CN211209491U - 一种磁悬浮飞轮的蓄能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，包括：磁力驱动组件、飞轮；飞轮包括：支撑组件、转子系统；支撑组件包括：真空腔、径向磁轴承、第一轴向磁轴承、第二轴向磁轴承；转子系统包括：轮毂、环形的转子、第一磁钢；轮毂套接在转子中，并与转子固定连接；磁力驱动组件通过磁力进扭矩传递，以通过驱动第一磁钢带动轮毂转动。通过磁力驱动组件与飞轮之间磁力驱动的方式，采用分体的设计，散热效果好，且磁力驱动组件可以以流水驱动的方式驱动多个飞轮，且在不驱动时，可通过磁力驱动组件远离飞轮，避免能量损耗，且通过径向磁轴承、第一轴向磁轴承、第二轴向磁轴承的方式支撑飞轮中的转子系统，支撑的方式更稳固，可以保证飞轮更好的工作。

Description

一种磁悬浮飞轮的蓄能装置

技术领域

本实用新型涉及飞轮蓄能装置领域，特别涉及一种磁悬浮飞轮的蓄能装置。

背景技术

目前的飞轮储能装置，飞轮与电机被封装在一个密闭的容器中，飞轮的底部设置有磁铁，而在该容器的底部内侧也设置有磁铁，通过飞轮上与容器底部之间极性相同的磁铁以互斥的方式对飞轮实现支撑；但这种方式一则由于与电机封装在一起，导致一个飞轮储能装置需要一个专用的电机，而电机在带动飞轮转动到一定转速之后，就不再工作，导致电机的利用率不高，且由于被封装在一起，导致电机工作时所产生的大量热量无法有效散发，且电机不工作时，由于电磁效应会导致飞轮储能装置的能量有所损耗；再就是以磁铁的方式实现支撑的方式并不稳固，特别当飞轮高速旋转时，容易由于所产生的过大的离心力产生破坏。

由此，目前需要一种更好的飞轮储能装置，以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提出了一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，通过磁力驱动组件与飞轮之间磁力驱动的方式，磁力驱动组件并不会与飞轮封装在一起，而是采用分体的设计，散热效果好，且磁力驱动组件可以以流水驱动的方式驱动多个飞轮，且在不驱动时，可以使得磁力驱动组件远离飞轮，避免电磁效应造成的能量损耗，且本方案中通过径向磁轴承、第一轴向磁轴承、第二轴向磁轴承的方式支撑飞轮中的转子系统，支撑的方式更稳固，可以保证飞轮更好的工作。

具体的，本实用新型提出了以下具体的实施例：

本实用新型实施例提出了一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，包括：磁力驱动组件、飞轮；其中，所述飞轮包括：支撑组件、转子系统；

所述支撑组件包括：真空腔、径向磁轴承、第一轴向磁轴承、第二轴向磁轴承；所述真空腔体的顶部中心的外侧设置有圆柱形凸起，所述圆柱形凸起内设置有圆柱形的连接孔；所述真空腔体的底部中心的内侧设置有环形突出部，所述环形突出部设置有内置容纳腔；所述径向磁轴承、所述第一轴向磁轴承、所述第二轴向磁轴承从上至下依次被设置在所述内置容纳腔的内壁；

所述转子系统包括：轮毂、环形的转子、环形的第一磁钢；所述轮毂套接在所述转子中，并与所述转子固定连接；所述轮毂的中心设置有中心轴，所述中心轴的上部套接有所述第一磁钢，所述中心轴的下部设置有径向突出；所述中心轴的下部穿过所述径向磁轴承、所述第一轴向磁轴承、所述第二轴向磁轴承，且将所述径向突出设置在所述第一轴向磁轴承与所述第二轴向磁轴承之间，同时将所述中心轴的上部在套接有所述第一磁钢之后套设在所述连接孔内，以实现所述支撑组件对所述转子系统的支撑；

