一種飛輪儲能裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種飛輪儲能裝置，包括：底座；保護外殼，所述保護外殼固定連接于所述底座上端；磁懸浮定子，所述磁懸浮定子固定連接于所述底座上端，所述磁懸浮定子與所述保護外殼側端連接組成空心管狀圓環；電機定子，所述電機定子固定連接于所述保護外殼和磁懸浮定子外表面；飛輪，所述飛輪設于所述磁懸浮定子與所述保護外殼組成空心管狀圓環內部；轉體支架，所述轉體支架固定連接于所述飛輪靠近所述保護外殼的側端；磁懸浮轉子，所述磁懸浮轉子固定連接于所述飛輪靠近所述磁懸浮定子的側端；電機轉子，所述電機轉子固定連接于所述轉體支架外表面。本發明專利技術可用于電力儲能和輔助電力系統調峰控制，經濟效益顯著。

A flywheel energy storage device

【技術實現步驟摘要】
一種飛輪儲能裝置
本專利技術涉及新能源
，具體涉及一種飛輪儲能裝置。
技術介紹
傳統電力系統以煤炭、石油、天然氣、水能等作為一次能源，由于其可儲存的特性以及穩定可靠的發電技術，使得電力系統供應側可控可調。隨著可再生能源發電的大規模接入，風能、太陽能等可再生能源作為一次能源具有不可儲存及波動性特征，使得風電等可再生能源發電出力具有較大的不確定性，電力系統供側可調控性降低。另一方面，在需求側，由于不同時間段用電需求的不均衡，導致日間電力需求緊張，夜間電力供應過剩，各地采用峰谷電價進行調整，導致用戶實際用電成本增加。在此背景下，大規模儲能技術應運而生。目前主流的儲能技術為化學電池儲能，其次為抽水蓄能和飛輪儲能。與化學電池儲能相比，傳統飛輪儲能的優點是安全性高(主要是火災風險低)、使用壽命長(充放電次數不受限，理論壽命約為化學電池3倍以上)、環境適應性好(不受低溫影響)、退役回收處理成本低(有殘值，無處理費用)等優點；缺點是：1、受傳動系統、材料等因素限制，單機儲能量較??；2、由于存在機械傳動系統，存在機械磨損，運行一定時間后發生機械故障的概率概率較高；3、能量密度較低；4、受風阻、傳動摩擦等影響，儲能損耗較高。現有飛輪儲能技術采用有固定轉軸技術，并伴有傳動系統，增加了飛輪轉體的摩擦阻力，同時由于飛輪處于高速旋轉運行狀態下，空氣阻力不容忽視，會消耗大量能源，不能很好的滿足電網調峰工作的需求。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種飛輪儲能裝置來解決電力系統對用電峰谷時間段可調控性不足的問題。為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種飛輪儲能裝置，包括：底座；保護外殼，所述保護外殼固定連接于所述底座上端；磁懸浮定子，所述磁懸浮定子固定連接于所述底座上端，所述磁懸浮定子與所述保護外殼側端連接組成空心管狀圓環；電機定子，所述電機定子固定連接于所述保護外殼和磁懸浮定子外表面；飛輪，所述飛輪設于所述磁懸浮定子與所述保護外殼組成空心管狀圓環內部；轉體支架，所述轉體支架固定連接于所述飛輪靠近所述保護外殼的側端；磁懸浮轉子，所述磁懸浮轉子固定連接于所述飛輪靠近所述磁懸浮定子的側端；電機轉子，所述電機轉子固定連接于所述轉體支架外表面。作為本專利技術的一種改進，所述底座為梯形支架，所述底座的底端設有螺栓孔。作為本專利技術的一種改進，所述保護外殼為凹型圓環。作為本專利技術的一種改進，所述磁懸浮定子為凸型圓環電磁體，所述磁懸浮定子與所述保護外殼同心同軸連接，組成空心管狀圓環，內部為真空環境；所述真空環境，先利用氫氣或者氦氣對空氣進行置換，再將氫氣或者氦氣抽出。作為本專利技術的一種改進，所述電機定子為一個或多個均勻布置的定子鐵芯，所述電機定子外表面均設有定子繞組。作為本專利技術的一種改進，所述飛輪截面采用圓形或橢圓形的高強材料圓環，材料為碳纖維、石墨烯、碳納米管、高強氣凝膠、鋁鋰合金或鈦合金中的一種；所述飛輪與所述轉體支架、磁懸浮轉子和電機轉子連接整體表面進行光滑處理；所述飛輪采用預應力加工；所述飛輪與所述保護外殼同心同軸布置。作為本專利技術的一種改進，所述轉體支架為剛性圓環支架，材料為鋁合金、鋁鋰合金或鈦合金中的一種，所述轉體支架固定連接于所述飛輪圓環靠近圓心的一端。作為本專利技術的一種改進，所述磁懸浮轉子為圓環型永磁體，所述磁懸浮轉子固定連接于所述飛輪圓環遠離圓心的一端。