CN218162086U - 一种新型储能飞轮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型储能飞轮装置，包括飞轮盘，所述飞轮盘的的边缘同轴设有绝缘环，所述绝缘环沿轴向方向向一侧延伸；转轴，所述转轴与飞轮盘同轴设置；定子，所述定子通过轴承与转轴转动相连；铁芯，所述铁芯有若干个且与定子固定相连，铁芯沿定子的周向方向呈圆周阵列排布；线圈组，所述线圈组有若干个且与铁芯固定相连，线圈与铁芯对应设置；磁铁，所述磁铁有若干个且设于绝缘环内侧，磁铁沿绝缘环的周向方向呈圆周阵列排布。本实用新型能够将利用飞轮转动中耗散的能量并转化为电能，再进一步用电能驱动飞轮转动，起到提高能量利用率，增强飞轮储能效果的目的，能够节省能源消耗，具有可观的经济效益。

Description

一种新型储能飞轮装置

技术领域

本实用新型涉及飞轮装置技术领域，具体是指一种新型储能飞轮装置。

背景技术

飞轮装置作为一种储能装置应用广泛，飞轮能够将电能等形式的能量转化为飞轮转动的机械能进行存储，输出能量时则可将飞轮的机械能转化为电能或将飞轮的机械能直接输出。储能时，飞轮通常设置于电动机等动力装置上，需要借助动力装置带动，动力装置与飞轮之间能量的传递或转化过程中必然存在能量消耗，需尽可能减少该能量消耗或对该能量消耗进行一定的补偿。放能时，飞轮将机械能转化为电能的过程与发电机的过程相似，也在一定程度上与电动机的逆过程相似。

传统飞轮装置在工作的过程中，有部分能量被损耗，造成了能量利用率较低的问题，需要一种新的飞轮结构，将损耗的能量利用起来，增强飞轮的储能能力。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为一种新型储能飞轮装置：

一种新型储能飞轮装置，包括

飞轮盘，所述飞轮盘的的边缘同轴设有绝缘环，所述绝缘环沿轴向方向向一侧延伸；

转轴，所述转轴与飞轮盘同轴设置；

定子，所述定子通过轴承与转轴转动相连；

铁芯，所述铁芯有若干个且与定子固定相连，铁芯沿定子的周向方向呈圆周阵列排布；

线圈组，所述线圈组有若干个且与铁芯固定相连，线圈与铁芯对应设置；

磁铁，所述磁铁有若干个且设于绝缘环内侧，磁铁沿绝缘环的周向方向呈圆周阵列排布。

作为改进，所述绝缘环采用绝缘材质制成。

作为改进，所述铁芯位于定子与飞轮盘之间；在竖直面上，铁芯与转轴间设有空隙。

作为改进，所述铁芯采用变压器矽钢片制成。

作为改进，所述铁芯上设有螺孔，并通过非磁性材料制成的螺丝固定在定子上。

作为改进，任意两个相邻磁铁朝向轴心的磁极为N级和S级交错排布。

作为改进，所述磁铁为钕铁硼永磁铁。

作为改进，所述磁铁的中线与线圈组的中线位于同一竖直面内。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：本实用新型能够将利用飞轮转动中耗散的能量并转化为电能，再进一步用电能驱动飞轮转动，起到提高能量利用率，增强飞轮储能效果的目的，能够节省能源消耗，具有可观的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型一种新型储能飞轮装置的结构示意图。

图2是本实用新型一种新型储能飞轮装置中定子的结构示意图。

图3是本实用新型一种新型储能飞轮装置中电路部分的示意图。

如图所示：1、飞轮盘；2、绝缘环；3、转轴；4、定子；5、轴承；6、铁芯；7、线圈组；8、磁铁。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“竖向”、“周向”、“径向”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型一种新型储能飞轮装置做进一步的详细说明。

