一種風冷式雙支撐被動磁軸承飛輪結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種風冷式雙支撐被動磁軸承飛輪結構，尤其是一種機械式動能存儲結構，屬于機械式能量吸收裝置設備技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，儲能行業逐漸興起并發展迅速，儲能設備主要應用在微電網、石油開采、UPS等領域，用于調節電網的穩定或提供臨時電源。但是目前存在的幾種儲能方式，存在污染環境，剛度差，壽命短等不足。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型目的是提供一種風冷式雙支撐被動磁軸承飛輪結構，具有非常穩定的剛度支持，解決【背景技術】中存在的問題。
[0004]本實用新型的技術方案是:
[0005]一種風冷式雙支撐被動磁軸承飛輪結構，包含定子組件、轉子組件、渦流冷卻管和徑向懸浮支撐軸承，所述定子組件包含定子上部分被動軸承、定子下部分被動軸承和定子中部繞組，定子組件從上至下依次為定子上部分被動軸承、定子中部繞組和定子下部分被動軸承，內部設有定子內腔，所述轉子組件包含轉子上部分被動軸承、轉子下部分被動軸承和轉子中部分永磁體，轉子組件從上至下依次為轉子上部分被動軸承、轉子中部分永磁體和轉子下部分被動軸承，轉子組件設在定子組件的外圍，轉子組件中的轉子上部分被動軸承、轉子中部分永磁體、轉子下部分被動軸承分別與定子組件中的定子上部分被動軸承、定子中部繞組、定子下部分被動軸承相對應，定子組件上方設有渦流冷卻管，下方設有徑向懸浮支撐軸承，徑向懸浮支撐軸承與轉子組件懸浮支撐，渦流冷卻管與定子內腔連通，渦流冷卻管上設有高壓空氣進口和熱空氣出口。
[0006]定子組件外圍部分為轉子組件，轉子組件與定子組件采用等高設置，定子組件和轉子組件中上下對應部分形成磁軸承結構起到徑向的支持作用，中間部分定子組件中的線圈和轉子組件中的磁性部分相互作用使得轉子加速旋轉或轉子減速時定子線圈發電，定子的中心部分采用高速渦流冷卻管冷卻，通過打進高壓空氣形成龍卷風產生兩股氣流，一股冷卻氣體下沉，一股熱空氣上升，使得定子的熱量排出，這種冷卻方式避免大型的水冷式冷卻機設備，為現場節約很大的空間，最重要的是采用空氣冷卻，沒有二次污染，不存在泄露對周圍電氣設備的損害，而使用水冷卻需要很多的防凍液、除銹劑等，一旦泄露將對環境和周圍設備產生危險。
[0007]本實用新型的有益效果是:提高飛輪結構的支撐剛度，更好地用在震動性較強的場合，采用風冷式冷卻結構，更好地減少冷卻設備的體積及其潛在的危險性，對于設備和其它設備的安全運行提供更可靠的保障。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型結構示意圖；
[0009]圖中:定子組件1、定子上部分被動軸承1-1、定子下部分被動軸承1-2、定子中部繞組1-3、定子內腔1-4、轉子組件2、轉子上部分被動軸承2-1、轉子下部分被動軸承2-2、轉子中部分永磁體2-3、渦流冷卻管3、徑向懸浮支撐軸承4。
【具體實施方式】
[0010]以下結合附圖，通過實例對本實用新型作進一步說明。
[0011]參照附圖1，一種風冷式雙支撐被動磁軸承飛輪結構，包含定子組件1、轉子組件2、渦流冷卻管3和徑向懸浮支撐軸承4，所述定子組件I包含定子上部分被動軸承1-1、定子下部分被動軸承1-2和定子中部繞組1-3，定子組件I從上至下依次為定子上部分被動軸承1-1、定子中部繞組1-3和定子下部分被動軸承1-2，內部設有定子內腔1-4，所述轉子組件2包含轉子上部分被動軸承2-1、轉子下部分被動軸承2-2和轉子中部分永磁體2-3，轉子組件2從上至下依次為轉子上部分被動軸承2-1、轉子中部分永磁體2-3和轉子下部分被動軸承2-2，轉子組件2設在定子組件I的外圍，轉子組件2中的轉子上部分被動軸承2-1、轉子中部分永磁體2-3、轉子下部分被動軸承2-2分別與定子組件I中的定子上部分被動軸承1-1、定子中部繞組1-3、定子下部分被動軸承1-2相對應，定子組件I上方設有渦流冷卻管3，下方設有徑向懸浮支撐軸承4，徑向懸浮支撐軸承4與轉子組件2懸浮支撐，渦流冷卻管3與定子內腔1-4連通，渦流冷卻管3上設有高壓空氣進口和熱空氣出口。
