【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞轮储能系统冷却。具体地说是飞轮储能轴系冷却实验装置。
技术介绍
1、飞轮储能系统内永磁同步电机在工作的时候会产生大量的热量，对于永磁同步电机来说，热量引起的电机升温除了会造成绝缘老化外，还可能会造成转子永磁体高温失磁，因此，需要对永磁同步电机及时的冷却。飞轮储能系统可以采用空心轴冷却，往空心轴内通入冷却油，通过飞轮(转子)转动带动空心轴高速转动将冷却油甩出对飞轮旋转轴进行冷却。由于涉及到冷却工质的相变，在对冷却系统功效研究或冷却系统研究的时候，采用电机水冷或风冷等冷却方式，通过改变冷却工质流量降低飞轮储能系统的温度，但是飞轮储能系统内部结构复杂且真空环境下热传导和热对流方式受到限制，长时间运行还会造成飞轮储能系统内温升过高，影响系统安全稳定运行。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、提高测试安全性的飞轮储能轴系冷却实验装置。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种飞轮储能轴系冷却实验装置，包括试验台架、温控系统、冷却流动系统和数据采集系统；
4、所述试验台架包括工质存储箱、固定架、旋转轴和喷管，所述工质存储箱的顶部开设有中心孔，所述固定架设置在所述中心孔内，所述固定架上设置多个位于所述工质存储箱内的出油孔，所述旋转轴和喷管安装在所述固定架上；所述旋转轴的内设置有底部开口的空腔，所述固定架的底部竖直设置有下固定管，所述喷管的下端可拆卸的安装在所述下固定管中，所述喷管中上部
5、所述温控系统包括均匀缠绕在所述旋转轴上的电阻丝以及用于控制所述电阻丝的加热控制器；
6、所述冷却流动系统包括循环水箱和油泵，所述油泵经第一管路将循环水箱中的工质泵入所述加料口，所述排料口通过第二管路连通至所述循环水箱；在油泵的作用下，工质经下固定管和进入喷管，并从喷管中甩流到空腔内壁上，之后经出油孔流回至所述工质存储箱；
7、所述数据采集系统包括用于测量所述工质存储箱进出口流量的流量计、用于测量所述工质存储箱进出口压力的压力计、用于测量旋转轴轴向方向温度以及工质存储箱进出口工质温度的热电偶、以及与上述测量仪表通讯连接的数据采集器和与所述数据采集器通讯连接的计算机。
8、进一步的，所述下固定筒设置有内螺纹，所述喷管的下端设置有与所述下固定筒的内螺纹啮合的螺纹段。
9、进一步的，所述固定架包括中间筒，所述下固定管开设在所述中间筒的底部中央。
10、进一步的，所述旋转轴的底端伸入所述中间筒内，所述旋转轴的底端距离所述中间筒的底端高度差为200mm～250mm。
11、进一步的，所述中间筒的顶端固定有上支撑板，所述旋转轴的下部设置有环形支撑板，所述上支撑板和所述环形支撑板上开设有第一安装孔，所述工质存储箱的上表面开设有第二安装孔，所述旋转轴和固定架由穿过两个所述第一安装孔的螺栓固定在所述工质存储箱上。
12、进一步的，所述中间筒的底部设置有调节盖板，所述调节盖板上开设有与所述出油孔对应的调节孔，可以转动或更换所述调节盖板以调整所述调整出油孔与调节孔的交叠程度。
13、进一步的，所述电阻丝功率为1千瓦～2千瓦，所述电阻丝的外设置有保温层。
14、进一步的，所述油泵的电机转速为10000～20000转/分。
15、进一步的，所述飞轮储能轴系冷却实验装置还包括设置在第二管路上的换热器，使得流经换热器的工质经换热后降温。
16、进一步的，所述喷管包括对孔径向射流喷管、错孔径向射流喷管和无径向孔喷管。
17、本专利技术的技术方案取得了如下有益的技术效果：
18、本专利技术通过实验台架来模拟电机的空心轴，通过所述温控系统来模拟电机工作时的发热情况，通过冷却流动系统构建了冷却工质的流动循环系统，通过所述数据采集系统来采集、汇总和分析数据，能够有效模拟飞轮储能系统内电机工作时的升温以及对冷却工质的工作过程进行监测，可以协助研发人员对不同的冷却工质进行测试或对飞轮储能系统内电机冷却进行过程研究；
19、采用实验台架模拟飞轮储能系统空心轴以及可控的模拟升温过程以及可控的喷管流量的调节功能能够实现对多种电机在不同工况下发热和冷却情况进行模拟，相比于采用真实电机，极大的降低了构建本实验装置所需要的费用；且实验台架具有较小的占地面积，易于组装且重量轻，便于本实验装置的布置。
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1.一种飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，包括试验台架、温控系统、冷却流动系统和数据采集系统；
