專利名稱：一種飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)及飛輪儲能系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)，還涉及一種儲能系統(tǒng)，具體涉及一種飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)及應用此結(jié)構(gòu)的飛輪儲能系統(tǒng)。
背景技術：
飛輪儲能系統(tǒng)是采用飛輪電機對機械能和電能自由轉(zhuǎn)換的特點、對系統(tǒng)能量進行儲存的常用系統(tǒng)。如單轉(zhuǎn)子單定子盤式永磁電機、雙轉(zhuǎn)子單定子盤式永磁電機等，具有定子無鐵芯、無鐵磁損耗、效率高等優(yōu)點。但是，在一些飛輪儲能系統(tǒng)如雙轉(zhuǎn)子單定子盤式永磁電機結(jié)構(gòu)中，由于定子盤緊緊夾在兩個轉(zhuǎn)子盤中間，間隙很小，對流傳熱極不方便，特別是在盤式飛輪電池中，由于通常將電池殼體內(nèi)抽成真空，完全沒有對流散熱，定子散熱條件更加困難。如圖1所示，定子盤10的中部9是電磁作用區(qū)域，該區(qū)域除銅導線外，不能放置其他任何導電物質(zhì)。所以，定子盤10通常是用環(huán)氧樹脂作為基體，將銅導線全部封死固定，形成一個薄盤。由于環(huán)氧樹脂熱導率極低，只有0. 2W/(m*K)，所以其傳熱能力極低。為了提高飛輪儲能系統(tǒng)定子的散熱能力，一般采用往環(huán)氧樹脂中加入氮化鋁等導熱絕緣粉末的辦法，提高環(huán)氧樹脂基體的熱導率。但是，現(xiàn)有飛輪儲能系統(tǒng)的定子散熱結(jié)構(gòu)仍存在如下缺陷1、環(huán)氧樹脂添加氮化鋁等導熱絕緣粉末后，熱導率提高有限，只能從0.2W/(m*K) 提高到2W/(m*K)左右，仍然不能滿足大功率飛輪儲能系統(tǒng)定子的散熱要求；2、環(huán)氧樹脂添加導熱絕緣粉工藝比較復雜，很難混合均勻，導致環(huán)氧樹脂熱傳導能力不均勻，難以保證飛輪儲能系統(tǒng)定子可靠散熱。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題之一是，提供一種飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱困難、不能滿足大功率飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱要求的缺陷。本實用新型要解決的技術問題之二是，提供一種飛輪儲能系統(tǒng)，解決現(xiàn)有飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱困難、不能滿足大功率飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱要求的缺陷。本實用新型解決其技術問題之一所采用的技術方案是構(gòu)造一種飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括環(huán)形扁平狀定子、冷卻腔、位于該冷卻腔中的冷卻液和熱傳輸裝置，該熱傳輸裝置設置在該冷卻腔上或設置在該冷卻腔中并引出該冷卻腔，所述冷卻腔的側(cè)壁包括所述定子的圓周面，所述定子位于定子圓周上的導線裸露于該圓周面，與所述散熱結(jié)構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)與所述導線絕緣。在本實用新型的飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)中，所述熱傳輸裝置包括設置在所述冷卻腔中并引出該冷卻腔的冷卻管和位于該冷卻管中的流動的冷卻液A ；或所述熱傳輸裝置包括設置在所述冷卻腔中并引出該冷卻腔的導熱體。在本實用新型的飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)中，所述熱傳輸裝置包括連接在所述冷卻腔上的進液管和出液管，所述冷卻液為絕緣冷卻液。在本實用新型的飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)中，所述冷卻腔按如下結(jié)構(gòu)構(gòu)成所述散熱結(jié)構(gòu)包括設置在飛輪儲能系統(tǒng)殼體內(nèi)表面對應于所述定子安裝位置并與所述定子的圓周頂面相間隔的環(huán)形凸臺、對應于該環(huán)形凸臺和所述定子的環(huán)形板A和環(huán)形板B，所述環(huán)形板A和環(huán)形板B對應密封連接在所述環(huán)形凸臺和所述定子的兩側(cè)表面構(gòu)成冷卻腔，所述環(huán)形凸臺與所述定子之間絕緣。在本實用新型的飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)中，所述進液管和出液管設置在所述飛輪儲能系統(tǒng)殼體側(cè)壁對應于所述環(huán)形凸臺的位置或者經(jīng)所屬定子的環(huán)形板由系統(tǒng)殼體的上下端蓋引出。