一种飞轮储能装置的制作方法

1.本实用新型涉及飞轮技术领域，具体来说，涉及一种飞轮储能装置。


背景技术：

2.磁悬浮飞轮储能体，是近些年来刚刚兴起的一个储能行业，作为一种先进的物理储能系统，其最大的优势在于免维护，寿命长，无起火爆炸危险，环境适应性强，环保无污染。飞轮在轴向磁轴承作用力下，处于悬浮状态旋转，而这种状态下的旋转，必然导致飞轮在轴向和径向上有微小的运动，实时监测飞轮在轴向、径向的微小位移，对于监测飞轮的工作状态至关重要。而飞轮处在被壳体包围的真空环境中，能够监测其位移的空间位置有限，为了方便传感器的安装拆卸，其安装位置至关重要。
3.电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体与探头表面之间的距离，被广泛应用于磁悬浮飞轮储能体中，用以监测飞轮转轴的轴向位移、轴向振动、径向位移、径向振动，通过对这些参数的长期实时监测，可以分析出设备的工作状况和故障原因，有效地对设备进行保护及预维修。
4.现有的磁悬浮飞轮储能体，由于对风阻损耗有较高的控制，所以飞轮与密封壳体之间的间隙狭小，所以一般会把电涡流传感器安装在磁轴承上。
5.如此，把电涡流安装在磁轴承上的弊端就非常明显，在传感器部件出现故障后，检修过程中需要：1、打开安装座，拆卸轴承组件，轴承在拆除的时候，往往会破坏轴承的精度而导致其报废；2、拆除飞轮，飞轮作为储能体的重要零件，具有转动惯量大，动平衡精度高等特点，拆除时，飞轮与电机的同轴度 (一般调整后精度为0.1mm)被破坏，重新装回时，调整此精度需专业人员用专业工具花费大量时间，如果飞轮储能体已交付客户使用，往往不具备这种调整精度的能力和设备，而且飞轮重量大，吊装难度大，危险性大；3、拆除磁轴承，磁悬浮飞轮储能体中，一个重要的精度要求是飞轮端面与磁轴承之间的气隙，一旦拆除，此气隙需要重新定位调整，费时费力
6.针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

7.针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种飞轮储能装置，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
8.为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：
9.一种飞轮储能装置，包括外壳和飞轮，所述外壳内分别设置有上磁轴承和下磁轴承，所述上磁轴承与所述下磁轴承之间设置有所述飞轮，且飞轮的转轴延伸出所述外壳的外侧，
10.所述外壳具有可拆卸式的上底座和下底座，且所述上底座和所述下底座上分别设置有若干组可拆卸式飞轮轴向位移检测组件；所述下底座上设置有若干组可拆卸式飞轮径向位移检测组件。
11.作为优选，包括至少一组设置于所述上底座上的可拆卸式轴向位移检测组件一和对应的至少一组设置于所述下底座上的可拆卸式轴向位移检测组件二，且所述上底座上的可拆卸式轴向位移检测组件一与对应的所述下底座上的可拆卸式轴向位移检测组件二正对设置。
12.作为优选，所述可拆卸式轴向位移检测组件一和所述可拆卸式轴向位移检测组件二均包括可拆卸式安装架一和轴向电涡流传感器组件，其中，
13.所述可拆卸式轴向位移检测组件一的可拆卸式安装架一安装于所述上底座上，所述可拆卸式轴向位移检测组件二的可拆卸式安装架一安装于所述下底座上；
14.所述可拆卸式轴向位移检测组件一的轴向电涡流传感器组件和所述可拆卸式轴向位移检测组件二的轴向电涡流传感器组件均包括轴向电涡流传感器、轴向传感器控制器以及连接端口一，所述轴向电涡流传感器与所述轴向传感器控制器通信连接，所述轴向传感器控制器与所述连接端口一通信连接。
15.作为优选，所述可拆卸式轴向位移检测组件一的可拆卸式安装架一包括安装座和固定于所述安装座上的传感器支架一，所述安装座安装在所述上底座且所述传感器支架一与所述上底座之间通过安装座密封连接，所述可拆卸式轴向位移检测组件一的轴向电涡流传感器和轴向传感器控制器设置于所述传感器支架一位于所述外壳内的部分，所述可拆卸式轴向位移检测组件一的连接端口一冒出所述外壳外侧。
