一种飞轮储能系统用的飞轮防冲击旋转机构技术方案

一种飞轮储能系统用的飞轮防冲击旋转机构，设置在飞轮储能系统的飞轮本体轴向的两端，包括能够相对旋转的环形的固定盘和环形的旋转盘，所述固定盘径向上的外侧为固定部、内侧为支撑部，固定盘的固定部固定在飞轮外壳或壳体内的垫块上，所述旋转盘具有能够卡在所述固定盘支撑部的环形槽，环形槽和固定盘支撑部两侧的环面之间分别滚动支撑有多根水平滚针，多根水平滚针沿固定盘的圆周方向间隔设置；所述旋转盘上朝向飞轮本体的一面凸出于所述固定盘的固定部，旋转盘上背离飞轮本体的一面低于所述固定盘的固定部环面。本发明专利技术可以有效解决飞轮在极端特殊工况下的冲击热损坏问题，保证了MW级别的飞轮运转安全性能，利于飞轮储能系统向高性能的挑战。系统向高性能的挑战。系统向高性能的挑战。

【技术实现步骤摘要】
一种飞轮储能系统用的飞轮防冲击旋转机构


[0001]本专利技术属于飞轮储能系统领域，具体涉及一种飞轮储能系统用的飞轮防冲击旋转机构。

技术介绍

[0002]飞轮储能系统主要由三部分构成：高速旋转飞轮本体、电动/发电机、控制器和电力电子变换装置，其中飞轮本体和电动/发电机利用磁悬浮轴承支撑，并密封在真空装置内。系统的工作原理为：当电网提供的能量高于负载所需时，飞轮系统工作在充电状态，由控制器控制电机带动飞轮旋转，将电能转化成机械能存储起来。当电网提供的能量低于负载所需时，飞轮在控制器的控制下工作在发电状态，将机械能转化成电能，经电力变换后供给负载。
[0003]飞轮储能系统内部飞轮本体较重，对于大型储能类型，重量高达80000N，并且飞轮本体主要卸载依靠磁悬浮轴承来支撑，小部分由下机械轴承来支撑。正常工况下，可以保证下机械轴承的高寿命低损耗的性能要求，但是在极端特殊工况(振动较大或者电力系统故障)下，会使飞轮本体向上或者向下全重力高速旋转冲击机械轴承，由于飞轮本体载荷较大，转速较快，这种情况在MW级别的储能类型尤其严重，因此会导致上/下机械轴承冲击过热损坏，因此飞轮储能系统的防冲击结构对飞轮储能系统抗冲击能力的实现起着至关重要的作用。目前飞轮电机定子安装结构，只有轴向磁轴承，抗冲击完全依靠下机械轴承，但由于轴承温升要求，下机械轴承无法做的太大，在满足热性能要求的前提下，无法满足抗冲击要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种飞轮储能系统用的飞轮防冲击旋转机构，满足抗冲击要求。<br/>[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种飞轮储能系统用的飞轮防冲击旋转机构，飞轮防冲击旋转机构设置在飞轮储能系统的飞轮本体轴向的两端，包括能够相对旋转的环形的固定盘和环形的旋转盘，所述固定盘径向上的外侧为固定部、内侧为支撑部，固定盘的固定部固定在飞轮外壳或壳体内的垫块上，所述旋转盘具有能够卡在所述固定盘支撑部的环形槽，环形槽和固定盘支撑部两侧的环面之间分别滚动支撑有多根水平滚针，多根水平滚针沿固定盘的圆周方向间隔设置；所述旋转盘上朝向飞轮本体的一面凸出于所述固定盘的固定部，旋转盘上背离飞轮本体的一面低于所述固定盘的固定部环面。
[0006]所述固定盘的支撑部两侧环面上分别沿圆周方向均布有多个容纳所述水平滚针的水平针槽，每个水平针槽内放置一根水平滚针，水平针槽的深度小于水平滚针的直径。
[0007]所述水平针槽的中心线位于水平针槽内。
[0008]所述固定转盘的内圆面和所述旋转盘的环形槽的槽底面之间设有多根竖向滚针。
[0009]所述环形槽的槽底面设有多个竖向针槽，每个竖向针槽内放置一根竖向滚针，竖向针槽的深度小于竖向滚针的直径。
[0010]所述竖向针槽的中心线位于竖向针槽内。
[0011]所述的旋转盘由第一旋转盘和第二旋转盘固定连接而成。
[0012]所述第一旋转盘与所述飞轮本体相邻设置。
[0013]所述竖向针槽开设于第二旋转盘。
[0014]本专利技术的原理是：当飞轮储能系统在极端特殊工况(振动较大或者电力系统故障)下，飞轮向上冲击/向下冲击都会撞到旋转盘上，由于旋转盘与固定盘上下环面的水平滚针接触，且水平滚针与固定盘接触，固定盘与飞轮外壳固定，因此所有的冲击力会作用到水平滚针身上，水平滚针与旋转盘及固定盘为线接触，具有较大的抗冲击能力，并且水平滚针可以在本身的针槽内自由滚动，具有高速旋转能力，在设置时将水平滚针设置为几十个，使得每个滚针承载较小，所以防冲击旋转机构具有高速重载的能力，防冲击旋转机构凸出于系统内轴向磁轴承结构的0.3mm，高速重载不会作用于轴向磁轴承上，而是完全作用于防冲击旋转机构上，保证飞轮储能系统内上下机械轴承的寿命及热性能要求。
