CN201571004U - 磁悬浮飞轮电池装置 - Google Patents

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段桂林
杨昌茂
程国胜
黄平林
于晓东
吴小青
赵立忠
赵宝健
王国亮
顾清
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Abstract

本实用新型公开了一种磁悬浮飞轮电池装置，轴线位于同一直线上的轴向磁通驱动绕组盘、径向磁悬浮轴承组、轴向磁悬浮轴承、轴向磁通发电绕组盘固定在抽真空的封闭外壳上，分别与轴向磁通驱动绕组盘、轴向磁通发电绕组盘相对的轴向磁通永磁驱动盘、轴向磁通永磁发电盘固定在电机转子上，轴向磁通驱动绕组盘、轴向磁通发电绕组盘带有多个的线圈绕组，线圈绕组采用无铁心的结构，轴向磁通永磁驱动盘和轴向磁通发电绕组盘分别带有对应的多个永磁铁，轴向磁通永磁驱动盘、径向磁悬浮轴承组、轴向磁悬浮轴承、轴向磁通永磁发电盘封装在抽真空的封闭外壳内，本实用新型可以同时实现电池充电和放电，在充放电时没有铁损，有利于散热。

Description

磁悬浮飞轮电池装置
技术领域
本实用新型涉及一种飞轮电池，尤其是涉及一种磁悬浮飞轮电池装置。
背景技术
飞轮电池是利用旋转飞轮储存动能，以电动、发电电机实现电能和动能转换的机械储能装置。《电磁悬浮储能飞轮系统的动力学分析》(太阳能学报2004.04)公布了一种磁悬浮飞轮电池装置，其构成是由径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承实现飞轮转子的稳定悬浮，由电动机和发电机实现飞轮电池的充电和放电，由于电动机和发电机都是采用径向磁通的方式，即其线圈和永磁铁的工作磁场都是沿着半径的方向，而且电机的线圈绕组有铁心，这种结构的电机由于径向磁通的原因，绕线和安装都比较麻烦，而且占空间比较大；铁心带来的能量损耗使得电机的效率也比较低。由于现有的磁悬浮飞轮电池的电动机和发电机占空间比较大，所以现有的磁悬浮飞轮都是采用电动机和发电机共用的方式。充电时做电动机，放电时做发电机，这样就不能同时实现电池的充放电。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种同时实现电池的充电和放电，充放电部件无铁损且在飞轮电池壳体外的磁悬浮飞轮电池装置。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现的：一种磁悬浮飞轮电池装置，轴向磁通绕组驱动盘1、径向磁悬浮轴承组3、4、轴向磁悬浮轴承5、轴向磁通绕组发电盘7固定在抽真空的封闭外壳11上，轴向磁通绕组驱动盘1的轴线与径向磁悬浮轴承组3、4、轴向磁悬浮轴承5、轴向磁通绕组发电盘7的轴线位于同一直线上，与轴向磁通绕组驱动盘1相对的轴向磁通永磁驱动盘2固定在飞轮轴10上，与轴向磁通绕组发电盘7相对的轴向磁通永磁发电盘6固定在飞轮轴10上，轴向磁通绕组驱动盘1、轴向磁通绕组发电盘7带有多个的线圈绕组8，线圈绕组8采用无铁心的结构，轴向磁通永磁驱动盘2和轴向磁通永磁发电盘6分别带有多个永磁铁，轴向磁通永磁驱动盘2、径向磁悬浮轴承组3、4、轴向磁悬浮轴承5、轴向磁通永磁发电盘6封装在抽真空的封闭外壳11内，轴向磁通绕组驱动盘1和轴向磁通绕组发电盘7位于封闭外壳的外部，安装与圆形的侧面壁上。线圈绕组的绕线沿盘面缠绕，使磁场方向沿飞轮轴的轴线方向和轴线平行。永磁铁的N级或S级面固定在永磁盘上，盘面上相邻的永磁铁的极性相反排布，N级到S级的连线沿飞轮轴的轴线方向与轴线平行。
由于采用上述结构，所以本实用新型具有以下优点：采用轴向磁通的电机，使得电池结构简单，安装方便，可以同时实现电池充电和放电；线圈绕组无铁心，没有铁心的能量损耗，效率进一步提高；电池发热结构轴向磁通驱动绕组盘、轴向磁通发电绕组盘放在电池外部，有利于电池的散热，同时减少了危险的发生。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。图2是本实用新型轴向磁通驱动绕组盘和轴向磁通发电绕组盘的结构示意图。图3是本实用新型轴向磁通永磁驱动盘和轴向磁通永磁发电盘的结构示意图。
其中图1兼做摘要附图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
如图所示，一种磁悬浮飞轮电池装置，轴向磁通绕组驱动盘1、径向磁悬浮轴承组3、4、轴向磁悬浮轴承5、轴向磁通绕组发电盘7固定在抽真空的封闭外壳11上，轴向磁通绕组驱动盘1的轴线与径向磁悬浮轴承组3、4、轴向磁悬浮轴承5、轴向磁通绕组发电盘7的轴线位于同一直线上，与轴向磁通绕组驱动盘1相对的轴向磁通永磁驱动盘2固定在飞轮轴10上，与轴向磁通绕组发电盘7相对的轴向磁通永磁发电盘6固定在飞轮轴10上，轴向磁通绕组驱动盘1、轴向磁通绕组发电盘7带有多个的线圈绕组8，线圈绕组8采用无铁心的结构，轴向磁通永磁驱动盘2和轴向磁通永磁发电盘6分别带有多个永磁铁9，轴向磁通永磁驱动盘2、径向磁悬浮轴承组3、4、轴向磁悬浮轴承5、轴向磁通永磁发电盘6封装在抽真空的封闭外壳11内，轴向磁通绕组驱动盘1和轴向磁通绕组发电盘7位于封闭外壳的外部，安装与圆形的侧面壁上。线圈绕组的绕线沿盘面缠绕，根据右手螺旋法则，磁场方向沿飞轮轴的轴线方向和轴线平行，永磁铁的N级或S级面固定在永磁盘上，盘面上相邻的永磁铁的极性相反排布，N级到S级的连线沿飞轮轴的轴线方向与轴线平行。
轴向磁通绕组驱动盘1、轴向磁通永磁驱动盘2组成电池的电动机组，在给轴向磁通绕组驱动盘1上的绕组8通电后，轴向磁通绕组驱动盘1驱动轴向磁通永磁驱动盘2旋转，从而带动整个飞轮旋转将电能转化为机械能，实现电池的充电。轴向磁通永磁发电盘6和轴向磁通绕组发电盘7组成电池的发电机组，在需要电池放电的时候，轴向磁通绕组发电盘7上的绕组12接通负载后，靠法拉利电磁感应定律，产生电流，将机械能转化为电能。这样就可以同时实现电池的充放电。线圈绕组8无铁心，没有铁心的能量损耗，效率进一步提高；电池发热结构轴向磁通驱动绕组盘、轴向磁通发电绕组盘放在电池外部，有利于电池的散热，同时减少了危险的发生。

