CN203896103U - 机械储能飞轮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械储能飞轮装置，属于储能飞轮领域。该装置包括：转子组件设置在定子组件内，环绕设置在定子组件内的定子芯轴外；转子组件的飞轮钢体通过接触轴承与定子组件的定子芯轴活动连接；定子组件与转子组件之间设置被动承重磁轴承，被动承重磁轴承的定子设置在定子组件上，被动承重磁轴承的转子设置在转子组件上，被动承重磁轴承的定子与被动承重磁轴承的转子两者位置相对应并保持非接触间隙；电动发电两用机的定子设置在定子组件上，电动发电两用机的转子设置在转子组件上，电动发电两用机的定子与电动发电两用机的转子两者位置相对应并保持非接触间隙。通过被动承重磁轴承抵消重力，延长机械接触轴承寿命。

Description

机械储能飞轮装置

技术领域

本实用新型涉及储能飞轮装置，特别是涉及一种机械储能飞轮装置。

背景技术

能源供应不足已成为经济发展瓶颈，且化石能源造成的环境污染问题日益突出，积极开发替代新能源和储能技术，减少人类对化石资源的依赖，已成为业界和科技界的热门课题。风能和太阳能是业界最关注的可再生资源，具有来源丰富、取之不竭、用之不尽、无环境污染或小污染的优点。但是也存在共同缺陷，即间歇性、不稳定性和不可控性。为保障风光发电系统供电均衡和连续，通常采用储能系统对电网进行调峰和调频。飞轮储能是一种机-电能量转换与储存装置，可将风能、太阳能等能源转化为飞轮旋转动能加以储存的一种新型高效储能技术，具有无污染、储能密度高、使用寿命长、充电速度快等诸多优点，可广泛应用于电动汽车、航空航天、电网调峰以及不间断电源等领域，是一种非常有发展前景的储能方式。

飞轮储能是利用电能驱动飞轮转子加速转动，以动能的形式把能量储存起来，从而将电能转变为机械能进行存储。飞轮系统存储能量与转子转动惯量成正比，与转子转速的平方成正比，增加转子的质量务必对支承有更高的要求。目前的储能飞轮主要有机械轴承储能飞轮和磁悬浮储能飞轮。专利申请号201220419460.4中公开的储能飞轮采用机械轴承支承，避免了磁轴承及其控制系统带来的结构复杂性，具有较高的可靠性，但是由于其摩擦发热大、飞轮使用寿命短、储能密度小等缺点，其使用范围受到限制。专利申请号200720187334.X中公开了一种磁悬浮储能飞轮采用磁悬浮轴承支承，减小了机械轴承带来的摩擦磨损，降低了振动，提高了飞轮的最高转速和存储能量密度，但其需要相应的磁轴承控制系统，大大增加了储能飞轮系统的复杂性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种机械储能飞轮装置，能克服现有储能飞轮系统的不足，降低机械轴承的负载及其引起的摩擦磨损，延长机械储能飞轮工作寿命，提高了整机的可靠性和能量转换效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种机械储能飞轮装置，包括：定子组件、转子组件、接触轴承、被动承重磁轴承和电动发电两用机；其中，

所述转子组件设置在所述定子组件内，环绕设置在所述定子组件内的定子芯轴外；

所述转子组件的飞轮钢体通过所述接触轴承与所述定子组件的定子芯轴活动连接，所述转子组件能经所述接触轴承绕所述定子芯轴自由转动；

所述定子组件与所述转子组件之间设置所述被动承重磁轴承，所述被动承重磁轴承的定子固定设置在所述定子组件上，所述被动承重磁轴承的转子固定设置在所述转子组件上，所述被动承重磁轴承的定子与被动承重磁轴承的转子两者位置相对应并保持非接触间隙；

所述电动发电两用机的定子固定设置在所述定子组件上，所述电动发电两用机的转子设置在所述转子组件上，所述电动发电两用机的定子与所述电动发电两用机的转子两者位置相对应并保持非接触间隙。

