CN219107234U - 一种重力储能系统专用发电机 - Google Patents

Abstract

一种重力储能系统专用发电机，包括电机本体，电机本体包括内定子、外转子和滚筒，所述电机本体安装在滚筒内部；外转子与所述滚筒固定相连，外转子带动滚筒自由转动；所述滚筒包括筒体，筒体为圆柱形，在筒体的两端均设置有圆形端盖；所述筒体的内壁上设置有第一连接结构，所述外转子的外壁上设置有与筒体内壁上的第一连接结构相配合的第二连接结构，所述筒体外表面上卷绕有用于连接重物的牵引绳。本申请提供的重力储能系统专用发电机，发电机本体的外转子与滚筒直接连接，省略了减速机、齿轮箱等中间部件，降低了重力储能系统在能量传递过程中的能量损耗，提高了能量的转化效率，且规避了滚筒和电机轴不对称的问题，安装维护更简单。

Description

一种重力储能系统专用发电机

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，具体涉及一种重力储能系统专用发电机。

背景技术

现代社会，人们大力发展清洁能源，使得以风能和太阳能为主的能源技术得到了飞速增长；但风能和太阳能发电系统均过于依赖外部自然环境，存在工作不稳定，发电量不可控的特点，风能和太阳能发电系统接入电网后会使得电力不平衡的矛盾更加突显。为了缓解电网供求矛盾，促进电网经济、安全、稳定地运行，积极展开针对储能技术的研究和优化，是解决问题的有效手段之一。

目前，储能技术主要包括化学电池储能、物理储能及电转燃料储能等。物理储能技术中最成熟，应用最广泛的是抽水储能，但抽水储能电站的建造对环境有着严苛的要求，并不适用于平原或缺水的山地。因此，人们发明了重力储能技术，重力储能技术的原理与抽水储能原理类似，其是将水替换成其它重物，在电网的用电低谷期通过电动机驱动将重物提升到高处，从而把电能转换为重物的势能储存下平，在电网的用电高峰期则将重物从高处放下来，使重物的势能重新转换为电能。比如CN114784984A 公开的一种重力储能系统，包括顶部悬挂承重、电动机、减速机、主动齿轮、循环链条、从动齿轮、输出端加速机、发电机、重力块、链条导向轮，电动机通过减速机与主动齿轮连接，重力块上设置有从动齿轮、输出端加速机、发电机，从动齿轮通过输出端加速机与发电机连接，循环链条依次与主动齿轮、从动齿轮、链条导向轮、重力块连接形成闭环循环；该发明的方案中的电动机、发电机均要通过减速机、齿轮结构及链条与重力块相连。再如CN106704121A 公开的高效重力储能装置，包括支撑装置、定滑轮组、动滑轮组、重物、钢丝绳、滚筒、减速器、电机及变频器，所述滚筒和减速器与电机连接，用于电机转动时带动钢丝绳来提升重物；该发明中电机也是通过减速器和滚筒相连接，进而再通过钢丝绳与重物的运动形成关联。

由上述的专利文件可知，现有的重力储能系统存在以下不足：1、发电机与重物一般需要通过减速机、主动齿轮等多种中间部件配合后再与重物连接，不仅增加了成本；而且系统运行时，能量需要经过多次传递后才能从电机传到重物或者从重物传到电机，而能量每次经过减速机、主动齿轮等中间部件进行传递时就会产生损耗，因此，能量在传递过程中的损耗较多；2、由于发电机与减速机、齿轮需要保持配合关系，使得对发电机及减速机、主动齿轮等中间部件的安装位置的精确度要求较高，这样增加了储能系统的安装及维修难度，而且部件较多需要的安装空间也较大。

有鉴于此，本申请旨在提供一种重力储能系统专用发电机，使用该发电机，可以减少能量在传递过程中的损耗，同时系统安装更简单。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种重力储能系统专用发电机，使用该发电机可以减少能量在传递过程中的损耗，同时安装更简单。