2.根据权利要求1所述的飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，所述下固定筒设置有内螺纹，所述喷管(3)的下端设置有与所述下固定筒的内螺纹啮合的螺纹段。
3.根据权利要求1所述的飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，所述固定架(100)包括中间筒(105)，所述下固定管(107)开设在所述中间筒(105)的底部中央。
4.根据权利要求3所述的飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，所述旋转轴(2)的底端伸入所述中间筒(105)内，所述旋转轴(2)的底端距离所述中间筒(105)的底端高度差为200mm～250mm。
5.根据权利要求3所述的飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，所述中间筒(105)的顶端固定有上支撑板(104)，所述旋转轴(2)的下部设置有环形支撑板(201)，所述上支撑板(104)和所述环形支撑板(201)上开设有第一安装孔，所述工质存储箱(1)的上表面开设有第二安装孔，所述旋转轴(2)和固定架(100)由穿过两个所述第一
6.根据权利要求4所述的飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，所述中间筒(105)的底部设置有调节盖板(108)，所述调节盖板(108)上开设有与所述出油孔(106)对应的调节孔(109)，可以转动或更换所述调节盖板(108)以调整所述调整出油孔(106)与调节孔(109)的交叠程度。
7.根据权利要求1所述的飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，所述电阻丝(4)功率为1千瓦～2千瓦，所述电阻丝(4)的外设置有保温层。
8.根据权利要求1所述的飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，所述油泵(13)的电机转速为10000～20000转/分。
9.根据权利要求1所述的飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，还包括设置在第二管路上的换热器(11)，使得流经换热器(11)的工质经换热后降温。
10.根据权利要求1所述的飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，所述喷管(3)包括对孔径向射流喷管(3)、错孔径向射流喷管(3)和无径向孔喷管(3)。
...【技术特征摘要】
1.一种飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，包括试验台架、温控系统、冷却流动系统和数据采集系统；
2.根据权利要求1所述的飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，所述下固定筒设置有内螺纹，所述喷管(3)的下端设置有与所述下固定筒的内螺纹啮合的螺纹段。
3.根据权利要求1所述的飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，所述固定架(100)包括中间筒(105)，所述下固定管(107)开设在所述中间筒(105)的底部中央。
4.根据权利要求3所述的飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，所述旋转轴(2)的底端伸入所述中间筒(105)内，所述旋转轴(2)的底端距离所述中间筒(105)的底端高度差为200mm～250mm。
5.根据权利要求3所述的飞轮储能轴系冷却实验装置，其特征在于，所述中间筒(105)的顶端固定有上支撑板(104)，所述旋转轴(2)的下部设置有环形支撑板(201)，所述上支撑板(104)和所述环形支撑板(201)上开设有第一安装孔，所述工质存储箱(1)的上表面开设有第二安装孔，所述旋转轴(2)和固定架(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘一然，闫素英，潘文丽，郭文强，武治星，吕强，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：
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