一种飞轮储能装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种飞轮储能装置，包括：底座；保护外壳，所述保护外壳固定连接于所述底座上端；磁悬浮定子，所述磁悬浮定子固定连接于所述底座上端，所述磁悬浮定子与所述保护外壳侧端连接组成空心管状圆环；电机定子，所述电机定子固定连接于所述保护外壳和磁悬浮定子外表面；飞轮，所述飞轮设于所述磁悬浮定子与所述保护外壳组成空心管状圆环内部；转体支架，所述转体支架固定连接于所述飞轮靠近所述保护外壳的侧端；磁悬浮转子，所述磁悬浮转子固定连接于所述飞轮靠近所述磁悬浮定子的侧端；电机转子，所述电机转子固定连接于所述转体支架外表面。本实用新型专利技术可用于电力储能和辅助电力系统调峰控制，经济效益显著。

【技术实现步骤摘要】
一种飞轮储能装置
本技术涉及新能源
，具体涉及一种飞轮储能装置。
技术介绍
传统电力系统以煤炭、石油、天然气、水能等作为一次能源，由于其可储存的特性以及稳定可靠的发电技术，使得电力系统供应侧可控可调。随着可再生能源发电的大规模接入，风能、太阳能等可再生能源作为一次能源具有不可储存及波动性特征，使得风电等可再生能源发电出力具有较大的不确定性，电力系统供侧可调控性降低。另一方面，在需求侧，由于不同时间段用电需求的不均衡，导致日间电力需求紧张，夜间电力供应过剩，各地采用峰谷电价进行调整，导致用户实际用电成本增加。在此背景下，大规模储能技术应运而生。目前主流的储能技术为化学电池储能，其次为抽水蓄能和飞轮储能。与化学电池储能相比，传统飞轮储能的优点是安全性高(主要是火灾风险低)、使用寿命长(充放电次数不受限，理论寿命约为化学电池3倍以上)、环境适应性好(不受低温影响)、退役回收处理成本低(有残值，无处理费用)等优点；缺点是：1、受传动系统、材料等因素限制，单机储能量较小；2、由于存在机械传动系统，存在机械磨损，运行一定时间后发生机械故障的概率概率较高；3、能量密度较低；4、受风阻、传动摩擦等影响，储能损耗较高。现有飞轮储能技术采用有固定转轴技术，并伴有传动系统，增加了飞轮转体的摩擦阻力，同时由于飞轮处于高速旋转运行状态下，空气阻力不容忽视，会消耗大量能源，不能很好的满足电网调峰工作的需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种飞轮储能装置来解决电力系统对用电峰谷时间段可调控性不足的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种飞轮储能装置，包括：底座；保护外壳，所述保护外壳固定连接于所述底座上端；磁悬浮定子，所述磁悬浮定子固定连接于所述底座上端，所述磁悬浮定子与所述保护外壳侧端连接组成空心管状圆环；电机定子，所述电机定子固定连接于所述保护外壳和磁悬浮定子外表面；飞轮，所述飞轮设于所述磁悬浮定子与所述保护外壳组成空心管状圆环内部；转体支架，所述转体支架固定连接于所述飞轮靠近所述保护外壳的侧端；磁悬浮转子，所述磁悬浮转子固定连接于所述飞轮靠近所述磁悬浮定子的侧端；电机转子，所述电机转子固定连接于所述转体支架外表面。作为本技术的一种改进，所述底座为梯形支架，所述底座的底端设有螺栓孔。作为本技术的一种改进，所述保护外壳为凹型圆环。作为本技术的一种改进，所述磁悬浮定子为凸型圆环电磁体，所述磁悬浮定子与所述保护外壳同心同轴连接，组成空心管状圆环，内部为真空环境；所述真空环境，先利用氢气或者氦气对空气进行置换，再将氢气或者氦气抽出。作为本技术的一种改进，所述电机定子为一个或多个均匀布置的定子铁芯，所述电机定子外表面均设有定子绕组。作为本技术的一种改进，所述飞轮截面采用圆形或椭圆形的高强材料圆环，材料为碳纤维、石墨烯、碳纳米管、高强气凝胶、铝锂合金或钛合金中的一种；所述飞轮与所述转体支架、磁悬浮转子和电机转子连接整体表面进行光滑处理；所述飞轮采用预应力加工；所述飞轮与所述保护外壳同心同轴布置。作为本技术的一种改进，所述转体支架为刚性圆环支架，材料为铝合金、铝锂合金或钛合金中的一种，所述转体支架固定连接于所述飞轮圆环靠近圆心的一端。作为本技术的一种改进，所述磁悬浮转子为圆环型永磁体，所述磁悬浮转子固定连接于所述飞轮圆环远离圆心的一端。作为本技术的一种改进，所述电机转子为两个或多个均匀布置的永磁体。作为本技术的一种改进，还包括：电流转换装置，所述电流转换装置为整流柜和逆变器；在输入电流的电路中，所述整流柜、逆变器和飞轮储能装置依次连接；在输出电流的电路中，所述飞轮储能装置、整流柜和逆变器依次连接。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术A-A示意图；图3为本技术电机定子位置示意图；图4为本技术B-B示意图；图5为本技术电路流程图。图中各构件为：1为底座、2为保护外壳、3为磁悬浮定子、4为电机定子、5为飞轮、6为转体支架、7为磁悬浮转子、8为电子转子、9-1为整流柜、9-2为逆变器。