一種磁懸浮儲能飛輪電機、發電機、電動機及風力發電機的製作方法
2023-09-23 18:40:55 4
專利名稱：一種磁懸浮儲能飛輪電機、發電機、電動機及風力發電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及磁懸浮電機，更具體地說，涉及一種磁懸浮儲能飛輪電機、發電機、電動機及風力發電機。
背景技術：
飛輪儲能系統是一種新型的機電能量轉換與存儲裝置，具有使用壽命長、轉換效率高、適應性強以及無汙染等優點，在航空航天、分布式發電、電力調峰、風力發電系統以及電動汽車等領域有著廣泛的應用前景。傳統儲能飛輪電機採用高速永磁電機，為了減小高速產生的各種損耗，採用分布繞組永磁電機，分布繞組永磁電機的繞組端部很大，銅損較大。且傳統儲能飛輪電機採用機械軸承，飛輪高速運行產生的機械損耗較大，而且影響儲能飛輪電機的使用壽命。現有高性能儲能飛輪電機採用主動磁懸浮軸承，雖然其機械損耗很小，但是其價格很高，而且剛度比較低，阻礙了它的實際應用。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述缺陷，提供一種磁懸浮儲能飛輪電機、發電機、電動機及風力發電機，其能使磁懸浮儲能飛輪電機平衡穩定的轉動，機械性能較好，提高了飛輪電機的效率，延長了飛輪電機的使用壽命，成本較低。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是，提供一種磁懸浮儲能飛輪電機，包括中心軸；定子，固定於所述中心軸；飛輪轉子，通過迴轉軸可旋轉支撐於所述中心軸，所述迴轉軸包括與所述中心軸精密配合的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，所述滾珠軸承外圈通過彈性套圈與所述迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，所述定子的定子衝片端部安裝有三個空間相差120°電角度的開關霍爾元件。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，所述彈性套圈的截面厚度為0. 5毫米至 5毫米。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，所述彈性套圈通過在所述迴轉軸的軸承室灌注彈性膠形成。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，所述磁懸浮儲能飛輪電機還包括真空密封外殼，所述真空密封外殼與所述中心軸連接。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，磁懸浮儲能飛輪電機包括4個永磁磁極，由28塊相間貼裝在所述飛輪轉子內壁的磁鋼構成，每個磁極包括7塊同極相間貼裝的磁鋼；[0014]所述定子包括18個定子槽。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，所述定子槽的槽口尺寸與相鄰磁鋼的間距的比例為I. 4 I. 6。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，所述定子的三相繞組的繞線方式為A
相一0— 6 —回一5 —回一 15—回一 14— ;B 相一9一回一 8 —回一 18 — 0一17一;
C相12 8 ~*· 11 —回—3 — 17 — 2,其中—I表不I槽進，一6表不6槽出。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，磁懸浮軸承的內定子以及外轉子分別包括至少兩個軸向充磁的環形磁鋼圈，所述內定子的環形磁鋼圈與所述外轉子的環形磁鋼圈的軸向高度相同，且內定子磁鋼圈位於外轉子磁鋼圈內部。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，所述內定子的環形磁鋼圈之間設有O. 2 毫米至I毫米的非導磁隔墊；所述外轉子的環形磁鋼圈之間設有O. 2毫米至I毫米的非導
磁隔墊。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，所述內定子的環形磁鋼圈與所述外轉子的環形磁感圈之間的物理氣隙為O. 2毫米至5毫米。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，所述內定子以及所述外轉子分別包括5 個軸向充磁的環形磁鋼圈，所述內定子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為NSNSN, 所述外轉子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為SNSNS ;所述內定子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為SNSNS，所述外轉子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為NSNSN。