Claims (2)

1.一种磁悬浮飞轮电池装置，其特征在于：轴向磁通绕组驱动盘(1)、径向磁悬浮轴承组(3)、(4)、轴向磁悬浮轴承(5)、轴向磁通绕组发电盘(7)固定在抽真空的封闭外壳(11)上，轴向磁通绕组驱动盘(1)的轴线与径向磁悬浮轴承组(3)、(4)、轴向磁悬浮轴承(5)、轴向磁通绕组发电盘(7)的轴线位于同一直线上，与轴向磁通绕组驱动盘(1)相对的轴向磁通永磁驱动盘(2)固定在飞轮轴(10)上，与轴向磁通绕组发电盘(7)相对的轴向磁通永磁发电盘(6)固定在飞轮轴上，轴向磁通绕组驱动盘(1)、轴向磁通绕组发电盘(7)带有多个的线圈绕组(8)，线圈绕组(8)采用无铁心的结构，轴向磁通永磁驱动盘(2)和轴向磁通永磁发电盘(6)分别带有多个永磁铁(9)，轴向磁通永磁驱动盘(2)、径向磁悬浮轴承组(3)、(4)、轴向磁悬浮轴承(5)、轴向磁通永磁发电盘(6)封装在抽真空的封闭外壳(11)内，轴向磁通绕组驱动盘(1)和轴向磁通绕组发电盘(7)位于封闭外壳的外部，安装与圆形的侧面壁上。
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮飞轮电池装置，其特征在于：线圈绕组(8)的绕线沿盘面缠绕，使磁场方向沿飞轮轴的轴线方向和轴线平行，永磁铁(9)的N级或S级面固定在永磁盘上，盘面上相邻的永磁铁的极性相反排布，N级到S级的连线沿飞轮轴的轴线方向与轴线平行。
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