一种大型可变转动惯量飞轮制造技术

本发明专利技术提供的一种大型可变转动惯量飞轮，包括飞轮主体、质心调节机构以及液压传动系统，所述飞轮主体的两个端面上均设置有质心调节机构，且多个所述质心调节机构以所述飞轮主体的轴线为中心等距离均匀设置在所述飞轮主体的端面上，所述液压传动系统设置在所述飞轮主体两端面之间的通槽内用于驱动所述质心调节机构调节飞轮的转动惯量。本发明专利技术能够使飞轮的转动惯量在一定范围内主动变化，可方便的实现飞轮机械能的主动释放或吸收，提高了飞轮储能装置的灵活性。能装置的灵活性。能装置的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种大型可变转动惯量飞轮


[0001]本专利技术涉及飞轮储能装置
，具体涉及一种大型可变转动惯量飞轮。

技术介绍

[0002]飞轮储能技术发展已久，在如今已被广泛应用于航天、电力、汽车等行业应用广泛，并且其寿命长、储存与释放能量速度快、效率高等优点使得该技术得到了密切关注。但现有的大型飞轮的转动惯量在被制造出来之后就被确定下来不可改变，特点是结构简单，但灵活性较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种大型可变转动惯量飞轮。
[0004]具体技术方案如下：
[0005]一种大型可变转动惯量飞轮，包括飞轮主体、质心调节机构以及液压传动系统，所述飞轮主体的两个端面上均设置有质心调节机构，且多个所述质心调节机构以所述飞轮主体的轴线为中心等距离均匀设置在所述飞轮主体的端面上，所述液压传动系统设置在所述飞轮主体两端面之间的通槽内用于驱动所述质心调节机构调节飞轮的转动惯量。
[0006]可选的，所述质心调节机构包括质量块、丝杆、丝杆顶塞以及圆锥滚子轴承，且所述质量块沿所述飞轮主体的径向与所述飞轮主体的内侧端面滑动接触，所述丝杆的长度方向与所述飞轮主体的径向方向一致，所述丝杆贯穿所述质量块与所述质量块螺纹连接，所述丝杆顶塞固定在所述飞轮主体的外圈上，所述丝杆的一端转动连接在所述丝杆顶塞上，所述丝杆的另一端与所述液压传动系统的执行端固定连接。
[0007]可选的，所述液压传动系统包括液压马达、供油部分以及分流部分，所述供油部分用于给液压马达供给液压油，所述分流部分用于对油路导流。
[0008]可选的，所述供油部分包括供油部件以及补偿部件，所述供油部件包括无刷直流电机、联轴器以及双向柱塞泵，所述双向柱塞泵的泵轴与所述无刷直流电机的输出轴通过联轴器固定连接，所述双向柱塞泵的第一端口与所述液压马达的第一油口通过第一管路相连通，所述双向柱塞泵的第二端口与所述液压马达的第二油口通过第二管路相连通，所述补偿部件用于补偿油路泄漏。
[0009]可选的，所述分流部件包括第一单向分流阀、第一单向阀组、第二单向分流阀以及第二单向阀组，第一单向分流阀设置在所述第一管路上用于引导液压油沿与双向柱塞泵到液压马达一致的方向流动，所述第一单向阀组与所述第一单向分流阀并联，且所述第一单向阀组用于引导液压油沿与所述液压马达到所述双向柱塞泵一致的方向流动，所述第二单向分流阀设置在所述第二管路上用于引导液压油沿与所述双向柱塞泵到所述液压马达一致的方向流动，所述第二单向阀组与所述第二单向分流阀并联，且所述第二单向阀组用于引导液压油沿与所述液压马达到所述双向柱塞泵一致的方向流动。
[0010]可选的，所述补偿部件还包括蓄能器、第一安全阀、第二安全阀以及第三单向阀，
所述蓄能器与所述双向柱塞泵的泄油口单向连通，所述第一安全阀的入口与所述第一管路相连接，所述第一安全阀的出口与所述蓄能器的管路相连接，所述第二安全阀的入口与所述第二管路相连接，所述第二安全阀的出口与所述蓄能器的管路相连通，所述第三单向阀用于引导所述双向柱塞泵泄漏的液压油流向所述蓄能器。
[0011]可选的，所述补偿部件还包括第四单向阀以及第五单向阀，所述第四单向阀的进口与所述蓄能器相连通，所述第四单向阀的出口与所述第一管路相连通，所述第五单向阀的进口与所述蓄能器相连通，所述第四单向阀的出口与所述第二管路相连通。
[0012]可选的，所述蓄能器与所述第一管路通过二位三通换向阀相连接，所述二位三通换向阀处于第一工作状态时，所述第一管路与所述液压马达的第一油口相连通，所述二位三通换向阀处于第二工作状态时，所述第一管路与所述蓄能器相连通。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0014]1、本专利技术通过液压油源驱动液压马达旋转，液压马达带动丝杆转动进而驱使质量块轴向位移，当质量块质心位置相对于飞轮回转中心径向位移时，飞轮转动惯量将发生主动变化，根据角动量守恒，在飞轮无外加力矩的情况下若飞轮转动惯量主动降低/提高，则飞轮角速度将主动上升/降低，实现飞轮储存的机械能的主动释放与吸收；
