Накопитель кинетической энергии Советский патент 1983 года по МПК F16C39/00 

Изобретение относится к электромашиностроению и энергетике и может быть использовано для накопления кинетической энергии вращательного движения и возвращения ее в виде электрической в энергосистему для компенсации пиковых нагрузок. Известен накопитель кинетической : энергии, содержащий многослойный pcjтор-махЪвик с ободсм, состоящим из концентрических колец, насаженных ойнр на другое, и магнитную подвеску ротора-маховика, в котором радиальное центрирование ротора-маховика осуществляют с помощью подшипника l Недостатком накопителя являются потери энергии в подшипнике. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и -достигаемому результату является накопитель кинетической энергии для компен- сации импульсных нагрузок, содержшци синхронный двигатель-генератор со свободным многослойным ротором-маховиком, индуктором для радиального центрирования и стабилизации роторамаховика и индукторы для передачи мо мента импульса. Индукторы для радиального центрирования ротора-маховик выполнены в виде зубьев на внутренне слое ротора-маховика, а индукторы дл передачи момента импульса-в виде паэа с рядом полюсов в средней части врутреннего слоя вдоль его окружности. В этот паз входит выступакицая в виде плоского кольцевого выступа часть двигателя-генератора, на з оторой расположены обмотки статора Г2 3. Однако такой накопитель характери зуется низкой энергоемкостью, обусловленной ограниченной длиной индукторов для передачи момента импульса, и наличием в средней части внутреннего слоя ротора-маховика глубокого паза, делающего ротор-маховик механически ослабленным. Цель изобретения - увеличение энергоемкости накопителя кинетической энергии. . Указанная цель достигается тем, что в накопителе кинетической энергии для компенсации импульсных нагру зок, содержащем синхронный двигатель генератор со свободным МНОГОСЛОЙНЕШ ротором-маховиком, индукторы для радиального центрирования и стабилизации ротора-маховика и индукторы для передачи момента импульса, ни-. лукторы для радиального центрировани и стабилизации ротора-маховика выполнены в виде тонкостенных колец из ферромагнитного материала, расположенных заподлицо с поверхностью внутреннего слоя ротора-маховика у его торцов, а индукторы для переда чи момента импульса выполнены в виде пластинчатых постоянных магнитов, распрложенных кольцами заподлицо с поверхностью внутреннего слоя ро- тора-маховика. На фиг.1 изображена конструктивная схема накопителя кинетической энергии со свободным ротором-маховиком; на фиг.2 - разрез А-А на Фйг.1; на фиг.З - устройство для радиального центрирования ротора-маховика. Накопитель кинетической энергии состоит из МНОГОСЛОЙНОГО ротора-маховика 1, на внутреннем слое которого у торцов заподлицо вмонтированы два индуктора 2 для радиального центрирования, ротора-маховика 1, выполненные в.виде тонкостенных колец из ферроюгнитного материала, и индукторы 3 для передачи момента HMnyJiibca в виде пластинчатых постоянных магнитов, расположенных между кольцами по окружности. Толщина индукторов 2 и 3 не превышает 2% толщины ротора-маховика . Статор 4 накопителя содержит цилиндрическую опору-стойку 5 с магнитопроводом 6, в пазах которого уложена многофазная обмотка 7, Подвеска ротора-маховика осуществляется с помощью расположенных по бкружности магнитопроводов 8 с обмотками Э, Радиальное центрирование к .стабилизация ротора-маховика.осуществляет- ся с помощью устройства в виде двух пассивных магниторезонансных подвесов 10, каждая из которывс состоит из многополюсного кольцевого статора 11с явно вьо аженными полюсами 12 и обмотками 13 на них., Накопитель помещён в вакуумированную камеру 14, расположенную ниже .уровня земли. Накопитель кинетической, энергии работает следующим образом. При подаче напряжения на обмотки статора 4 осуществляется взаимодействие его с индукторами 3 и происходит азГОК ротора-маховика 1 до скорости, соответствующей его механической прочности. Одновременно напряжение подается на магнитопроводы 8 с обмотками 9 для подвески ротора-маховика 1. При подаче напряжения на магниторезонансные подвески 10 обеспечивает ся магнитное сцепление их с индукторами 2. В случае смещения ротора-маховика 1 в радиальном направлении изменяется индуктивность обмоток соответствующих полюсов статоров 11, изменяется их полное сопротивление, в результате чего происходит перераспределение тонов в обмотках 13 каждой пары полюсов 12и возникают радиальные центрирующие силы, возвращающие ротор-маховик 1 в исходное положение. . Изобретение позволяет увеличить активную зону индуктора для передачи мсжента импульса,что приводит к увеj-шчению мощности накопителя и его энергоемкости. Кроме того, выполнение

3 .10322384

ротора-маховика без наличия всевоэ- режимо Majnj) повышает его прочность, можных пазов (проточки пбд вмонтиро- и, следовательно, также приводит к ваиные индукторы по толщине пренеб- увеличению энергоемкости.

..

НАКОПИТЕЛЬ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ для компенсации импульсных нагрузок, содержащий синхронный двигатель-генератор со свободным многослойным ротором-маховиком, индукторы для радиального центрирования и стабилизации ротора маховика и индуктора для передачи момента импульса, о тл и ч а ю щ и и q я тем, что, с целью увеличения энергоемкости, индукторы для радиального центрирования и стабилизации ротора-маховика выполнены в видетонкостенных колец из ферромагнитного материала, расположенных заподлицо с поверхностью внутреннего слоя ротора-маховика у его торцов, а индукто щдля передачи момента -импульса выполнены в виде пластинчатых постоянных магнитов, расположенных между кольцами заподлицо с поверхностью внутреннего слоя роторамаховИка. (О со IsD Ю СО 00