CN103038541B - 飞轮能量系统 - Google Patents

飞轮能量系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103038541B
CN103038541B CN201180035118.2A CN201180035118A CN103038541B CN 103038541 B CN103038541 B CN 103038541B CN 201180035118 A CN201180035118 A CN 201180035118A CN 103038541 B CN103038541 B CN 103038541B
Authority
CN
China
Prior art keywords
housing
energy storage
rotor
permanent magnet
storage systems
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201180035118.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103038541A (zh
Inventor
J·A·韦尔特里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beiken New Energy Co ltd
Original Assignee
Temporal Power Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Temporal Power Ltd filed Critical Temporal Power Ltd
Publication of CN103038541A publication Critical patent/CN103038541A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103038541B publication Critical patent/CN103038541B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/30—Flywheels
    • F16F15/315—Flywheels characterised by their supporting arrangement, e.g. mountings, cages, securing inertia member to shaft
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/02—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
    • H02K7/025—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels for power storage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/06—Ball or roller bearings
    • F16C23/08—Ball or roller bearings self-adjusting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/0408—Passive magnetic bearings
    • F16C32/041—Passive magnetic bearings with permanent magnets on one part attracting the other part
    • F16C32/0417—Passive magnetic bearings with permanent magnets on one part attracting the other part for axial load mainly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C39/00—Relieving load on bearings
    • F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C39/00—Relieving load on bearings
    • F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
    • F16C39/063—Permanent magnets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/30—Flywheels
    • F16F15/315—Flywheels characterised by their supporting arrangement, e.g. mountings, cages, securing inertia member to shaft
    • F16F15/3156—Arrangement of the bearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J15/00—Systems for storing electric energy
    • H02J15/007—Systems for storing electric energy involving storage in the form of mechanical energy, e.g. fly-wheels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/30—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using dynamo-electric machines coupled to flywheels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/02—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/541—Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • F16C19/542—Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing with two rolling bearings with angular contact
    • F16C19/543—Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing with two rolling bearings with angular contact in O-arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/546—Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/55—Flywheel systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2222/00—Special physical effects, e.g. nature of damping effects