本實用新型解決其技術問題之二所采用的技術方案是構(gòu)造一種飛輪儲能系統(tǒng)， 包括環(huán)形扁平狀定子、盤狀轉(zhuǎn)子和殼體，所述定子連接在所述殼體內(nèi)側(cè)，所述轉(zhuǎn)子側(cè)表面與所述定子側(cè)表面鄰近，所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動支承在所述殼體上，其特征在于，包括定子散熱結(jié)構(gòu)， 該定子散熱結(jié)構(gòu)包括環(huán)形扁平狀定子、冷卻腔、位于該冷卻腔中的冷卻液和熱傳輸裝置，該熱傳輸裝置設置在該冷卻腔上或設置在該冷卻腔中的并引出該冷卻腔，所述冷卻腔的側(cè)壁包括所述定子的圓周面，所述定子位于定子圓周上的導線裸露于該圓周面，與所述散熱結(jié)構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)與所述導線絕緣，所述定子經(jīng)所述冷卻腔構(gòu)件連接在所述殼體上，該定子與所述殼體之間絕緣。在本實用新型的飛輪儲能系統(tǒng)中，所述熱傳輸裝置包括設置在所述冷卻腔中并引出該冷卻腔的冷卻管和位于該冷卻管中的流動冷卻液；或所述熱傳輸裝置包括設置在所述冷卻腔中并引出該冷卻腔的導熱體。在本實用新型的飛輪儲能系統(tǒng)中，所述熱傳輸裝置包括連接在所述冷卻腔上的進液管和出液管，所述冷卻液為絕緣冷卻液。在本實用新型的飛輪儲能系統(tǒng)中，所述冷卻腔按如下結(jié)構(gòu)構(gòu)成所述散熱結(jié)構(gòu)包括設置在殼體內(nèi)表面對應于所述定子安裝位置并與所述定子的圓周頂面相間隔的環(huán)形凸臺、對應于該環(huán)形凸臺和所述定子的環(huán)形板A和環(huán)形板B，所述環(huán)形板A和環(huán)形板B對應密封連接在所述環(huán)形凸臺和所述定子的兩側(cè)表面構(gòu)成冷卻腔，所述環(huán)形凸臺與所述定子之間絕緣。在本實用新型的飛輪儲能系統(tǒng)中，所述進液管和出液管設置在所述殼體側(cè)壁對應于所述環(huán)形凸臺的位置或者經(jīng)所屬定子的環(huán)形板由系統(tǒng)殼體的上下端蓋引出。實施本實用新型的飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)及飛輪儲能系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術比較，其有益效果是1.通過設置冷卻腔使冷卻液與定子圓周面的裸露導線表面接觸實現(xiàn)導熱，再通過冷卻裝置使冷卻腔內(nèi)的液體冷卻液實現(xiàn)對定子圓周面的裸露導線的冷卻，定子內(nèi)部導線的熱量經(jīng)導線傳導與冷卻液熱交換實現(xiàn)冷卻，大大提高定子的冷卻效果，滿足大功率飛輪儲能系統(tǒng)定子的冷卻要求；2.結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效率高；3.安裝簡單，成本低。

[0027]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是本實用新型飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)中定子的結(jié)構(gòu)剖面圖。圖2是本實用新型飛輪儲能系統(tǒng)一種實施例的剖視圖。圖3是圖2中A部放大圖。圖4是本實用新型飛輪儲能系統(tǒng)另一種實施例的剖視圖。圖5是本實用新型飛輪儲能系統(tǒng)另一種實施例的剖視圖。圖6是本實用新型飛輪儲能系統(tǒng)另一種實施例的剖視圖。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型的飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)包括環(huán)形扁平狀定子10、冷卻腔40、位于該冷卻腔中的冷卻液(圖中未示出)和熱傳輸裝置，熱傳輸裝置設置在冷卻腔40上或設置在冷卻腔40中的并引出該冷卻腔40。冷卻腔40的側(cè)壁包括定子 10的圓周面11 (冷卻腔40可以包括定子10的全部圓周面11，也可以僅包括定子10的部分圓周定子圓周面的裸露導線11)，定子10在定子圓周上的導線裸露于該圓周面11。與飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)與定子的導線絕緣。在本實施例中，熱傳輸裝置采用如下結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)與飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)與定子的導線絕緣熱傳輸裝置包括連接在冷卻腔40上的進液管70和出液管 80 (如圖4所示)，冷卻液采用絕緣冷卻液。在其他實施例中，熱傳輸裝置可以采用包括但不限于如下結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)與飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)與定子的導線絕緣1、如圖5所示，熱傳輸裝置包括設置在冷卻腔中并引出冷卻腔的冷卻管90和位于該冷卻管90中的流動的第二冷卻液。