用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承，包括：飞轮轴；上方转子，固定在所述飞轮轴上；下方转子，固定在所述飞轮轴上；高温超导体定子，套在所述飞轮轴上，并且固定的位于所述上方转子和下方转子之间。还包括冷却剂容器，容置有用于冷却所述高温超导体定子的冷却介质，与所述高温超导体定子相接触。所述冷却介质为液氮。所述上方转子位于高温超导体定子之上，所述超导体定子与上方转子之间为排斥悬浮力。所述下方转子位于高温超导体定子之下，所述超导体定子与下方转子之间为吸引悬挂力。所述高温超导体定子由ＹＢＣＯ高温超导体制成。因此，本发明专利技术使用了上下转子，并且在两个转子之间设置高温超导体定子，定子和两个转子之间非接触，无摩擦，能量消耗少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高温超导磁悬浮轴承，尤其涉及一种用于飞轮储能装 置的高温超导磁悬浮轴承。
技术介绍
能源问题是发展国民经济首先需要解决的问题，也是生产建设各部门 非常关注的问题，具有重大的战略及经济意义。特别是近年来能源危机加剧，科学家预测到2050年，地球上的石油资源将会枯竭。在寻找新能源的 同时，人们也在探索在现有基础上的能源节约技术，即能源的高效生产、 储存和合理使用。就能源储存而言，在许多领域已显得十分突出，尤其是 高品质、高密度和能够瞬间释放的储能系统，是很多领域迫切需要的。飞轮储能技术是一种新兴的电能存储技术，它与超导储能技术、燃料 电池技术等一样，都是近年来出现的有很大发展前景的储能技术。虽然目 前化学电池储能技术已经发展得非常成熟，但是，化学电池储能技术存在 着诸如充放电次数的限制、对环境的污染严重以及对工作温度要求高等问 题。这样就使新兴的储能技术越来越受到人们的重视。尤其是飞轮储能技 术，已经开始越来越广泛地应用于国内外的许多行业中。现有的飞轮储能装置主要包括3个核心部分飞轮、电机和电力电子 装置。它的基本工作原理是，将外界输入的电能通过电动机转化为飞轮转 动的动能储存起来，当外界需要电能的时候，又通过发电机将飞轮的动能 转化为电能，输出到外部负载。为了能够长时间高效的存储能量，要求飞 轮储能装置在空闲运转时的损耗非常小。常规的飞轮储能装置采用机械轴 承来支撑飞轮的转动，但是由于机械轴承的摩擦系数一般在0.001左右，在较长的运转时间下，会造成很大的能量损失。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种高温超导磁悬浮轴承， 可以使轴承的摩擦系数极小，能量损失降低，提高了能量贮存的效率。为实现上述目的，本专利技术提供了一种高温超导磁悬浮轴承，包括 飞轮轴；上方转子，由永磁体制成，固定在所述飞轮轴上； 下方转子，由永磁体制成，固定在所述飞轮轴上； 高温超导体定子，套在所述飞轮轴上，并且固定的位于所述上方转子和 下方转子之间。还包括冷却剂容器，容置有用于冷却所述高温超导体定子的冷却介质， 与所述高温超导体定子相接触。所述冷却介质为液氮。所述上方转子位于高温超导体定子之上，所述超导体定子与上方转子为 排斥悬浮力。所述下方转子位于高温超导体定子之下，所述超导体定子与下 方转子为吸引悬挂力。所述高温超导体定子为YBCO高温超导体。所述上方 转子和下方转子为永磁体。因此，本专利技术依据了高温超导磁悬浮的原理，适用于飞轮储能装置的 结构，使用了上下转子，并且在两个转子之间设置高温超导体定子，定子 和两个转子之间非接触无摩擦，能量损失小，完全能够满足飞轮储能装置 高效储存能量的需要。附困说明附图说明图1为本专利技术用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承的结构示意图。 图2为本专利技术用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承的立体。具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。 高温超导磁悬浮轴承是一种无源的、高速的、无机械摩擦的轴承系统，其摩擦系数只有普通机械轴承的1/10000左右，最高转速可达520000r/min, 因此该类轴承最适合用作储能装置中飞轮转子的支撑部件。如图1和图2所示，为本专利技术用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承的结 构示意图，和本专利技术用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承的立体图，包括飞 轮轴l;上方转子2，固定在飞轮轴l上；下方转子3，固定在飞轮轴1上； 高温超导体定子4,套在飞轮轴1上，并且位于上方转子2和下方转子3之间。 固定在不可移动的框架上。高温超导体定子4位于上方转子2下部，超导体定子4与上方转子2之 间为排斥悬浮力；高温超导体定子4位于下方转子3上部，超导体定子4与 下方转子3之间为吸引悬挂力。