專利名稱：雙定子盤式電機(jī)飛輪儲(chǔ)能器轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于飛輪蓄能器，特別是涉及一種雙定子盤式電機(jī)飛輪儲(chǔ)能器轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
公告號(hào)CN201928127U的實(shí)用新型《雙定子交流電機(jī)飛輪儲(chǔ)能器》，其公開的技術(shù)方案中包括了一種轉(zhuǎn)子(飛輪)的支撐結(jié)構(gòu)，即飛輪上下端軸設(shè)有第一高速軸承，各第一高速軸承分別支撐有上下中間軸，各上下中間軸分別設(shè)有第二高速軸承，各第二高速軸承分別支撐于殼體內(nèi)側(cè)上下端面。上述實(shí)用新型是雙定子鐵心及其定子繞組與相應(yīng)的轉(zhuǎn)子分別構(gòu)成交流盤式電機(jī)， 相應(yīng)的轉(zhuǎn)子即飛輪，它有效地克服了雙定子盤式單極直流電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈需要電刷滑動(dòng)接觸的弊病。上述實(shí)用新型還采用雙高速軸承串連結(jié)構(gòu)，使飛輪能以兩倍于高速軸承最高限速的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。上述實(shí)用新型的雙高速軸承串連結(jié)構(gòu)雖然相對(duì)延長(zhǎng)了高速軸承的使用壽命，但仍不能徹底解決現(xiàn)有高速軸承不能適應(yīng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)技術(shù)要求的根本問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有高速軸承不能滿足飛輪高速旋轉(zhuǎn)需要的技術(shù)問題，而公開一種雙定子盤式電機(jī)飛輪儲(chǔ)能器轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采取以下技術(shù)方案本轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)包括由腔體和兩端端蓋構(gòu)成的密封殼體、盤式轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸和轉(zhuǎn)子盤、支撐轉(zhuǎn)子軸兩端的高速軸承，特征是， 轉(zhuǎn)子軸套裝有與轉(zhuǎn)子盤相對(duì)應(yīng)的永磁套筒，轉(zhuǎn)子盤的軸心孔設(shè)有永磁鑲環(huán)，永磁套筒與永磁鑲環(huán)之間設(shè)有間隔，其相對(duì)面的磁極極性相同，所述轉(zhuǎn)子盤外圓面的居中位置設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)，所述密封殼體的腔體設(shè)有分別與環(huán)形凸臺(tái)上下表面相對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起，所述轉(zhuǎn)子盤環(huán)形凸臺(tái)上下表面與所對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起分別設(shè)有間距相等且相對(duì)面的磁極極性相同的軸向懸浮永磁環(huán)。本發(fā)明還可以采取以下技術(shù)措施所述各軸向懸浮永磁環(huán)的剩磁、磁感矯頑力、內(nèi)稟矯頑力和磁能積磁性能指標(biāo)相同。本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點(diǎn)在于轉(zhuǎn)子軸永磁套筒與轉(zhuǎn)子盤永磁鑲環(huán)相對(duì)于轉(zhuǎn)子盤具有徑向限位作用，可以避免轉(zhuǎn)子盤的徑向擺動(dòng)。實(shí)際上盤式電機(jī)定子鐵心對(duì)轉(zhuǎn)子盤就有輔助的徑向限位作用。轉(zhuǎn)子盤環(huán)形凸臺(tái)上下表面與所對(duì)應(yīng)的腔體環(huán)形凸起成對(duì)的軸向懸浮永磁磁環(huán)對(duì)于轉(zhuǎn)子盤具有軸向限位作用，可以避免轉(zhuǎn)子盤的軸向竄動(dòng)。可見，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)能夠避免轉(zhuǎn)子盤在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生徑向擺動(dòng)或軸向竄動(dòng)，而且這種所謂限位是在無接觸狀態(tài)下完成的，因此可以徹底解決轉(zhuǎn)子軸因轉(zhuǎn)子盤擺動(dòng)和離心力產(chǎn)生的相應(yīng)偏擺，使一般高速軸承也能勝任飛輪儲(chǔ)能器的要求。樣機(jī)試驗(yàn)表明，本轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子盤即飛輪的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)85，OOOr/min，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)24h，所使用的一般高速軸承無磨損現(xiàn)象。本發(fā)明也適用于核能應(yīng)用的高速離心機(jī)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用的突出優(yōu)點(diǎn)。