作為本專利技術的一種改進，所述電機轉子為兩個或多個均勻布置的永磁體。作為本專利技術的一種改進，還包括：電流轉換裝置，所述電流轉換裝置為整流柜和逆變器；在輸入電流的電路中，所述整流柜、逆變器和飛輪儲能裝置依次連接；在輸出電流的電路中，所述飛輪儲能裝置、整流柜和逆變器依次連接。本專利技術的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。下面通過附圖和實施例，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。附圖說明圖1為本專利技術結構示意圖；圖2為本專利技術A-A示意圖；圖3為本專利技術電機定子位置示意圖；圖4為本專利技術B-B示意圖；圖5為本專利技術電路流程圖。圖中各構件為：1為底座、2為保護外殼、3為磁懸浮定子、4為電機定子、5為飛輪、6為轉體支架、7為磁懸浮轉子、8為電子轉子、9-1為整流柜、9-2為逆變器。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。請參閱圖1，一種飛輪儲能裝置，包括：底座1；保護外殼2，所述保護外殼2固定連接于所述底座1上端；磁懸浮定子3，所述磁懸浮定子3固定連接于所述底座1上端，所述磁懸浮定子3與所述保護外殼2側端連接組成空心管狀圓環；電機定子4，所述電機定子4固定連接于所述保護外殼2和磁懸浮定子3外表面；飛輪5，所述飛輪5設于所述磁懸浮定子3與所述保護外殼2組成空心管狀圓環內部；轉體支架6，所述轉體支架6固定連接于所述飛輪5靠近所述保護外殼2的側端；磁懸浮轉子7，所述磁懸浮轉子7固定連接于所述飛輪5靠近所述磁懸浮定子3的側端；電機轉子8，所述電機轉子8固定連接于所述轉體支架6外表面。上述技術方案的工作原理和有益效果：利用飛輪儲能，在電力供應過剩的時間段，電能驅動電機，將電能轉化為飛輪的動能進行存儲，在需要輸出儲能時，飛輪帶動電機，將飛輪動能轉化為電能輸出。與其他儲能技術相比，飛輪儲能安全性高、使用壽命長。在本專利技術的一個實施例中，所述底座1為梯形支架，共設有四個底座，底座之間90°夾角均勻布置，所述底座1的底端設有螺栓孔。上述技術方案的工作原理和有益效果：底座用于支撐整個裝置，設置四個支撐點更加穩固，螺栓孔用于與地面固定連接，方便安裝。參閱圖2，在本專利技術的一個實施例中，所述保護外殼2為凹型圓環。參閱圖2，在本專利技術的一個實施例中，所述磁懸浮定子3為凸型圓環電磁體，采用釹鐵硼強磁材料，所述磁懸浮定子3與所述保護外殼2同心同軸連接，組成空心管狀圓環，內部為真空環境；所述真空環境，先利用氦氣對空氣進行置換，再將氦氣抽出。上述技術方案的工作原理和有益效果：磁懸浮定子與保護外殼組成空心管狀圓環，作為飛輪的運動空間，磁懸浮定子使飛輪不與其他部件發生傳動，且運動空間為真空環境，且利用氦氣等小分子氣體，減小真空殘余氣體分子與飛輪之間的碰撞產生的動能損耗，大大降低飛輪運動時的風阻和傳動摩擦，儲能損耗降低，經濟效益提高。參閱圖3，在本專利技術的一個實施例中，所述電機定子4為三個均勻布置的定子鐵芯，所述電機定子4外表面均設有定子繞組。上述技術方案的工作原理和有益效果：電子定子產生交變磁場，對電機轉子交替產生吸附和排斥的作用。在本專利技術的一個實施例中，所述飛輪5截面采用圓形的碳纖維材料圓環，所述飛輪5與所述轉體支架6、磁懸浮轉子7和電機轉子8連接整體表面本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種飛輪儲能裝置，其特征在于，包括：/n底座(1)；/n保護外殼(2)，所述保護外殼(2)固定連接于所述底座(1)上端；/n磁懸浮定子(3)，所述磁懸浮定子(3)固定連接于所述底座(1)上端，所述磁懸浮定子(3)與所述保護外殼(2)側端連接組成空心管狀圓環；/n電機定子(4)，所述電機定子(4)固定連接于所述保護外殼(2)和磁懸浮定子(3)外表面；/n飛輪(5)，所述飛輪(5)設于所述磁懸浮定子(3)與所述保護外殼(2)組成空心管狀圓環內部；/n轉體支架(6)，所述轉體支架(6)固定連接于所述飛輪(5)靠近所述保護外殼(2)的側端；/n磁懸浮轉子(7)，所述磁懸浮轉子(7)固定連接于所述飛輪(5)靠近所述磁懸浮定子(3)的側端；/n電機轉子(8)，所述電機轉子(8)固定連接于所述轉體支架(6)外表面。/n