    • F16F2222/06—Magnetic or electromagnetic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

一种能量存储系统，包括壳体和飞轮，该飞轮具有连结到圆柱形铁磁性转子部分上的驱动轴部分。驱动轴部分限定大体竖向轴线，转子部分为了转动绕该大体竖向轴线安装。磁性轴承组件按绕竖向轴线的静止对中关系安装在壳体上在转子部分上方，从而向永磁体的下部正面沿轴向向上吸引转子部分，由此支撑飞轮重量的显著大部分，该磁性轴承组件包括环形永磁体，该环形永磁体没有电磁元件。至少一个低摩擦机械轴承组件绕驱动轴部分安装在壳体内，以提供转子部分的径向定位，并且限制转子部分相对于下部正面的至少向上轴向运动。环形永磁体平衡地覆盖转子的端面的一部分，为磁通提供返回通路。

Description

飞轮能量系统
技术领域
本发明涉及能量存储系统，更具体地说，本发明涉及能够将电能存储为转动着的飞轮的动能的能量存储系统，该能量存储系统用于当需要时将动能释放为电能。
背景技术
大规模能量存储具有解决与使电能分配现代化相关的多种挑战的潜力。这些挑战中的一些挑战包括管理断续可回收能量产生、电气负载转移、黑启动能力、管理电价波动、及后备能量供应。
当前，存在有若干大规模能量存储技术，这些大规模能量存储技术试图解决对于能量存储工业的挑战。这些技术包括高级蓄电池、电解电容器(EC)、抽水蓄能电站、压缩空气能量存储以及飞轮技术。
关于高级电池技术，一种这样的技术-铅酸蓄电池，由于与这样的蓄电池相关联的低成本，已经成为对于电力质量和UPS用途的流行选择。然而，对于大规模用途而言，铅酸蓄电池的有效性，受到这样的蓄电池的非常短寿命周期以及可变充电速率的限制。锂离子蓄电池因为它们的长得多的寿命周期，常常见到它们被用于铅酸蓄电池的备选或替代。锂离子蓄电池的发展至今主要由汽车工业驱动，但还具有用于车辆、住宅及商业使用的潜在用途。然而，锂离子蓄电池作为适当能量存储技术的有效性，受到与这样的蓄电池的制造相关联的高成本、和与锂离子蓄电池的大规模实施相关联的安全性问题的限制。金属-空气蓄电池是最紧凑的、和潜在的制造最便宜的蓄电池。然而，金属-空气蓄电池的有效性，受到这样的蓄电池的非常短寿命周期和低效率(例如，近似50％)的限制。一种具体蓄电池技术-它已经证明有希望作为用于大规模实施的解决方案，是钠-硫(NaS)蓄电池技术。NaS蓄电池具有高能量密度，但要求高操作温度，并且具有比较短的使用期限。上述蓄电池技术典型地具有近似64％的平均交流-交流住返效率。此外，电解蓄电池技术一般地具有按充电/放电循环的数量升高而降低的可用寿命。
电解电容器(EC)也用作能量存储解决方案。EC是能量存储装置，与铅酸蓄电池相比，这些能量存储装置具有更长的寿命周期，并且功率更大。然而，由于EC的高成本和低能量密度，对于大规模项目实施EC是不可行的。
对于能量存储技术的大规模实施的一种潜在解决方案是抽水蓄能电站。常规抽水蓄能电站使用两个蓄水池，这两个蓄水池沿竖向分开，并因而具有位能，该位能与借助于重力从较高位能的高度到较低位能的高度行进的水的能量相关联。在非高峰时间期间，电力用来将水从较低水池抽吸到较高水池。当对于电能的需要增大时，将水流动颠倒以产生电能。抽吸存储是在电网上使用的最普遍能量存储系统。用于抽水蓄能电站的主要用途是能量管理和频率控制。与抽水蓄能电站相关联的主要缺陷是独特的场所要求和巨大的前期资金成本。
另一种潜在的能量存储解决方案是压缩空气能量存储(CAES)。CAES使用压缩空气和天然气体的组合。在非高峰时间，电机将压缩空气推动到地下洞室中。在高峰时间期间，压缩空气与气体组合地用来向涡轮动力装置供给动力。CAES将多达大约40％的气体用作天然气体动力装置。CAES具有与抽水蓄能电站相似的大规模使用限制：场所定位和巨大的前期资金成本。
对于大规模能量存储实施的另一种提议是飞轮能量存储系统，这些飞轮能量存储系统已经显现为对于上述各种能量存储技术的备选方案。这样的系统当前用在两种主要商业用途中：不间断电源(UPS)和电源频率调节(FR)。UPS和FR二者都要求按秒和秒的几分之一测量的极快充电和放电时间。飞轮技术具有优于其它能量存储技术的多种优点，包括更高的可靠性、更长的使用寿命、极低维护成本、更高的功率能力、及环境友好性。飞轮能量存储系统将能量存储在转动着的飞轮中，该转动着的飞轮由低摩擦轴承系统支撑在壳体内部。相连接的马达/发电机使飞轮加速以便存储所输入的电能，并且使飞轮减速以便释放这种能量。动力电子装置保持系统的进出能量流动，以缓和供电中断、或可选择地管理波峰负载。传统的飞轮设计由于与电磁轴承系统相关联的高电气附加损失，将它们的使用限于上述短持续时间用途。
一种支撑用于按高速转动的飞轮的方法是用滚动元件机械轴承组件，如滚珠轴承组件。这样的机械轴承组件的寿命受到这样的机械轴承组件必须支承的负载的强烈影响。为了延长使用机械轴承组件的飞轮能量存储系统的寿命，磁性轴承可与机械轴承组合地使用，以便减小在机械轴承上的负载。在这样的例子中，飞轮的转子部分典型地绕竖向轴线转动，并且机械轴承组件提供径向支撑，而磁性轴承组件承载或支撑飞轮的轴向负载。传统上，飞轮设计为了这个目的已经利用电磁推力轴承。
在2004年3月23日发布的美国专利No.6,710,489(下文称为“GabrysI”)公开了多个磁性轴承组件的使用，这些磁性轴承组件用来轴向支撑飞轮转子部分。这样一种飞轮能量存储系统也具有多个机械轴承组件，这些机械轴承组件都为飞轮转子部分提供径向支撑，但不会轴向约束飞轮转子部分。具有机械轴承组件、这些机械轴承组件沿轴向基本上不受约束的这样一种系统的设计，保证飞轮或转子的全部轴向负载分布在各磁性轴承上，因而减小对于机械轴承组件的磨损。按这种方式，这样一种飞轮转子部分有效地“浮动”。GabrysI的系统利用磁性轴承-或者用于无源(永久)磁体的排斥轴承、或者用于主动控制电磁体的吸引轴承，而沿轴向定位转子。在使用吸引轴承的场合，需要控制系统，以通过吸引力的调节而调节飞轮的轴向位置。这样的系统比较复杂，并且在操作中的同时吸收显著的功率，因而将它们的使用限于短持续时间用途。
在2004年10月19日发布的美国专利No.6,806,605(下文称为“GabrysII”)也公开了用来支撑转动物体的磁性轴承的使用。更具体地说，GabrysII公开了一种永久磁性推力轴承，该永久磁性推力轴承具有电磁径向磁性轴承，该电磁径向磁性轴承具有转动部分，该转动部分具有周向多件结构。这种电磁径向磁性轴承提供径向刚性，这种径向刚性是符合希望的，因为对于飞轮将按高速转动的用途而言，要求飞轮真正对于其转动轴线正在转动。因而，GabrysII公开了一种飞轮能量存储系统，该飞轮能量存储系统使用磁性力，以产生：(i)轴向力，它使飞轮悬置；以及(ii)径向力，这些力使飞轮对中或稳定，以致力于保持真正转动轴线。GabrysII还公开了一种飞轮系统，其中，借助于排斥性磁性力，飞轮沿轴向和径向被支撑，这些排斥性磁性力产生推力，该推力主要是保持飞轮的稳定悬浮。已知的是，由永磁体产生的排斥性磁性力，随着时间流逝而退化；并且相应地，存在有装置的机械失效的可能性。