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，所述飛輪轉子外徑為0280至0180，飛輪轉子的飛輪材料為碳鋼，所述飛輪的轉速±16000rpm。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，所述飛輪外徑0320 ~ 0180,所述飛輪轉子的飛輪材料為玻璃纖維或碳纖維，所述飛輪的最高轉速分別為±20000rpm或 ±60000rpm。根據本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機，所述磁懸浮儲能飛輪電機包括用於控制其運行的控制系統，所述控制系統包括用電機驅動控制器以及三相橋整流器，當所述磁懸浮儲能飛輪電機工作於電動機狀態時，所述電機驅動控制器控制所述磁懸浮儲能飛輪電機加速或穩速運行，將電能轉換為機械動能；當所述磁懸浮儲能飛輪電機工作於發電機狀態時，所述電機驅動控制器停止驅動所述磁懸浮儲能飛輪電機，由三相橋整流器將對所述磁懸浮儲能飛輪電機的反電勢進行全波整流和輸出，將機械動能轉換為電能。本實用新型還提供一種發電機，所述發電機包括中心軸；定子，固定於所述中心軸；發電機轉子，通過迴轉軸可旋轉支撐於所述中心軸，所述迴轉軸包括與所述中心軸精密配合的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，所述滾珠軸承外圈通過彈性套圈與所述迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐。[0031]本實用新型還提供一種電動機，包括中心軸；定子，固定於所述中心軸；電動機轉子，通過迴轉軸可旋轉支撐於所述中心軸，所述迴轉軸包括與所述中心軸精密配合的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，所述滾珠軸承外圈通過彈性套圈與所述迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐。本實用新型還提供一種風力發電機，包括風葉以及風葉轉軸，所述風葉轉軸與磁懸浮發電機轉子軸向連接，所述磁懸浮發電機還包括中心軸；定子，固定於所述中心軸；發電機轉子，通過迴轉軸可旋轉支撐於所述中心軸，所述迴轉軸包括與所述中心軸精密配合的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，所述滾珠軸承外圈通過彈性套圈與所述迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐。本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機的飛輪轉子通過迴轉軸可旋轉支撐於中心軸， 迴轉軸包括同軸設置的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，軸向磁懸浮軸承能在軸向上支撐飛輪轉子，可以抵消飛輪轉子的自重，達到軸向卸載的目的，提高了電機的效率；同時滾珠軸承外圈通過彈性套圈與迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐，從而保證飛輪轉子的旋轉軸不發生徑向偏移而降低電機效率，使磁懸浮儲能飛輪電機平衡穩定的轉動，同時徑向滾珠軸承與迴轉軸的軸系彈性配合能夠使滾珠軸承不承受較大壓力而導致磨損，具有較好的機械性能，延長了飛輪電機的使用壽命，同時彈性套圈的實現方式簡單，成本較低。藉此，本實用新型其能使磁懸浮儲能飛輪電機平衡穩定的轉動，機械性能較好，提高了飛輪電機的效率，延長了飛輪電機的使用壽命，成本較低。優選的是，本實用新型採用集中繞組，繞組端部小，銅損減小20%，電機定子槽口尺寸與磁鋼間隙最優匹配，使電機的定位力矩最小化。
下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明圖I是本實用新型優選實施例中一臺磁懸浮儲能飛輪電機的結構原理圖；圖2是本實用新型選實施例中軸向磁懸浮軸承的結構原理圖；圖3是本實用新型實施例中P = 4, S = 18外轉子儲能飛輪電機的剖面結構原理圖；圖4是本實用新型實施例中控制系統的結構原理圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。如圖I所示,本實用新型一種磁懸浮儲能飛輪電機100,包括真空密封外殼7、連接固定於真空密封外殼7內的中心軸8、固定於中心軸8的定子9以及飛輪轉子10。磁懸浮儲能飛輪電機100包括兩個工作狀態，電動機狀態和發電機狀態(也即其可作為電動機或發電機使用)，當其工作於發電機狀態時，磁懸浮儲能飛輪電機100將飛輪轉子10的機械動能轉換為電能輸出；當其工作於電動機狀態時，磁懸浮儲能飛輪電機100將電能轉換為飛輪轉子10的機械動能。飛輪轉子10通過迴轉軸11可旋轉支撐於中心軸8，迴轉軸11包括與中心軸8精密配合的軸向磁懸浮軸承4以及徑向滾珠軸承5，滾珠軸承5外圈通過彈性套圈6與迴轉軸11的軸系彈性配合，形成彈性支撐。彈性套圈6的截面厚度為0. 