本实用新型的有益效果为：(1)由于采用机械轴承(即接触轴承)支承，没有采用磁悬浮轴承对转子进行完全悬浮支承，无需采用磁轴承控制系统，简化了储能飞轮控制系统，提高了控制系统和整机结构可靠性；(2)利用被动承重磁轴承抵消飞轮转子重力，大大减少了机械轴承上的负载，降低了机械轴承的摩擦磨损，提高了飞轮转子的转速，延长了储能飞轮系统的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供的机械储能飞轮装置截面示意图；

图2a为本实用新型实施例提供的飞轮底座、支架、上端密封盖和焊接密封带四者之间的焊接局部截面示意图；

图2b为本实用新型实施例提供的飞轮底座、支架、上端密封盖和焊接密封带四者之间的焊接三维结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的下被动承重磁轴承定子和下被动承重磁轴承转子组成的下被动承重磁轴承截面示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电动发电两用机、飞轮底座和飞轮钢体三者之间的连接截面局部示意图；

图5为本实用新型实施例提供的转子组件剖视图；

图6为本实用新型实施例提供的定子芯轴剖视图；

图7a为本实用新型实施例提供的飞轮底座剖视图；

图7b为本实用新型实施例提供的飞轮底座仰视三维结构示意图；

图7c为本实用新型实施例提供的飞轮底座俯视三维结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的飞轮钢体剖视图。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

图1至图8所示为本实用新型实施例提供的一种机械储能飞轮装置，该装置包括：定子组件、转子组件、接触轴承、被动承重磁轴承和电动发电两用机；

其中，转子组件设置在定子组件内，环绕设置在定子组件内的定子芯轴2外；

转子组件的飞轮钢体14通过接触轴承与定子组件的定子芯轴2活动连接，转子组件能经接触轴承绕定子芯轴2自由转动；

定子组件与转子组件之间设置被动承重磁轴承，被动承重磁轴承的定子固定设置在定子组件上，被动承重磁轴承的转子固定设置在转子组件上，被动承重磁轴承的定子与被动承重磁轴承的转子两者位置相对应并保持非接触间隙；

电动发电两用机的定子固定设置在定子组件上，电动发电两用机的转子设置在转子组件上，电动发电两用机的定子与电动发电两用机的转子两者位置相对应并保持非接触间隙。

上述储能飞轮装置中，接触轴承包括上角接触轴承1A和下角接触轴承1B，其中，上角接触轴承1A固定设置在定子组件内的定子芯轴2上部的径向外侧，下角接触轴承1B固定设置在定子组件内的定子芯轴2下部的径向外侧。

上述储能飞轮装置中，被动承重磁轴承包括上被动承重磁轴承11和下被动承重磁轴承6，其中，上被动承重磁轴承11的定子固定设置在定子组件上端的支架10底面上，上被动承重磁轴承11的转子固定设置在转子组件的飞轮钢体14上端；下被动承重磁轴承6的定子固定设置在定子组件下端顶面上，下被动承重磁轴承11的转子固定设置在转子组件的飞轮钢体14下端。

上述储能飞轮装置中，上被动承重磁轴承11定子和上被动承重磁轴承11转子之间的间隙为1mm；下被动承重磁轴承6定子和下被动承重磁轴承6转子之间的间隙为1mm。

上述储能飞轮装置中，上被动承重磁轴承11定子和转子均由七个环形磁钢从内至外套装在一起组成，上被动承重磁轴承11定子的七个环形磁钢充磁方向从内至外依次为：轴向向下、径向向内、轴向向上、径向向外、轴向向下、径向向内和轴向向上；上被动承重磁轴承11转子的七个环形磁钢充磁方向从内至外依次为：轴向向上、径向向内、轴向向下、径向向外、轴向向上、径向向内和轴向向下；

下被动承重磁轴承6定子与转子均由七个环形磁钢从内至外套装在一起组成，下被动承重磁轴承6定子的七个环形磁钢充磁方向从内至外依次为：轴向向上、径向向内、轴向向下、径向向外、轴向向上、径向向内和轴向向下；下被动承重磁轴承6转子的七个环形磁钢充磁方向从内至外依次为，轴向向下、径向向内、轴向向上、径向向外、轴向向下、径向向内和轴向向上。