作者是CSHearn、标题为LowCostEnergyStorageforaFuelCellPoweredTransitBus的论文描述了一种飞轮结构，在该飞轮结构中，无源升力磁体用来减小在机械轴承上的轴向负载。机械轴承沿轴向定位飞轮的转子。由在Hearn的论文中所示的结构生成的磁路比较分散，该磁路与所公开的机械轴承装置一起，提供的是一种比较低效的支撑系统。
发明内容
因此本发明的目的是，消除或减轻以上缺点。
按照本发明的一个方面，提供有一种能量存储系统，该能量存储系统包括：
a)第一壳体，其具有端面；
b)至少一个飞轮，其具有驱动轴、转子，并且具有铁磁性质，该转子能够随所述驱动轴转动，所述驱动轴限定大体竖向轴线，转子绕该大体竖向轴线安装，用于在第一壳体内转动；
c)磁性轴承组件，其并置在所述端面与所述转子之间，所述磁性轴承组件具有至少一个永磁体，该至少一个永磁体安装在第一壳体和所述转子之一上，以向着所述端面沿轴向向上吸引所述转子，以至少部分地支撑所述飞轮的重量；
d)第一机械轴承组件，其在所述第一壳体与所述转子之间起作用，以提供所述转子的径向定位，并且限制转子相对于所述端面的至少向上轴向运动，从而在所述端面与转子之间限定最小间隙；以及
e)第二机械轴承组件，其沿所述驱动轴与所述第一轴承组件间隔开，并且在所述第一壳体与所述转子之间起作用，以提供所述转子的径向定位，所述第二机械轴承组件容许在所述轴与所述壳体之间的相对轴向运动。
优选地，永磁体固定到端面上。
优选地，所述一个机械轴承组件也限制转子部分相对于下部正面的向下轴向运动，从而在下部正面与转子部分之间进一步限定最大间隙。
按照本发明的另外方面，提供有一种能量存储系统，该能量存储系统包括：
a)第一壳体，其具有端面；
b)至少一个飞轮，其具有驱动轴、转子，并且具有铁磁性质，该转子能够随所述驱动轴转动，所述驱动轴限定大体竖向轴线，所述转子绕该大体竖向轴线安装，用于在第一壳体内转动；
c)磁性轴承组件，其并置在所述端面与所述转子之间，所述磁性轴承组件具有至少一个环形永磁体，该至少一个环形永磁体安装在第一壳体和所述转子之一上，以向着所述端面沿轴向向上吸引所述转子，以至少部分地支撑所述飞轮的重量；以及
d)至少一个机械轴承组件，绕驱动轴安装在第一壳体内，以提供所述转子的径向定位，并且限制转子部分相对于所述下部正面的至少向上轴向运动，从而在所述端面与所述转子之间限定最小间隙，所述端面和所述转子沿径向延伸超越所述永磁体，以建立在所述壳体与所述转子之间的磁通量通路。
附图说明
现在参照附图，仅以例示的方式，描述本发明的实施例，在附图中：
图1是一种能量存储系统的前视立体图。
图2是沿图1的线II-II横截面图。
图3是在部分分解状态下、与图2的视图相似的视图。
图3a是进一步分解的、与图3相似的视图。
图4是图2的上部部分的放大视图。
图5是图2的下部部分的放大视图。
图6a是磁性推力轴承组件的第一可选择实施例的仰视平面图。
图6b是沿图6A的线6B-6B的横截面图。
图6c是图6B的圈住区域6C的放大视图。
图7a是磁性推力轴承组件的第二可选择实施例的仰视平面图。
图7b是沿图7a的线7B-7B的横截面图。
图7c是图7b的圈住区域7C的放大视图。
图8是图4的区域的图，示出由磁性推力轴承组件产生的环形磁通图案。
图9是能量存储系统的阵列的立体图，这些能量存储系统包含在集中容器内，该集中容器在该图中部分地切开。
图10是集中容器的阵列的立体图，这些集中容器的每一个都与在图9中所示的集中容器相似。
图11是地平面上穹顶室的阵列的立体图，这些地平面上穹顶室中的每一个均容纳一个能量存储系统；而
图12是地平面下室的阵列的横截面图，这些地平面下室的每一个容纳能量存储系统。
图13是能量存储系统的一种可选择构造。
具体实施方式
尽管参照某些具体实施例描述了本发明，但其各种修改对于本领域的技术人员将是显然的，而不脱离在其所附的权利要求中概述的本发明的精神和范围。以上列举的全部参考文献的全部公开通过参考包括在这里。
图1是能量存储系统20的立体图，该能量存储系统20建造成模块式系统，该模块式系统具有两个主要元件：第一壳体21，包含可转动地安装在其中的飞轮(在图1中不可见)，如下文将更充分地描述的那样；和第二壳体22，可释放地安装在第一壳体21的顶部上。第二壳体22包含马达/发电机(在图1中不可见)，该马达/发电机联接到飞轮上，在系统的操作时，按随着描述展开将变得更显然的方式，或者驱动飞轮、或者由飞轮驱动。
如在图1中最清楚看到的那样，第一壳体21具有圆柱形外壁28，该圆柱形外壁28在其向上范围处终止于沿径向向外突出的周边凸缘23，并且在其下部范围处由环形底板33封闭。底板33优选地以一个径向距离超越圆柱形外壁28而突出，该径向距离大体上与周边凸缘23的距离相等。圆柱形外壁28绕其圆周由多个间隔开的竖向肋29在均匀间隔处加强，这些多个间隔开的竖向肋29在底板33与径向向外突出周边凸缘23之间延伸。第一壳体21在其相对的上部端部附近借助于环形顶部板27而被封闭，该环形顶部板27由多个沿周向间隔开的第一机用螺钉31a可释放地附加到径向向外突出周边凸缘23上。各第一机用螺钉31a接合相对应的多个互补的螺纹孔31b(见图2)，这些相对应的多个互补的螺纹孔31b形成在径向向外突出周边凸缘23中。如此形成的壳体具有刚性而又牢固的结构，适于包含飞轮。
在所示的实施例中，第二壳体22形成有圆柱形外壁22a(具有比第一壳体21的圆柱形外壁28小的直径)，该圆柱形外壁22a在其下部范围处终止于沿径向向外突出的周边凸缘64。第二壳体22在其上部端部附近由圆柱形顶部板35封闭，该圆柱形顶部板35借助于例如多个第二机用螺钉37连结到圆柱形外壁22a上，这些多个第二机用螺钉37绕顶部板35的周缘布置，并且被接纳在互补的螺纹孔(未示出)中，这些互补的螺纹孔形成在圆柱形外壁22a的上部边缘中。
优选的是，壳体21、22由非铁磁性材料形成。非铁磁性材料为了这个目的是特别优选的，以使磁阻最小化，该磁阻使飞轮的转动放慢，并且减少在放电循环期间马达/发电机适于释放能量的时间。适当材料可以从下述组中选择：该组包括但不限于不锈钢、铝、塑料、玻璃纤维、混凝土、及其组合，这些材料也可以用复合材料加强，这些复合材料包括但不限于碳纤维、KevlarTM等。
如可在图2和3中看到的那样，第一壳体21包含飞轮24，该飞轮24被支撑在轴承组件47a、47b上以便在壳体21内转动。飞轮24包括转子25、上部驱动轴段24a和下部驱动轴段24c段。转子25和驱动轴段24a、24c由锻制坯料整体地形成。转子25是圆柱形的，它的轴线与驱动轴段24a、24c对准。驱动轴段24a、24c的直径可以由于施加的不同负载而不同。驱动轴段24a、24c一起限定大致竖向的轴线A，绕该大体竖向的轴线A，按下文中将更详细描述的方式，将转子25安装成用于在壳体21内转动。转子25具有上部平面端面25a和下部平面端面25b，周围表面25c在上部和下部平面表面之间延伸。一对径向凹槽25d形成在端面25a、25b之间，以促进在制造期间的热传递。尽管第一壳体21可以定尺寸和以其它方式建造成容纳多于一个飞轮在其中转动，但在所示的优选实施例中，示出了单个飞轮24，因为这对于说明和描述而言是最简单的，并且如随着这种描述的进展将成为更显然的那样，通过一次一个地添加另外的飞轮，使每一个飞轮包含在相应第一壳体21内，优选的装置容易地支持本发明的能量存储系统的有序并且规则的模块式扩展。