5毫米至5毫米，由於徑向滾珠軸承5與迴轉軸11的軸承室之間的間距較小，若先將彈性套圈6成型後再將其安裝到徑向滾珠軸承5並裝入迴轉軸11的軸承室，將會導致安裝困難，因此優選採用通過迴轉軸11的軸承室直接灌注彈性膠形成彈性套圈6。定子9的定子衝片12 (定子衝片見圖6)端部安裝有三個空間相差120°電角度的開關霍爾兀件3,開關霍爾兀件3的敏感方向朝向飛輪轉子10永磁體形成的氣隙磁場，以傳感氣隙磁場的變化。同時磁懸浮儲能飛輪電機100還包括用於控制其運轉的控制系統20 (詳見圖7)， 磁懸浮儲能飛輪電機100工作時，由控制系統20驅動磁懸浮儲能飛用新型採用集中繞組方式，繞組端部小，銅損減小20%，如圖I和圖2所示，磁懸浮軸承4包括內定子41和外轉子42，且內定子41以及外轉子42分別包括至少兩個軸向充磁的環形磁鋼圈，內定子41的環形磁鋼圈與外轉子42 的環形磁鋼圈的軸向高度相同，且內定子41的環形磁鋼圈位於外轉子42的環形磁鋼圈內部。在實用新型的實施例中，內定子41及外轉子42均包括5個環形磁鋼圈，內定子41的 5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為NSNSN，外轉子42的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為SNSNS ;也可設置為，內定子41的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為 SNSNS，外轉子42的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為NSNSN。優選的是內定子41與外轉子42之間的物理氣隙43為0. 2毫米至5毫米，物理氣隙大小與飛輪電機100的大小相關。內定子41的環形磁鋼圈之間設有0. 2毫米至I毫米的非導磁隔墊44，外轉子42的環形磁鋼圈之間設有0. 2毫米至I毫米的非導磁隔墊44。由於上下兩個環形磁鋼圈的相鄰表面的極性相同，使上下兩個相鄰磁鋼圈產生排斥，為便於將上下相鄰的環形磁感圈連接在一起，在上下相鄰環形磁鋼圈之間設置非導磁隔墊44。優選的是，飛輪轉子10外徑為0280至0180,飛輪轉子10的飛輪I的材料為碳鋼， 飛輪I的轉速±16000rpm。由於飛輪I的轉速過高將會由於離心力較大使碳鋼斷裂，因此若飛輪I需要達到更大的轉速，需選用剛性更好的材料，如飛輪I的材料選為玻璃纖維或碳纖維,飛輪I的外徑0320 ~ 0180,可以使飛輪轉子10的最高轉速達到±20000rpm或 ±60000rpm。如圖4所示，磁懸浮儲能飛輪電機100的控制系統20包括電機驅動控制器21、 三相橋整流器22、發電機/電動機23以及電源與中央控制器24，發電機/電動機23為磁懸浮儲能飛輪電機100工作於不同狀態的等效替換結構。當磁懸浮儲能飛輪電機100工作於電動機狀態時，電機驅動控制器21控制磁懸浮儲能飛輪電機100加速或穩速運行，將電能轉換為0. 5JQ2機械動能存儲起來；當磁懸浮儲能飛輪電機100工作於發電機狀態時，電機驅動控制器21停止驅動磁懸浮儲能飛輪電機 100，由三相橋整流器22將對磁懸浮儲能飛輪電機100的反電勢進行全波整流和輸出，將
0.5JQ2機械動能轉換為電能。本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機100可用於航空航天、分布式發電、電力調峰、 風力發電系統以及電動汽車等領域，因此應用範圍十分廣泛。本實用新型還提供一種發電機，該發電機為磁懸浮發電機，由於本實用新型的發電機與圖I至圖3的磁懸浮儲能飛輪電機100的機械結構一致，續參照圖I至圖3，發電機包括中心軸；定子，固定於所述中心軸；發電機轉子，通過迴轉軸可旋轉支撐於所述中心軸，所述迴轉軸包括與所述中心軸精密配合的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，所述滾珠軸承外圈通過彈性套圈與所述迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐。所述定子的定子衝片端部安裝有三個空間相差120度電角度的開關霍爾元件。所述彈性套圈的截面厚度為0. 5毫米至5毫米；所述彈性套圈通過在所述迴轉軸的軸承室灌注彈性膠形成。所述發電機還包括真空密封外殼，所述真空密封外殼與所述中心軸連接。所述發電機轉子包括飛輪以及貼裝在飛輪內壁的磁鋼組成，發電機包括4個永磁磁極，由28塊相間貼裝的磁鋼構成，每個磁極包括7塊同極相間貼裝的磁鋼；所述定子包括 18個定子槽。所述定子槽的槽口尺寸與相鄰磁鋼的間距的比例為I. 4 I. 6。所述定子的三相繞組的繞線方式為A相6 ―回―5 — 10 — 1514 B 相— Q — S — S — — — — — ; C 相— 8 — — [T^l3
