大功率飞轮循环发电系统的制作方法

本发明涉及飞轮发电，具体涉及大功率飞轮循环发电系统。

背景技术：

1、飞轮循环发电是一种利用旋转的飞轮来存储和释放能量的技术，其原理基于动能转换和守恒定律，飞轮发电系统通常由以下几个主要组件组成：飞轮、轴承、电机/发电机和控制系统，在现有技术中，飞轮发电通常是通过以下步骤实现的：首先是能量输入：能量被转化为旋转动能，通过外部力或电机将飞轮加速到一定的转速，这个过程中，飞轮会储存能量；其次是能量储存：一旦飞轮达到所需的转速，它就会保持旋转状态；此时，飞轮就完成了能量的储存；最后是能量释放：当需要释放能量时，控制系统会将电机切换为发电机模式，将旋转动能转化为电能，发电机通过感应原理，利用飞轮的旋转运动产生能量转换，发电机发电、储存和供应给电网或其他设备使用。

2、现有技术中为了增大飞轮的输出能量，通常是采用增大飞轮的质量和/或转速的方式，通过增大飞轮质量和/或转速以存储更多的能量，进而增大输出的能量，但是由于增大了飞轮的质量和/或转速在能量输入过程中增大了由静止到转动所产生的能量损耗，使得整体的能量损耗较大，能量转化效率不高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供大功率飞轮循环发电系统，通过设置多组飞轮，并使多组飞轮之间交替连接和断开，依托电路系统实现离合器设定所需的时间内交替工作实现飞轮之间的相互补充能量，减小相邻飞轮之间的转速差，进而减小多组飞轮相互之间输送能量过程中的能量损耗，彻底解决飞轮发电能量转化效率不高的问题，解决飞轮从储能到释能的转化问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、大功率飞轮循环发电系统，包括底座，底座上依次设置有驱动单元、多组飞轮和输出单元，能量由驱动单元一端传递至输出单元一端；

4、其中驱动单元与能量输入端的飞轮之间、相邻两个飞轮之间以及能量输出端的飞轮与输出单元之间均设置有离合器，且运行状态下每个飞轮两端的两个离合器的工作状态相反，即一开一合交替工作。

5、作为本发明进一步的方案：多组飞轮设置为两组，两组飞轮串联设置。

6、作为本发明进一步的方案：多组飞轮设置为三组，三组飞轮串联设置。

7、作为本发明进一步的方案：驱动单元、离合器和飞轮为同轴设置。

8、作为本发明进一步的方案：驱动单元为单一的动力源，动力源包括起动机。

9、作为本发明进一步的方案：驱动单元包括起动机和主电机，在启动状态下仅由起动机提供动力；在运行状态下，起动机停止工作，并由主电机提供动力。

10、作为本发明进一步的方案：主电机为双杆电机，主电机一端与能量输入端的离合器连接，另一端通过驱动离合器与起动机连接。

11、作为本发明进一步的方案：在启动状态下，各个离合器沿能量输出方向依次连接，直至各组飞轮依次启动后再进入运行状态。

12、作为本发明进一步的方案：在启动状态下，各个离合器同时连接，直至各组飞轮启动后再进入运行状态。

13、作为本发明进一步的方案：底座上设置有轴承座，轴承座中设置有轴承，飞轮通过两端的转轴与轴承连接；驱动单元、多组飞轮、输出单元和各个离合器之间通过联轴器连接。

14、本发明的有益效果：

15、1、本发明通过设置多组飞轮，并使多组飞轮之间交替连接和断开，减小相邻飞轮之间的转速差，进而减小多组飞轮相互之间输送能量过程中的能量损耗，解决了飞轮从储能到释能的转换，进而提高整个系统的能量转换效率。

16、2、本发明驱动单元采用多个动力源时，其中包括起动机和主电机组合，当多组飞轮启动时，由于多组飞轮处于静止状态，需要从静止运动到设定转速，此时需要的驱动力较大，因此使用大功率的起动机带动多组飞轮运动，转动至所需稳定的转速时，断开驱动离合器，由于多组飞轮转动已经达到的设定的转速，在能量传递的过程中，由于各组飞轮之间的转速差较小，因此传递能量过程中的能量损耗偏小，需要补充的能量也就较少，因此使用一个功率较小的主电机即可适配整个发电系统，是发电系统稳定的运行下去，进一步的当需要给能量输入端的飞轮储能时，主电机仅需较小的功率即可实现，进一步的节约能源。

技术特征：

1.大功率飞轮循环发电系统，包括底座(10)，其特征在于，底座(10)上依次设置有驱动单元、多组飞轮(6)和输出单元，能量由驱动单元一端传递至输出单元一端；

2.根据权利要求1所述的大功率飞轮循环发电系统，其特征在于，多组飞轮(6)设置为两组，两组飞轮(6)串联设置。

3.根据权利要求1所述的大功率飞轮循环发电系统，其特征在于，多组飞轮(6)设置为三组，三组飞轮(6)串联设置。

4.根据权利要求1-3任一所述的大功率飞轮循环发电系统，其特征在于，驱动单元、离合器(3)和飞轮(6)为同轴设置。

5.根据权利要求1-3任一所述的大功率飞轮循环发电系统，其特征在于，驱动单元为单一的动力源，动力源包括起动机(1)。

6.根据权利要求1-3任一所述的大功率飞轮循环发电系统，其特征在于，驱动单元包括起动机(1)和主电机(4)，在启动状态下仅由起动机(1)提供动力；在运行状态下，起动机(1)停止工作，并由主电机(4)提供动力。

7.根据权利要求6所述的大功率飞轮循环发电系统，其特征在于，主电机(4)为双杆电机，主电机(4)一端与能量输入端的离合器(3)连接，另一端通过驱动离合器(11)与起动机(1)连接。

8.根据权利要求6所述的大功率飞轮循环发电系统，其特征在于，在启动状态下，各个离合器(3)沿能量输出方向依次连接，直至各组飞轮(6)依次启动后再进入运行状态。

9.根据权利要求6所述的大功率飞轮循环发电系统，其特征在于，在启动状态下，各个离合器(3)同时连接，直至各组飞轮(6)启动后再进入运行状态。

10.根据权利要求1所述的大功率飞轮循环发电系统，其特征在于，底座(10)上设置有轴承座(5)，轴承座(5)中设置有轴承，飞轮(6)通过两端的转轴与轴承连接；驱动单元、多组飞轮(6)、输出单元和各个离合器(3)之间通过联轴器(2)连接。

技术总结
本发明公开了大功率飞轮循环发电系统，涉及飞轮发电技术领域，包括底座，底座上依次设置有驱动单元、多组飞轮和输出单元，能量由驱动单元一端传递至输出单元一端；其中驱动单元与能量输入端的飞轮之间、相邻两个飞轮之间以及能量输出端的飞轮与输出单元之间均设置有离合器，且运行状态下每个飞轮两端的两个离合器的工作状态相反；通过设置多组飞轮，并使多组飞轮之间交替连接和断开，前飞轮储存能量向后飞轮传递，再释放后飞轮，减小相邻飞轮之间的转速差，进而减小多组飞轮相互之间输送能量过程中的能量损耗，进而提高整个系统的能量转换效率。

技术研发人员：闫其辉
受保护的技术使用者：合肥中环电力设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16