16.作为优选，所述可拆卸式轴向位移检测组件一的轴向电涡流传感器设置于所述传感器支架一的端部，且所述可拆卸式轴向位移检测组件一的连接端口一为航插端口，所述航插端口固定于所述安装座。
17.作为优选，所述可拆卸式轴向位移检测组件二的可拆卸式安装架一包括安装底板一，所述安装底板一设置于所述下底座的安装孔内，且所述安装底板一与所述下底座之间通过密封圈一密封连接，所述安装底板一上设置有传感器支架二，所述传感器支架二位于所述外壳内，且所述可拆卸式轴向位移检测组件二的轴向电涡流传感器、轴向传感器控制器及连接端口一均设置于所述传感器支架二上。
18.作为优选，所述可拆卸式轴向位移检测组件二的轴向电涡流传感器位于所述传感器支架二的端部；所述可拆卸式轴向位移检测组件二的连接端口一为与外部数据线连接的第一对插插头。
19.作为优选，可拆卸式飞轮径向位移检测组件包括两组设置于所述下底座上的可拆卸式径向位移检测组件，且两组可拆卸式径向位移检测组件圆周分布且间隔90度。
20.作为优选，所述可拆卸式径向位移检测组件包括可拆卸式安装架二和径向位移检测组件，其中，
21.所述可拆卸式安装架二包括安装底板二，所述安装底板二设置于所述下底座的安装孔内，且所述安装底板二与所述下底座之间通过密封圈二密封连接，所述安装底板二上设置有传感器支架三，所述传感器支架三位于所述外壳内；
22.所述径向位移检测组件包括径向电涡流传感器、径向传感器电路板以及连接端口二，所述径向电涡流传感器与所述径向传感器电路板通信连接，所述径向传感器电路板与所述连接端口二通信连接，且所述径向电涡流传感器、所述径向传感器电路板以及所述连接端口二均设置于所述传感器支架三上。
23.作为优选，所述径向电涡流传感器设置于所述传感器支架三的端部一侧；所述连接端口二为与外部数据线连接的第二对插插头。
24.本实用新型的有益效果为：
25.通过本飞轮储能装置中的可拆卸安装结构一、可拆卸安装结构二、可拆卸安装结构三三者的设计，相较于现有的传感器安装在磁轴承上的装置结构，具有拆装方便，检修过程中不需要拆卸轴承组件、飞轮、磁轴承组件，降低排除故障时间，不破坏轴承等其他零部件，不破坏系统位置精度等优势；
26.将涡流传感器、控制板组件、对插插头组件装在安装座上，安装底板上开有密封圈槽，装有密封圈，安装底板用螺丝安装在下底座上，安装保证飞轮储能体的真空密闭环境；
27.由于轴向电涡流传感器三和航插都是安装在一个组件上，当轴向电涡流传感器三需要维修时，只需将螺丝拧开，取出这个小组件即可维修，避免了内置传感器需要拆开上底座、飞轮外壳、飞轮和下底座等繁琐的步骤；
28.通过密封垫一与密封垫二的设计，使得上底座、飞轮外壳、下底座三者的内部空间为一个密闭空间，保证飞轮储能体的真空密闭环境。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置的总结构示意图；
31.图2是根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置的剖视结构示意图一；
32.图3是根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置的剖视结构示意图二；
33.图4是根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置的a点结构放大示意图；
34.图5是根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置的径向电涡流传感器结构示意图；
35.图6是根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置的轴向电涡流组件一结构示意图；
36.图7是根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置的轴向电涡流组件二结构示意图一；
37.图8是根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置的轴向电涡流组件二结构示意图二；