也将认识到，尽管已经描述了实心转子25和驱动轴24a、24b，但可以使用具有分立式驱动轴的构造转子。可选择地，可使用分立式驱动轴，该分立式驱动轴穿过转子25延伸，并且为了驱动其转动而连结到其上。
转子25由具有铁磁性质的材料制成，像例如由高密度钢制成。在一些可选择实施例中，可以制造转子25的其它铁磁性材料是铁、镍、钴等。转子25的质量越大，能量存储系统20在飞轮的相同RPM下能够存储的动能越大。相反，转子25的质量越大，通过机械轴承(这些机械轴承为了将转子25安装成用于转动而使用)可发生的潜在摩擦损失越大，并且对于系统的精密设计和牢固性的要求越高，以便防止在高RPM下通过元件失效的潜在危险事故。
将认识到，如果希望，则转子25可以制成为，具有部分铁磁材料的复合结构，并且可以成形为除圆柱形之外的形状，条件是，它对于高速转动是平衡的。圆柱形钢转子显得是最经济的。
在图1至5中所示的优选实施例还包括磁性推力轴承组件26，该磁性推力轴承组件26在壳体21与飞轮24之间起作用，以支撑飞轮24的重量的显著部分，因而减轻机械轴承组件47的轴向负载。磁性推力轴承组件26具有至少一个环形永磁体26a，该至少一个环形永磁体26a安装在第一壳体21上，如下文更充分描述的那样。在优选实施例的操作期间，环形永磁体26a保持固定，并且不转动，由此为位于下面的飞轮24，提供非常稳定的支撑机构。磁性推力轴承组件26，并且更具体地说，环形永磁体26a，绕竖向轴线A按静止对中关系安装在第一壳体21上，从而与转子25的端面25a并置。环形永磁体26a可以构造成整体环，该整体环具有单层铁磁性金属材料，如图2至6C所示，或者可以改变其结构，如下文进一步论述的那样。
由于转子25由铁磁材料制成，在端面25a上方的永磁体的定位，将转子25向环形永磁体26a的下部正面26d沿轴向向上吸引。在环形永磁体26a与转子25之间的吸引磁性力至少部分地，并且理想地全部地，支撑飞轮24的重量。
如在图2至4中最清楚看到的那样，磁性推力轴承组件26包括环形永磁体26a、以及环形垫板26b和非磁性垫片环26c，该非磁性垫片环26c包括有色金属材料、或聚合物，如由TheElectrodyneCompany,Batavia,Ohio制造的“REANCEF65”——一种柔性钕铁硼磁体。环形垫板26b由铁磁性金属建造，并且也按绕竖向轴线A的静止对中关系，安装到第一壳体21的环形顶部板27的下侧或端面21a上。多个第三机用螺钉60接合在环形垫板26b中形成的对应螺纹孔，以将垫板26b固定到顶部板27上。环形垫板26b沿径向延伸超越环形永磁体26a的外部径向边缘，并且超越非磁性垫片环26c的外部径向边缘，以形成向下突出的周界裙部部分61。向下悬垂的周界裙部部分61优选地具有外部半径，该外部半径至少与转子25的半径相等，使非磁性垫片环26c介入在环形永磁体26a的外部径向边缘与向下悬垂的周界裙部部分61的内部半径之间。环形垫板26b优选地具有绕其外部圆周边缘布置的肩部部分59，该肩部部分59按紧密配合嵌套关系坐置在互补的内部环形边沿65上，该互补的内部环形边沿65形成为与第一壳体21的圆柱形外壁28的上部边缘相邻。
为了增强转子25的支撑，磁性轴承26构造成用以约束通过转子25的磁通量通路。周界裙部部分61具有下部正面85，该下部正面85与环形永磁体26a的下部正面26d竖向地大体共末端(co-terminus)，由此也在转子25与周界裙部部分61的下部正面85之间保持相同的最小间隙30。周界裙部部分61帮助磁场成形，并因而在能量存储系统的操作期间，有助于转子25在它转动的同时的固有稳定性。借助于所示的布置，环形永磁体26a、环形垫板26b、非磁性垫片环26c、及周界裙部部分61约束磁通场，以提高轴承26的支撑容量。
图2至5的环形永磁体26a优选地通过对环形垫板26b的磁性吸引而附加到其上，并且这样的附加可以通过使用低放气粘合剂，如由SatelliteCity,SimiValley,California制造的HS-4CyanoacrylateAdhesive、或环氧树脂，而被补充。
在图1-5中所示的实施例中，所示的环形永磁体26a形成为常规磁化金属、稀土金属等的整体的、刚性的结构。在一些可选择实施例中，环形永磁体26a可以代之以由磁性材料的一个或更多个部分或层形成。这在大多数情况下保证更容易的和成本更低的构造。例如，环形永磁体26a可以由柔性磁性材料构造，如由与聚合物粘结剂混合的稀土磁性颗粒构造(如在常规冷冻机磁体的结构中使用的那样)。在一个这样的可选择实施例中(在图6a至6c中示出)，这样的柔性永久磁化材料的单个层可以由这种材料按径向扩张方式，按一系列同心圆26e的加宽半径绕竖向轴线A包裹而形成。柔性磁性材料的层的磁极在同一方向上对准，并且优选地按对于竖向轴线A的平行关系延伸，如由在图6c中的那些箭头所示。
在另一个可选择实施例中(在图7a至7c中示出)，环形永磁体26a可由上述柔性磁性材料的多个补片26f构成，这些多个补片26f按规则拼合制品阵列放置，该规则拼合制品阵列具有彼此上下定位的一个或更多个层。如图7a至7c所示，拼合制品可以是矩形带条(1.5″×0.125″)，并且所示的多个层是三个层78a、78b、78c。由图7c同样将注意到，柔性磁性材料的层78a、78b、78c中的每一个层的磁极在同方向上对准，优选地按平行于竖向轴线A的关系延伸。其它形状和尺寸的柔性磁性材料的补片，例如正方形补片，可以代替在图7A至7C中所示的矩形补片，并且在具体设备中利用的层数，将根据支撑飞轮24的重量的目标百分比所要求的强度而变化，在该特定用途中，飞轮24由磁性推力轴承组件26支承。
对于在图6a至6c和7a至7c中所示的那些可选择实施例中所示的永磁体材料的每个层，可以使用与如上文相对于图1至5的实施例描述的那些相似的附加形式。
尽管永磁体可形成在转子25的上表面上，但磁体26a的静止安装容许在磁性推力轴承组件26的建造中使用这样的柔性永久磁性材料。这样的柔性磁性材料太软并且太脆，不能将高速转动(即，1,000RPM以上，并且更典型地10,000RPM以上)维持很长的时间段，特别是在它被周向包裹或放置在分层阵列中的场合。由于在高速转动期间施加在其上的高离心力的原因，材料可能经受径向扭曲，并且可能破裂或分层。
如在图2至4中所示的那样，电动旋转机械-它可以起马达或发电机的作用，称作马达/发电机72，借助于联接轴34可释放地联接到上部驱动轴段24a上。联接轴34具有环形轴环34a，该环形轴环34a从马达/发电机72向下突出，以便保证与上部驱动轴段24a的轴向可滑动接合。联接轴34的轴环34a借助于螺栓36可释放地联接到上部驱动轴段24a上。键34b和相匹配的键槽彼此接合，以可操作地将联接轴34与驱动轴的上部驱动轴段24a相联接，该驱动轴用于将转矩从马达/发电机72传递到飞轮24(并且反之亦然)。可选择地，在联接轴34和上部驱动轴段24a上分别可以使用相匹配的花键(未示出)，代替所示的键和键槽。
