本申请的说明书涉及的是飞轮马达领域,尤其涉及一种磁力线圈飞轮马达。
背景技术:
1、目前,储能飞轮转动由内部主轴施加外力驱动,使飞轮被动旋转,驱动马达消耗功率较大,难以实现飞轮省力驱动和降低马达功耗的要求。
技术实现思路
1、本实用新型的发明目的在于,提供一种飞轮马达以及马达定子、转子的磁场产生及控制方法,以达到飞轮省力驱动和降低马达功耗的目的,飞轮马达可作为动力使用或用于机组发电,也可作为光伏、风力发电功率平滑的物理储能设备,联合电网调频,均衡负载。
2、本实用新型的马达转子采用惯性储能飞轮,利用飞轮主轴和半径形成多组对称的等力臂杠杆,磁力线圈对称嵌入在飞轮边缘处,与定子磁力线圈相对应,形成杠杆着力点,使飞轮外部边缘受力。电路控制单元(4)通过传感器检测单元,检测转子磁力线圈所处位置,输出控制电源,产生定子、转子相互作用的磁场,在定子固定磁场作用下,利用杠杆原理,多组杠杆同时撬动飞轮边缘端部,使飞轮主动旋转。
3、利用飞轮转子的对称磁极同时作用与飞轮外部边缘,增加飞轮边缘杠杆平衡受力,消除马达主轴芯困。
4、电路控制单元输出反向电压,控制铁芯线圈产生斥力磁场,推动飞轮继续旋转,同时清除因正向电压引力磁场产生的剩磁,消除磁粘。
5、马达转子圆形电磁线圈牵引行程小于电磁线圈直径d,长方形电磁线圈小于电磁线圈长度l,飞轮转子牵引行程可以控制在1-100mm内,控制单元电路采用正负脉冲供电,磁场线圈周期内通电时间小于10ms,其中引力磁场通电时间小于5ms,磁场斥力导通时间小于0.5ms,可降低60%-90%的电能消耗。
6、马达启动时,控制单元电路调整磁力线圈输入电压和导通时间,控制飞轮马达的额定转速。电路控制单元(4)输出2倍的额定电压,飞轮马达30s内既可达到90%的额定转速,启动电压可以提高到额定的电压的3倍,使飞轮转子迅速达到额定转速。
7、为达到上述的发明目的,本实用新型提出以下技术方案:
8、一种飞轮马达,其特征在于:马达定子(1),飞轮转子(2),马达端盖(3),磁力线圈(1-1)和(2-1),控制电路单元(4),传感器检测单元(1-2)和(2-2),所述的磁力线圈(2-1)设置在储能飞轮转子边缘上,控制电路单元(4)通过传感器单元(1-2)和(2-2),检测转子磁力线圈(2-1)所处位置,产生与定子磁力线圈(1-1)相互作用的磁场,撬动飞轮转子旋转,组成一种飞轮马达。
9、优选地,所述的马达定子(1)、飞轮转子(2)和马达端盖(3),外形尺寸相同,通过定位螺栓(1-3)、(1-4)固定在一起。
10、优选地,所述的马达飞轮转子(2)内嵌在马达定子(1)内,与马达定子(1)形成同一的平面。
11、优选地,所述的磁力线圈(1-1)和(2-1),对称嵌装在马达定子(1)和飞轮转子(2)的凹槽卡台内,定子和转子磁力线圈数量相等。
12、优选地,所述的传传感器检测单元(1-2)设置在马达定子(1),的内环边缘处,与转子感应磁柱装置(2-2)相对应。
13、优选地,所述的转子感应磁柱装置(2-2),设置在飞轮转子(2)的外环边缘上,磁柱间距与单组转子磁力线圈(2-1)的行程相同。
14、优选地,所述的飞轮转子的磁力线圈(2-1)电源,由控制电路单元(4),经过桥架和飞轮主轴滑环装置输入。
15、优选地,所述的马达增加输出功率,由定子(1)和飞轮转子(2),多片复合叠加。
