外轉子飛輪儲能裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種外轉子飛輪儲能裝置，包括機架、軸、轉子和定子；所述軸固定安裝在機架上且不轉動；所述轉子轉動安裝在軸上，通過軸承繞軸旋轉；所述定子固定安裝在軸上，并且所述定子位于所述轉子內。所述轉子的內圓處鑲嵌有永磁體，所述定子為無齒槽結構，所述轉子通過機械軸承安裝在軸上。本實用新型的結構簡單、成本低，而且轉動慣量大，儲能密度高，空氣阻力與軸承滾動阻力小。
【專利說明】外轉子飛輪儲能裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種屬于物理儲能裝置，尤其涉及一種外轉子飛輪儲能裝置。

【背景技術】
[0002]環(huán)保和能源資源等方面的原因，必須大力發(fā)展可再生能源。可再生能源具有可持續(xù)、無污染等諸多優(yōu)點，但也具有間歇性和分布式的特點。如風能不僅儲量大，可利用率高，而且便于大規(guī)模開發(fā)。我國可開發(fā)利用的風能資源陸地為2.53億kW，近海7.5億kW，合計
10.03億kW。近年來，我國風力發(fā)電裝機容量增加較快。到現在已達7000萬kW，到2015年我國風電總裝機容量將達到1.5億kW。但風速變化很大，且瞬間變化也很劇烈，使得有人將其稱為“垃圾電”。要發(fā)展可再生能源，必須解決能源的儲藏和釋放并減緩瞬間變化以改善電能品質。
[0003]另一方面，在用電設備中也有許多間歇性工作的情況，如油田抽油機的不同沖程變化，為使能源得到高品質的利用，蓄能裝置不可或缺。儲能技術在電網中的主要作用是:實現需求側管理；消除晝夜峰谷差；平滑負荷；提高電力設備利用率，降低供電成本；提高協(xié)調運行穩(wěn)定性、調整頻率；補償負荷波動。主要的儲能方式可分為物理儲能和化學儲能等。物理儲能有抽水蓄能、壓縮空氣儲能(CAES)、飛輪儲能(FESS)和電磁儲能其中電磁儲能又有超級電容儲能和超導儲能(SMES)等?；瘜W儲能有鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池及其它二次電池儲能(BESS)等。飛輪儲能系統(tǒng)核心部分為:飛輪，電動機-發(fā)電機，電力電子變換裝置。工作模式是充電、保持、放電。電力電子變換裝置從外部輸入電能驅動電動機旋轉，電動機帶動飛輪旋轉，飛輪存儲旋轉動能(機械能)，當外部需要能量時，用飛輪帶動發(fā)電機旋轉發(fā)電，將動能轉化為電能，再通過電力電子變換裝置變成負載所需要的各種頻率、電壓等級的電能，以滿足不同的需求。
實用新型內容
[0004]本實用新型所解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種外轉子飛輪儲能裝置，本外轉子飛輪儲能裝置結構簡單，而且轉子位于定子外部，因此在同樣的體積和重量下，轉動慣量大大增加，使儲能密度大大提高，進一步的還可以降低轉速，以減小空氣阻力與軸承滾動阻力的損失。
[0005]為實現上述技術目的，本實用新型采取的技術方案為:外轉子飛輪儲能裝置，包括機架、軸、轉子和定子；所述軸固定安裝在機架上；其特征在于:所述轉子轉動安裝在軸上，所述定子固定安裝在軸上，并且所述定子位于所述轉子內。
[0006]作為本實用新型進一步改進的技術方案，所述轉子的內圓處鑲嵌有永磁體。
[0007]作為本實用新型進一步改進的技術方案，所述定子為無齒槽結構。
[0008]作為本實用新型進一步改進的技術方案，所述轉子通過機械軸承安裝在軸上。
[0009]本實用新型的結構與經常采用的電機結構，電機通常的結構中，固定不動的電機定子放在外面同時旋轉運動的電機轉子放在電機定子內部；而本實用新型的轉子位于定子外部，換句話說定子在轉子內，因轉動慣量與半徑的平方成正比，儲存的能量與轉動慣量成正比，其結果是轉動慣量大大增加，儲能密度高；另一方面采用轉動慣量較大的轉子，可以降低轉子轉速，以減小空氣阻力與軸承滾動阻力的損失；本實用新型采用永磁材料勵磁，即將永磁體鑲嵌在轉子內圓處，沒有滑環(huán)及勵磁線圈，也更容易采用無齒槽結構的圓柱形定子，結構簡單。總之，本實用新型的結構簡單、成本低，而且轉動慣量大，儲能密度高，空氣阻力與軸承滾動阻力小。當然，本實用新型也適用于磁懸浮和抽真空的結構和技術。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0011]圖2為圖1的A-A向的剖視結構示意圖。

【具體實施方式】
[0012]實施例1
[0013]參見圖1和圖2，本外轉子飛輪儲能裝置，包括機架1、軸2、轉子3和定子4 ;所述軸2固定安裝在機架I上；所述轉子3轉動安裝在軸2上，所述定子4固定安裝在軸2上，并且所述定子4位于所述轉子3內。所述轉子3的內圓處鑲嵌有永磁體，所述定子4為無齒槽結構，即為圓柱形，所述轉子3通過機械軸承5安裝在軸2上。
[0014]本外轉子飛輪儲能裝置的工作過程是:儲能時，通過電力電子變換裝置將轉子和定子之間設置成電動機模式；并且給定子通電，定子通電后，在定子和轉子之間形成磁場并驅動轉子旋轉，將電能轉換成轉子的旋轉動能；放電時，通過電力電子變換裝置將轉子和定子之間設置成發(fā)電機模式，轉子轉速下降，定子上的線圈內形成電流，并通過電力電子變換裝置將電流輸出。所述電力電子變換裝置為本【技術領域】中的常規(guī)技術手段，并且為現有技術，不再詳述。本外轉子飛輪儲能裝置的儲能密度——單位體積和重量存儲的能量——大大提高；轉子轉動慣量較大，可以降低轉速，減小空氣阻力與軸承滾動阻力的損失；定子結構更容易實現無齒槽結構，進一步的簡化了結構，降低了成本。因為外轉子飛輪儲能裝置是機械儲能裝置，不存在電化學的反應與電極板的承受能力問題，因此效率高，全程免維護，完全零污染。
【權利要求】
1.一種外轉子飛輪儲能裝置，包括機架(I)、軸(2)、轉子(3)和定子(4);所述軸(2)固定安裝在機架(I)上；其特征在于:所述轉子(3)轉動安裝在軸(2)上，所述定子(4)固定安裝在軸(2)上，并且所述定子(4)位于所述轉子(2)內。
2.根據權利要求1所述的外轉子飛輪儲能裝置，其特征在于:所述轉子(3)的內圓處鑲嵌有永磁體。
3.根據權利要求1或2所述的外轉子飛輪儲能裝置，其特征在于:所述定子(4)為無齒槽結構。
4.根據權利要求3所述的外轉子飛輪儲能裝置，其特征在于:所述轉子(3)通過機械軸承(5)安裝在軸⑵上。
【文檔編號】H02K1/12GK203967891SQ201420000564
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權日:2014年1月2日
【發(fā)明者】苗立杰 申請人:江蘇風盛新能源科技有限公司