【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及飛輪儲能系統冷卻。具體地說是飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置。
技術介紹
1、飛輪儲能系統內永磁同步電機在工作的時候會產生大量的熱量，對于永磁同步電機來說，熱量引起的電機升溫除了會造成絕緣老化外，還可能會造成轉子永磁體高溫失磁，因此，需要對永磁同步電機及時的冷卻。飛輪儲能系統可以采用空心軸冷卻，往空心軸內通入冷卻油，通過飛輪(轉子)轉動帶動空心軸高速轉動將冷卻油甩出對飛輪旋轉軸進行冷卻。由于涉及到冷卻工質的相變，在對冷卻系統功效研究或冷卻系統研究的時候，采用電機水冷或風冷等冷卻方式，通過改變冷卻工質流量降低飛輪儲能系統的溫度，但是飛輪儲能系統內部結構復雜且真空環境下熱傳導和熱對流方式受到限制，長時間運行還會造成飛輪儲能系統內溫升過高，影響系統安全穩定運行。
技術實現思路
1、為此，本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種結構簡單、提高測試安全性的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，包括試驗臺架、溫控系統、冷卻流動系統和數據采集系統；
4、所述試驗臺架包括工質存儲箱、固定架、旋轉軸和噴管，所述工質存儲箱的頂部開設有中心孔，所述固定架設置在所述中心孔內，所述固定架上設置多個位于所述工質存儲箱內的出油孔，所述旋轉軸和噴管安裝在所述固定架上；所述旋轉軸的內設置有底部開口的空腔，所述固定架的底部豎直設置有下固定管，所述噴管的下端可拆卸的安裝在所述下固定管中，所述噴管中上部
5、所述溫控系統包括均勻纏繞在所述旋轉軸上的電阻絲以及用于控制所述電阻絲的加熱控制器；
6、所述冷卻流動系統包括循環水箱和油泵，所述油泵經第一管路將循環水箱中的工質泵入所述加料口，所述排料口通過第二管路連通至所述循環水箱；在油泵的作用下，工質經下固定管和進入噴管，并從噴管中甩流到空腔內壁上，之后經出油孔流回至所述工質存儲箱；
7、所述數據采集系統包括用于測量所述工質存儲箱進出口流量的流量計、用于測量所述工質存儲箱進出口壓力的壓力計、用于測量旋轉軸軸向方向溫度以及工質存儲箱進出口工質溫度的熱電偶、以及與上述測量儀表通訊連接的數據采集器和與所述數據采集器通訊連接的計算機。
8、進一步的，所述下固定筒設置有內螺紋，所述噴管的下端設置有與所述下固定筒的內螺紋嚙合的螺紋段。
9、進一步的，所述固定架包括中間筒，所述下固定管開設在所述中間筒的底部中央。
10、進一步的，所述旋轉軸的底端伸入所述中間筒內，所述旋轉軸的底端距離所述中間筒的底端高度差為200mm～250mm。
11、進一步的，所述中間筒的頂端固定有上支撐板，所述旋轉軸的下部設置有環形支撐板，所述上支撐板和所述環形支撐板上開設有第一安裝孔，所述工質存儲箱的上表面開設有第二安裝孔，所述旋轉軸和固定架由穿過兩個所述第一安裝孔的螺栓固定在所述工質存儲箱上。
12、進一步的，所述中間筒的底部設置有調節蓋板，所述調節蓋板上開設有與所述出油孔對應的調節孔，可以轉動或更換所述調節蓋板以調整所述調整出油孔與調節孔的交疊程度。
13、進一步的，所述電阻絲功率為1千瓦～2千瓦，所述電阻絲的外設置有保溫層。
14、進一步的，所述油泵的電機轉速為10000～20000轉/分。
15、進一步的，所述飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置還包括設置在第二管路上的換熱器，使得流經換熱器的工質經換熱后降溫。
16、進一步的，所述噴管包括對孔徑向射流噴管、錯孔徑向射流噴管和無徑向孔噴管。
17、本專利技術的技術方案取得了如下有益的技術效果：
18、本專利技術通過實驗臺架來模擬電機的空心軸，通過所述溫控系統來模擬電機工作時的發熱情況，通過冷卻流動系統構建了冷卻工質的流動循環系統，通過所述數據采集系統來采集、匯總和分析數據，能夠有效模擬飛輪儲能系統內電機工作時的升溫以及對冷卻工質的工作過程進行監測，可以協助研發人員對不同的冷卻工質進行測試或對飛輪儲能系統內電機冷卻進行過程研究；
19、采用實驗臺架模擬飛輪儲能系統空心軸以及可控的模擬升溫過程以及可控的噴管流量的調節功能能夠實現對多種電機在不同工況下發熱和冷卻情況進行模擬，相比于采用真實電機，極大的降低了構建本實驗裝置所需要的費用；且實驗臺架具有較小的占地面積，易于組裝且重量輕，便于本實驗裝置的布置。
