[实用新型]一种基于飞轮储能的双驱循环发电系统

说明书

本实用新型提出的一种基于飞轮储能的双驱循环发电系统，包括电机单元、电源单元、控制单元和逆变单元，电机单元是基于飞轮变径电机实现飞轮储能和释能的组成单元；电源单元是基于蓄电池、整流器向电机提供电能和接收发电机输出电能的组成单元；控制单元是基于驱动器、智能控制器用于实现控制方式的转换、时间的调整及速度控制的组成单元，逆变单元是基于逆变器用于实现将系统输出电能按载荷要求转变为相应形式电能的单元；通过控制单元实现交替工作在飞轮加速储能和飞轮减速释能发电的两种可逆工作状态；通过间歇性交替工作取出飞轮加速后产生的动能，驱动发电机将该动能转化为连续的脉动直流电再经滤波、逆变后可根据需要再转变为交变电源输出。

技术领域

本实用新型涉及飞轮储能发电技术领域，特别涉及一种基于飞轮储能的双驱循环发电系统。

背景技术

现有飞轮储能装置换能电机都是单边励磁的可逆同步电机，只有一套既是电机工作绕组也是发电机工作绕组，不能在储能的同时释能；而飞轮双体发电机有两套绕组，可以在飞轮产生动量大于发电阻力矩时储能的同时释能，即是储能装置，也是一个电能变换装置；现有飞轮储能装置采用的可逆同步电机只有一个气隙磁场一套绕组，不能同时兼顾电动和发电的突出特性，储能和释能过程工作效率都低；飞轮双体储能发电系统同一飞轮做功系统内有两个气隙磁场，电动机气隙磁场半径大，突出力矩调速省力特点，使飞轮加速储能时消耗的电功率减小，驱动效率提高；飞轮释能发电时发电机气隙磁场半径比电动机变小，突出省功特点，同样电磁转矩作用下可以使发电机绕组匝数增加而提高输出电压；通过结构常数的改变，使飞轮释能时驱动力矩不变而输出电功率增加，从而提高了动能与电能的转换效率；普通飞轮储能装置只是一个储能装置，只能工作在单一的储能或释能状态；飞轮储能双循环发电系统不仅仅是一个储能装置，也是一个连续输出的电源供电系统，使用功能不同；现有飞轮储能装置采用的磁悬浮轴承都是采用低温超导控制，无论被动磁悬浮轴承或主动磁悬浮轴承其控制技术要求高，结构复杂，由于技术和材料价格的限制，飞轮储能产品价格相对较高，在小型场合还无法体现其优势，尚未完全进入市场化生产；无论被动磁悬浮轴承或主动磁悬浮轴承都需要外部控制系统才能正常工作，并产生功耗，一旦失去外部供电就不能正常工作；飞轮储能双循环发电系统磁悬浮轴承结构简单，不需要外部供电和控制，不产生功耗，一套磁悬浮轴承不到千元，技术成熟、成本低廉，性价比高，符合低端市场需求，市场广阔优势明显。

实用新型内容

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出的一种基于飞轮储能的双驱循环发电系统，该系统是由两台相互独立的飞轮变径电机采用双机双体结构组成；利用一个共用的驱动系统驱动，使之分别交替工作在飞轮加速储能和飞轮减速释能发电的两种可逆工作状态；通过间歇性交替工作取出飞轮加速后产生的动能，驱动发电机将该动能转化为连续的脉动直流电再经滤波、逆变后可根据需要再转变为220v、380v单相或三相50Hz交变电源输出。

本实用新型提出的一种基于飞轮储能的双驱循环发电系统，包括电机单元、电源单元、控制单元和逆变单元，所述电机单元是基于飞轮变径电机实现飞轮储能和释能的组成单元；所述电源单元是基于蓄电池、整流器向电机提供电能和接收发电机输出电能的组成单元；所述控制单元是基于驱动器、智能控制器用于实现控制方式的转换、时间的调整及速度控制的组成单元，所述逆变单元是基于逆变器用于实现将系统输出电能按载荷要求转变为相应形式电能的组成单元。

进一步地，所述电机单元由一个或多个飞轮变径电机组成，飞轮变径电机的外部结构由上壳体、下壳体及底座组成，飞轮变径电机内部结构包括外定子、内定子、转子和飞轮，外定子安装在上壳体、下壳体的内壁上，内定子安装在空心固定轴上，转子、飞轮均安装在转子支架上，转子支架安装在磁悬浮轴承的外套上，磁悬浮轴承的内套固定在空心固定轴上，上壳体和下壳体连接为一个外壳整体，同时外定子、内定子、转子、飞轮、磁悬浮轴承及空心固定轴真空封装在外壳整体的内部。

进一步地，所述外定子包括外定子电动机铁芯和外定子电动机绕组，所述外定子电动机铁芯装设在上壳体与下壳体的内壁上，外定子电动机绕组嵌装在外定子电动机铁芯上。