CN109245422A - 自循环磁悬浮飞轮储能发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电源及发电技术领域，特别是一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机。本发明针对现有的飞轮储能发电装置所存在的储能小、转速低，噪声大、易发热、传动效益低，不能连续地产生电能的缺陷，提供一种工作时可消除或减少飞轮发电机械运行时的噪音、发热等现象，大幅度提高飞轮转速及降低摩擦力，提升发电机械的工作效益，可实现不间断地产生电能的自循环磁悬浮飞轮储能发电机。本发明包括壳体、驱动机构、磁悬浮结构、铁芯、输出线圈、自循环线圈和转子，其中，所述的驱动机构包括驱动机构定子、驱动机构转子和飞轮，所述飞轮通过磁悬浮结构使其处于悬浮状态。本发明具有储能大、转速高，噪音小、不易发热、传动效益高，可连续地产生电能的特点。
Description
技术领域
本发明属于电源及发电技术领域，特别是一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机。
背景技术
现有的各种飞轮储能发电装置，存在着以下弊端：一是、储能小、转速低，噪声大、易发热、传动效益低，其原因是飞轮与轴之间通过滚动轴承配合在一起的，当飞轮转动时，由于存在物体表面与物体表面之间的直接接触导致产生摩擦阻力，故飞轮转动时就会出现上述的弊端；二是、现有的飞轮发电设备，都是釆用发电、驱动一机二用的运行模式，运行时需先投入外界的能源，把发电机械逆转为驱动机械来对飞轮进行加速，待飞轮达到预定的转速后，再把驱动机械转变为发电机械，利用飞轮的惯力带动发电机械工作而产生电能，当飞轮的转速临界于发电机械工作需求转速时，发电机械又逆变为驱动机械，又需外界投入能源，对飞轮重新加快转速，这就相当于电池的充、放电，这种循环的工作过程，就使得机械难以连续地产生电能，而只能是间隙地提供电能。上述的缺陷严重制约了机械的工作性能和使用领域，不能成为高效益实用的发电装置。
发明内容
本发明的目的是针对现有的飞轮储能发电装置所存在的储能小、转速低，噪声大、易发热、传动效益低，不能连续地产生电能的不足之处，提供一种工作时可消除或减少飞轮发电机械运行时的噪音、发热等现象，大幅度提高飞轮转速及降低摩擦力，提升发电机械的工作效益，可实现不间断地产生电能的自循环磁悬浮飞轮储能发电机。
本发明所采用的技术方案是通过如下方式完成的：一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机，该自循环磁悬浮飞轮储能发电机包括壳体、驱动机构、磁悬浮结构、铁芯、输出线圈、自循环线圈和转子；所述的驱动机构包括驱动机构定子、驱动机构转子和飞轮，所述的驱动机构定子呈空心轴状，所述的驱动机构定子装在壳体的中心轴上，所述的驱动机构转子呈筒状，所述的驱动机构转子的轴孔套在所述的驱动机构定子上，所述的驱动机构转子的轴孔内壁与所述的驱动机构定子的外侧表面之间设有间隙，所述的驱动机构转子的外侧面与飞轮的轴孔内壁之间固定在一起；所述的铁芯装在所述壳体的中心轴上；所述的输出线圈和所述的自循环线圈装在所述的铁芯上；所述的转子装在所述的飞轮上；所述飞轮的支撑采用磁悬浮结构来实现，磁悬浮结构使飞轮处于悬浮状态。
所述的一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机中，所述的壳体包括外壳、端盖和中心轴，所述的端盖装在所述的外壳上，所述的中心轴装在所述的端盖上，所述的中心轴上设有供穿插电线的通孔。
所述的一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机中，所述的磁悬浮结构包括永磁体一、永磁体二、永磁体三、永磁体四、永磁体五和永磁体六，其中，所述的永磁体一设在所述的铁芯上，所述的永磁体三设在所述的外壳上，所述的永磁体五设在所述的端盖上，所述的永磁体二、永磁体四和永磁体六设在所述的飞轮上。
所述的一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机中，所述的驱动机构定子包括驱动机构铁芯和驱动机构线圈，所述的驱动机构铁芯与壳体的中心轴固定连接在一起，所述的驱动机构线圈装在所述的驱动机构铁芯上。
本发明的自循环磁悬浮飞轮储能发电机包括电动机和发电机；工作时，本发明的自循环磁悬浮飞轮储能发电机需配置变压器、逆变器、整流器和电池，其中，本发明自循环磁悬浮飞轮储能发电机中的发电机上的自循环线圈和输出线圈与变压器上的输入线圈相接，变压器上的输出线圈一组接至逆变器的输入端，变压器上的输出线圈另一组接至整流器的输入端，逆变器上的交流电输出端接至本发明自循环磁悬浮飞轮储能发电机中的电动机上的驱动机构定子中的驱动机构线圈上，逆变器上的直流输出、输入端接至电池，整流器的输出端接至用电设备上。
本发明与现有的飞轮储能发电装置相比，具有储能大、转速高，噪音小、不易发热、传动效益高，可连续地产生电能的特点。
附图说明
图1为本发明一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为本发明一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机的工作原理方框图。