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。请参阅图1，一种飞轮储能装置，包括：底座1；保护外壳2，所述保护外壳2固定连接于所述底座1上端；磁悬浮定子3，所述磁悬浮定子3固定连接于所述底座1上端，所述磁悬浮定子3与所述保护外壳2侧端连接组成空心管状圆环；电机定子4，所述电机定子4固定连接于所述保护外壳2和磁悬浮定子3外表面；飞轮5，所述飞轮5设于所述磁悬浮定子3与所述保护外壳2组成空心管状圆环内部；转体支架6，所述转体支架6固定连接于所述飞轮5靠近所述保护外壳2的侧端；磁悬浮转子7，所述磁悬浮转子7固定连接于所述飞轮5靠近所述磁悬浮定子3的侧端；电机转子8，所述电机转子8固定连接于所述转体支架6外表面。上述技术方案的工作原理和有益效果：利用飞轮储能，在电力供应过剩的时间段，电能驱动电机，将电能转化为飞轮的动能进行存储，在需要输出储能时，飞轮带动电机，将飞轮动能转化为电能输出。与其他储能技术相比，飞轮储能安全性高、使用寿命长。在本技术的一个实施例中，所述底座1为梯形支架，共设有四个底座，底座之间90°夹角均匀布置，所述底座1的底端设有螺栓孔。上述技术方案的工作原理和有益效果：底座用于支撑整个装置，设置四个支撑点更加稳固，螺栓孔用于与地面固定连接，方便安装。参阅图2，在本技术的一个实施例中，所述保护外壳2为凹型圆环。参阅图2，在本技术的一个实施例中，所述磁悬浮定子3为凸型圆环电磁体，采用钕铁硼强磁材料，所述磁悬浮定子3与所述保护外壳2同心同轴连接，组成空心管状圆环，内部为真空环境；所述真空环境，先利用氦气对空气进行置换，再将氦气抽出。上述技术方案的工作原理和有益效果：磁悬浮定子与保护外壳组成空心管状圆环，作为飞轮的运动空间，磁悬浮定子使飞轮不与其他部件发生传动，且运动空间为真空环境，且利用氦气等小分子气体，减小真空残余气体分子与飞轮之间的碰撞产生的动能损耗，大大降低飞轮运动时的风阻和传动摩擦，储能损耗降低，经济效益提高。参阅图3，在本技术的一个实施例中，所述电机定子4为三个均匀布置的定子铁芯，所述电机定子4外表面均设有定子绕组。上述技术方案的工作原理和有益效果：电子定子产生交变磁场，对电机转子交替产生吸附和排斥的作用。在本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞轮储能装置，其特征在于，包括：/n底座(1)；/n保护外壳(2)，所述保护外壳(2)固定连接于所述底座(1)上端；/n磁悬浮定子(3)，所述磁悬浮定子(3)固定连接于所述底座(1)上端，所述磁悬浮定子(3)与所述保护外壳(2)侧端连接组成空心管状圆环；/n电机定子(4)，所述电机定子(4)固定连接于所述保护外壳(2)和磁悬浮定子(3)外表面；/n飞轮(5)，所述飞轮(5)设于所述磁悬浮定子(3)与所述保护外壳(2)组成空心管状圆环内部；/n转体支架(6)，所述转体支架(6)固定连接于所述飞轮(5)靠近所述保护外壳(2)的侧端；/n磁悬浮转子(7)，所述磁悬浮转子(7)固定连接于所述飞轮(5)靠近所述磁悬浮定子(3)的侧端；/n电机转子(8)，所述电机转子(8)固定连接于所述转体支架(6)外表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞轮储能装置，其特征在于，包括：
底座(1)；
保护外壳(2)，所述保护外壳(2)固定连接于所述底座(1)上端；
磁悬浮定子(3)，所述磁悬浮定子(3)固定连接于所述底座(1)上端，所述磁悬浮定子(3)与所述保护外壳(2)侧端连接组成空心管状圆环；
电机定子(4)，所述电机定子(4)固定连接于所述保护外壳(2)和磁悬浮定子(3)外表面；
飞轮(5)，所述飞轮(5)设于所述磁悬浮定子(3)与所述保护外壳(2)组成空心管状圆环内部；
转体支架(6)，所述转体支架(6)固定连接于所述飞轮(5)靠近所述保护外壳(2)的侧端；
磁悬浮转子(7)，所述磁悬浮转子(7)固定连接于所述飞轮(5)靠近所述磁悬浮定子(3)的侧端；
电机转子(8)，所述电机转子(8)固定连接于所述转体支架(6)外表面。


2.根据权利要求1所述的一种飞轮储能装置，其特征在于：
所述底座(1)为梯形支架，所述底座(1)的底端设有螺栓孔。


3.根据权利要求1所述的一种飞轮储能装置，其特征在于：
所述保护外壳(2)为凹型圆环。


4.根据权利要求1所述的一种飞轮储能装置，其特征在于：
所述磁悬浮定子(3)为凸型圆环电磁体，所述磁悬浮定子(3)与所述保护外壳(2)同心连接，组成空心管状圆环，内部为真空环境；
所述真空环境，先利用氢气或者氦气对空气进行置换，再将氢气或者氦气抽出。


5.根据权利要求1所述的一种飞轮储能装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽坤，王占林，闫彩霞，
申请(专利权)人：王占林，
类型：新型
国别省市：天津;12