所述磁力驱动组件通过磁力进扭矩传递，以通过驱动所述第一磁钢带动轮毂转动。

在一个具体的实施例中，所述磁力驱动组件包括：同轴磁性联轴器的外磁体或电机定子。

在一个具体的实施例中，所述外磁体包括：转动轴、环形的第二磁钢；其中，所述转动轴的上部用于与外接动力件相连；所述转动轴的下部设置有圆柱形的内凹槽；所述内凹槽与所述圆柱形凸起匹配，所述内凹槽内壁的下侧固定有所述第二磁钢。

在一个具体的实施例中，所述第一磁钢的高度与所述第二磁钢的高度一致。

在一个具体的实施例中，所述真空腔由上盖和底座组成；

所述上盖的中心的外侧设置有所述圆柱形凸起；

所述底座中心的内侧设置有所述环形突出部。

在一个具体的实施例中，所述上盖采用不导磁不导电的材料制成。

在一个具体的实施例中，所述上盖具体为：陶瓷上盖、或塑料上盖、或玻璃纤维复合材料上盖。

在一个具体的实施例中，所述轮毂为金属轮毂；

所述转子为碳纤维复合材料转子；

所述转子的高度与所述轮毂的外侧高度一致。

所述径向磁轴承设置有2个，分别为第一径向磁轴承与第二径向磁轴承；其中，所述第一径向磁轴承设置在所述内置容纳腔的上部；所述第二径向磁轴承设置在所述内置容纳腔的下部。

在一个具体的实施例中，所述支撑组件还包括：第一保护轴承与第二保护轴承；

其中，所述第一保护轴承设置在所述内置容纳腔的顶部；所述第二保护轴承设置在所述内置容纳腔的底部；

所述中心轴的下部依次穿过所述第一保护轴承、所述径向磁轴承、所述第一轴向磁轴承、所述第二轴向磁轴承、第二保护轴承。

以此，本实用新型实施例提出了一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，通过径向磁轴承、第一轴向磁轴承、第二轴向磁轴承的方式支撑飞轮中的转子系统，支撑的方式更稳固，可以保证飞轮更好的工作。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提出的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提出的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置的分解结构示意图；

图3为本实用新型实施例提出的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提出的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置的分解结构示意图；

图5为本实用新型实施例提出的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置中轮毂的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提出的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置中轮毂的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提出的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置中底座的结构示意图。

图例说明：

1-磁力驱动组件；

11-转动轴；110-内凹槽；12-第二磁钢；

2-飞轮；

21-支撑组件；

211-真空腔；2110-上盖；2111-底座；

201-圆柱形凸起；202-连接孔；203-环形突出部；204-内置容纳腔；

212-径向磁轴承；2121-第一径向磁轴承；2122-第二径向磁轴承；

213-第一轴向磁轴承；214-第二轴向磁轴承；

215-第一保护轴承；216-第二保护轴承；

22-转子系统；

221-轮毂；2211-中心轴

222-转子；223-第一磁钢。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。

实施例1

本实用新型实施例公开了一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，如图1-图7 所示，包括：磁力驱动组件1、飞轮2；其中，所述飞轮2包括：支撑组件21、转子系统22；

具体的转子系统22被支撑组件21所支撑，并在磁力驱动组件1的磁力驱动下转动。

所述支撑组件21包括：真空腔211、径向磁轴承212、第一轴向磁轴承213、第二轴向磁轴承214；所述真空腔211体的顶部中心的外侧设置有圆柱形凸起201，所述圆柱形凸起201内设置有圆柱形的连接孔202；所述真空腔211体的底部中心的内侧设置有环形突出部203，所述环形突出部203设置有内置容纳腔204；所述径向磁轴承212、所述第一轴向磁轴承213、所述第二轴向磁轴承214从上至下依次被设置在所述内置容纳腔204的内壁；