上、下被动承重磁轴承均采用七环磁钢组成的Halbach(海尔贝克)结构，大大提高磁轴承端部的磁密，增加了磁轴承的位移刚度和承载力。

上述储能飞轮装置中，各环形磁钢采用衫钴合金环形磁钢或钕铁硼合金环形磁钢。

上述储能飞轮装置中，电动发电两用机包括上电动发电两用机和下电动发电两用机；

上电动发电两用机设置在定子组件与转子组件的上端，上电动发电两用机的定子采用杯形定子，上电动发电两用机的转子采用与杯形定子匹配的内转子和外转子，内转子和外转子均设置在转子组件的飞轮钢体14上端的环形槽内，环形槽位于飞轮钢体14上端设置的被动承重磁轴承的转子内侧；

下电动发电两用机设置在定子组件与转子组件的下端，下电动发电两用机的定子采用杯形定子，下电动发电两用机的转子采用与杯形定子匹配的内转子和外转子，内转子和外转子均设置在转子组件的飞轮钢体14下端的环形槽内，环形槽位于飞轮钢体14下端设置的被动承重磁轴承的转子内侧。

上述储能飞轮装置中，上电动发电两用机9杯形定子与上电动发电两用机9内转子和上电动发电两用机9外转子的径向磁间隙均为0.3mm～0.6mm；下电动发电两用机3杯形定子与下电动发电两用机3内转子和下电动发电两用机3外转子的径向磁间隙均为0.3mm～0.6mm。

上述储能飞轮装置中，定子组件的结构为：

设有飞轮底座4，为上端开口，底面设有下端孔的筒形结构；

定子芯轴2设置在飞轮底座4内的中间部位；

设有支架10，固定覆盖设置在飞轮底座4上端开口上，支架10中间部位设有供定子芯轴2穿过的通孔，支架10与定子芯轴2上端固定连接；

支架10、定子芯轴2与飞轮底座4固定连接后，在飞轮底座4内形成设置转子组件的环形腔体；

设有密封盖12，位于定子芯轴2、飞轮底座4和支架10上端，通过该密封盖12中心内螺纹与定子芯轴2上端外螺纹配合连接；

设有焊接密封带13，位于飞轮底座4、支架10和密封盖12三者的径向外侧，通过焊接固定在飞轮底座4、支架10和密封盖12上；

设有密封螺纹环5，固定设置在飞轮底座4的下端孔处，处于定子芯轴2下端与飞轮底座4的下端孔连接处。

上述储能飞轮装置还包括：

真空插座7，位于飞轮底座4的下端孔内，通过紧固螺钉固定在飞轮底座4上；真空插座与电动发电两用机的控制电缆线连接，真空插座与外部的真空泵连接；

抽气嘴8，位于飞轮底座4的下端，通过紧固螺钉安装在飞轮底座4上。

上述机械储能飞轮装置的原理如图1所示，当电动发电两用机处于电动机模式时，电机控制系统控制电机驱动转子组件加速转动，将电能转换为转子组件的旋转动能，对电能进行存储；当电动发电两用机处于发电机模式时，转子组件处于自动减速状态，电机转子永磁体产生的磁场，在电动发电两用机定子绕组内产生变化的磁通，从而形成电流，并通过电机控制系统输出所需的电能。储能飞轮装置工作时，转子的重力基本上被被动承重磁轴承产生的斥力抵消，使得机械轴承在重力方向只承受较小的压力和摩擦力，从而延长了机械轴承的寿命。

下面结合具体实施例对本实用新型的机械储能飞轮装置作进一步说明。

如图1所示，本实用新型实施例的机械储能飞轮装置，是一种基于双被动承重式的机械储能飞轮装置，主要由定子组件、转子组件、上角接触轴承1A、下角接触轴承1B、上被动承重磁轴承、下被动承重磁轴承、上电动发电两用机和下电动发电两用机几部分组成，其中，定子组件主要包括：定子芯轴2、飞轮底座4、密封螺纹环5、真空插座7、抽气嘴8、支架10、密封盖12和焊接密封带13；

上角接触轴承1A、下角接触轴承1B、定子芯轴2、下电动发电两用机3杯形定子、下被动承重磁轴承6定子、上电动发电两用机9杯形定子和上被动承重磁轴承11定子也均设置在定子组件上；