I表不I槽進，一6表不6槽出。所述發電機轉子外徑為0280至0180，發電機轉子的飛輪材料為碳鋼，所述飛輪的轉速±16000rpm。所述飛輪外徑0320 ~ 0180,所述飛輪轉子的飛輪材料為玻璃纖維或碳纖維，所述飛輪的最高轉速分別為±20000rpm或±60000rpm。所述磁懸浮軸承包括內定子和外轉子，且所述內定子以及外轉子分別包括至少兩個軸向充磁的環形磁鋼圈，所述內定子的環形磁鋼圈與所述外轉子的環形磁鋼圈的軸向高度相同，且所述內定子的環形磁鋼圈位於所述外轉子的環形磁鋼圈內部。所述內定子的環形磁鋼圈之間設有0. 2毫米至I毫米的非導磁隔墊；所述外轉子的環形磁鋼圈之間設有
0.2毫米至I毫米的非導磁隔墊。所述內定子的環形磁鋼圈與所述外轉子的環形磁感圈之間的物理氣隙為0. 2毫米至5毫米。所述內定子以及所述外轉子分別包括5個軸向充磁的環形磁鋼圈，所述內定子的 5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為NSNSN，所述外轉子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為SNSNS ;所述內定子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為SNSNS，所述外轉子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為NSNSN。本實用新型的軸向磁懸浮軸承能在軸向上支撐發電機轉子，可以抵消發電機轉子的自重，達到軸向卸載的目的，提高了電機的效率；同時滾珠軸承外圈通過彈性套圈與回軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐，從而保證發電機轉子的旋轉軸不發生徑向偏移而降低發電機的發電效率，使發電機轉子平衡穩定的轉動，同時徑向滾珠軸承與迴轉軸的軸系彈性配合能夠使滾珠軸承不承受較大壓力而導致磨損，具有較好的機械性能，延長了發電機的使用壽命，同時彈性套圈的實現方式簡單，成本較低。藉此，本實用新型其能使發電機平衡穩定的轉動，機械性能較好，提高了發電機的發電效率，延長了發電機的使用壽命，成本較低。本實用新型還提供一種電動機，該電動機為磁懸浮電動機，由於本實用新型的電動機與圖I至圖3的磁懸浮儲能飛輪電機100的機械結構一致，續參照圖I至圖3，發電機包括中心軸；定子，固定於所述中心軸；電動機轉子，通過迴轉軸可旋轉支撐於所述中心軸，所述迴轉軸包括與所述中心軸精密配合的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，所述滾珠軸承外圈通過彈性套圈與所述迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐。所述定子的定子衝片端部安裝有三個空間相差120度電角度的開關霍爾元件。所述彈性套圈的截面厚度為O. 5毫米至5毫米；所述彈性套圈通過在所述迴轉軸的軸承室灌注彈性膠形成。所述電動機還包括真空密封外殼，所述真空密封外殼與所述中心軸連接。所述電動機轉子包括飛輪以及貼裝在飛輪內壁的磁鋼組成，電動機包括4個永磁磁極，由28塊相間貼裝的磁鋼構成，每個磁極包括7塊同極相間貼裝的磁鋼；所述定子包括 18個定子槽。所述定子槽的槽口尺寸與相鄰磁鋼的間距的比例為I. 4 I. 6。所述定子的三相繞組的繞線方式為A相6—I—5—回―15—回—14 相—4 — 9 — 5 — 8—13 — 18 — 14 — 17 — ;C 相—7 — 12 — 8 — 11— [Γ ] — 3 —
17— 2，其中—I表不I槽進，—6表不6槽出。所述電動機轉子外徑為0280至0180,電動機轉子的飛輪材料為碳鋼，所述飛輪的轉速±16000rpm。所述飛輪外徑0320 ~ 0180,所述飛輪轉子的飛輪材料為玻璃纖維或碳纖維，所述飛輪的最高轉速分別為±20000rpm或±60000rpm。所述磁懸浮軸承包括內定子和外轉子，且所述內定子以及外轉子分別包括至少兩個軸向充磁的環形磁鋼圈，所述內定子的環形磁鋼圈與所述外轉子的環形磁鋼圈的軸向高度相同，且所述內定子的環形磁鋼圈位於所述外轉子的環形磁鋼圈內部。所述內定子的環形磁鋼圈之間設有O. 2毫米至I毫米的非導磁隔墊；所述外轉子的環形磁鋼圈之間設有
O.2毫米至I毫米的非導磁隔墊。所述內定子的環形磁鋼圈與所述外轉子的環形磁感圈之間的物理氣隙為O. 2毫米至5毫米。所述內定子以及所述外轉子分別包括5個軸向充磁的環形磁鋼圈，所述內定子的 5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為NSNSN，所述外轉子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為SNSNS ;所述內定子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為SNSNS，所述外轉子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為NSNSN。本實用新型的軸向磁懸浮軸承能在軸向上支撐電動機轉子，可以抵消電動機轉子的自重，達到軸向卸載的目的，提高了電機的效率；同時滾珠軸承外圈通過彈性套圈與迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐，從而保證電動機轉子的旋轉軸不發生徑向偏移而降低電動機的效率，使電動機轉子平衡穩定的轉動，同時徑向滾珠軸承與迴轉軸的軸系彈性配合能夠使滾珠軸承不承受較大壓力而導致磨損，具有較好的機械性能，延長了電動機的使用壽命，同時彈性套圈的實現方式簡單，成本較低。