所述转子系统22包括：轮毂221、环形的转子222、环形的第一磁钢 223；所述轮毂221套接在所述转子222中，并与所述转子222固定连接；所述轮毂221的中心设置有中心轴2211，所述中心轴2211的上部套接有所述第一磁钢223，所述中心轴2211的下部设置有径向突出；所述中心轴2211的下部穿过所述径向磁轴承212、所述第一轴向磁轴承213、所述第二轴向磁轴承214，且将所述径向突出设置在所述第一轴向磁轴承213 与所述第二轴向磁轴承214之间，同时将所述中心轴2211的上部在套接有所述第一磁钢223之后套设在所述连接孔202内，以实现所述支撑组件 21对所述转子系统22的支撑；

具体的磁力驱动组件1通过磁力驱动第一磁钢223，进而带动转子系统22中的轮毂221转动，而轮毂221又固定有转子222，使得转子222 也同时转动。

所述磁力驱动组件1通过磁力进扭矩传递，以通过驱动所述第一磁钢 223带动轮毂221转动。

具体的，为了更好的支撑转子系统22，通过第一轴向磁轴承213与第二轴向磁轴承214对径向突出进行中心轴2211的轴向方向的支撑，在通过径向磁轴承212对中心轴2211进行径向方向的支撑，以此实现整个中心轴2211的悬浮，进而使得轮毂221悬浮，以及整个转子系统22处于悬浮的状态。

在一个具体的实施例中，所述磁力驱动组件1包括：同轴磁性联轴器的外磁体(如图1与图2所示)或电机定子(如图3与图4所示)。

电机定子进行通电后，产生磁力，以进行扭矩传递，同样驱动第一磁钢223，进而带动轮毂221转动。

在一个具体的实施例中，如图1及图2所示，所述外磁体包括：转动轴11、环形的第二磁钢12；其中，所述转动轴11的上部用于与外接动力件相连；所述转动轴11的下部设置有圆柱形的内凹槽110；所述内凹槽 110与所述圆柱形凸起201匹配，所述内凹槽110内壁的下侧固定有所述第二磁钢12。

在一个具体的实施例中，为了更好的进行磁力传递扭矩，所述第一磁钢223的高度与所述第二磁钢12的高度一致。第一磁钢223与第二磁钢 12均为环状

在一个具体的实施例中，所述真空腔211由上盖2110和底座2111 组成；

所述上盖2110的中心的外侧设置有所述圆柱形凸起201；

所述底座2111中心的内侧设置有所述环形突出部203。

在一个具体的实施例中，为了更好的避免电磁感应所产生的能量损耗，所述上盖2110采用不导磁不导电的材料制成。

以此，在具体的应用环境下，所述上盖2110具体为：陶瓷上盖、或塑料上盖、或玻璃纤维复合材料上盖。

在一个具体的实施例中，所述轮毂221为金属轮毂；

所述转子222为碳纤维复合材料转子；

所述转子222的高度与所述轮毂221的外侧高度一致。

在一个具体的实施例中，为了更好的实现径向支撑，所述径向磁轴承 212设置有2个，分别为第一径向磁轴承2121与第二径向磁轴承2122；其中，所述第一径向磁轴承2121设置在所述内置容纳腔204的上部；所述第二径向磁轴承2122设置在所述内置容纳腔204的下部。