定子组件结构及与各部件连接为：

上角接触轴承1A和下角接触轴承1B位于定子芯轴2径向外侧，并通过自锁螺母固定在定子芯轴2上部和下部；

下电动发电两用机3杯形定子位于飞轮底座4的内部，并通过紧固螺钉固定在飞轮底座4上；飞轮底座4位于定子芯轴2的径向外侧；

密封螺纹环5位于定子芯轴2和飞轮底座4下端，并通过螺纹连接安装在飞轮底座4下端；下被动承重磁轴承6定子位于飞轮底座4内，并通过紧固螺钉安装在飞轮底座4上；

真空插座7位于飞轮底座4的下端孔内，并通过紧固螺钉固定在飞轮底座4上；

抽气嘴8位于飞轮底座4的下端，并通过紧固螺钉安装在飞轮底座4上；

上电动发电两用机9杯形定子位于定子芯轴2径向外侧和支架10下端，并通过紧固螺钉固定在支架10上；

支架10通过紧固螺钉固定在飞轮底座4上端，并通过限位键约束定子芯轴2转动自由度；定子芯轴2通过其上端自锁螺母和下端螺钉安装在飞轮底座4和支架10上；

上被动承重磁轴承11定子位于上电动发电两用机9杯形定子的径向外侧，并通过紧固螺钉安装在支架10上；

密封盖12位于定子芯轴2、飞轮底座4和支架10上端，并通过密封盖12中心内螺纹与定子芯轴2上端外螺纹配合；

焊接密封带13位于飞轮底座4、支架10和密封盖12三者的径向外侧，并通过焊锡焊接固定在飞轮底座4、支架10和密封盖12上；

转子组件主要包括：飞轮钢体14、上轴承盖15A和下轴承盖15B；

下电动发电两用机3内转子、下电动发电两用机3外转子、下被动承重磁轴承6转子、上电动发电两用机9内转子、上电动发电两用机9外转子和上被动承重磁轴承11转子均设置在转子组件上；

飞轮钢体14位于定子芯轴2径向外侧，设置在飞轮底座4内；

下电动发电两用机3内转子和上电动发电两用机9内转子分别位于下电动发电两用机3杯形定子和上电动发电两用机9杯形定子径向内侧，并通过环氧树脂胶粘接安装在飞轮钢体14环形槽内；

下电动发电两用机3外转子和上电动发电两用机9外转子分别位于下电动发电两用机3杯形定子和上电动发电两用机9杯形定子径向外侧，并通过环氧树脂胶粘接安装在飞轮钢体14下端环形槽内；

下被动承重磁轴承6转子位于飞轮钢体14下端环形槽内，并通过环氧树脂胶粘接在飞轮钢体14环形槽内；

上被动承重磁轴承11转子位于飞轮钢体14上端环形槽内，并通过环氧树脂胶粘接在飞轮钢体14上端环形槽内，上轴承盖15A和下轴承盖15B分别位于上角接触轴承1A和下角接触轴承1B的径向外侧，并通过紧固螺钉分别安装在飞轮钢体14的上端和下端。

图2a为本实用新型中飞轮底座4、支架10、密封盖12和焊接密封带13四者之间的焊接截面局部示意图，图2b为本实用新型中飞轮底座4、支架10、密封盖12和焊接密封带13四者之间的焊接三维结构示意图，支架10通过紧固螺钉固定在飞轮底座4上端，密封盖12位于飞轮底座4和支架10上端，焊接密封带13位于飞轮底座4、支架10和密封盖12三者的径向外侧，并通过焊锡焊接固定在飞轮底座4、支架10和密封盖12上，待储能飞轮调试和性能测试完毕，通过上焊锡环21A和下焊锡环21B将焊接密封带13密封焊接在飞轮底座4、支架10和密封盖12三者的外圆柱面上，为储能飞轮系统提供一个高真空的密封工作环境。