藉此，本實用新型其能使電動機平衡穩定的轉動，機械性能較好，提高了電動機的發電效率，延長了電動機的使用壽命，成本較低。一種風力發電機，包括風葉以及風葉轉軸，所述風葉轉軸與上述磁懸浮發電機轉子軸向連接，所述磁懸浮發電機還包括中心軸；定子，固定於所述中心軸；發電機轉子，通過迴轉軸可旋轉支撐於所述中心軸，所述迴轉軸包括與所述中心軸精密配合的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，所述滾珠軸承外圈通過彈性套圈與所述迴轉軸的軸系彈性配合， 形成彈性支撐。由於磁懸浮發電機的具體結構在前文已做詳細描述，故在此不再贅述。採用本實用新型提供的風力發電機，其能通過軸向磁懸浮軸承在軸向上支撐電動機轉子，可以抵消電動機轉子的自重，達到軸向卸載的目的，提高了風力發電機的發電效率和風力的利用率；同時其能平衡穩定的轉動，機械性能較好，延長了風力電動機的使用壽命，成本較低。綜上所述，本實用新型的磁懸浮儲能飛輪電機的飛輪轉子通過迴轉軸可旋轉支撐於中心軸，迴轉軸包括同軸設置的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，軸向磁懸浮軸承能在軸向上支撐飛輪轉子，可以抵消飛輪轉子的自重，達到軸向卸載的目的，提高了電機的效率；同時滾珠軸承外圈通過彈性套圈與迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐，從而保證飛輪轉子的旋轉軸不發生徑向偏移而降低電機效率，使磁懸浮儲能飛輪電機平衡穩定的轉動，同時徑向滾珠軸承與迴轉軸的軸系彈性配合能夠使滾珠軸承不承受較大壓力而導致磨損，具有較好的機械性能，延長了飛輪電機的使用壽命，同時彈性套圈的實現方式簡單，成本較低。藉此，本實用新型其能使磁懸浮儲能飛輪電機平衡穩定的轉動，機械性能較好，提高了飛輪電機的效率，延長了飛輪電機的使用壽命，成本較低。以上實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容並據此實施，並不能限制本實用新型的保護範圍。凡跟本實用新型權利要求範圍所做的均等變化與修飾，均應屬於本實用新型權利要求的涵蓋範圍。
權利要求1.一種磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，包括中心軸；定子，固定於所述中心軸；飛輪轉子，通過迴轉軸可旋轉支撐於所述中心軸，所述迴轉軸包括與所述中心軸精密配合的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，所述滾珠軸承外圈通過彈性套圈與所述迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐。
2.根據權利要求I所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，所述定子的定子衝片端部安裝有三個空間相差120度電角度的開關霍爾元件。
3.根據權利要求I所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，所述彈性套圈的截面厚度為0. 5毫米至5毫米。
4.根據權利要求I所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，所述彈性套圈通過在所述迴轉軸的軸承室灌注彈性膠形成。
5.根據權利要求I所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，所述磁懸浮儲能飛輪電機還包括真空密封外殼，所述真空密封外殼與所述中心軸連接。
6.根據權利要求I至5任一項所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，磁懸浮儲能飛輪電機包括4個永磁磁極，由28塊相間貼裝在所述飛輪轉子內壁的磁鋼構成，每個磁極包括7塊同極相間貼裝的磁鋼；所述定子包括18個定子槽。
7.根據權利要求6所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，所述定子槽的槽口尺寸與相鄰磁鋼的間距的比例為I. 4 I. 6。
8.根據權利要求6所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，所述定子的三相繞組的繞線方式為A 相- 5-10 — 15 — JTT — 14一； B 相—17 — ;C相一g—12—I—11—回一3 — 17 — 2,其中一0表示I槽進，一6表示6槽出。
9.根據權利要求I所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，磁懸浮軸承包括內定子和外轉子，且所述內定子以及外轉子分別包括至少兩個軸向充磁的環形磁鋼圈，所述內定子的環形磁鋼圈與所述外轉子的環形磁鋼圈的軸向高度相同，且所述內定子的環形磁鋼圈位於所述外轉子的環形磁鋼圈內部。