38.图9是根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置的轴向电涡流组件二结构示意图三；
39.图10是根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置的下底座结构示意图；
40.图11是根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置的局部剖视状态下结构示意图；
41.图12是根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置的局部内部结构示意图。
42.图中：
43.1、上底座；2、外壳；3、下底座；4、上磁轴承；5、下磁轴承；6、可拆卸式径向位移检测组件；7、可拆卸式轴向位移检测组件二；8、安装底板二；9、传感器支架三；10、密封圈二；11、径向电涡流传感器；12、径向传感器电路板；13、第二对插插头；14、安装底板一；15、传感器支架二； 16、密封圈一；17、轴向电涡流传感器；18、第一对插插头；19、轴向传感器控制器；20、安装座；21、航插端口；22、传感器支架一；23、飞轮；24、可拆卸式轴向位移检测组件一。
具体实施方式
44.为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图，这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
45.根据本实用新型的实施例，提供了一种飞轮储能装置。
46.实施例一，如图1-12所示，根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置，包括外壳2和飞轮23，所述外壳2内分别设置有上磁轴承4和下磁轴承5，所述上磁轴承4与所述下磁轴承5之间设置有所述飞轮23，且飞轮23的转轴延伸出所述外壳2的外侧，
47.所述外壳2具有可拆卸式的上底座1和下底座3，且所述上底座1和所述下底座3上分别设置有若干组可拆卸式飞轮轴向位移检测组件；所述下底座3上设置有若干组可拆卸式飞轮径向位移检测组件。
48.实施例二，如图1-12所示，根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置，包括外壳2和飞轮23，所述外壳2内分别设置有上磁轴承4和下磁轴承5，所述上磁轴承4与所述下磁轴承5之间设置有所述飞轮23，且飞轮 23的转轴延伸出所述外壳2的外侧，
49.所述外壳2具有可拆卸式的上底座1和下底座3，且所述上底座1和所述下底座3上分别设置有若干组可拆卸式飞轮轴向位移检测组件；所述下底座3上设置有若干组可拆卸式飞轮径向位移检测组件。
50.包括至少一组设置于所述上底座1上的可拆卸式轴向位移检测组件一 24和对应的至少一组设置于所述下底座3上的可拆卸式轴向位移检测组件二7，且所述上底座1上的可拆卸式轴向位移检测组件一24与对应的所述下底座3上的可拆卸式轴向位移检测组件二7正对设置。
51.所述可拆卸式轴向位移检测组件一24和所述可拆卸式轴向位移检测组件二7均包括可拆卸式安装架一和轴向电涡流传感器组件，其中，
52.所述可拆卸式轴向位移检测组件一24的可拆卸式安装架一安装于所述上底座1上，所述可拆卸式轴向位移检测组件二7的可拆卸式安装架一安装于所述下底座3上；
53.所述可拆卸式轴向位移检测组件一24的轴向电涡流传感器组件和所述可拆卸式轴向位移检测组件二7的轴向电涡流传感器组件均包括轴向电涡流传感器17、轴向传感器控制器19以及连接端口一，所述轴向电涡流传感器17与所述轴向传感器控制器19通信连接，所述轴向传感器控制器 19与所述连接端口一通信连接。
54.所述可拆卸式轴向位移检测组件一24的可拆卸式安装架一包括安装座20和固定于所述安装座20上的传感器支架一22，所述安装座20安装在所述上底座1且所述传感器支架一22与所述上底座1之间通过安装座 20密封连接，所述可拆卸式轴向位移检测组件一24
的轴向电涡流传感器17和轴向传感器控制器19设置于所述传感器支架一22位于所述外壳2内的部分，所述可拆卸式轴向位移检测组件一24的连接端口一冒出所述外壳 2外侧。