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1.一種飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，包括試驗臺架、溫控系統、冷卻流動系統和數據采集系統；
2.根據權利要求1所述的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，所述下固定筒設置有內螺紋，所述噴管(3)的下端設置有與所述下固定筒的內螺紋嚙合的螺紋段。
3.根據權利要求1所述的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，所述固定架(100)包括中間筒(105)，所述下固定管(107)開設在所述中間筒(105)的底部中央。
4.根據權利要求3所述的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，所述旋轉軸(2)的底端伸入所述中間筒(105)內，所述旋轉軸(2)的底端距離所述中間筒(105)的底端高度差為200mm～250mm。
5.根據權利要求3所述的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，所述中間筒(105)的頂端固定有上支撐板(104)，所述旋轉軸(2)的下部設置有環形支撐板(201)，所述上支撐板(104)和所述環形支撐板(201)上開設有第一安裝孔，所述工質存儲箱(1)的上表面開設有第二安裝孔，所述旋轉軸(2)和固定架(100)由穿過兩個所述第一
6.根據權利要求4所述的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，所述中間筒(105)的底部設置有調節蓋板(108)，所述調節蓋板(108)上開設有與所述出油孔(106)對應的調節孔(109)，可以轉動或更換所述調節蓋板(108)以調整所述調整出油孔(106)與調節孔(109)的交疊程度。
7.根據權利要求1所述的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，所述電阻絲(4)功率為1千瓦～2千瓦，所述電阻絲(4)的外設置有保溫層。
8.根據權利要求1所述的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，所述油泵(13)的電機轉速為10000～20000轉/分。
9.根據權利要求1所述的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，還包括設置在第二管路上的換熱器(11)，使得流經換熱器(11)的工質經換熱后降溫。
10.根據權利要求1所述的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，所述噴管(3)包括對孔徑向射流噴管(3)、錯孔徑向射流噴管(3)和無徑向孔噴管(3)。
...【技術特征摘要】
1.一種飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，包括試驗臺架、溫控系統、冷卻流動系統和數據采集系統；
2.根據權利要求1所述的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，所述下固定筒設置有內螺紋，所述噴管(3)的下端設置有與所述下固定筒的內螺紋嚙合的螺紋段。
3.根據權利要求1所述的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，所述固定架(100)包括中間筒(105)，所述下固定管(107)開設在所述中間筒(105)的底部中央。
4.根據權利要求3所述的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，所述旋轉軸(2)的底端伸入所述中間筒(105)內，所述旋轉軸(2)的底端距離所述中間筒(105)的底端高度差為200mm～250mm。
5.根據權利要求3所述的飛輪儲能軸系冷卻實驗裝置，其特征在于，所述中間筒(105)的頂端固定有上支撐板(104)，所述旋轉軸(2)的下部設置有環形支撐板(201)，所述上支撐板(104)和所述環形支撐板(201)上開設有第一安裝孔，所述工質存儲箱(1)的上表面開設有第二安裝孔，所述旋轉軸(2)和固定架(1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉一然，閆素英，潘文麗，郭文強，武治星，呂強，
申請(專利權)人：內蒙古工業大學，
類型：發明
國別省市：
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