用于飞轮储能装置的内外转子耦合控制装置的制作方法

本实用新型涉及物理领域，尤其涉及能量储存技术，特别是一种用于飞轮储能装置的内外转子耦合控制装置。

背景技术：

电源的关键是电能的储存和释放。传统的电源大多使用蓄电池作为储能元件。而蓄电池在使用中又存在一些问题。比如维护比较麻烦，体积较大，不利于环境保护，且存在一定不安全因素（如可能发生的电路腐蚀、火灾、爆炸）等。作为改进的技术，目前是采用飞轮储存能量，并将能量传递给发电机，但是目前的能力的传递不可控。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种解决上述技术问题的用于飞轮储能装置的内外转子耦合控制装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的用于飞轮储能装置的内外转子耦合控制装置，包括飞轮储能装置和内外转子耦合控制装置，其特征在于,所述的飞轮储能装置包括：

外转子，所述外转子为中空结构；

飞轮，所述飞轮设置在所述外转子内；

导磁组件，所述导磁组件设置在所述外转子的内壁上；其中

所述导磁组件包括：

第一导磁单元，所述第一导磁单元设置在所述外转子的内壁上；

第二导磁单元，所述第二导磁单元设置在所述外转子的内壁上；

所述第一导磁单元与所述第二导磁单元间隔设置，所述第一导磁单元与所述第二导磁单元的磁极相异。

所述的内外转子耦合控制装置包括：

发电机，所述发电机通过外转子传动轴与所述的飞轮储能装置中的外转子连接；

所述外转子传动轴上还连接有耦合控制机构，所述耦合控制机构包括：

外壳，所述外壳设置在所述外转子传动轴上；

定子，所述定子设置在所述外壳内；

转子，所述转子设置在所述外壳内，所述转子设置在所述外转子传动轴上，所述转子与所述定子对应。

所述第一导磁单元包括：

第一导磁体，所述第一导磁体设置在所述外转子的内壁上；

第一磁铁线圈，所述第一磁铁线圈包裹在所述第一导磁体外侧。

所述第二导磁单元包括：

第二导磁体，所述第二导磁体设置在所述外转子的内壁上；

第二磁铁线圈，所述第二磁铁线圈包裹在所述第二导磁体外侧；

所述第一导磁体的磁极与所述第二导磁体的磁极相异。

所述飞轮与所述外转子同轴设置。

所述飞轮与所述导磁组件之间的设有气隙。

所述气隙为2毫米。

所述导磁组件的数量为三组，三组所述导磁组件均匀设置在所述外转子的内壁上。

所述外转子传动轴通过联轴器与所述发电机连接。

本实用新型相对于现有技术，具有如下优势：将飞轮储存的动能通过可控、可调的方式传递到发电机转子轴上。能量（动能）储存在高速旋转的飞轮中。当需要时，动能将通过飞轮储能装置外转子和外转子轴传递到发电机的转子，使发电机工作于发电状态。通过电与磁的转换以及磁场作用力，实现对动能传递的有效控制，可以达到对动能传递量值大小的精准控制，控制的反应时间快，响应时间短。可以实现闭环式自动控制。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征目的和优点将会变得更明显。

图1为本实用新型中的飞轮储能装置结构示意图一；

图2为本实用新型中的飞轮储能装置结构示意图二；

图3为本实用新型中的导磁组件结构示意图；

图4为本实用新型中的内外转子耦合控制装置结构示意图；

图5为本实用新型中的飞轮储能装置外转子与飞轮耦合磁路示意图；

图6为本实用新型中的内外转子耦合控制装置控制电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型飞轮储能装置作进一步详细说明。

如图1～图6所示，本实用新型的用于飞轮储能装置的内外转子耦合控制装置，包括：飞轮储能装置；发电机7，发电机7通过外转子传动轴8经由联轴器12与飞轮储能装置连接。

在外转子传动轴8上还连接有耦合控制机构，耦合控制机构包括：外壳9，外壳9设置在外转子传动轴8上；定子10，定子10设置在外壳9内；转子11，转子11设置在外壳9内，转子11设置在外转子11传动轴8上，转子11与定子10对应。

飞轮储能装置包括：外转子1，外转子1为中空结构；飞轮2，飞轮2设置在外转子1内；导磁组件，导磁组件设置在外转子1的内壁上；其中导磁组件包括：第一导磁单元，第一导磁单元设置在外转子1的内壁上；第二导磁单元，第二导磁单元设置在外转子1的内壁上；第一导磁单元与第二导磁单元间隔设置，第一导磁单元与第二导磁单元的磁极相异。

第一导磁单元包括：第一导磁体3，第一导磁体3设置在外转子1的内壁上；第一磁铁线圈4，第一磁铁线圈4包裹在第一导磁体3外侧。

第二导磁单元包括：第二导磁体5，第二导磁体5设置在外转子1的内壁上；第二磁铁线圈6，第二磁铁线圈6包裹在第二导磁体5外侧；第一导磁体3的磁极与第二导磁体5的磁极相异。

飞轮储能装置外转子1是实现飞轮2与发电机7能量传递的关键部件。外转子1为圆筒状结构。圆筒内壁镶嵌有若干个带有绕组（线圈）的导磁组件。导磁组件和飞轮2之间留有2毫米～3毫米的气隙13。

飞轮2的转速在补能驱动电机的带动下，其转速保持在4000r/min，此时，飞轮2储存有一定量的动能。飞轮储能装置外转子1的转速是1500r/min（旋转方向与飞轮2相同），这是发电机7转子所需要的额定转速。它们之间的相对转速（转速差）为2500r/min。

当需要时（网络供电断电时），耦合控制发动机定子10线圈开始接受来自“控制装置”的直流电流，耦合控制发动机定子10磁极产生磁场，同时在转子11线圈中感应出三相交流电动势，产生电压，三相交流电经过全波整流后送到磁铁线圈6和磁铁线圈4，（见示意图，图6）磁铁线圈产生磁场，这个磁场的磁路的一部分通过飞轮2的外圆表面，形成外转子1与飞轮2间的磁拉力（外转子1与飞轮2耦合磁路示意图（图5））。在这个磁拉力的作用下，外转子1的转速开始上升，而飞轮2的转速开始下降，它们之间的转差减小。飞轮2在转速下降的过程中释放能量，外转子1在转速上升的过程中获得能量。这也就实现了飞轮2动能向外转子1传递的目的。

而整个动能的传递是受到控制的。控制源就在连接于耦合控制发动机定子线圈的“控制装置”上。它可以控制动能传递的起始时间，传递的能量大小以及需要持续的时间。

图5中所示为两种磁路形式。磁路a所示为飞轮2表面呈圆弧面；磁路b所示为飞轮2表面有开槽，也就是飞轮2表面与外转子1内圆面之间的气隙13是不相等的。两种磁路各有特点。

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。