10.根據權利要求9所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，所述內定子的環形磁鋼圈之間設有0. 2毫米至I毫米的非導磁隔墊；所述外轉子的環形磁鋼圈之間設有0. 2毫米至I毫米的非導磁隔墊。
11.根據權利要求9或10所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，所述內定子的環形磁鋼圈與所述外轉子的環形磁感圈之間的物理氣隙為0. 2毫米至5毫米。
12.根據權利要求11所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，所述內定子以及所述外轉子分別包括5個軸向充磁的環形磁鋼圈，所述內定子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為NSNSN，所述外轉子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為SNSNS ；所述內定子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為SNSNS，所述外轉子的5個環形磁鋼圈上表面的極性排列次序為NSNSN。
13.根據權利要求I所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，所述飛輪轉子外徑為 0280至0180,飛輪轉子的飛輪材料為碳鋼，所述飛輪的轉速土 16000rpm。
14.根據權利要求I所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，所述飛輪外徑 0320 ~ 0180,所述飛輪轉子的飛輪材料為玻璃纖維或碳纖維，所述飛輪的最高轉速分別為 ±20000rpm 或 ±60000rpm。
15.根據權利要求I所述的磁懸浮儲能飛輪電機，其特徵在於，所述磁懸浮儲能飛輪電機包括用於控制其運行的控制系統，所述控制系統包括用電機驅動控制器以及三相橋整流器，當所述磁懸浮儲能飛輪電機工作於電動機狀態時，所述電機驅動控制器控制所述磁懸浮儲能飛輪電機加速或穩速運行，將電能轉換為機械動能；當所述磁懸浮儲能飛輪電機工作於發電機狀態時，所述電機驅動控制器停止驅動所述磁懸浮儲能飛輪電機，由三相橋整流器將對所述磁懸浮儲能飛輪電機的反電勢進行全波整流和輸出，將機械動能轉換為電能。
16.—種發電機,其特徵在於,所述發電機包括中心軸；定子，固定於所述中心軸；發電機轉子，通過迴轉軸可旋轉支撐於所述中心軸，所述迴轉軸包括與所述中心軸精密配合的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，所述滾珠軸承外圈通過彈性套圈與所述迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐。
17.—種電動機，其特徵在於，包括中心軸；定子，固定於所述中心軸；電動機轉子，通過迴轉軸可旋轉支撐於所述中心軸，所述迴轉軸包括與所述中心軸精密配合的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，所述滾珠軸承外圈通過彈性套圈與所述迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐。
18.—種風力發電機，包括風葉以及風葉轉軸，所述風葉轉軸與磁懸浮發電機轉子軸向連接，其特徵在於，所述磁懸浮發電機還包括中心軸；定子，固定於所述中心軸；發電機轉子，通過迴轉軸可旋轉支撐於所述中心軸，所述迴轉軸包括與所述中心軸精密配合的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，所述滾珠軸承外圈通過彈性套圈與所述迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐。
專利摘要本實用新型涉及一種磁懸浮儲能飛輪電機、發電機、電動機及風力發電機，磁懸浮儲能飛輪電機包括中心軸；定子，固定於中心軸；飛輪轉子，通過迴轉軸可旋轉支撐於中心軸，迴轉軸包括與中心軸精密配合的軸向磁懸浮軸承以及徑向滾珠軸承，滾珠軸承外圈通過彈性套圈與迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐。軸向磁懸浮軸承能在軸向上支撐飛輪轉子，可以抵消飛輪轉子的自重，提高了電機的效率；同時滾珠軸承外圈通過彈性套圈與迴轉軸的軸系彈性配合，形成彈性支撐，使磁懸浮儲能飛輪電機平衡穩定的轉動，同時徑向滾珠軸承與迴轉軸的軸系彈性配合能夠使滾珠軸承不承受較大壓力而導致磨損，延長了飛輪電機的使用壽命，同時彈性套圈實現方式簡單，成本較低。
文檔編號H02K21/12GK202353412SQ201120490550
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者漆亞梅 申請人:深圳市配天電機技術有限公司