在一个具体的实施例中，为了更好的保护轮毂221，以及对轮毂221 进行限位操作，所述支撑组件21还包括：第一保护轴承215与第二保护轴承216；

其中，所述第一保护轴承215设置在所述内置容纳腔204的顶部；所述第二保护轴承216设置在所述内置容纳腔204的底部；

所述中心轴2211的下部依次穿过所述第一保护轴承215、所述径向磁轴承212、所述第一轴向磁轴承213、所述第二轴向磁轴承214、第二保护轴承216。

以此，本实用新型实施例提出了一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，通过磁力驱动组件1与飞轮2之间磁力驱动的方式，磁力驱动组件1并不会与飞轮2封装在一起，而是采用分体的设计，散热效果好，且磁力驱动组件1 可以以流水驱动的方式驱动多个飞轮2，且在不驱动时，可以使得磁力驱动组件1远离飞轮2，避免电磁效应造成的能量损耗，且本方案中通过径向磁轴承212、第一轴向磁轴承213、第二轴向磁轴承214的方式支撑飞轮2中的转子系统22，支撑的方式更稳固，可以保证飞轮2更好的工作。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本实用新型序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，其特征在于，包括：磁力驱动组件、飞轮；其中，所述飞轮包括：支撑组件、转子系统；

所述支撑组件包括：真空腔、径向磁轴承、第一轴向磁轴承、第二轴向磁轴承；所述真空腔体的顶部中心的外侧设置有圆柱形凸起，所述圆柱形凸起内设置有圆柱形的连接孔；所述真空腔体的底部中心的内侧设置有环形突出部，所述环形突出部设置有内置容纳腔；所述径向磁轴承、所述第一轴向磁轴承、所述第二轴向磁轴承从上至下依次被设置在所述内置容纳腔的内壁；

所述转子系统包括：轮毂、环形的转子、环形的第一磁钢；所述轮毂套接在所述转子中，并与所述转子固定连接；所述轮毂的中心设置有中心轴，所述中心轴的上部套接有所述第一磁钢，所述中心轴的下部设置有径向突出；所述中心轴的下部穿过所述径向磁轴承、所述第一轴向磁轴承、所述第二轴向磁轴承，且将所述径向突出设置在所述第一轴向磁轴承与所述第二轴向磁轴承之间，同时将所述中心轴的上部在套接有所述第一磁钢之后套设在所述连接孔内，以实现所述支撑组件对所述转子系统的支撑；

所述磁力驱动组件通过磁力进扭矩传递，以通过驱动所述第一磁钢带动轮毂转动。

2.如权利要求1所述的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，其特征在于，所述磁力驱动组件包括：同轴磁性联轴器的外磁体或电机定子。

3.如权利要求2所述的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，其特征在于，所述外磁体包括：转动轴、环形的第二磁钢；其中，所述转动轴的上部用于与外接动力件相连；所述转动轴的下部设置有圆柱形的内凹槽；所述内凹槽与所述圆柱形凸起匹配，所述内凹槽内壁的下侧固定有所述第二磁钢。

4.如权利要求3所述的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，其特征在于，所述第一磁钢的高度与所述第二磁钢的高度一致。

5.如权利要求1所述的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，其特征在于，所述真空腔由上盖和底座组成；

所述上盖的中心的外侧设置有所述圆柱形凸起；

所述底座中心的内侧设置有所述环形突出部。

6.如权利要求5所述的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，其特征在于，所述上盖采用不导磁不导电的材料制成。

7.如权利要求5所述的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，其特征在于，所述上盖具体为：陶瓷上盖、或塑料上盖、或玻璃纤维复合材料上盖。

8.如权利要求1所述的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，其特征在于，所述轮毂为金属轮毂；

所述转子为碳纤维复合材料转子；

所述转子的高度与所述轮毂的外侧高度一致。

9.如权利要求1所述的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，其特征在于，所述径向磁轴承设置有2个，分别为第一径向磁轴承与第二径向磁轴承；其中，所述第一径向磁轴承设置在所述内置容纳腔的上部；所述第二径向磁轴承设置在所述内置容纳腔的下部。

10.如权利要求1或9所述的一种磁悬浮飞轮的蓄能装置，其特征在于，所述支撑组件还包括：第一保护轴承与第二保护轴承；

其中，所述第一保护轴承设置在所述内置容纳腔的顶部；所述第二保护轴承设置在所述内置容纳腔的底部；

所述中心轴的下部依次穿过所述第一保护轴承、所述径向磁轴承、所述第一轴向磁轴承、所述第二轴向磁轴承、第二保护轴承。

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