图3为本实用新型中下被动承重磁轴承6定子和下被动承重磁轴承6转子组成的下被动承重磁轴承6截面示意图，下被动承重磁轴承6定子位于飞轮底座4内，并通过紧固螺钉安装在飞轮底座4上，下被动承重磁轴承6转子位于飞轮钢体14下端环形槽内，并通过环氧树脂胶粘接在飞轮钢体14环形槽内，下被动承重磁轴承6定子和下被动承重磁轴承6转子均包括七个环形磁钢，磁钢为衫钴合金或钕铁硼合金材料，下被动承重磁轴承6定子七个环形磁钢充磁方向从内至外依次为，轴向向上、径向向内、轴向向下、径向向外、轴向向上、径向向内和轴向向下，下被动承重磁轴承6转子七个环形磁钢充磁方向从内至外依次为，轴向向下、径向向内、轴向向上、径向向外、轴向向下、径向向内和轴向向上，下被动承重磁轴承6定子七个环形磁钢通过环氧树脂胶粘接在下被动承重磁轴承6定子座内，下被动承重磁轴承6转子七个环形磁钢通过环氧树脂胶粘接在飞轮钢体14环形槽内。

图4为本实用新型中下电动发电两用机3、飞轮底座4和飞轮钢体14三者之间的连接截面局部示意图，下电动发电两用机3主要包括下电动发电两用机定子31、下电动发电两用机内转子叠片32、下电动发电两用机内转子叠片压环33、下电动发电两用机磁钢34、下电动发电两用机外转子叠片35和下电动发电两用机外转子叠片压环36，下电动发电两用机定子31通过紧固螺钉定位安装在飞轮底座4上，下电动发电两用机内转子叠片32通过环氧树脂胶粘接在飞轮钢体14下环形槽内，并通过下电动发电两用机内转子叠片压环33将其压紧在飞轮钢体14下环形槽内，下电动发电两用机磁钢34和下电动发电两用机外转子叠片35通过环氧树脂胶粘接在在飞轮钢体14下环形槽内，并通过下电动发电两用机外转子叠片压环36将其压紧在飞轮钢体14下环形槽内，下电动发电两用机定子31与下电动发电两用机内转子叠片32和下电动发电两用机磁钢34间存在一定的磁间隙，大小约为0.3mm-0.6mm。

图5为本实用新型中转子组件剖视图，转子组件主要包括：下被动承重磁轴承6转子、上被动承重磁轴承11转子、飞轮钢体14、上轴承盖15A、下轴承盖15B、下电动发电两用机内转子叠片32、下电动发电两用机内转子叠片压环33、下电动发电两用机磁钢34、下电动发电两用机外转子叠片35、下电动发电两用机外转子叠片压环36、上电动发电两用机内转子叠片92、上电动发电两用机内转子叠片压环93、上电动发电两用机磁钢94、上电动发电两用机外转子叠片95和上电动发电两用机外转子叠片压环96，下被动承重磁轴承6转子通过环氧树脂胶粘接在飞轮钢体14下端环形槽内，上被动承重磁轴承11转子通过环氧树脂胶粘接在飞轮钢体14上端环形槽内，上轴承盖15A和下轴承盖15B通过紧固螺钉分别安装在飞轮钢体14的上端和下端，下电动发电两用机内转子叠片32通过环氧树脂胶粘接在飞轮钢体14下环形槽内，并通过下电动发电两用机内转子叠片压环33将其压紧在飞轮钢体14环下形槽内，下电动发电两用机磁钢34和下电动发电两用机外转子叠片35通过环氧树脂胶粘接在在飞轮钢体14下环形槽内，并通过下电动发电两用机外转子叠片压环36将其压紧在飞轮钢体14下环形槽内，上电动发电两用机内转子叠片92通过环氧树脂胶粘接在飞轮钢体14上环形槽内，并通过上电动发电两用机内转子叠片压环93将其压紧在飞轮钢体14环上形槽内，上电动发电两用机磁钢94和上电动发电两用机外转子叠片95通过环氧树脂胶粘接在在飞轮钢体14上环形槽内，并通过上电动发电两用机外转子叠片压环96将其压紧在飞轮钢体14上环形槽内。

图6为本实用新型中定子芯轴2剖视图，其材料为GGr15或9Cr18材料，上端支架螺纹201用于与密封盖12和自锁螺母连接，架键槽202用于限制定子芯轴2轴向转动，上角接触轴承螺纹203和下角接触轴承螺纹206均用于与自锁螺母螺纹连接，上角接触轴承外圆柱面204和下角接触轴承圆柱面205分别用于与上角接触轴承1A内孔和下角接触轴承1B内孔配合，螺纹孔207用于与飞轮底座4连接。