上方转子2和下方转子3为永磁体材料。再如图1所示，还包括冷却剂容器5，容置有用于冷却高温超导体定子的 冷却介质，与高温超导体定子4相接触。冷却剂容器5中充满液氮，与外接 的制冷树目连，用于保持超导体定子4正常工作所需的低温环境。高温超导 体定子4可以为YBCO高温超导体。在场冷磁化过程中，预先适当增大上方转子2与超导体定子4的间距， 减小下方转子3与超导体定子4的间距，使得飞轮在正常工作时，超导体 定子4位于上下转子2和3的中间位置，以保证超导体定子4对上方转子 2和下方转子3都提供最大的悬浮力。为了便于冷却装置5的布置， 一般由高温超导体作为轴承定子，永磁 体作为轴承转子，按照两者相互作用力的方向，飞轮轴可分为轴向和径向 两种。轴向轴承的悬浮刚度比径向轴承更大，并且制作工艺简单，因此本 专利技术采用轴向高温超导磁悬浮轴承作为原型。本专利技术采用双转子结构，在 上下转子之间设置超导体定子。采用场冷磁化方式对上下转子设定合适的悬浮高度，使上方转子受到超导体定子的排斥悬浮力，下方转子受到超导 体定子的吸引悬桂力。这样，上下转子同时对飞轮提供支撑力，适合制作 大功率的飞轮储能装置。因此，本专利技术依据了高温超导磁悬浮的原理，适用于飞轮储能装置的 结构，使用了上下转子，并且在两个转子之间设置高温超导定子，定子和 两个转子之间非接触无摩擦，能量损失小，完全能够满足飞轮储能装置高效储存能量的需要。最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制， 尽管参照较佳实施例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当 理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技 术方案的精神和范围。权利要求1、一种用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承，其特征在于包括飞轮轴；上方转子，固定在所述飞轮轴上；下方转子，固定在所述飞轮轴上；高温超导体定子，套在所述飞轮轴上，并且固定的位于所述上方转子和下方转子之间。2、 根据权利要求1所述的用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承，其特 征在于还包括冷却剂容器，容置有用于冷却所述高温超导体定子的冷却介 质，与所述高温超导体定子相接触。3、 根据权利要求2所述的用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承，其特 征在于所述冷却介质为液氮。4、 根据权利要求l所迷的用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承，其特 征在于所述上方转子位于高温超导体定子之上，所述超导体定子与上方转 子之间为排斥悬浮力。5、 根据权利要求l所述的用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承，其特 征在于所述下方转子位于高温超导体定子之下，所述超导体定子与下方转 子之间为吸引悬挂力。6、 根据权利要求1所述的用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承，其特 征在于所述高温超导体定子为YBCO高温超导体。7、 根据权利要求l-6任一所述的用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承， 其特征在于所述上方转子和下方转子为永磁体。全文摘要本专利技术涉及一种用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承，包括飞轮轴；上方转子，固定在所述飞轮轴上；下方转子，固定在所述飞轮轴上；高温超导体定子，套在所述飞轮轴上，并且固定的位于所述上方转子和下方转子之间。还包括冷却剂容器，容置有用于冷却所述高温超导体定子的冷却介质，与所述高温超导体定子相接触。所述冷却介质为液氮。所述上方转子位于高温超导体定子之上，所述超导体定子与上方转子之间为排斥悬浮力。所述下方转子位于高温超导体定子之下，所述超导体定子与下方转子之间为吸引悬挂力。所述高温超导体定子由YBCO高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞轮装置的高温超导磁悬浮轴承，其特征在于包括：　飞轮轴；　上方转子，固定在所述飞轮轴上；　下方转子，固定在所述飞轮轴上；　高温超导体定子，套在所述飞轮轴上，并且固定的位于所述上方转子和下方转子之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王延军，阳运国，涂凯，
申请(专利权)人：北京宇航世纪超导储能设备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]