结合附图，图1～3，一种新型储能飞轮装置，包括

飞轮盘1，飞轮盘1的的边缘同轴设有绝缘环2，绝缘环2沿轴向方向向一侧延伸；

转轴3，转轴3与飞轮盘1同轴设置；

定子4，定子4通过轴承5与转轴3转动相连；

铁芯6，铁芯6有若干个且与定子4固定相连，铁芯6沿定子4的周向方向呈圆周阵列排布；

线圈组7，线圈组7有若干个且与铁芯6固定相连，线圈与铁芯6对应设置；

磁铁8，磁铁8有若干个且设于绝缘环2内侧，磁铁8沿绝缘环2的周向方向呈圆周阵列排布。

本实施例中，如图所示，绝缘环2采用绝缘材质制成。

本实施例中，如图所示，铁芯6位于定子4与飞轮盘1之间；在竖直面上，铁芯6与转轴3间设有空隙。

本实施例中，如图所示，铁芯6采用变压器矽钢片制成。

本实施例中，如图所示，铁芯6上设有螺孔，并通过非磁性材料制成的螺丝固定在定子4上。

本实施例中，如图所示，任意两个相邻磁铁8朝向轴心的磁极为N级和S级交错排布。

本实施例中，如图所示，磁铁8为钕铁硼永磁铁。

本实施例中，如图所示，磁铁8的中线与线圈组7的中线位于同一竖直面内。

本实用新型在具体实施中，线圈组内设有控制电路，其中，控制电路包括感应模块与驱动模块，感应模块控制驱动模块的导通，感应模块与驱动模块内均设有线圈。

一般情况下，转轴与外部装置(如发电机主体)相连，转轴可带动与之相连的飞轮盘同步转动；设于转轴上的定子与发电机其他部件固定，使其保持固定不随转轴转动；

因此，在飞轮盘转动时，设于其上的磁铁与线圈组相互作用，磁场的变化使线圈组内磁通量发生变化，由此产生脉冲式感应电流，进而使驱动模块导通并产生变化的磁场；产生的磁场始终与磁铁相互作用，基于同性相斥异性相吸的原理，持续作用到飞轮盘上，使飞轮盘能够增大转速并储能。在这一过程中，其他能量来源(例如发电机)在驱动飞轮盘转动的过程中，必然有能量的损耗，本装置将该部分损耗的能量转换为电能，并再次转化为机械能作用于飞轮盘，实现减少能量损耗，增大飞轮盘储能效果的目的。

本实用新型在具体实施中，需要注意的是，磁铁及铁芯的安装均要采用硬质绝缘体，防止对线圈组产生干扰；线圈组能够单独或多个间串并联工作；铁芯与转轴间要有一定的空隙且不能过近，同样位于避免干扰；每个铁芯6都需采用变压器矽钢片且独立安装，为产生磁屏蔽；

结合附图，图3，飞轮盘转动中，磁感线切割线圈，L1得到脉冲信号，经R1、T1(开关管)、R2工作、线圈L2得到负脉冲驱动飞轮盘工作，S、N经过L2不断的磁切割，L2有脉冲电流反馈到R2到开关管，经D3、D4整流后输出。线圈工作时，随着磁铁的运转速度越来越快，L2交流回路产生的电流越大，速度与输入功率有关。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种新型储能飞轮装置，其特征在于：包括

飞轮盘(1)，所述飞轮盘(1)的边缘同轴设有绝缘环(2)，所述绝缘环(2)沿轴向方向向一侧延伸；

转轴(3)，所述转轴(3)与飞轮盘(1)同轴设置；

定子(4)，所述定子(4)通过轴承(5)与转轴(3)转动相连；

铁芯(6)，所述铁芯(6)有若干个且与定子(4)固定相连，铁芯(6)沿定子(4)的周向方向呈圆周阵列排布；

线圈组(7)，所述线圈组(7)有若干个且与铁芯(6)固定相连，线圈()与铁芯(6)对应设置；

磁铁(8)，所述磁铁(8)有若干个且设于绝缘环(2)内侧，磁铁(8)沿绝缘环(2)的周向方向呈圆周阵列排布。

2.根据权利要求1所述的一种新型储能飞轮装置，其特征在于：所述绝缘环(2)采用绝缘材质制成。

3.根据权利要求2所述的一种新型储能飞轮装置，其特征在于：所述铁芯(6)位于定子(4)与飞轮盘(1)之间；在竖直面上，铁芯(6)与转轴(3)间设有空隙。

4.根据权利要求3所述的一种新型储能飞轮装置，其特征在于：所述铁芯(6)采用变压器矽钢片制成。

5.根据权利要求4所述的一种新型储能飞轮装置，其特征在于：所述铁芯(6)上设有螺孔，并通过非磁性材料制成的螺丝固定在定子(4)上。

6.根据权利要求5所述的一种新型储能飞轮装置，其特征在于：任意两个相邻磁铁(8)朝向轴心的磁极为N级和S级交错排布。

7.根据权利要求6所述的一种新型储能飞轮装置，其特征在于：所述磁铁(8)为钕铁硼永磁铁。

8.根据权利要求7所述的一种新型储能飞轮装置，其特征在于：所述磁铁(8)的中线与线圈组(7)的中线位于同一竖直面内。

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