图7a为本实用新型中飞轮底座4剖视图，图7b为本实用新型飞轮底座仰视三维结构示意图，图7c为本实用新型飞轮底座俯视三维结构示意图，其材料为超硬铝7A09-T6，上端外圆柱面41用于与焊接密封带13密封焊接，上端螺纹孔42用于与支架10固定安装，底部过孔43用于电缆走线，下端过孔44用于储能飞轮整机系统与地面连接，下端螺纹孔45用于下被动承重磁轴承6定子固定安装，飞轮底座定位止口46用于电动发电两用机定子31径向定位，下端螺纹孔47用于下电动发电两用机定子31的固定安装，下端过孔48用于电缆走线，下端内孔49用于与定子芯轴2配合安装，过孔50用于定子芯轴2和飞轮底座4的连接。

图8为本实用新型中飞轮钢体14剖视图，其材料为高导磁率S06钢或3J33钢，内圆柱面141用于与上角接触轴承1A和下角接触轴承1B外圆柱面过度配合，底部螺纹孔142用于下轴承盖15B的定位安装，环形槽143用于与下电动发电两用机杯形定子31间隙配合安装，环形槽144用于定位下电动发电两用机3转子安装，下端环形槽145用于下被动承重磁轴承6转子粘接安装，上端环形槽146用于上被动承重磁轴承11转子粘接安装，环形槽147用于上电动发电两用机9转子安装，环形槽148用于与上电动发电两用机9杯形定子间隙配合安装，顶部螺纹孔149用于上轴承盖15A的定位安装。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本实用新型利用双被动承重磁轴承悬浮力抵消飞轮转子重力，大大减小了机械轴承的承载负荷，降低了机械轴承(即接触轴承)的摩擦磨损，延长了机械轴承的使用寿命，提高了储能飞轮装置的可靠性和工作效率。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种机械储能飞轮装置，其特征在于，包括：定子组件、转子组件、接触轴承、被动承重磁轴承和电动发电两用机；其中， 

所述转子组件设置在所述定子组件内，环绕设置在所述定子组件内的定子芯轴(2)外； 

所述转子组件的飞轮钢体(14)通过所述接触轴承与所述定子组件的定子芯轴(2)活动连接，所述转子组件能经所述接触轴承绕所述定子芯轴(2)自由转动； 

所述定子组件与所述转子组件之间设置所述被动承重磁轴承，所述被动承重磁轴承的定子固定设置在所述定子组件上，所述被动承重磁轴承的转子固定设置在所述转子组件上，所述被动承重磁轴承的定子与被动承重磁轴承的转子两者位置相对应并保持非接触间隙； 

所述电动发电两用机的定子固定设置在所述定子组件上，所述电动发电两用机的转子设置在所述转子组件上，所述电动发电两用机的定子与所述电动发电两用机的转子两者位置相对应并保持非接触间隙。 

2.根据权利要求1所述的机械储能飞轮装置，其特征在于，所述接触轴承包括上角接触轴承(1A)和下角接触轴承(1B)，其中，所述上角接触轴承(1A)固定设置在所述定子组件内的定子芯轴(2)上部的径向外侧，所述下角接触轴承(1B)固定设置在所述定子组件内的定子芯轴(2)下部的径向外侧。 

3.根据权利要求1所述的机械储能飞轮装置，其特征在于，所述被动承重磁轴承包括上被动承重磁轴承(11)和下被动承重磁轴承(6)，其中，所述上被动承重磁轴承(11)的定子固定设置在所述定子组件上端的支架(10)底面上，所述上被动承重磁轴承(11)的转子固定设置在所述转子组件的飞轮钢体(14)上端；所述下被动承重磁轴承(6)的定子固定设置在所述定子组件下端顶面上，所述下被动承重磁轴承(11)的转子固定设置在所述转子组件的飞轮钢体(14)下端。 

4.根据权利要求3所述的机械储能飞轮装置，其特征在于，所述上被动承重磁轴承(11)定子和上被动承重磁轴承(11)转子之间的间隙为1mm；所述下被动承重磁轴承(6)定子和下被动承重磁轴承(6)转子之间的间隙为1mm。 