[0015]本专利技术所设置的竖向滚针又可以避免防冲击旋转机构在受到冲击后左右窜动。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术可以有效解决飞轮在极端特殊工况(振动较大或者电力系统故障)下的冲击热损坏问题，保证了MW级别的飞轮运转安全性能，也有利于飞轮储能系统向高性能的挑战的基础。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的结构示意图；
[0018]图2为本专利技术装配在飞轮储能系统上的结构示意图；
[0019]图中标记：1、固定盘，2、水平针槽，3、第二旋转盘，4、水平滚针，5、竖向针槽，6、竖向滚针，7、沉头螺钉，8、第一旋转盘；100、飞轮防冲击旋转机构，200、飞轮壳体，300、轴向磁轴承，400、飞轮本体，500、垫块。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但并不作为对专利技术做任何限制的依据。
[0021]参照附图所示，一种飞轮储能系统用的飞轮防冲击旋转机构，用于设置在飞轮本体400的轴向两端，该机构包括一个环形的固定盘1和一个环形的旋转盘，所述的固定盘1在横截面上呈台阶形结构，且径向上的外侧高于径向上的内侧，外侧为固定部、内侧为支撑部，固定盘1轴向上的一个环面为平面，另一个环面为台阶面，所述台阶面上位置较低的面上沿其圆周方向间隔均匀的布置多个水平针槽2，多个水平针槽2均指向固定盘1的圆心，每个水平针槽2内放置一根可以在针槽内自由滚动的水平滚针4；所述旋转盘具有能够卡在所述固定盘1支撑部的环形槽，环形槽的槽口开设于旋转盘的外圆面上，为了安装的方便，旋转盘可由第一旋转盘8和第二旋转盘3两部分上下对合连接而成，第一旋转盘8和第二旋转盘3均为横截面呈L形的转盘，第一旋转盘8和第二旋转盘3在轴向方向上对合并由沉头螺钉7连接，以形成所述的环形槽，在旋转盘安装在固定盘1上后，旋转盘的环形槽两内侧壁和所
述的水平滚针4接触，通过水平滚针4的滚动，旋转盘可以相对于固定盘1周向转动。
[0022]为了保证在受到飞轮冲击上下振动时水平滚针4能够保持在针槽内不脱出，水平针槽2的深度要大于水平滚针4的半径并小于水平滚针的直径，使得水平针槽2自身的中心轴线位于针槽内，即水平滚针4放置在水平针槽2内以后，滚针的中心轴线位于水平针槽2内，水平滚针4露出一部分和旋转盘形成线接触。
[0023]所述的水平针槽2指向固定盘1圆心的一端开口于固定盘1的内圆面，水平滚针4放置在水平针槽2后，水平针槽2内端的开口由旋转盘环形槽的槽底封闭，以避免水平滚针4左右移动脱离针槽。
[0024]为了减少飞轮本体400旋转冲击的左右窜动，在旋转盘的环形槽槽底和固定盘1的内圆面之间还设有竖向滚针6，竖向滚针6可以以自身轴线为轴自由滚动。在第一旋转盘8或第二旋转盘3上用于形成所述环形槽槽底的一侧设置竖向针槽5，竖向针槽5的深度小于竖向滚针6的直径，大于竖向滚针6的半径，使得竖向滚针6放置在竖向针槽5内以后，竖向滚针6的中心轴线位于竖向针槽5内，以保证在受到飞轮冲击振动时竖向滚针6能够保持在竖向针槽5内不脱出。
[0025]在旋转盘和固定盘1配合安装后，旋转盘朝向飞轮本体400的一侧凸出于固定盘1的表面，旋转盘背离飞轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞轮储能系统用的飞轮防冲击旋转机构，其特征在于：飞轮防冲击旋转机构设置在飞轮储能系统的飞轮本体轴向的两端，包括能够相对旋转的环形的固定盘和环形的旋转盘，所述固定盘径向上的外侧为固定部、内侧为支撑部，固定盘的固定部固定在飞轮外壳或壳体内的垫块上，所述旋转盘具有能够卡在所述固定盘支撑部的环形槽，环形槽和固定盘支撑部两侧的环面之间分别滚动支撑有多根水平滚针，多根水平滚针沿固定盘的圆周方向间隔设置；所述旋转盘上朝向飞轮本体的一面凸出于所述固定盘的固定部，旋转盘上背离飞轮本体的一面低于所述固定盘的固定部环面。2.根据权利要求1所述的一种飞轮储能系统用的飞轮防冲击旋转机构，其特征在于：所述固定盘的支撑部两侧环面上分别沿圆周方向均布有多个容纳所述水平滚针的水平针槽，每个水平针槽内放置一根水平滚针，水平针槽的深度小于水平滚针的直径。3.根据权利要求2所述的一种飞轮储能系统用的飞轮防冲击旋转机构，其特征在于：所述水平针...

【专利技术属性】
技术研发人员：董金龙，贺智威，柳哲，
申请(专利权)人：坎德拉深圳新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：