飛輪UPS工作的原理非常簡單,一個重達600磅的鐵制飛輪以每分鐘7700轉的速度高速旋轉,將能量以動能的形式儲存起來。需要能量時,飛輪減速運行,將存儲的能量釋放出來,從而保證負載的正常運行。


說明: FlywheelCutaway


  清華大學自80年代起便開始研究飛輪技術,然而,據(jù)北京航空航天大學教授房建成 “目前,我國的飛輪儲能技術還停留在實驗室研究階段,與國外技術水平差距在10年以上?!睘楹慰瓷先シ浅:唵蔚募夹g,卻包含這么多玄機呢?下面就讓我們走進Active Power工廠,看看飛輪UPS的生產(chǎn)過程。


  飛輪生產(chǎn)車間


說明: factory overhead


  Active Power有8萬平方米的工廠,內(nèi)裝2條裝配線,8條生產(chǎn)線。


說明: RAM form_1


  在生產(chǎn)過程中,有詳細的工作指令和清單用于整個工廠。每一個工人都有權報告發(fā)生在裝配過程中的質(zhì)量問題——這種在線的工具能夠報告和跟蹤。每一個問題都將被監(jiān)督員和制造工程師進行審查。


說明: castings raw說明: circuit board說明: cable assy說明: sheet metal


  工廠中完成四個主要任務:1.生產(chǎn)四個關鍵的飛輪部件,2.裝備飛輪,3.制造環(huán)繞飛輪的電力柜,4.測試系統(tǒng)。


  飛輪關鍵部件的生產(chǎn)


  這四個關鍵的飛輪部件包括:勵磁線圈、電樞繞組、軸承、覆膜環(huán)。


說明: field coil winder說明: field coil process


  1、 生產(chǎn)勵磁線圈。專利的勵磁線圈作為磁軸承——是公司的優(yōu)勢所在。這些磁性起重力降低轉子的重量從450磅降至150磅,延長轉子的壽命。


說明: armature build 4說明: armature build 3


  2、 生產(chǎn)電樞繞組 。24個Z -線圈組合成模具并用環(huán)氧樹脂包裹來生產(chǎn)電樞。電樞驅(qū)動能量進入飛輪,旋轉和用于提取在系統(tǒng)排放的能源。(機械手臂精確的纏繞Z——線圈為電樞)


說明: bearing complete 說明: lam ring build


  3、 生產(chǎn)軸承和覆膜環(huán)。


  快捷,簡便,現(xiàn)場更換軸承設計- 2.5年更換一次;如果軸承出現(xiàn)故障,軸承暗盒力包含青銅環(huán)以便于支持轉子。覆膜環(huán)是磁鐵和直接磁場之間的轉子和房子,由1400個圓弧段拼裝在一起 。


說明: rotor 2


  4、 轉子 要經(jīng)過 100%的硬度測試.,以確認熱處理零件的屬性;100%的超聲波探傷,檢測內(nèi)部缺陷;100%磁粉檢查,探測表面缺陷;100%的平衡測試,專門為低運行振動及軸承壽命長。


  飛輪裝備過程


說明: FW lowered in


  將前面所顯示的所有組件組合成A356鑄造球墨鑄鐵住房。轉子位置精確映射,以確保平整度,使轉子旋轉無顯著傾斜。


說明: FW oven2


  之后對飛輪進行烘烤,抽成真空。飛輪是密封的,放進烤箱,加熱并將之抽成真空。磁軸承和真空狀態(tài)保證低摩擦,保持轉子高效旋轉。這種電機有效減少電力消耗,是高效節(jié)能UPS的基礎。


說明: lwr frame-vacuum


  完成重型框架安裝。飛輪被安裝在重型框架,通常為客戶進行現(xiàn)場的地面部分錨固。


說明: test area 1


  這之后就開始進入測試階段。在行業(yè)中的卓越的測試設施,測試可用功率7500千伏安;可以同時測試36個飛輪或者108個飛輪。


  以上就是飛輪完整的生產(chǎn)過程,看過之后您是否對飛輪UPS有了比較直觀的了解呢?這個看似簡單的東西,制作起來原來如此復雜啊,難怪以美國為代表的西方國家對飛輪儲能的研究開發(fā)持續(xù)了50多年。Active Power公司自1992年成立之后,其飛輪UPS電源發(fā)展迅速,可以說是飛輪儲能最成熟的應用。伴隨大功率UPS的迅猛擴展,飛輪UPS必將迎來高速發(fā)展期。

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yangkun

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