【技術特征摘要】
1.一種飛輪儲能裝置，其特征在于，包括：
底座(1)；
保護外殼(2)，所述保護外殼(2)固定連接于所述底座(1)上端；
磁懸浮定子(3)，所述磁懸浮定子(3)固定連接于所述底座(1)上端，所述磁懸浮定子(3)與所述保護外殼(2)側端連接組成空心管狀圓環；
電機定子(4)，所述電機定子(4)固定連接于所述保護外殼(2)和磁懸浮定子(3)外表面；
飛輪(5)，所述飛輪(5)設于所述磁懸浮定子(3)與所述保護外殼(2)組成空心管狀圓環內部；
轉體支架(6)，所述轉體支架(6)固定連接于所述飛輪(5)靠近所述保護外殼(2)的側端；
磁懸浮轉子(7)，所述磁懸浮轉子(7)固定連接于所述飛輪(5)靠近所述磁懸浮定子(3)的側端；
電機轉子(8)，所述電機轉子(8)固定連接于所述轉體支架(6)外表面。


2.根據權利要求1所述的一種飛輪儲能裝置，其特征在于：
所述底座(1)為梯形支架，所述底座(1)的底端設有螺栓孔。


3.根據權利要求1所述的一種飛輪儲能裝置，其特征在于：
所述保護外殼(2)為凹型圓環。


4.根據權利要求1所述的一種飛輪儲能裝置，其特征在于：
所述磁懸浮定子(3)為凸型圓環電磁體，所述磁懸浮定子(3)與所述保護外殼(2)同心連接，組成空心管狀圓環，內部為真空環境；
所述真空環境，先利用氫氣或者氦氣對空氣進行置換，再將氫氣或者氦氣抽出。


5.根據權利要求1所述的一種飛輪儲能裝置，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王澤坤，王占林，閆彩霞，
申請(專利權)人：王占林，
類型：發明
國別省市：天津;12