上部机械轴承组件47a安装在第一壳体21的顶部部分内，围绕上部驱动轴段24a。上部机械轴承组件47a提供转子25的轴向定位，以便至少限制转子25相对于环形永磁体26a的下部正面26d的向上轴向运动。更具体地说，上部机械轴承组件47a限制转子25的向上轴向运动，从而限定在环形永磁体的下部正面26d与转子25的端面25a之间的最小间隙30。上部机械轴承组件47a也可以优选地构造成用以限制转子25相对于环形永磁体的下部正面26d的向下轴向运动。在这方面，上部机械轴承组件47a优选地是推力轴承。这种构造允许上部机械轴承组件47a进一步限定在环形永磁体的下部正面与转子25之间的最大间隙30，该最大间隙30在所示的优选实施例中与最小间隙30相等。上部机械轴承组件47a在两个轴向方向上的约束运动保证了在环形永磁体的下部正面26d与转子25之间保持的间隙30位于操作公差内，由此保证了环形永磁体26a对于转子25的可靠升力。
如最清楚在图4中看到的那样，上部驱动轴段24a具有精密磨削轴承支座，该精密磨削轴承支座在轴肩48处终止。上部机械轴承组件47a优选地包括两个滚动元件轴承装置42，这两个滚动元件轴承装置42包含在可除去轴承座42a内，以便于对已磨损或损坏的轴承组件加以快速而又容易的更换。滚动元件轴承装置42二者都优选地是陶瓷角面接触滚珠轴承装置，并且最优选地是非常高速、超精密、混合陶瓷轴承装置，这意味着，滚珠包括陶瓷材料，这些滚珠在精密磨削的钢座圈中运行。
轴承座42a包括轴承支座壳体43、轴承轴向固定环44及第四机用螺钉45和第五机用螺钉46。支座壳体43具有径向凸缘43a和轴承凹口43b。轴承装置42布置在凹口43b中，并且由环44保持。滚动元件轴承装置42的外座圈被轴向约束在轴承轴向固定环44的下表面44a与轴承凹口43b的端面49之间，而环44由第四机用螺钉45固定。轴承支座凸缘43经第五机用螺钉46沿轴向保持到环形垫板26b的上表面51上，该环形垫板26b又固定到第一壳体21的环形顶部板27上，如上文描述的那样。
联接轴34的轴环34a的下表面34c靠压滚动元件轴承装置42的内座圈42b，并且由螺栓36固定，该螺栓36被接纳在驱动轴24a中。螺栓36穿过联接轴34起作用，以通过可调节地压缩在联接轴34的下表面34c与上部驱动轴段24a的轴承轴肩48之间的内座圈，将预负载施加到滚动元件轴承装置42上。
轴承支座凸缘43相对于磁性推力轴承组件26的轴向位置将转子25的上部驱动轴段24a的轴向位置固定，并且在转子25的顶部表面25a与磁性推力轴承组件26的下部正面26d之间保持基本恒定的间隙30。间隙30对于如下方面是决定性的：将正确的提升力施加到转子25上；并且减小对于滚动元件轴承装置42的轴向负载。间隙30可以通过在表面51处放置垫片(未示出)以升高轴承支座凸缘43而被调节，由此提升转子25，并且减小间隙30，以施加更大的磁性提升力。
在图5中所示的下部机械轴承组件47b，在下部驱动轴段24c与壳体底板33之间起作用。下部机械轴承组件47b具有一对滚动元件轴承装置42，这对滚动元件轴承装置42包含在可除去轴承座42a内，以便于对已磨损或损坏的轴承组件加以快速而又容易的更换。两个滚动元件轴承装置42优选地具有与上部机械轴承组件相同的总体类型和结构(尽管由于较小机械负载可以具有较小尺寸)，即，它们都优选地是陶瓷角面接触滚珠轴承装置，并且最优选地是非常高速、超精密混合陶瓷轴承装置。
下部机械轴承组件47b的轴承座42a还包括轴承支座凸缘53，该轴承支座凸缘53具有轴承凹口90。下部驱动轴段24c具有轴肩89，用以沿轴向定位轴承42。轴承预加载帽54由轴承预加载螺钉32固定到下部驱动轴24c上。轴承预加载帽54、和轴承预加载螺钉32沿轴向约束滚动元件轴承装置42中的每一个轴承装置的内座圈，并且通过压紧在轴承预加载帽54的端面58与下部驱动轴段24c的下部轴承轴肩89之间的内座圈，而将预负载施加到滚动元件轴承装置42上。滚动元件轴承装置42的外座圈42c在下部机械轴承组件47b的轴承凹口90内部沿轴向不受约束。这当转子25在高速下由于PoissonRatio效应而沿轴向收缩时，允许转子25的下部驱动轴段24c沿轴向运动。这也允许由在转子25和第一壳体21两者内的温度诱导的膨胀和收缩所造成的轴向运动，同时保持间隙30基本恒定。
轴承支座凸缘53通过第六机用螺钉56固定到第一壳体21的底板33上。下部机械轴承组件47b也优选地包括下部轴承盖55，该下部轴承盖55借助于弹性垫片或O形圈57，提供下部机械轴承组件47b的真空紧密密封，以及提供机械支撑或锁定转子25的点，以抵抗在例如安装或装运期间的轴向振动或运动。起重螺钉57插入在螺纹孔40(该螺纹孔40为了这个目的形成在下部轴承盖55中)中，以接合窝孔32a，该窝孔32a形成在轴承预加载螺钉32的头部中。起重螺钉57当接合在窝孔中时，沿轴向和径向这两个方向支撑转子，以禁止瞬时负载施加到轴承组件47上。
为了使对于机械轴承组件的磨损最小化，并且为了使当飞轮24正在转动时的摩擦最小化，优选的但不是必需的是，磁性推力轴承组件26基本上支撑飞轮24的全部重量。更具体地说，优选的是，磁性推力轴承组件26支撑飞轮24的重量的至少90％，并且更优选地，支撑飞轮24的重量的约95％与100％。在理想情形下，在所示的优选实施例中，磁性推力轴承组件26能够基本上支撑飞轮重量的100％。由上部轴承组件47a提供的轴向位置，保持间隙30恒定，即使磁性推力轴承组件26提供的升力大于转子的重量。
图8示出由图2至4的磁性推力轴承组件26产生的磁通量通路。如在图8中所示的那样，磁通量场62是卵形的/圆形的。然而，在能量存储系统20的三维表示中，磁通量通路的形状是复曲形(toroidal)的。如上文论述的那样，向下悬垂的周界裙部部分61帮助成形磁场，并因而在能量存储系统20的操作期间，在转子25正在转动的同时有助于转子25的固有稳定性。环形垫板26b和向下悬垂周界裙部部分61产生磁通量场62，该磁通量场62基本上支持转子25的全部重量。图8示出的磁通量基本上透过转子25以将其提升，并且透过环形垫板26b和向下悬垂的周界裙部部分61的范围较小。非磁性垫片环26c禁止来自磁体26a的磁通量场的漂移，并且促进紧凑磁性环路的建立。壳体21的非磁性壁28也不干涉磁通量通路，以提高磁性轴承组件26的提升容量。在一个优选实施例中，永磁体占据端面25a的面积的近似60％(在A1处指示)，并且面积的40％是在A2处指示的裙部。可以采用的其它面积比值是：30％的永磁体、和70％的裙部；高达70％的永磁体、和30％的裙部。垫板按这种方式的使用允许减少40％的磁性材料，并且单独提供磁体的4倍升力。杂散磁通被包含、导向到转子正面中，并且防止向下弯回到转子侧和在系统上引起显著阻力矩。另外，利用转子的巨大可得到上部环形表面面积，便于使用较低强度的粘结磁性材料。这些材料与烧结磁体相比，成本更低并且更容易成形。
优选的是，为了支撑飞轮24的重量，要求从电源(能量存储系统20连接到该电源上)抽取零电能。这通过在环形永磁体26a的建造中使用永久磁性材料而实现。因而在支撑飞轮24的重量时，磁性推力轴承组件26不消耗能量。此外，当将磁性推力轴承组件26安装到第一壳体21上时，飞轮24的重量由磁性推力轴承组件26的吸引力支撑，该磁性推力轴承组件26本身由第一壳体21的圆柱形外壁28支撑，该圆柱形外壁28又由第一壳体21的底板33支撑。