[0015]2、本专利技术设置的液压传动系统为大型可变转动惯量飞轮提供可靠的动力支持，所述液压传动系统为一拖三泵控马达系统，由一个无刷直流电机带动一个双向柱塞泵，中间由分流阀将柱塞泵输出的油液等分为三份，分别提供给三个液压马达；为补偿分流阀的累计误差造成的质量块周向分布不均，在液压马达之前串联一组二位三通换向阀，用于单独调节某一个或者某两个质量块的分布情况；分流阀在柱塞泵两侧回路各有一个且各自并联一组单向阀，以保证油液正常回流。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例提供的大型可变转动惯量飞轮的整体结构示意图；
[0017]图2为本专利技术实施例提供的大型可变转动惯量飞轮中用于展示质心调节机构的爆炸机构示意图；
[0018]图3为本专利技术实施例提供的大型可变转动惯量飞轮的主视结构示意图；
[0019]图4为本专利技术实施例提供的大型可变转动惯量飞轮中用于展示质心调节机构与液压组件内部位置关系的剖视结构示意图；
[0020]图5为本专利技术实施例提供的大型可变转动惯量飞轮中液压传动系统的原理图。
[0021]图中：1、飞轮主体；2、质心调节机构；21、质量块；22、丝杆；23、丝杆顶塞；24、圆锥滚子轴承；3、液压传动系统；31、液压马达；301、第一油口；302、第二油口；32、供油部分；321、无刷直流电机；322、联轴器；323、双向柱塞泵；3231、第一端口；3232、第二端口；324、第一管路；325、第二管路；326、蓄能器；3261、第四单向阀；3262、第五单向阀；3263、二位三通换向阀；327、第一安全阀；328、第二安全阀；329、第三单向阀；33、分流部分；331、第一单向分流阀；332、第一单向阀组；333、第二单向分流阀；334、第二单向阀组。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0025]本专利技术中提供的大型可变转动惯量飞轮，参照图1
‑
图4，包括飞轮主体1、质心调节机构2以及液压传动系统3，飞轮主体1的两个端面上均设置有质心调节机构2，且多组质心调节机构2以飞轮主体1的轴线为中心等距离均匀分布在飞轮主体1的端面上，在本实施例中，飞轮的每个端面均设置有三组质心调节机构2，飞轮两端的质心调节机构2均呈空间角60
°
交错排列，液压传动系统3设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型可变转动惯量飞轮，其特征在于，包括飞轮主体、质心调节机构以及液压传动系统，所述飞轮主体的两个端面上均设置有质心调节机构，且多个所述质心调节机构以所述飞轮主体的轴线为中心等距离均匀设置在所述飞轮主体的端面上，所述液压传动系统设置在所述飞轮主体两端面之间的通槽内用于驱动所述质心调节机构调节飞轮的转动惯量。2.根据权利要求1所述的大型可变转动惯量飞轮，其特征在于，所述质心调节机构包括质量块、丝杆、丝杆顶塞以及圆锥滚子轴承，且所述质量块沿所述飞轮主体的径向与所述飞轮主体的内侧端面滑动接触，所述丝杆的长度方向与所述飞轮主体的径向方向一致，所述丝杆贯穿所述质量块与所述质量块螺纹连接，所述丝杆顶塞固定在所述飞轮主体的外圈上，所述丝杆的一端转动连接在所述丝杆顶塞上，所述丝杆的另一端与所述液压传动系统的执行端固定连接。3.根据权利要求1所述的大型可变转动惯量飞轮，其特征在于，所述液压传动系统包括液压马达、供油部分以及分流部分，所述供油部分用于给液压马达供给液压油，所述分流部分用于对油路导流。4.根据权利要求3所述的大型可变转动惯量飞轮，其特征在于，所述供油部分包括供油部件以及补偿部件，所述供油部件包括无刷直流电机、联轴器以及双向柱塞泵，所述双向柱塞泵的泵轴与所述无刷直流电机的输出轴通过联轴器固定连接，所述双向柱塞泵的第一端口与所述液压马达的第一油口通过第一管路相连通，所述双向柱塞泵的第二端口与所述液压马达的第二油口通过第二管路相连通，所述补偿部件用于补偿油路泄漏。5.根据权利要求4所述的大型可变转动惯量飞轮，其特征在于，所述分流部件包括第一单向分流阀、第一单向阀组、第二单向分流阀以及第...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建阳，王朋飞，梁策，杨博睿，李嘉豪，钱广，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：