附圖I是實(shí)施例結(jié)構(gòu)剖面示意圖。 圖中標(biāo)號(hào)I腔體，2端蓋，3定子鐵心，3-1定子繞組，4轉(zhuǎn)子軸，5高速軸承，6轉(zhuǎn)子環(huán)形永磁鐵，7轉(zhuǎn)子盤，7-1環(huán)形凸臺(tái)，8環(huán)形凸起，9軸向懸浮永磁環(huán)，10永磁鑲環(huán)，11永磁套筒。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。如圖I所示實(shí)施例，腔體I和腔體兩端的端蓋2構(gòu)成本雙定子盤式電機(jī)飛輪儲(chǔ)能器的密封殼體。雙定子是在各端蓋的內(nèi)端面分別設(shè)有定子鐵心3，各定子鐵心3分別設(shè)有定子繞組3-1。轉(zhuǎn)子盤對(duì)稱設(shè)置的轉(zhuǎn)子環(huán)形永磁鐵6分別與相應(yīng)定子鐵心3構(gòu)成交流盤式電機(jī)，并且轉(zhuǎn)子盤、轉(zhuǎn)子環(huán)形永磁鐵也構(gòu)成具有相當(dāng)質(zhì)量的飛輪。如圖I所示，兩端設(shè)有高速軸承5的轉(zhuǎn)子軸4套裝有與轉(zhuǎn)子盤7相對(duì)應(yīng)的永磁套筒11，轉(zhuǎn)子盤7的軸心孔設(shè)有永磁鑲環(huán)10，永磁套筒11與永磁鑲環(huán)10之間設(shè)有間隔，其相對(duì)面的磁極極性相同例如同為N極，使永磁套筒與永磁鑲環(huán)為相斥狀態(tài)。如圖I所示，轉(zhuǎn)子盤7外圓面的居中位置設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)7-1，所述密封殼體的腔體
I設(shè)有分別與環(huán)形凸臺(tái)7-1上下表面相對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起8，轉(zhuǎn)子盤環(huán)形凸臺(tái)7-1上下表面與所對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起8分別設(shè)有間距相等且相對(duì)面的磁極極性相同的軸向懸浮永磁環(huán)9，例如相對(duì)面的磁極極性同為S極，使環(huán)形凸臺(tái)7-1上、下表面與所對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起8分別設(shè)置的軸向懸浮永磁環(huán)9均為相斥狀態(tài)，并且各軸向懸浮永磁環(huán)的剩磁、磁感矯頑力、內(nèi)稟矯頑力和磁能積磁性能指標(biāo)相同，使上下成對(duì)的軸向懸浮永磁環(huán)之間的相斥力相等，使得轉(zhuǎn)子盤7受力平衡。總之，圖I所示的永磁套筒11與永磁鑲環(huán)10、各上下成對(duì)的軸向懸浮永磁環(huán)9之間具有分別利用磁場(chǎng)形成的徑向限位作用和軸向限位作用。。圖I實(shí)施例的飛輪采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，直徑為50cm，厚度為5cm， 它的質(zhì)量為14. 73kg。
權(quán)利要求
1.一種雙定子盤式電機(jī)飛輪儲(chǔ)能器轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)，包括由腔體和兩端端蓋構(gòu)成的密封殼體、盤式轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸和轉(zhuǎn)子盤、支撐轉(zhuǎn)子軸兩端的高速軸承，其特征在于轉(zhuǎn)子軸套裝有與轉(zhuǎn)子盤相對(duì)應(yīng)的永磁套筒，轉(zhuǎn)子盤的軸心孔設(shè)有永磁鑲環(huán)，永磁套筒與永磁鑲環(huán)之間設(shè)有間隔，其相對(duì)面的磁極極性相同，所述轉(zhuǎn)子盤外圓面的居中位置設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)，所述密封殼體的腔體設(shè)有分別與環(huán)形凸臺(tái)上下表面相對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起，所述轉(zhuǎn)子盤環(huán)形凸臺(tái)上下表面與所對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起分別設(shè)有間距相等且相對(duì)面的磁極極性相同的軸向懸浮永磁環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)，其特征在于所述各軸向懸浮永磁環(huán)的剩磁、磁感矯頑力、內(nèi)稟矯頑力和磁能積磁性能指標(biāo)相同。
全文摘要
本發(fā)明是一種雙定子盤式電機(jī)飛輪儲(chǔ)能器轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子軸套裝有與轉(zhuǎn)子盤相對(duì)應(yīng)的永磁套筒，轉(zhuǎn)子盤的軸心孔設(shè)有永磁鑲環(huán)，永磁套筒與永磁鑲環(huán)之間設(shè)有間隔，其相對(duì)面的磁極極性相同，所述轉(zhuǎn)子盤外圓面的居中位置設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)，所述密封殼體的腔體設(shè)有分別與環(huán)形凸臺(tái)上下表面相對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起，所述轉(zhuǎn)子盤環(huán)形凸臺(tái)上下表面與所對(duì)應(yīng)的環(huán)形凸起分別設(shè)有間距相等且相對(duì)面的磁極極性相同的軸向懸浮永磁環(huán)。本轉(zhuǎn)子磁懸浮結(jié)構(gòu)能夠避免轉(zhuǎn)子盤在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生徑向擺動(dòng)或軸向竄動(dòng)，而且這種所謂限位是在無接觸狀態(tài)下完成的，因此可以徹底解決轉(zhuǎn)子軸因轉(zhuǎn)子盤擺動(dòng)和離心力產(chǎn)生的相應(yīng)偏擺，使一般高速軸承也能勝任飛輪儲(chǔ)能器的要求。
文檔編號(hào)H02K7/02GK102594009SQ20121006679
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者周伯飛, 莊朝榮, 李宗民, 董樹東 申請(qǐng)人:天津榮亨集團(tuán)股份有限公司