在图1至5中所示的优选实施例中，当转子25转动时，通过使否则可能直接作用在转子25上的摩擦力最小化，使能量存储系统20更为高效。相应地，转子25在转动期间应该不与突出到第一壳体21中的内部表面(这些内部表面包括磁性推力轴承组件26的下部正面26d)的任一个相接触。为此，上文已经描述了，如何分别保持在转子25的顶部表面25a与环形永磁体26a和向下悬垂周界裙部部分61的下部正面26d和85之间的间隙30。为了同一目的，在转子25的外部圆周边缘25c与第一壳体21的内表面82之间总是限定有最小间隙70。类似地，在第一壳体21内的元件成形和否则定尺寸成，总是保持在转子25的下表面25b与底板33的上部内表面98之间的最小间隙75。
为了进一步减小和基本上消除在操作期间(即，当飞轮24正在转动的同时)作用在转子25上的阻力，符合希望的是，通过至少在第一壳体21内，并且优选地在第一壳体21和第二壳体22两者内，抽取至少部分真空，而减小在转动元件上的风阻损失。为此，优选的是，通过例如按操作密封关系绕两个壳体21、22的元件的全部匹配接合面，包括但不限于在第一壳体21和第二壳体22的壁元件27、28及33之间、和在轴承预加载帽54和轴承支座凸缘53之间，放置弹性垫片或O形圈86、57，将第一壳体21和第二壳体22都与大气隔离，如在图2、4及5中最清楚地看到的那样。
真空源-如常规真空泵91，优选地由柔性管等通过对于例如真空端口87的连接-该真空端口87连结到底板33上或例如形成在其中，而与第一壳体21的内部体积相连接，从而与间隙30、70及75流体连通，由此在真空泵的操作时，允许在第一壳体21内抽吸形成至少部分真空。
也优选的尽管不是根本的是，将真空源，优选地是在以前段落中提到的同一真空源，但选择性地是第二真空源(未示出)，可操作地连接到第二壳体22上，以便也在第二壳体22中创建至少部分真空，由此减小摩擦损失，这些摩擦损失否则在马达/发电机72的元件的转动时可能发生。将在第一壳体21中初始创建的这样一种至少部分真空引入到第二壳体22中而没有对第二真空源的需要的特别优选方式，是通过当组装在一起时保证在第一壳体21与第二壳体22之间建立真空通路187，如图中所示。如在图4中看到的那样，真空通路187穿过联接轴34、键34a、及键槽34b，在上部机械轴承组件47a的两个滚动元件轴承装置42的内座圈42b周围，向下通过轴承支座凸缘43的内部径向表面而流体连通地延伸，以与径向通道50相连接。通道50围绕上部驱动轴段24a对于转子25的基础连接点。径向通道本身与间隙30流体连接。按这种方式，可操作地连接到第一壳体21上的真空源，在第二壳体22安装在第一壳体21的顶部上时，也通过真空通路187可操作地连接到第二壳体22上。
真空泵91优选地由从电力网(能量存储系统20在其充电阶段期间连接到该电网上)抽取的电力激励，但依据设计选择，在当电网不适于供给这样的电能时的时段期间，可以(或者可以不)由马达/发电机72供给的电力激励。在任一种情况下，第一壳体21和第二壳体22的密封应该理想地但不是必需地，设计和建立成，在马达/发电机72的去激励期间，在转子25的完全设计转动时段上维持所述至少部分真空，从而使在这样的时段期间作用在转子25上的阻力最小化。为了使能量消耗最小化，当抽取部分真空时，真空泵91可被控制成用单向阀92切断以禁止泄漏到壳体20中。
将马达/发电机72连接到外部电源上，从而当连接被激励(energized)时，马达/发电机72能够从电源(如电网)抽取电能。马达/发电机72从电网抽取电能，以便驱动转子25的转动。转子25通过马达/发电机72的驱动，将输入到系统中的电能有效地转换成动能，该动能存储在飞轮24的转子25的转动中。在转子25的转动中存储的动能因而存储在能量存储系统20中，用于当连接被去激励(de-energized)时，通过飞轮24在马达/发电机的转动期间再转换成电能、并将电能释放。
根据所示的优选实施例，第二壳体22-具有安装在其中的马达/发电机72，可释放地安装在第一壳体21的顶部上。能量存储系统20的模块式结构允许通过在任何给定能量存储系统20上增大/减小马达/发电机72的尺寸，容易地改变由能量存储系统20使用和产生的充电/放电功率，而无需重新设计或分解整个系统。图3示出马达/发电机72，该马达/发电机72通过联接轴34按可释放方式连接到上部驱动轴段24a上，如上文描述的那样。第二壳体22由螺栓按可释放方式连接到第一壳体21上，这些螺栓穿过凸缘64并且进入环形垫板26b中。将可注意到，联接不影响轴承组件47a的定位，由此保持在转子25与磁性轴承26之间的要求间隙。依靠马达/发电机72对于上部驱动轴段24a的可释放联接、和第二壳体22(马达/发电机安装在其中)对于第一壳体21的可释放联接，能量存储系统20按模块方式有效地构造或组装，从而便于对已磨损或损坏的零件加以更换、或者具有特定希望功率额定值的马达/发电机的互换，以便按照预定标准更有效地或更高效地存储和排出电能。在图3中所示的优选实施例的模块式性质便于，在已经制造飞轮能量存储系统之后，改变马达/发电机的额定值或功率规格。也优选的但不是必需的是，第二壳体22和安装在其中的马达/发电机72是容易可除去的和可互换的，而无需分解第一壳体21或包含在其内的结构的任一种。相应地，这里所示出和描述的能量存储系统20的模块式结构允许通过增大/减小在任何给定能量存储系统20上的马达/发电机尺寸或类型，而容易地改变或定制能量存储系统20的充电/放电功率额定值。这种灵活性允许具有相同飞轮存储能量容量(例如，20kWH)的能量存储系统20，仅借助于在可互换第二壳体内安装的不同马达/发电机单元的快速和容易调换，用于长持续时间(LongDuration)、小功率(LowPower)(例如，波峰转移/使用时间)或短持续时间(ShortDuration)、大功率(HighPower)(例如，电压支持)用途。
在图1至5中所示的优选实施例中，所示的马达/发电机72是感应型马达/发电机72。更具体地说，所示的优选马达/发电机72优选地是三相感应型单元，该三相感应型单元包括转子74、和定子绕组76，该转子74压配合到联接轴34上，该定子绕组76压到第二壳体22的圆柱形外壁22a的内侧圆周中。
如在图1至4中所示的那样，马达/发电机72优选地被液体冷却，从而第二壳体22也优选地包括冷却剂套，该冷却剂套包括主冷却剂通道80，该主冷却剂通道80环绕第二壳体22的圆柱形外壁22a的外表面，所述主冷却剂通道80在其外周缘上由可除去外壳88包围。O形圈密封件81帮助将可除去外壳88与第二壳体22的圆柱形外壁22a隔绝。冷却剂流入到进入端口38中，通过主冷却剂通道80，并且然后向外穿过出口端口39。冷却剂流动可经外部泵、或自然对流(在该情况下，进入端口38和出口端口39有利地与所示的布置颠倒)，以便从第二壳体22和定子绕组76除去废热。
对于马达/发电机72的电缆连接优选地穿过在端口41处的顶部板35进行，该端口应该由橡胶垫圈、O形圈密封件等(未示出)绕这样的连接形成真空密封。
将认识到，转子25如图所示，是实心的，并且包括高强度钢。转子25的至少一部分必须是铁磁性的，以便与磁性推力轴承组件26相互作用。优选地，与轴承组件26相对的转子的至少上部部分是磁性的，并且作为进一步优选方式，整个转子25都是铁磁性的。在能量存储系统20的某些实施例中可能优选的是，转子25具有在约1,000kg与5,000kg之间的质量，优选质量是3,000kg。
