[发明专利]一种立式混合磁悬浮飞轮储能装置

权利要求书

1.一种立式混合磁悬浮飞轮储能装置，包括外壳(1)，位于所述外壳(1)内的飞轮转轴(5)以及位于所述飞轮转轴(5)上的飞轮(6)，其特征在于：还包括位于所述飞轮转轴(5)两端的轴向支撑锥形磁轴承(2)，位于所述轴向支撑锥形磁轴承(2)一侧且位于飞轮转轴(5)一端外圆套设的径向支撑磁轴承(3)，位于所述径向支撑磁轴承(3)与飞轮(6)之间的且设置在飞轮转轴(5)外圆的动能磁阻电机(4)，以及位于所述飞轮(6)远离动能磁阻电机(4)一侧且位于飞轮转轴(5)一端外圆的混合磁轴承(7)。

2.根据权利要求1所述的立式混合磁悬浮飞轮储能装置，其特征在于：所述轴向支撑锥形磁轴承(2)包括上磁导体一(21)、下磁导体一(22)、外永磁环一(23)、中永磁环一(24)、内永磁环一(25)与安全间隙一(26)，上磁导体一(21)的顶端固定连接外壳(1)的顶端内壁，所述下磁导体一(22)固定连接飞轮转轴(5)的外圆，所述上磁导体一(21)与下磁导体一(22)之间且位于飞轮转轴(5)外侧环形设置有内永磁环一(25)，所述内永磁环一(25)远离飞轮转轴(5)的一侧环形设置有中永磁环一(24)，所述中永磁环一(24)远离内永磁环一(25)的一侧环形设置有外永磁环一(23)，所述下磁导体一(22)与外永磁环一(23)、所述中永磁环一(24)和内永磁环一(25)之间均留有安全间隙一(26)。

3.根据权利要求1所述的立式混合磁悬浮飞轮储能装置，其特征在于：所述径向支撑磁轴承(3)包括上磁导体二(31)、下磁导体二(32)、外永磁环二(33)、中永磁环二(34)、内永磁环二(35)与安全间隙二(36)，上磁导体二(31)的一侧固定连接外壳(1)的内壁，所述下磁导体二(32)固定连接飞轮转轴(5)的外圆，所述上磁导体二(31)与下磁导体二(32)之间且位于飞轮转轴(5)外侧环形设置有内永磁环二(35)，所述内永磁环二(35)远离飞轮转轴(5)的一侧环形设置有中永磁环二(34)，所述中永磁环二(34)远离内永磁环二(35)的一侧环形设置有外永磁环二(33)，所述下磁导体二(32)与外永磁环二(33)、所述中永磁环二(34)和内永磁环二(35)之间均留有安全间隙二(36)。

4.根据权利要求1所述的立式混合磁悬浮飞轮储能装置，其特征在于：所述动能磁阻电机(4)，包括绕线组(41)、悬浮绕线组(42)、电机定子(43)、电机转子(44)、径向间隙(45)，所述电机转子(44)固定连接飞轮转轴(5)的外侧，所述电机定子(43)固定连接外壳(1)的内壁，且所述电机定子(43)与电机转子(44)之间留有径向间隙(45)，且所述绕线组(41)与悬浮绕线组(42)相互交叠环绕在电机定子(43)上。

5.根据权利要求1所述的立式混合磁悬浮飞轮储能装置，其特征在于：所述混合磁轴承(7)包括轴向定子(71)、径向定子(72)、轴承转子(73)、径向线圈(74)、轴向线圈(75)、径向永磁环(76)与轴向气隙(77)，轴向定子(71)固定连接外壳(1)的内壁，所述轴向定子(71)上固定连接有两个轴向线圈(75)，所述轴向定子(71)内圆周均分分布有若干径向定子(72)每个所述径向定子(72)上均交叠环绕有径向线圈(74)，所述轴向定子(71)与径向定子(72)的交接处嵌装有径向永磁环(76)，所述轴承转子(73)与径向定子(72)之间留有轴向气隙(77)，所述轴承转子(73)与轴向定子(71)之间留有轴向气隙(77)。

6.根据权利要求2所述的立式混合磁悬浮飞轮储能装置，其特征在于：所述外永磁环一(23)、所述中永磁环一(24)与内永磁环一(25)，三者关于所述飞轮转轴(5)的径向由内而外间隔设置，且三者厚度相同，同轴心并排固定连接。

7.根据权利要求2所述的立式混合磁悬浮飞轮储能装置，其特征在于：所述内永磁环一(25)和外永磁环一(23)沿飞轮转轴(5)的轴向负方向充磁，所述中永磁环一(24)环沿飞轮转轴(5)的轴向正方向充磁，所述中永磁环一(24)轴向充磁面积等于内永磁环一(25)和外永磁环一(23)轴向充磁面积之和。