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专利号: 2019103217075
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-04-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统,包括同轴心布置的五自由度磁轴承、飞轮转子(6)和外转子电机,五自由度磁轴承包括径向内定子(11)、径向外定子(12)和轴向定子(4),其特征是:所述的飞轮转子(6)的中间段是飞轮转子主圆柱体(61)、下段是下端圆环(64),飞轮转子(6)的上段的外部是上端圆环(63)、上段的正中间是内接收极(62),内接收极(62)为半球体结构,飞轮转子(6)的下段是下端圆环(64),飞轮转子主圆柱体(61)、上端圆环(63)和下端圆环(64)的外径相同,上端圆环(63)的内径大于下端圆环(64)的内径,内接收极(62)的直径小于下端圆环(64)的内径,在飞轮转子主圆柱体(61)、内接收极(62)和上端圆环(63)之间形成类圆环形槽,该类圆环形槽中设置所述的五自由度磁轴承,在飞轮转子主圆柱体(61)和下端圆环(64)之间形成圆柱形槽,该圆柱形槽设置所述的外转子电机。

2.根据权利要求1所述的一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统,其特征是:所述的径向内定子(11)外部是一个径向内定子圆环(112),径向内定子圆环(112)的上下端面沿径向向内延伸3个相同的径向内定子极(111),3个径向内定子极(111)的内表面在同一个半球形面上,之间形成一个半球形槽,该半球形槽有间隙地套在所述的内接收极(62)外部;所述的径向外定子(12)由径向外定子圆环(121)、径向外定子极(122)、定子连接体(123)和下部定子极(124)组成,径向外定子圆环(121)的上端面沿径向向外延伸3个相同的径向外定子极(122)、下端面沿径向向外延伸3个相同定子连接体(123),每个定子连接体(123)的下表面边缘各向下延伸一个环状的下部定子极(124);所述的轴向定子(3)包括一个轴向定子主体(31),轴向定子主体(31)的下表面沿径向由内向外依次连接第一轴向定子极(32)、第二轴向定子极(33)、第三轴向定子极(34)和第四轴向定子极(35),这四个轴向定子极之间留有距离;径向内定子(11)的外壁紧密套有圆环形的内永磁体环(51),内永磁体环(51)的外壁紧密套有轴向定子(4),轴向定子(4)的外壁紧密套有外永磁体环(52),径向外定子(12)紧密套在外永磁体环(52)的外围,内永磁体环(51)的充磁方向为沿径向由外向内充磁,外永磁体环(52)的充磁方向为沿径向由内向外充磁;每个所述的径向内定子极(111)上绕制径向内定子控制线圈(21),每个所述的径向外定子极(122)上绕制径向外定子控制线圈(22),第一轴向定子极(32)和第二轴向定子极(33)之间的圆环形槽内缠绕第一轴向控制线圈(41),第三轴向定子极(34)和第四轴向定子极(35)之间的圆环形槽内缠绕第二轴向控制线圈(42),每个下部定子极(124)上绕制第三轴向控制线圈(43)。

3.根据权利要求1所述的一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统,其特征是:所述的外转子电机包括电机线圈(8)、电机永磁体(9)和固定不动的电机定子(7),电机永磁体(9)同轴套在电机定子(7)外,电机线圈(8)绕在电机定子(7)上,电机永磁体(9)与飞轮转子(6)的下端圆环(64)紧密贴合。

4.根据权利要求2所述的一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统,其特征是:所述的径向内定子极(111)的上下端面与径向内定子圆环(112)的上下端面齐平,所述的半球形槽半径大于径向内定子极(111)的轴向高度。

5.根据权利要求2所述的一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统,其特征是:所述的定子连接体(123)和径向外定子极(122)在径向上的延伸方向一致,定子连接体(123)在径向外定子极(122)的正下方且之间不接触;定子连接体(123)的外径小于径向外定子极(122)的外径,定子连接体(123)的上端面与径向外定子极(122)的下端面之间有间隙。

6.根据权利要求2所述的一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统,其特征是:所述的下部定子极(124)的外径与定子连接体(123)的外径相同,下部定子极(124)的内径小于定子连接体(123)的内径;所述的径向外定子圆环(121)的上端面与径向外定子极(122)的上端面齐平,径向外定子圆环(121)的下端面与定子连接体(123)的下端面齐平。

7.根据权利要求2所述的一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统,其特征是:所述的第一轴向定子极(32)、第二轴向定子极(33)、第三轴向定子极(34)和第四轴向定子极(35)下表面齐平,第一轴向定子极(32)的内径与轴向定子主体(31)的内径相同,第四轴向定子极(35)的外径与轴向定子主体(31)的外径相同。

8.根据权利要求2所述的一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统,其特征是:所述的径向内定子极(111)的下表面与飞轮转子(6)的飞轮转子主圆柱体(61)的上表面之间留有间隙,所述的内永磁体环(51)的上下端面与径向内定子(11)的上下端面齐平,所述的轴向定子(4)的上端面与内永磁体环(51)、外永磁体环(52)的上端面都齐平,外永磁体环(52)的下端面与内永磁体环(51)的下端面齐平。

9.根据权利要求2所述的一种具有抑制扭转陀螺效应的车载磁悬浮飞轮储能系统,其特征是:轴向定子(4)的下端面与飞轮转子主圆柱体(61)的上表面之间有0.5mm的第一轴向气隙,下部定子极(124)的下表面与飞轮转子主圆柱体(61)的上表面之间有0.5mm的第二轴向气隙,径向内定子极(111)的内表面与内接收极(62)的外表面之间有0.5mm的球面径向气隙,径向外定子极(122)的外表面与上端圆环(63)的内表面之间有0.5mm 的柱面径向气隙。