本实用新型的技术方案是：一种重力储能系统专用发电机，包括电机本体，电机本体包括内定子、外转子和滚筒，所述电机本体安装在滚筒内部；外转子与所述滚筒固定相连，外转子带动滚筒自由转动；所述滚筒包括筒体，筒体为圆柱形，在筒体的两端均设置有圆形端盖；所述筒体的内壁上设置有第一连接结构，所述外转子的外壁上设置有与筒体内壁上的第一连接结构相配合的第二连接结构，所述筒体外表面上卷绕有用于连接重物的牵引绳。

进一步的，第一连接结构、第二连接结构可以分别采用凹槽和凸起结构，即第一连接结构为凹槽，第二连接结构为凸起，或者第一连接结构为凸起，第二连接结构为凹槽。第一连接结构与第二连接结构也可以采用其它相互配合连接的结构，例如榫卯结构、卡扣结构等。

进一步的，滚筒与外转子可拆卸连接，这样在需要维修时可以方便地分离滚筒和电机，并分别进行维修。在一些实施文案中，也可以使滚筒与外转子一体成型，这样省略了滚筒与外转子的安装步骤，安装效率更高。

进一步的，筒体可由两个半圆管拼接而成，并通过螺栓固定，这样安装方便。

进一步的，电机本体为直驱永磁外转子电机。

进一步的，内定子包括中心轴和安装在中心轴上的线圈结构，中心轴保持固定不动，外转子与中心轴同轴心设置，并且外转子与内定子可旋转连接。

进一步的，重力储能系统专用发电机还包括刹车机构，刹车机构用于控制滚筒的运动状态。

进一步的，刹车机构包括支架，支架垂直固定在中心轴上，支架上设置有伸缩杆，且伸缩杆的伸缩方向指向端盖。伸缩杆靠近端盖的一端设置有刹车片，在伸缩杆伸展时，刹车片与端盖表面接触，优选的，伸缩杆为电动伸缩杆，并与电机本体的控制器连接，从而配合控制是电机的旋转运动状态；刹车片为橡胶材料。

与现有技术相比本实用新型的有益效果：本申请提供的重力储能系统专用发电机，发电机本体为外转子电机，外转子与滚筒直接连接，省略了减速机、齿轮箱等中间部件，降低了重力储能系统在能量传递过程中的能量损耗，提高了能量的转化效率，且规避了滚筒和电机轴不对称的问题，所需安装空间减小，且安装维护更简单。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的正视示意图；

图2是本实用新型实施例1的立体示意图；

图3是本实用新型实施例1中上盖板的示意图；

图中：1-内定子，2-外转子，21-凸起，3-滚筒，31-凹槽，4-牵引绳，5-支架，6-伸缩杆。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，实施例中未具体说明的方法或功能部件均为现有技术。

实施例1

如图1-3所示，本实施例是一种重力储能系统专用发电机，包括电机本体和滚筒3，电机本体安装在滚筒3内部；电机本体为直驱永磁外转子电机；电机本体包括内定子1和外转子2，内定子1包括中心轴和安装在中心轴上的线圈结构，中心轴保持固定不动，外转子2与中心轴同轴心设置，并且外转子2与内定子1可旋转连接，即外转子2以中心轴为轴心旋转。外转子2与滚筒3固定相连，外转子2和动滚筒3可自由同步转动；所述滚筒3包括筒体，筒体为圆柱形，在筒体的两端均设置有圆形端盖；所述筒体的内壁上设置有第一连接结构，所述外转子2的外壁上设置有与筒体内壁上的第一连接结构相配合的第二连接结构，所述筒体外表面上卷绕有用于连接重物的牵引绳4。