在附图1至附图3中，1表示中心轴；1a表示通孔；2表示驱动机构定子；3表示表示驱动机构转子；4表示外壳；5表示端盖；6表示飞轮；7表示铁芯；8表示输出线圈；9表示永磁体一；10表示永磁体二；11表示永磁体三；12表示永磁体四；13表示自循环线圈；14表示转子；15表示永磁体五；16表示永磁体六；17表示自循环磁悬浮飞轮储能发电机；18表示电动机；19表示发电机；20表示变压器；21表示逆变器；22表示整流器；23表示电池。
具体实施方式
下面对照附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
参照附图1和附图2，一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机包括壳体、驱动机构、磁悬浮结构、铁芯7、输出线圈8、自循环线圈13和转子14，其中：
所述的壳体包括外壳4、端盖5和中心轴1，所述的端盖5装在所述的外壳4上，所述的中心轴1装在所述的端盖5上，所述的中心轴1上设有供穿插电线的通孔1a；
所述的驱动机构包括驱动机构定子2、驱动机构转子3和飞轮6，所述的驱动机构定子2呈空心轴状，所述的驱动机构定子2包括驱动机构铁芯和驱动机构线圈，所述的驱动机构铁芯与壳体的中心轴1固定连接在一起，所述的驱动机构线圈装在所述的驱动机构铁芯上；所述的驱动机构转子3呈筒状，所述的驱动机构转子3的轴孔套在所述的驱动机构定子2上，所述的驱动机构转子3的轴孔内壁与所述的驱动机构定子2的外侧表面之间设有间隙，所述的驱动机构转子3的外侧面与飞轮6的轴孔内壁之间固定在一起；
所述的铁芯7装在所述壳体的中心轴1上；所述的输出线圈8和所述的自循环线圈13装在所述的铁芯7上；所述的转子14装在所述的飞轮6上；所述飞轮6的支撑采用磁悬浮结构来实现，磁悬浮结构使飞轮6处于悬浮状态；
所述的磁悬浮结构包括永磁体一9、永磁体二10、永磁体三11、永磁体四12、永磁体五15和永磁体六16，其中，所述的永磁体一9设在所述的铁芯7上，所述的永磁体三11设在所述的外壳4上，所述的永磁体五15设在所述的端盖5上，所述的永磁体二10、永磁体四12和永磁体六16设在所述的飞轮6上。
参照附图3，本发明的自循环磁悬浮飞轮储能发电机17包括电动机18和发电机19；工作时，本发明的自循环磁悬浮飞轮储能发电机17需配置变压器20、逆变器21、整流器22和电池23，其中，本发明自循环磁悬浮飞轮储能发电机17中的发电机19上的自循环线圈13和输出线圈8与变压器20上的输入线圈相接，变压器20上的输出线圈一组接至逆变器21的输入端，变压器20上的输出线圈另一组接至整流器22的输入端，逆变器21上的交流电输出端接至本发明自循环磁悬浮飞轮储能发电机17中的电动机18上的驱动机构定子2中的驱动机构线圈上，逆变器21上的直流输出、输入端接至电池23，整流器22的输出端接至用电设备上。
本发明一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机的工作原理：启动时由电池23输出直流电经逆变器21后，形成三相低压变频电流供电动机18和发电机19，两台同时运行，电动机18带动飞轮6转动，当飞轮6的转速达到额定转速时，电池23继续向电动机18供电，停止向发电机19供电，此时由飞轮6的转动惯性带动发电机19的转子14旋转，从而使发电机19的定子上的自循环线圈13和输出线圈8感生出电流，经变压器20变压分成二路输出，一路经逆变器21变为三相低压变频电流供电动机18工作，另一路经整流器22整流后的电流供其他用电设备使用。
Claims (4)
1.一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机，其特征在于该自循环磁悬浮飞轮储能发电机包括壳体、驱动机构、磁悬浮结构、铁芯、输出线圈、自循环线圈和转子；所述的驱动机构包括驱动机构定子、驱动机构转子和飞轮，所述的驱动机构定子呈空心轴状，所述的驱动机构定子装在壳体的中心轴上，所述的驱动机构转子呈筒状，所述的驱动机构转子的轴孔套在所述的驱动机构定子上，所述的驱动机构转子的轴孔内壁与所述的驱动机构定子的外侧表面之间设有间隙，所述的驱动机构转子的外侧面与飞轮的轴孔内壁之间固定在一起；所述的铁芯装在所述壳体的中心轴上；所述的输出线圈和所述的自循环线圈装在所述的铁芯上；所述的转子装在所述的飞轮上；所述飞轮的支撑采用磁悬浮结构来实现，磁悬浮结构使飞轮处于悬浮状态。
2.根据权利要求1所述的一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机，其特征在于所述的壳体包括外壳、端盖和中心轴，所述的端盖装在所述的外壳上，所述的中心轴装在所述的端盖上，所述的中心轴上设有供穿插电线的通孔。
3.根据权利要求2所述的一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机，其特征在于所述的磁悬浮结构包括永磁体一、永磁体二、永磁体三、永磁体四、永磁体五和永磁体六，其中，所述的永磁体一设在所述的铁芯上，所述的永磁体三设在所述的外壳上，所述的永磁体五设在所述的端盖上，所述的永磁体二、永磁体四和永磁体六设在所述的飞轮上。
4.根据权利要求2所述的一种自循环磁悬浮飞轮储能发电机，其特征在于所述的驱动机构定子包括驱动机构铁芯和驱动机构线圈，所述的驱动机构铁芯与壳体的中心轴固定连接在一起，所述的驱动机构线圈装在所述的驱动机构铁芯上。
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2018
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