16、其中,所述的马达定子、转子的磁场产生及控制方法包括以下步骤:步骤1:安装定子磁力线圈(1-1)和(2-1)和于飞轮转子和定子凹槽卡台内;
17、步骤2:传感器检测单元(1-2)定位检测转子磁力线圈(2-2)处于马达启动位置;
18、步骤3:控制单元(4)输出正向-反向电压,产生引力磁场;
19、步骤4:转子磁力组件旋转到定子磁力组件垂直位置,关闭磁场电源;
20、步骤5:延时到设置的时间后,控制单元(4)输出正向-正向电压,产生斥力磁场。
21、优选地,所述的磁力线圈(1-1)和(2-1),由控制单元(4)产生反向斥力磁场消除线圈铁芯磁粘。
22、综上所述,由于采用了上述技术方案,本申请与现有技术相比,达到如下效果:
23、一:飞轮马达外形为扁平式结构,方便设备贴附安装。
24、二:控制电路单元采用传感器和智能芯片控制,马达转子自适应主动旋转。
25、三:利用线圈磁场引力和磁力,多组杠杆同时撬动飞轮主动旋转,高效省力,节约电能。
26、四:控制单元电路输出正负转换的脉冲电源,磁力线圈工作时间短,可降低60%-90%的电能消耗,磁力线圈温升低。
27、五:马达启动可采用2倍额定电压供电,30秒内可达到设置的额定转速。
28、六:马达启动和运行线圈电流平稳,对电网影响小。
29、七:控制电路单元使线圈产生斥力磁场,使铁芯产生反向剩磁,消除磁粘。
1.一种飞轮马达,其特征在于:包括马达定子(1)、飞轮转子(2)、马达端盖(3)、定子磁力线圈(1-1)和转子磁力线圈(2-1)、控制电路单元(4)和传感器检测单元(1-2)、转子感应磁柱装置(2-2),所述的磁力线圈(2-1)设置在储能飞轮转子(2)边缘上,控制电路单元(4)通过传感器检测单元(1-2)和转子感应磁柱装置(2-2),检测转子磁力线圈(2-1)所处位置,产生与定子磁力线圈(1-1)相互作用的磁场,撬动飞轮转子旋转,组成一种飞轮马达。
2.根据权利要求1所述的飞轮马达,其特征在于:所述的马达定子(1)、飞轮转子(2)和马达端盖(3),外形尺寸相同,通过第一定位螺栓(1-3)和第二定位螺栓(1-4)固定在一起。
3.根据权利要求1所述的轮马达,其特征在于:所述的马达飞轮转子(2)内嵌在马达定子(1)内,与马达定子(1)形成同一的平面。
4.根据权利要求1所述的飞轮马达,其特征在于:所述的定子磁力线圈(1-1)和转子磁力线圈(2-1),对称嵌装在马达定子(1)和飞轮转子(2)的凹槽卡台内,定子和转子磁力线圈数量相等。
5.根据权利要求1所述的飞轮马达,其特征在于:所述的传感器检测单元(1-2)设置在马达定子(1)的内环边缘处,与转子感应磁柱装置(2-2)相对应。
6.根据权利要求1或5所述的飞轮马达,其特征在于:所述的转子感应磁柱装置(2-2)设置在飞轮转子(2)的外环边缘上,磁柱间距与单组转子磁力线圈(2-1)的行程相同。
7.根据权利要求1所述的飞轮马达,其特征在于:所述的飞轮转子的磁力线圈(2-1)电源,由控制电路单元(4),经过桥架和飞轮主轴滑环装置输入。
8.根据权利要求1所述的飞轮马达,其特征在于:所述的马达增加输出功率,由马达定子(1)和飞轮转子(2),多片复合叠加。
9.根据权利要求1所述的飞轮马达,其特征在于:所述的定子磁力线圈(1-1)和转子磁力线圈(2-1),由控制电路单元(4)产生反向斥力磁场消除线圈铁芯磁粘。