一种永磁驱动的高温超导飞轮储能系统

摘要

一种永磁驱动的高温超导飞轮储能系统，包括驱动部分、超导磁屏蔽机构和储能部分。驱动部分、超导磁屏蔽机构和储能部分沿轴向上下顺序布置。超导磁屏蔽机构和储能部分位于密封腔(3)内，驱动部分位于密封腔(3)的外部，储能部分和驱动部分隔离。密封腔(3)为储能部分提供真空环境。驱动部分为储能部分提供能量。超导磁屏蔽机构是导通或断开能量输入的开关，导通或隔断驱动部分的永磁盘和储能部分的金属盘之间的磁场耦合，所述的超导磁屏蔽机构的端面与驱动部分永磁盘的端面和储能部分金属盘的端面保持平行、同轴。储能部分存储由所述的驱动部分传递的能量，其高温超导轴承包括永磁转子和超导定子。

主权项

一种永磁驱动的高温超导飞轮储能系统，其特征是：所述的高温超导飞轮储能系统包括驱动部分、超导磁屏蔽机构和储能部分；所述的驱动部分、超导磁屏蔽机构和储能部分沿轴向上下顺序布置，所述的驱动部分位于所述的超导磁屏蔽机构的上方，超导磁屏蔽机构位于储能部分的轴向上方；所述的超导磁屏蔽机构和储能部分位于一个密封腔(3)内，所述的驱动部分位于密封腔(3)的外部；所述的密封腔(3)为储能部分提供真空环境；所述的储能部分和所述的驱动部分隔离；所述的驱动部分为储能部分提供能量；所述的超导磁屏蔽机构是导通或断开能量输入的开关，导通或隔断所述驱动部分的永磁盘和所述储能部分的金属盘之间的磁场耦合；所述的储能部分存储由所述的驱动部分传递的能量；所述的驱动部分包括电机(1)和永磁盘(2)；所述的电机(1)由支架支撑，位于密封腔(3)外部上方；所述的永磁盘(2)由同轴的永磁环和聚磁铁环交错构成；永磁盘(2)套装在电机轴的底端，距离电机有一段距离，永磁盘(2)在电机的驱动下产生强旋转磁场；所述的超导磁屏蔽机构的端面与驱动部分永磁盘的端面和储能部分金属盘的端面保持平行、同轴；所述的超导磁屏蔽机构(5)由薄壁杜瓦(5‑1)、超导薄膜(5‑2)、进液接口(5‑3)、出液接口(5‑6)，以及带进液阀(5‑5)的进液管(5‑4)和出液阀(5‑8)的出液管(5‑7)组成；超导薄膜(5‑2)用环氧树脂粘于薄壁杜瓦(5‑1)的内底面；薄壁杜瓦(5‑1)为碟形或圆盘形；薄壁杜瓦(5‑1)开有进口和出口，进口和出口位于同一径线上，薄壁杜瓦的进口和出口分别连接进液接口(5‑3)和出液接口(5‑6)，进液接口(5‑3)连接进液管(5‑4)，出液接口(5‑6)连接出液管(5‑7)；进液管(5‑4)上装有进液阀(5‑5)，出液管(5‑7)上装有出液阀(5‑8)；所述的储能部分由主轴、金属盘、高温超导轴承、飞轮、永磁轴承、保护轴承和支撑体组成；所述的金属盘位于主轴的顶端，带动主轴旋转；所述的主轴从上到下依次套装有金属盘、高温超导轴承的永磁转子、飞轮、永磁轴承转子和保护轴承；永磁轴承定子与永磁轴承转子同轴布置，两者的几何中心线重合；支撑体(13)位于密封腔(3)的底面；所述的高温超导轴承为轴向型高温超导轴承或径向型高温超导轴承；所述的高温超导轴承主要包括永磁转子和超导定子两部分；轴向型结构的高温超导轴承中，其永磁转子与超导定子均为碟形或盘型，平行相对放置，两者几何轴线重合；径向型结构的高温超导轴承中，其永磁转子和超导定子均采用环绕主轴的环形结构，永磁转子和超导定子两者同轴布置。