[0012]風冷式雙支撐被動磁軸承飛輪結構中所涉及到的磁軸承均采用被動無源磁軸承，是指利用永磁體制作的軸承，飛輪結構設置為垂直結構，整體結構為一體化電機發電機結構，定子組件I在使用時被固定，轉子組件2在通過其上設置的轉子上部分被動軸承2-1和轉子下部分被動軸承2-2與定子組件I上設置的定子上部分被動軸承1-1和定子下部分被動軸承1-2 —一對應，這樣定子組件I和轉子組件2通過定子上部分被動軸承1-1、定子下部分被動軸承1-2、轉子上部分被動軸承2-1、轉子下部分被動軸承2-2的磁場作用形成徑向軸承支撐作用，當轉子在高速旋轉時起到很好地防止軸向擾動的作用，定子組件I上的定子中部繞組1-3與轉子組件上的轉子中部永磁體2-3相互作用形成發電狀態或電動機狀態，轉子組件2與徑向懸浮支撐軸承4通過動壓效應懸浮，這種結構設置使得轉子在旋轉時徑向和軸向懸浮，并能保證很好地剛度支撐，轉子組件上的轉子中部永磁體2-3和定子組件I上的定子中部繞組1-3在相互作用的過程中會存在磁損耗和鐵損耗，這部分損變成熱量集聚在定子上，采用渦流冷卻管3替換原來的水冷卻系統，渦流冷卻管3上設置了高壓空氣進口 A和熱空氣出口 B，這樣通過空氣把定子組件I上的熱量帶走，使得飛輪系統能穩定可靠地工作。
【主權項】
1.一種風冷式雙支撐被動磁軸承飛輪結構，其特征在于包含定子組件(I)、轉子組件(2)、渦流冷卻管(3)和徑向懸浮支撐軸承(4)，所述定子組件(I)包含定子上部分被動軸承(1-1)、定子下部分被動軸承(1-2)和定子中部繞組(1-3)，定子組件(I)從上至下依次為定子上部分被動軸承(1-1)、定子中部繞組(1-3)和定子下部分被動軸承(1-2)，內部設有定子內腔(1-4)，所述轉子組件(2)包含轉子上部分被動軸承(2-1)、轉子下部分被動軸承(2-2)和轉子中部分永磁體(2-3)，轉子組件(2)從上至下依次為轉子上部分被動軸承(2-1)、轉子中部分永磁體(2-3)和轉子下部分被動軸承(2-2)，轉子組件(2)設在定子組件Cl)的外圍，轉子組件(2)中的轉子上部分被動軸承(2-1)、轉子中部分永磁體(2-3)、轉子下部分被動軸承(2-2)分別與定子組件(I)中的定子上部分被動軸承(1-1 )、定子中部繞組(1-3)、定子下部分被動軸承(1-2)相對應，定子組件(I)上方設有渦流冷卻管(3)，下方設有徑向懸浮支撐軸承(4)，徑向懸浮支撐軸承(4)與轉子組件(2)懸浮支撐，渦流冷卻管(3)與定子內腔(1-4)連通，渦流冷卻管(3)上設有高壓空氣進口和熱空氣出口。
【專利摘要】本實用新型涉及一種風冷式雙支撐被動磁軸承飛輪結構，屬于機械式能量吸收設備技術領域。技術方案是：轉子組件（2）設在定子組件（1）的外圍，轉子組件（2）中的轉子上部分被動軸承（2-1）、轉子中部分永磁體（2-3）、轉子下部分被動軸承（2-2）分別與定子組件（1）中的定子上部分被動軸承（1-1）、定子中部繞組（1-3）、定子下部分被動軸承（1-2）相對應，定子組件（1）上方設有渦流冷卻管（3），下方設有徑向懸浮支撐軸承（4），渦流冷卻管（3）與定子內腔（1-4）連通，渦流冷卻管（3）上設有高壓空氣進口和熱空氣出口。本實用新型的有益效果是：提高飛輪結構的支撐剛度，減少冷卻設備的體積及其潛在的危險性。
【IPC分類】H02K7-02, H02K9-00, H02K7-09
【公開號】CN204376611
【申請號】CN201520045649
【發明人】李勝飛, 唐英偉, 楊博, 連衛星, 張建平
【申請人】盾石磁能科技有限責任公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月23日