實現(xiàn)與飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)與定子的導線絕緣可采用冷卻腔中的冷卻液采用絕緣冷卻液，冷卻管90與導線相絕緣；或冷卻管90采用導熱絕緣材料制成；或第二冷卻液采用絕緣冷卻液，冷卻管90與外部結(jié)構(gòu)絕緣連接等。2、熱傳輸裝置包括設置在冷卻腔中并引出該冷卻腔的導熱體，實現(xiàn)與飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)與定子的導線絕緣可采用導熱體與定子的導線相絕緣，冷卻腔中的冷卻液采用絕緣冷卻液；或?qū)狍w采用導熱絕緣材料制成等。在本實施例中，冷卻腔40采用如下結(jié)構(gòu)構(gòu)成散熱結(jié)構(gòu)包括設置在飛輪儲能系統(tǒng)殼體30內(nèi)表面的環(huán)形凸臺31、環(huán)形板50和環(huán)形板60，該環(huán)形凸臺31對應于定子10的安裝位置并與定子10的圓周頂面11相間隔(為了增大冷卻腔40的容積，提高散熱效率，在環(huán)形凸臺31上設置凹槽)，環(huán)形板50和環(huán)形板60對應與環(huán)形凸臺31和定子10的側(cè)表面配合，通過密封槽51、61內(nèi)的密封材料密封連接在環(huán)形凸臺31和定子10的兩側(cè)表面構(gòu)成冷卻腔40，環(huán)形凸臺31與定子10之間絕緣(可采用絕緣材料制作環(huán)形板50和環(huán)形板60 實現(xiàn)絕緣，也可以采用通過密封槽51、61內(nèi)的絕緣密封材料實現(xiàn)絕緣)。在其他實施例中，冷卻腔40可以采用其他結(jié)構(gòu)構(gòu)成，如采用兩側(cè)與定子10的兩側(cè)表面密封連接的環(huán)形密封套，定子10與密封套密封連接后，再經(jīng)密封套絕緣連接在飛輪儲能系統(tǒng)殼體30的內(nèi)表面等。進液管和出液管可以設置在飛輪儲能系統(tǒng)殼體側(cè)壁上對應于環(huán)形凸臺31的位置，也可以根據(jù)結(jié)構(gòu)需要設置在飛輪儲能系統(tǒng)殼體的其他位置，如將進液管和出液管設置在環(huán)形板50和環(huán)形板60上，由飛輪儲能系統(tǒng)殼體的上下側(cè)壁引出，也能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的。本實用新型的飛輪儲能系統(tǒng)包括環(huán)形扁平狀定子、盤狀轉(zhuǎn)子和殼體，定子連接在殼體內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)子側(cè)表面與定子側(cè)表面鄰近安裝，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動支承在殼體上。定子采用上述散熱結(jié)構(gòu)進行散熱，結(jié)構(gòu)如上述。定子經(jīng)散熱結(jié)構(gòu)的冷卻腔構(gòu)件連接在殼體上，且保證定子與殼體之間絕緣。如圖2所示，本實施例的飛輪儲能系統(tǒng)包括一個環(huán)形扁平狀定子10、兩個盤狀轉(zhuǎn)子20和電機殼體30，定子10經(jīng)散熱結(jié)構(gòu)的冷卻腔構(gòu)件連接在該電機殼體30的內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)子 20位于定子10的兩側(cè)轉(zhuǎn)動支承在殼體30上。在其他實施例中，定子和轉(zhuǎn)子的數(shù)量可以根據(jù)需要設置，如可以采用一個環(huán)形扁平狀定子、一個盤狀轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，也可以采用兩個環(huán)形扁平狀定子、三個盤狀轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)等，均能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的。圖6是運用本實用新型的飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)的飛輪電機的一種實施方式。
權利要求1.一種飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括環(huán)形扁平狀定子、冷卻腔、位于該冷卻腔中的冷卻液和熱傳輸裝置，該熱傳輸裝置設置在該冷卻腔上或設置在該冷卻腔中并引出該冷卻腔，所述冷卻腔的側(cè)壁包括所述定子的圓周面，所述定子位于定子圓周上的導線裸露于該圓周面，與所述散熱結(jié)構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)與所述導線絕緣。
2.如權利要求1所述的飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱傳輸裝置包括設置在所述冷卻腔中并引出該冷卻腔的冷卻管和位于該冷卻管中的流動的冷卻液A ；或所述熱傳輸裝置包括設置在所述冷卻腔中并引出該冷卻腔的導熱體。
3.如權利要求1所述的飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱傳輸裝置包括連接在所述冷卻腔上的進液管和出液管，所述冷卻液為絕緣冷卻液。
