[发明专利]储能飞轮及其所应用的高温超导飞轮储能系统

权利要求书

1.一种储能飞轮，其特征在于，包括：位于第一真空仓内的储能飞轮主动轮、高温超导飞轮储能系统的主轴和磁力耦合器主动盘，以及位于第二真空仓内的储能飞轮从动轮、磁力耦合器从动盘和至少两对永磁轴承；

所述储能飞轮主动轮连接在所述主轴上，所述磁力耦合器主动盘固定在所述储能飞轮主动轮上，所述储能飞轮从动轮设置在所述储能飞轮主动轮的外环，所述磁力耦合器从动盘固定在所述储能飞轮从动轮上，且所述磁力耦合器从动盘与所述磁力耦合器主动盘相对设置，所述至少两对永磁轴承分别固定在所述储能飞轮从动轮上和所述第二真空仓内壁上，使所述储能飞轮从动轮悬浮在所述第二真空仓内；

储能时，电机模块通电，所述主轴转动，并带动所述储能飞轮主动轮转动，所述磁力耦合器主动盘跟随所述储能飞轮主动轮转动，并通过所述磁力耦合器主动盘产生的磁场与所述磁力耦合器从动盘产生的磁场相互耦合，带动所述磁力耦合器从动盘转动，所述储能飞轮从动轮随所述磁力耦合器从动盘而转动，完成将所述电机模块的电能转换为动能并在所述储能飞轮从动轮中进行储能的过程；

释能时，所述电机模块连接负载，所述储能飞轮从动轮中的储能供所述储能飞轮从动轮转动，所述磁力耦合器从动盘跟随所述储能飞轮从动轮而转动，并通过所述磁力耦合器从动盘产生的磁场与所述磁力耦合器主动盘产生的磁场相互耦合，带动所述磁力耦合器主动盘转动，所述磁力耦合器主动盘带动所述储能飞轮主动轮转动，所述主轴随所述储能飞轮主动轮而转动，使所述电机模块完成将动能转换为电能进行释能的过程。

2.根据权利要求1所述的储能飞轮，其特征在于，每对永磁轴承中均包括第一永磁体和第二永磁体，所述第一永磁体固定在所述储能飞轮从动轮上，所述第二永磁体固定在所述第二真空仓内壁上，所述第一永磁体和所述第二永磁体相对设置。

3.根据权利要求2所述的储能飞轮，其特征在于，所述至少两对永磁轴承中包括径向永磁轴承，所述径向永磁轴承沿所述主轴的轴向分别固定在所述储能飞轮从动轮上和所述第二真空仓内壁上，且以所述储能飞轮从动轮为中心相对设置，用于为所述储能飞轮从动轮提供垂直方向的悬浮力。

4.根据权利要求3所述的储能飞轮，其特征在于，所述至少两对永磁轴承中还包括轴向永磁轴承，所述轴向永磁轴承与所述径向永磁轴承垂直设置，且设置在所述储能飞轮从动轮和所述第二真空仓内壁上远离所述主轴的方向，用于为所述储能飞轮从动轮提供水平方向的悬浮力。

5.根据权利要求1-4任一项所述的储能飞轮，其特征在于，还包括磁力屏蔽器；

所述磁力屏蔽器安装在所述第二真空仓外壁上所述磁力耦合器主动盘和对应的磁力耦合器从动盘之间的位置，用于阻止所述磁力耦合器主动盘产生的磁场与对应的磁力耦合器从动盘产生的磁场相互耦合。

6.根据权利要求1-4任一项所述的储能飞轮，其特征在于，所述磁力耦合器主动盘和所述磁力耦合器从动盘的数量根据所述储能飞轮从动轮与所述储能飞轮主动轮的形状、重量确定。

7.根据权利要求5所述的储能飞轮，其特征在于，每个磁力屏蔽器包括出液阀和进液阀；所述磁力屏蔽器为两个及两个以上时，当前磁力屏蔽器的进液阀与上一个磁力屏蔽器的出液阀连接，当前磁力屏蔽器的出液阀与下一个磁力屏蔽器的进液阀连接。

8.根据权利要求5所述的储能飞轮，其特征在于，所述储能飞轮主动轮、所述磁力耦合器主动盘、所述储能飞轮从动轮、所述磁力耦合器从动盘、所述至少两对永磁轴承和所述磁力屏蔽器均关于所述主轴呈轴对称。

9.一种高温超导飞轮储能系统，其特征在于，包括如上权利要求1至8中任一项所述的储能飞轮。