The flywheel energy storage system with large energy storage and variable cross-section rotor hybrid support belongs to the technical field of flywheel energy storage. The utility model solves the problem of the axial length of the flywheel rotor existing in the existing flywheel energy storage system, which affects the dynamic characteristics of the rotor and leads to the poor compactness of the flywheel energy storage system. The permanent magnet thrust bearing, the upper auxiliary bearing, the outer rotor permanent magnet synchronous motor and the lower auxiliary bearing of the flywheel energy storage system are installed on the core shaft, and the upper and lower ends of the flywheel rotator and the upper auxiliary. Bearings and lower auxiliary bearings are in clearance matching state; there is clearance between the upper end face of permanent magnet thrust bearing and flywheel rotator; the outer rotor permanent magnet synchronous motor is placed in the flywheel rotator to drive the flywheel rotator to rotate; the radial magnetic bearing is fixed on the shell, the outer wall of the electromagnetic bearing and the flywheel rotator is in non-contact state, and the flywheel body is a Step-Changing cross-section knot with inclined surface. Structure. The rotor system of the utility model has compact structure and promotes the dynamic characteristics of the rotor.
【技术实现步骤摘要】
大储能量变截面转子混合支承的飞轮储能系统
本技术涉及一种飞轮储能系统,具体涉及一种大储能量变截面转子混合支承的飞轮储能系统,属于飞轮储能
技术介绍
飞轮储能系统作为一个可灵活调控的有功源,主动参与系统的动态行为,并能在扰动消除后缩短暂态过渡过程,使系统迅速恢复稳定状态。飞轮储能系统主要由飞轮转子、轴承、一体化电动/发电互逆式双向电机、电子电力转换器等组成。一体化电动/发电互逆式双向电机实现电能与高速飞轮机械能转换。电能通过电力转换器驱动电机,飞轮加速储能;之后,电机恒定运转直至接收释能控制信号;高速飞轮拖动电机发电释能,经转换器输出适于负载的电流与电压。为存储更多能量,减小系统损耗,飞轮转子需要具有较大的转动惯量,并在真空环境下处于高转速运转。作为一种集机械、控制、电子等技术于一体的机电一体化储能装备,飞轮储能系统目前还存在诸多制约其工程化应用的技术难题,主要表现于悬浮支承系统选型、一体化电动/发电机的性能与控制等。飞轮储能系统若采取安装内转子电机,并采用多个磁悬浮轴承支承,通常会增加飞轮转子的轴向长度,影响转子动力力学特性并将导致飞轮储能系统结构紧凑性欠佳。
技术实现思路
在下文中给出了关于本技术的简要概述,以便提供关于本技术的某些方面的基本理解。应当理解,这个概述并不是关于本技术的穷举性概述。它并不是意图确定本技术的关键或重要部分,也不是意图限定本技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念,以此作为稍后论述的更详细描述的前序。鉴于此,本技术为了解决现有的飞轮储能系统存在的飞轮转子的轴向长度,影响转子动力力学特性并将导致飞轮储能系统结构紧凑性欠佳 ...
【技术保护点】
1.大储能量变截面转子混合支承的飞轮储能系统,包括能量储存转化部分、转子支承部分和辅助部分;其特征在于:所述能量储存转化部分包括飞轮旋转体和外转子永磁同步电机(6);转子支承部分包括上径向电磁轴承(4)、下径向电磁轴承(5)、上辅助轴承(7)、下辅助轴承(8)和永磁推力轴承(9);辅助部分包括壳体和芯轴(18);其中,所述芯轴(18)和飞轮旋转体安装在壳体内,壳体内部保持真空状态;飞轮主体为具有斜面的阶梯变截面结构,所述斜面的阶梯变截面结构为沿飞轮水平中心向上和向下直径逐渐缩小的阶梯结构,且阶梯间采用斜面过渡;所述永磁推力轴承(9)、上辅助轴承(7)、外转子永磁同步电机(6)和下辅助轴承(8)均安装在芯轴(18)上,且沿轴向由上至下依次排布;上辅助轴承(7)、下辅助轴承(8)、外转子永磁同步电机(6)的内定子都固定安装在芯轴(18)上;飞轮旋转体的上端和下端通过上辅助轴承(7)和下辅助轴承(8)与芯轴(18)建立连接,且与上辅助轴承(7)和下辅助轴承(8)呈间隙配合状态;所述永磁推力轴承(9)置于飞轮旋转体上方,且与飞轮旋转体的上端面间留有间隙;所述外转子永磁同步电机(6)置于飞轮旋转 ...
【技术特征摘要】
1.大储能量变截面转子混合支承的飞轮储能系统,包括能量储存转化部分、转子支承部分和辅助部分;其特征在于:所述能量储存转化部分包括飞轮旋转体和外转子永磁同步电机(6);转子支承部分包括上径向电磁轴承(4)、下径向电磁轴承(5)、上辅助轴承(7)、下辅助轴承(8)和永磁推力轴承(9);辅助部分包括壳体和芯轴(18);其中,所述芯轴(18)和飞轮旋转体安装在壳体内,壳体内部保持真空状态;飞轮主体为具有斜面的阶梯变截面结构,所述斜面的阶梯变截面结构为沿飞轮水平中心向上和向下直径逐渐缩小的阶梯结构,且阶梯间采用斜面过渡;所述永磁推力轴承(9)、上辅助轴承(7)、外转子永磁同步电机(6)和下辅助轴承(8)均安装在芯轴(18)上,且沿轴向由上至下依次排布;上辅助轴承(7)、下辅助轴承(8)、外转子永磁同步电机(6)的内定子都固定安装在芯轴(18)上;飞轮旋转体的上端和下端通过上辅助轴承(7)和下辅助轴承(8)与芯轴(18)建立连接,且与上辅助轴承(7)和下辅助轴承(8)呈间隙配合状态;所述永磁推力轴承(9)置于飞轮旋转体上方,且与飞轮旋转体的上端面间留有间隙;所述外转子永磁同步电机(6)置于飞轮旋转体内,且带动飞轮旋转体旋转;所述上径向电磁轴承(4)、下径向电磁轴承(5)固定安装在壳体上,且上径向电磁轴承(4)、下径向电磁轴承(5)与飞轮旋转体外壁呈无接触状态。2.根据权利要求1所述的大储能量变截面转子混合支承的飞轮储能系统,其特征在于:所述飞轮旋转体包括飞轮(1)、飞轮上端盖(2)和飞轮下端盖(3),飞轮(1)上下端安装有飞轮上端盖(2)和飞轮下端盖(3),飞轮上端盖(2)与上辅助轴承(7)间隙配合,飞轮下端盖(3)与下辅助轴承(8)间隙配合。3.根据权利要求2所述的大储能量变截面转子混合支承的飞轮储能系统,其特征在于:所述上径向电磁轴承(4)、下径...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵宇兰,时振刚,赵雷,莫逆,石玉文,杨国军,
申请(专利权)人:哈尔滨电气股份有限公司,清华大学,
类型:新型
国别省市:黑龙江,23
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