在操作中，将电力供给到转子/发电机72，该马达/发电机72施加转矩，以使转子25加速。优选的但不是必需的是，马达/发电机72能够将转子25按高速转动，所述高速在约10,000与20,000RPM之间。随着转子25加速，它将由转子/发电机72供给的能量存储为动能。在达到最大速度时，电力可以断开。在一个典型实施方式中，对于转子25的最大转动速度，在对于由电网激励的马达/发电机72的电气连接的2小时内得到。也优选的但不是必需的是，在对于电网的电气连接被去激励之后，转子25的这样的高速转动继续至少6小时。如果电力断开，或者如果由电网需要另外的电能，则将马达/发电机切换到发电模式，并且在转子25中存储的能量驱动发电机和供给电力。在某些实施例中，能量存储系统20的存储容量近似是20kWh。能量存储是飞轮的重量、和飞轮24转动的速度的函数。在转动期间，间隙30由轴承组件47a保持。由温度变化或动态力造成的轴向尺寸的变化容纳在下部轴承47b中，该下部轴承47b可相对于端部板33沿轴向滑动。在图8中描述的磁通量通路，保证转子25由磁性轴承轴向保持，并且相应地，在轴承47a、47b中的轴向负载被减小。
因为在能量存储系统20的能量存储限制与能量存储系统20的固有尺寸和重量之间的关系，在某些用途中可能有利和优选的是，使用或否则要求使用多个较小能量存储系统20，以支持根据优选实施例建造的较小数量的巨大能量存储系统20。比较小能量存储系统20的阵列允许用户按动能形式存储较大量的能量，同时保持部署容易、和适应在具体用途中不同规模电力要求的较大灵活性。在这样的情形下，可能优选的是，能量存储系统的阵列由共用控制单元控制。另外，甚至可能优选的是，共用控制单元控制来自在能量存储系统的阵列中的能量存储系统20的每一个的电能抽取和能量释放。对于某些商业实施例，可能优选的是，具有能量存储系统的阵列，该阵列具有至少500kWh的集中能量输出。
在这方面，图9示出能量存储系统120、220、320、及420的阵列100，这些能量存储系统120、220、320、及420包含在集中容器101内。
图10示出一个阵列的或多个集中容器101、201、301、401，这些集中容器101、201、301、401的每一个包含能量存储系统120、220、320、等等的阵列。
图11示出穹顶室102、202、302、及402的阵列。各穹顶室中的每一个都在地平面上，并且在其内容纳能量存储系统120。类似地，图12分段示出混凝土室102、202、302、402、及502的阵列。室102、202、302、402、及502中的每一个都可以布置在地平面下，并且每个分别容纳能量存储系统120、220、320、等等。
飞轮支撑的提供便于转子的可选择配置，该飞轮支撑具有轴承组件之一和其它轴承，这些轴承组件将轴沿轴向定位，该其它轴承容许驱动轴沿轴向浮动。如图13所示，转子25形成有辅助转子盘125，这些辅助转子盘125沿驱动轴24a间隔开。
各盘125中的每一个盘都具有上部正面127，该上部正面127指向相应永磁体推力轴承126，该相应永磁体推力轴承126布置在壳体21内。上部轴承组件147与下部轴承组件147沿轴向定位转子25，该下部轴承组件147径向容许相对轴向运动。
盘125由铁磁性材料形成，并且推力轴承126具有与在图4中所示的推力轴承相似的构造，使环形永磁体和周围裙部与盘重叠。
各磁性推力轴承吸引相应的盘125，以支撑转子25的质量，如上文描述的那样。
将认识到，盘125的阵列可以形成在下部驱动轴24c上，以通过吸引从下面支撑转子。
在根据本发明的能量存储系统的设计和制造中，可以使用各种其它修改和变更，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的精神和范围仅由所附的权利要求书限制。例如，与在图中所示的液体冷却装置分离地并且除了该液体冷却装置之外，第二壳体22可另外构造有外部冷却翅片，用于对周围大气的对流或强迫空气冷却。

Claims (48)

1.一种能量存储系统，其包括：
第一壳体，其具有端面；
至少一个飞轮，其具有：
转子，以及
驱动轴，该驱动轴限定大体竖向轴线，所述转子绕该大体竖向轴线安装，用于在所述第一壳体内转动；
永磁轴承组件，其设置在所述端面与所述转子之间，并且具有至少一个永磁体，该至少一个永磁体安装在所述第一壳体和所述转子之一上，并使所述第一壳体和所述转子中的另一个具有铁磁性质，以向着所述端面吸引所述转子；
第一机械轴承组件，其在所述第一壳体与所述转子之间起作用，以提供所述转子的径向定位，并且限制所述转子相对于所述端面的向上轴向运动，所述转子与所述端面之间间隔有一间隙；以及
第二机械轴承组件，其沿所述驱动轴与所述第一机械轴承组件间隔开，并且在所述第一壳体与所述转子之间起作用，以提供所述转子的径向定位，所述第二机械轴承组件容许在所述驱动轴与所述第一壳体之间的相对轴向运动。
2.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述第一机械轴承组件也限制所述转子相对于所述端面的向下轴向运动，以限制间隙的尺寸。
3.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述永磁体安装在所述端面上。
4.根据权利要求3所述的能量存储系统，其中，所述第一壳体的所述端面沿径向延伸超越所述永磁体，以覆盖所述转子。
5.根据权利要求4所述的能量存储系统，其中，所述间隙被保持为超越所述永磁体。
6.根据权利要求4所述的能量存储系统，还包括在所述永磁体与所述端面之间的非磁性隔板。
7.根据权利要求3所述的能量存储系统，其中，所述永磁轴承组件还包括：
铁磁性金属的环形垫板，该环形垫板绕所述竖向轴线按静止对中关系安装到所述第一壳体的顶部壁表面，所述垫板具有的半径大于或等于所述转子的半径，所述永磁体连结到所述垫板的下表面上。
8.一种能量存储系统，其包括：
第一壳体，其具有端面；
飞轮，其具有：
转子，以及
驱动轴，该驱动轴限定大体竖向轴线，所述转子绕该大体竖向轴线安装，用于在所述第一壳体内转动；
永磁轴承组件，其设置在所述端面与所述转子之间，并且具有永磁体，该永磁体连结到所述第一壳体，所述转子具有铁磁性质，以向着所述端面吸引所述转子；
第一机械轴承组件，其在所述第一壳体与所述转子之间起作用，以提供所述转子的径向定位，并且限制所述转子相对于所述端面的向上轴向运动，所述转子与所述端面之间间隔有一间隙；以及
第二机械轴承组件，其沿所述驱动轴与所述第一机械轴承组件间隔开，并且在所述第一壳体与所述转子之间起作用，以提供所述转子的径向定位，所述第二机械轴承组件容许在所述驱动轴与所述第一壳体之间的相对轴向运动；
其中，所述永磁轴承组件还包括：
铁磁性金属的环形垫板，该环形垫板绕所述竖向轴线按静止对中关系安装到所述第一壳体的顶部壁表面，所述垫板具有的半径大于或等于所述转子的半径，所述永磁体连结到所述垫板的下表面上，
其中，所述垫板沿径向延伸超越所述永磁体的外部径向边缘，以形成向下突出周界裙部部分，所述周界裙部部分具有的外部半径大于或等于所述转子的外部半径，并且
其中，该周界裙部部分具有下表面，该下表面与所述永磁体的下部正面轴向共同终止，从而保持在所述转子与所述周界裙部部分之间的所述间隙。
9.根据权利要求8所述的能量存储系统，其中，所述永磁轴承组件还包括在所述永磁体的外部径向边缘与所述周界裙部部分的内部径向边缘之间的非磁性垫片环。
10.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述永磁体与所述竖向轴线相平行地被磁化。
