极转子，磁极转子连接飞轮，绕壳体轴线高速旋转，飞轮放置在一个耐磨球、耐磨柱或平面轴承上。本装置利用陀螺原理，用耐磨球、耐磨柱或平面轴承作为飞轮的支撑，整个飞轮及磁极的重心集中在耐磨球、耐磨柱或平面轴承上，降低了飞轮旋转时产生的摩擦，大大延长了电机使用寿命，能量转换时损耗大大降低，同时，本装置结构简单，造价低，电机很容易实现小型化和批量化生产，非常适合于大范围推广。
【IPC分类】H02K7-02
【公开号】CN204538879
【申请号】CN201520183226
【发明人】景辉
【申请人】成都浩生钢铁有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月30日