4.如權利要求3所述的飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述冷卻腔按如下結(jié)構(gòu)構(gòu)成所述散熱結(jié)構(gòu)包括設置在飛輪儲能系統(tǒng)殼體內(nèi)表面對應于所述定子安裝位置并與所述定子的圓周頂面相間隔的環(huán)形凸臺、對應于該環(huán)形凸臺和所述定子的環(huán)形板A和環(huán)形板B，所述環(huán)形板A和環(huán)形板B對應密封連接在所述環(huán)形凸臺和所述定子的兩側(cè)表面構(gòu)成冷卻腔，所述環(huán)形凸臺與所述定子之間絕緣。
5.如權利要求4所述的飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述進液管和出液管設置在所述飛輪儲能系統(tǒng)殼體側(cè)壁對應于所述環(huán)形凸臺的位置或者經(jīng)所屬定子的環(huán)形板由系統(tǒng)殼體的上下端蓋引出。
6.一種飛輪儲能系統(tǒng)，包括環(huán)形扁平狀定子、盤狀轉(zhuǎn)子和殼體，所述定子連接在所述殼體內(nèi)側(cè)，所述轉(zhuǎn)子側(cè)表面與所述定子側(cè)表面鄰近，所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動支承在所述殼體上，其特征在于，包括定子散熱結(jié)構(gòu)，該定子散熱結(jié)構(gòu)包括環(huán)形扁平狀定子、冷卻腔、位于該冷卻腔中的冷卻液和熱傳輸裝置，該熱傳輸裝置設置在該冷卻腔上或設置在該冷卻腔中的并引出該冷卻腔，所述冷卻腔的側(cè)壁包括所述定子的圓周面，所述定子位于定子圓周上的導線裸露于該圓周面，與所述散熱結(jié)構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)與所述導線絕緣，所述定子經(jīng)所述冷卻腔構(gòu)件連接在所述殼體上，該定子與所述殼體之間絕緣。
7.如權利要求6所述的飛輪儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述熱傳輸裝置包括設置在所述冷卻腔中并引出該冷卻腔的冷卻管和位于該冷卻管中的流動冷卻液；或所述熱傳輸裝置包括設置在所述冷卻腔中并引出該冷卻腔的導熱體。
8.如權利要求6所述的飛輪儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述熱傳輸裝置包括連接在所述冷卻腔上的進液管和出液管，所述冷卻液為絕緣冷卻液。
9.如權利要求8所述的飛輪儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻腔按如下結(jié)構(gòu)構(gòu)成所述散熱結(jié)構(gòu)包括設置在殼體內(nèi)表面對應于所述定子安裝位置并與所述定子的圓周頂面相間隔的環(huán)形凸臺、對應于該環(huán)形凸臺和所述定子的環(huán)形板A和環(huán)形板B，所述環(huán)形板A和環(huán)形板B對應密封連接在所述環(huán)形凸臺和所述定子的兩側(cè)表面構(gòu)成冷卻腔，所述環(huán)形凸臺與所述定子之間絕緣。
10.如權利要求9所述的飛輪儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述進液管和出液管設置在所述殼體側(cè)壁對應于所述環(huán)形凸臺的位置或者經(jīng)所屬定子的環(huán)形板由系統(tǒng)殼體的上下端蓋引出ο
專利摘要一種飛輪儲能系統(tǒng)定子散熱結(jié)構(gòu)及飛輪儲能系統(tǒng)，該散熱結(jié)構(gòu)包括環(huán)形扁平狀定子、冷卻腔、位于冷卻腔中的冷卻液和熱傳輸裝置，熱傳輸裝置設置在冷卻腔上或設置在冷卻腔中并引出冷卻腔，冷卻腔的側(cè)壁包括定子的圓周面，定子位于定子圓周上的導線裸露于圓周面，與散熱結(jié)構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)與導線絕緣；該系統(tǒng)包括盤狀定子、轉(zhuǎn)子和殼體，定子連接在殼體內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)子、定子側(cè)表面鄰近，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動支承在殼體上。本實用新型通過設置冷卻腔，通過流經(jīng)冷卻腔的冷卻液使定子環(huán)形圓周面的裸露導線實現(xiàn)冷卻，定子內(nèi)部導線熱量經(jīng)導線傳導至定子圓周面實現(xiàn)冷卻，提高定子冷卻效果，滿足大功率飛輪儲能系統(tǒng)定子的冷卻要求；結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效率高。
文檔編號H02K7/02GK202094716SQ201120155638
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權日2011年5月16日
發(fā)明者方曼荻 申請人:深圳飛能能源有限公司