[发明专利]一种五自由度磁悬浮飞轮储能装置

摘要

本发明涉及一种五自由度磁悬浮飞轮储能装置，转轴，飞轮，永磁卸载轴承，四自由度磁悬浮支承与传动系统置于真空容器内，用于减少风阻带来的能量损耗；飞轮安装在转轴下端，同时永磁卸载轴承固连飞轮与真空容器；飞轮储能装置上端安装四自由度磁悬浮支承与传动系统。四自由度磁悬浮支承与传动系统由磁悬浮开关磁阻电机，永磁体，导磁板和磁轴承组成，永磁体通过导磁板的作用，为磁悬浮开关磁阻电机和磁轴承均提供了产生悬浮力所需的偏置磁场，省去了多余的用于产生偏置磁轴的线圈，损耗低且系统结构紧凑；磁悬浮开关磁阻电机采用转矩/悬浮自解耦结构，提高了系统运行的稳定性与可靠性。

主权项

1.一种五自由度磁悬浮飞轮储能装置，其特征是：包括真空容器(1)，转轴(2)，飞轮(3)，永磁卸载轴承(4)，四自由度磁悬浮支承与传动系统(5)；转轴(2)、飞轮(3)、永磁卸载轴承(4)、四自由度磁悬浮支承与传动系统(5)置于真空容器(1)内，用于减少风阻带来的能量损耗；飞轮(3)安装在转轴(2)下端，同时永磁卸载轴承(4)固连飞轮(3)与真空容器(1)，实现飞轮储能系统的轴向重量卸载，并实现轴向一个自由度悬浮；飞轮储能装置上端安装四自由度磁悬浮支承与传动系统(5)，是一体化高集成装置，可同时实现径向四自由度悬浮以及电动/发电功能；永磁卸载轴承(4)与四自由度磁悬浮支承与传动系统(5)共同实现五自由度全悬浮的飞轮储能装置；所述四自由度磁悬浮支承与传动系统(5)由磁悬浮开关磁阻电机(501)，电机侧导磁板(502)，永磁体(503)，轴承侧导磁板(504)和磁轴承(505)固连为一个整体装置，实现了悬浮支承系统与驱动电机完全意义上的统一；环形永磁体(503)一侧为环形电机侧导磁板(502)，电机侧导磁板(502)内部为磁悬浮开关磁阻电机(501)，永磁体(503)另一侧为环形轴承侧导磁板(504)，轴承侧导磁板(504)内部为磁轴承(505)；永磁体(503)采用轴承充磁，通过电机侧导磁板(502)的作用，为磁悬浮开关磁阻电机(501)提供了产生悬浮力所需的偏置磁场，永磁体(503)通过轴承侧导磁板(504)的作用为磁轴承(505)提供了产生悬浮力所需的偏置磁场，去了多余的用于产生偏置磁轴的线圈；电机侧导磁板(502)、轴承侧导磁板(504)采用导磁性良好的材料制成。