55.所述可拆卸式轴向位移检测组件一24的轴向电涡流传感器17设置于所述传感器支架一22的端部，且所述可拆卸式轴向位移检测组件一24的连接端口一为航插端口21，所述航插端口21固定于所述安装座20。
56.所述可拆卸式轴向位移检测组件二7的可拆卸式安装架一包括安装底板一14，所述安装底板一14设置于所述下底座3的安装孔内，且所述安装底板一14与所述下底座3之间通过密封圈一16密封连接，所述安装底板一14上设置有传感器支架二15，所述传感器支架二15位于所述外壳2 内，且所述可拆卸式轴向位移检测组件二7的轴向电涡流传感器17、轴向传感器控制器19及连接端口一均设置于所述传感器支架二15上。
57.所述可拆卸式轴向位移检测组件二7的轴向电涡流传感器17位于所述传感器支架二15的端部；所述可拆卸式轴向位移检测组件二7的连接端口一为与外部数据线连接的第一对插插头18。从上述的设计不难看出，通过可拆卸式径向位移检测组件6的设计，可以监测飞轮23转轴的径向位移、径向振动，通过对这些参数的长期实时监测，可以分析出设备的工作状况和故障原因，有效地对设备进行保护及预维修。
58.实施例三，如图1-12所示，根据本实用新型实施例的一种飞轮储能装置，包括外壳2和飞轮23，所述外壳2内分别设置有上磁轴承4和下磁轴承5，所述上磁轴承4与所述下磁轴承5之间设置有所述飞轮23，且飞轮 23的转轴延伸出所述外壳2的外侧，
59.所述外壳2具有可拆卸式的上底座1和下底座3，且所述上底座1和所述下底座3上分别设置有若干组可拆卸式飞轮轴向位移检测组件；所述下底座3上设置有若干组可拆卸式飞轮径向位移检测组件；
60.可拆卸式飞轮径向位移检测组件包括两组设置于所述下底座3上的可拆卸式径向位移检测组件6，且两组可拆卸式径向位移检测组件6圆周分布且间隔90度
61.所述可拆卸式径向位移检测组件6包括可拆卸式安装架二和径向位移检测组件，其中，
62.所述可拆卸式安装架二包括安装底板二8，所述安装底板二8设置于所述下底座3的安装孔内，且所述安装底板二8与所述下底座3之间通过密封圈二10密封连接，所述安装底板二8上设置有传感器支架三9，所述传感器支架三9位于所述外壳2内；
63.所述径向位移检测组件包括径向电涡流传感器11、径向传感器电路板 12以及连接端口二，所述径向电涡流传感器11与所述径向传感器电路板 12通信连接，所述径向传感器电路板12与所述连接端口二通信连接，且所述径向电涡流传感器11、所述径向传感器电路板12以及所述连接端口二均设置于所述传感器支架三9上。
64.所述径向电涡流传感器11设置于所述传感器支架三9的端部一侧；所述连接端口二为与外部数据线连接的第二对插插头13。从上述的设计不难看出，由于可拆卸式径向位移检测组件6、可拆卸式轴向位移检测组件二7、可拆卸式轴向位移检测组件一24三者都是安装成一个组件，当某一个部件发生损坏需要维修时，只需将螺丝拧开，取出这个小组件即可维修，避免了内置传感器需要拆开上底座1、外壳2、飞轮23和下底座3等繁琐的步骤。
65.综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过本飞轮储能装置中的可拆卸安装结构一、可拆卸安装结构二、可拆卸安装结构三三者的设计，相较于现有的传感器安装
在磁轴承上的装置结构，具有拆装方便，检修过程中不需要拆卸轴承组件、飞轮23、磁轴承组件，降低排除故障时间，不破坏轴承等其他零部件，不破坏系统位置精度等优势；将涡流传感器、控制板组件、对插插头组件装在安装座上，安装底板二8与安装底板一14均上开有密封圈槽，装有密封圈，安装底板二8与安装底板一14用内六角螺钉安装在下底座3上，安装保证飞轮储能体的真空密闭环境；可拆卸式径向位移检测组件6、可拆卸式轴向位移检测组件二7、可拆卸式轴向位移检测组件一24 三者都是安装成一个组件，当某一个部件发生损坏需要维修时，只需将螺丝拧开，取出这个小组件即可维修，避免了内置传感器需要拆开上底座1、外壳2、飞轮23和下底座3等繁琐的步骤。
66.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。