本实施例中，第一连接结构为凹槽31，第二连接结构为凸起21。滚筒3与外转子2可拆卸连接，这样在需要维修时可以方便地分离滚筒3和电机，并分别进行维修。

本实施例中，重力储能系统专用发电机还包括刹车机构，刹车机构用于辅助控制滚筒3的运动状态。刹车机构包括支架5，支架5垂直固定在中心轴上，支架5上设置有伸缩杆6，且伸缩杆6的伸缩方向指向端盖。伸缩杆6靠近端盖的一端设置有刹车片，在伸缩杆6伸展时，刹车片与端盖表面接触，优选的，伸缩杆6为电动伸缩杆6，并与电机本体的控制器连接，从而配合控制是电机的旋转运动状态；刹车片为橡胶材料。

本实施例中的发电机在使用时，只要将发电机本体固定好，并将筒体与发电机本体的外转子2固定连接，同时将筒体上的牵引绳4直接与重力储能系统中的重物相连即可，发电机的外转子2与滚筒3同步运动时，就可以使牵引绳4进行卷收或者放开，从而使重物提升或下降，当重物下降时，由滚筒3带动外转子2旋转以实现发电功能；反之，由外转子2带动滚筒3旋转，则会使重物提升，将电能转化为重物的势能存储下来。

实施例2

本实施例与实施例1的区别之处在于：本实施例中，滚筒3的筒体由两个半圆管拼接而成，两个半圆管通过螺栓固定后形成完成的圆管，两侧的端盖为圆环状，并通过螺栓安装在筒体上；本领域的技术人员通过文字描述即可清楚理解本实施例的方案，故未再提供附图。

实施例3

本实施例与实施例1的区别之处在于：本实施例中的滚筒3与外转子2一体成型，这样省略了滚筒3与外转子2的安装步骤，安装效率更高。本领域的技术人员通过文字描述即可清楚理解本实施例的方案，故未再提供附图。

以上仅为本实用新型的部分实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有前述各种技术特征的组合和变型，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，对本实用新型的改进、变型、等同替换，或者将本实用新型的结构或方法用于其它领域以取得同样的效果，都属于本实用新型包括的保护范围。

Claims (10)

1.一种重力储能系统专用发电机，包括电机本体，电机本体包括内定子和外转子，其特征在于：还包括滚筒，所述电机本体安装在滚筒内部；外转子与所述滚筒固定相连，外转子带动滚筒自由转动；所述滚筒包括筒体，筒体为圆柱形，在筒体的两端均设置有圆形端盖；所述筒体的内壁上设置有第一连接结构，所述外转子的外壁上设置有与筒体内壁上的第一连接结构相配合的第二连接结构，所述筒体上卷绕有用于连接重物的牵引绳。

2.根据权利要求1所述的重力储能系统专用发电机，其特征在于：所述第一连接结构和第二连接结构分别采用凹槽和凸起结构。

3.根据权利要求1所述的重力储能系统专用发电机，其特征在于：所述滚筒与外转子可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的重力储能系统专用发电机，其特征在于：所述滚筒与外转子一体成型。

5.根据权利要求1所述的重力储能系统专用发电机，其特征在于：所述电机本体为直驱永磁外转子电机。

6.根据权利要求1所述的重力储能系统专用发电机，其特征在于：所述内定子包括中心轴和安装在中心轴上的线圈结构，中心轴保持固定不动，外转子与中心轴同轴心设置，并且外转子与内定子可旋转连接。

7.根据权利要求1所述的重力储能系统专用发电机，其特征在于：还包括刹车机构，刹车机构用于控制滚筒的运动状态。

8.根据权利要求7所述的重力储能系统专用发电机，其特征在于：所述刹车机构包括支架，支架垂直固定在中心轴上，支架上设置有伸缩杆，且伸缩杆的伸缩方向指向端盖。

9.根据权利要求8所述的重力储能系统专用发电机，其特征在于：所述伸缩杆靠近端盖的一端设置有刹车片，在伸缩杆伸展时，刹车片与端盖表面接触。

10.根据权利要求9所述的重力储能系统专用发电机，其特征在于：所述刹车片为橡胶材料。

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