5.根据权利要求3所述的机械储能飞轮装置，其特征在于，所述上被动承重磁轴承(11)定子和转子均由七个环形磁钢从内至外套装在一起组成，所述上被动承重磁轴承(11)定子的七个环形磁钢充磁方向从内至外依次为：轴向向下、径向向内、轴向向上、径向向外、轴向向下、径向向内和轴向向上；所述上被动承重磁轴承(11)转子的七个环 形磁钢充磁方向从内至外依次为：轴向向上、径向向内、轴向向下、径向向外、轴向向上、径向向内和轴向向下； 

所述下被动承重磁轴承(6)定子与转子均由七个环形磁钢从内至外套装在一起组成，所述下被动承重磁轴承(6)定子的七个环形磁钢充磁方向从内至外依次为：轴向向上、径向向内、轴向向下、径向向外、轴向向上、径向向内和轴向向下；所述下被动承重磁轴承(6)转子的七个环形磁钢充磁方向从内至外依次为，轴向向下、径向向内、轴向向上、径向向外、轴向向下、径向向内和轴向向上。 

6.根据权利要求5所述的机械储能飞轮装置，其特征在于，所述各环形磁钢采用衫钴合金环形磁钢或钕铁硼合金环形磁钢。 

7.根据权利要求1所述的机械储能飞轮装置，其特征在于，所述电动发电两用机包括上电动发电两用机和下电动发电两用机； 

所述上电动发电两用机设置在所述定子组件与转子组件的上端，所述上电动发电两用机的定子采用杯形定子，所述上电动发电两用机的转子采用与所述杯形定子匹配的内转子和外转子，所述内转子和外转子均设置在所述转子组件的飞轮钢体(14)上端的环形槽内，所述环形槽位于所述飞轮钢体(14)上端设置的所述被动承重磁轴承的转子内侧； 

所述下电动发电两用机设置在所述定子组件与转子组件的下端，所述下电动发电两用机的定子采用杯形定子，所述下电动发电两用机的转子采用与所述杯形定子匹配的内转子和外转子，所述内转子和外转子均设置在所述转子组件的飞轮钢体(14)下端的环形槽内，所述环形槽位于所述飞轮钢体(14)下端设置的所述被动承重磁轴承的转子内侧。 

8.根据权利要求7所述的机械储能飞轮装置，其特征在于，所述上电动发电两用机(9)杯形定子与上电动发电两用机(9)内转子和上电动发电两用机(9)外转子的径向磁间隙均为0.3mm～0.6mm；下电动发电两用机(3)杯形定子与下电动发电两用机(3)内转子和下电动发电两用机(3)外转子的径向磁间隙均为0.3mm～0.6mm。 

9.根据权利要求1所述的机械储能飞轮装置，其特征在于，所述定子组件的结构为： 

设有飞轮底座(4)，为上端开口，底面设有下端孔的筒形结构； 

所述定子芯轴(2)设置在飞轮底座(4)内的中间部位； 

设有支架(10)，固定覆盖设置在所述飞轮底座(4)上端开口上，所述支架(10)中间部位设有供所述定子芯轴(2)穿过的通孔，所述支架(10)与所述定子芯轴(2)上端固定连接； 

所述支架(10)、所述定子芯轴(2)与所述飞轮底座(4)固定连接后，在所述飞轮 底座(4)内形成设置所述转子组件的环形腔体； 

设有密封盖(12)，位于所述定子芯轴(2)、所述飞轮底座(4)和所述支架(10)上端，通过该密封盖(12)中心内螺纹与所述定子芯轴(2)上端外螺纹配合连接； 

设有焊接密封带(13)，位于飞轮底座(4)、支架(10)和密封盖(12)三者的径向外侧，通过焊接固定在所述飞轮底座(4)、所述支架(10)和所述密封盖(12)上； 

设有密封螺纹环(5)，固定设置在所述飞轮底座(4)的下端孔处，处于所述定子芯轴(2)下端与所述飞轮底座(4)的下端孔连接处。 

10.根据权利要求1所述的机械储能飞轮装置，其特征在于，还包括： 

真空插座(7)，位于所述飞轮底座(4)的下端孔内，通过紧固螺钉固定在所述飞轮底座(4)上； 

抽气嘴(8)，位于所述飞轮底座(4)的下端，通过紧固螺钉安装在所述飞轮底座(4)上。