11.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述永磁体包括一层磁化材料。
12.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述永磁体包括磁化材料的多个沿竖向堆叠的层，所述多个沿竖向堆叠的层中的每个层具有磁极，这些磁极在与所述多个沿竖向堆叠的层中的任何相邻层相同的磁性方向上对准。
13.根据权利要求12所述的能量存储系统，其中，所述层包括磁化材料的多个细长带条，这些细长带条按并排接触关系彼此平行地放置。
14.根据权利要求12所述的能量存储系统，其中，所述层按一系列同心圆的加宽半径绕竖向轴线包裹而形成，并且由包括稀土磁性颗粒和聚合物粘结剂的磁化材料形成。
15.根据权利要求7所述的能量存储系统，其中，所述永磁体磁性地连结到所述垫板上，并且连结到磁化材料的相邻层上。
16.根据权利要求15所述的能量存储系统，其中，通过低放气粘合剂，将所述永磁体进一步连结到所述垫板上，并且连结到相邻层上。
17.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述永磁轴承组件支撑所述飞轮的重量的至少90％。
18.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述永磁轴承组件支撑所述飞轮的重量的至少95％。
19.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述第一机械轴承组件和第二机械轴承组件安装在所述第一壳体和/或第二壳体内的可除去轴承座中。
20.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述第一机械轴承组件包括滚动元件轴承以及用以预加载所述轴承的调节机构。
21.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述第一壳体与大气隔绝，并且其中，真空源可操作地连接到所述第一壳体上，以在所述第一壳体内抽吸形成至少部分真空。
22.根据权利要求21所述的能量存储系统，其中，借助于建立在所述第一壳体与第二壳体之间真空通路，将所述真空源可操作地连接到所述第二壳体上。
23.根据权利要求7所述的能量存储系统，其中，所述垫板和所述转子之间建立磁通量通路。
24.根据权利要求7所述的能量存储系统，其中，所述永磁体沿径向延伸超越所述垫板的外部径向边缘。
25.根据权利要求24所述的能量存储系统，其中，所述永磁轴承组件还包括在所述垫板的外部径向边缘和所述永磁体的内部径向边缘之间的非磁性垫片环。
26.根据权利要求1所述的能量存储系统，还包括：
第二壳体，该第二壳体可释放地安装至所述第一壳体，以及
安装在所述第二壳体中的马达/发电机，用于连接至所述驱动轴。
27.根据权利要求26所述的能量存储系统，其中，所述第一壳体包括非铁磁性材料。
28.根据权利要求27所述的能量存储系统，其中，所述非铁磁性材料从包括如下选项的组中选择：不锈钢、铝、塑料、玻璃纤维、混凝土、弹性体、及其组合，这些材料中的任一种也可以用复合材料加强，所述复合材料至少从包括如下选项的组中选择：碳纤维和KevlarTM。
29.根据权利要求26所述的能量存储系统，其中，所述马达/发电机借助于联接轴可释放地联接到所述驱动轴上，该联接轴从所述马达/发电机突出，以提供与所述驱动轴的轴向可滑动接合。
30.根据权利要求26所述的能量存储系统，其中，所述马达/发电机是感应型的。
31.根据权利要求30所述的能量存储系统，其中，所述马达/发电机是三相感应型马达/发电机。
32.根据权利要求26所述的能量存储系统，还包括冷却系统，以从所述第二壳体抽取废热。
33.根据权利要求32所述的能量存储系统，其中，所述冷却系统还包括至少一个冷却剂通道，该至少一个冷却剂通道在所述第二壳体的壁内。
34.根据权利要求26所述的能量存储系统，其中，所述马达/发电机具有对于外部电源的连接部，从而当所述连接部被激励时，从所述外部电源抽取电能以驱动所述转子使其转动。
35.根据权利要求34所述的能量存储系统，其中，转子的转动速度在10,000与20,000RPM之间。
36.根据权利要求35所述的能量存储系统，其中，转子的质量在1,000kg与5,000kg之间。
37.一种能量存储系统阵列，包括多个根据权利要求1所述的能量存储系统。
38.根据权利要求37所述的能量存储系统阵列，还包括集中第一壳体，在该集中第一壳体内，包含所述多个能量存储系统。
39.根据权利要求37所述的能量存储系统阵列，还包括共用控制单元，该共用控制单元控制所述多个能量存储系统的每一个的电能抽取和释放。
40.根据权利要求37所述的能量存储系统阵列，其中，所述能量存储系统阵列具有至少500kWh的集中能量输出。
41.根据权利要求26所述的能量存储系统，其中，所述第二壳体可释放地安装至所述第一壳体的顶部上。
42.根据权利要求26所述的能量存储系统，其中，所述第二壳体可释放地安装至所述第一壳体的下侧。
43.一种能量存储系统，包括：
第一壳体，其具有端面；
至少一个飞轮，其具有：
转子，以及
驱动轴，该驱动轴限定大体竖向轴线，所述转子绕该大体竖向轴线安装，用于在所述第一壳体内转动；
永磁轴承组件，其设置在所述端面与所述转子之间，并且具有至少一个环形永磁体，该至少一个环形永磁体安装在所述第一壳体和所述转子之一上，并使所述第一壳体和所述转子中的另一个具有铁磁性质，以向着所述端面吸引所述转子；以及
至少一个机械轴承组件，绕所述驱动轴安装在所述第一壳体内，以提供所述转子的径向定位，并且限制所述转子相对于所述端面的至少向上轴向运动，在所述端面与所述转子之间形成最小间隙，所述端面和所述转子沿径向延伸超越所述永磁体，以建立在所述第一壳体与所述转子之间的磁通量通路。
44.根据权利要求43所述的能量存储系统，其中，所述永磁体安装在所述端面上。
45.根据权利要求44所述的能量存储系统，其中，所述第一壳体的所述端面沿径向延伸到所述永磁体外，以覆盖所述转子，并且建立在所述第一壳体与所述转子之间的磁通量通路。
46.根据权利要求45所述的能量存储系统，其中，所述最小间隙被保持为超越所述永磁体。
47.根据权利要求45所述的能量存储系统，还包括在所述永磁体与所述端面之间的非磁性隔板。
48.一种能量存储系统，其包括：
壳体，其包括端面；
飞轮，其包括：
转子，以及
驱动轴，该驱动轴包括第一端部和第二端部，并且限定大体竖向轴线，所述转子绕该大体竖向轴线安装，用于在所述壳体内转动；
永磁组件，其至少部分地支承飞轮的重量，所述永磁组件包括铁磁性金属的环形垫板，该环形垫板绕所述竖向轴线按静止对中关系安装到所述第一壳体的顶部壁表面，所述垫板具有的半径大于或等于所述转子的半径，所述永磁体磁性地连结到所述垫板的下表面上并且连结到磁化材料的相邻层上；
第一机械轴承组件，其沿轴向定位所述驱动轴的第一端部，以在所述转子和所述端面之间保持间隙；以及
第二机械轴承组件，其容许在所述驱动轴的第二端部与所述壳体之间的相对轴向运动。
CN201180035118.2A 2010-06-08 2011-06-03 飞轮能量系统 Active CN103038541B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35281010P 2010-06-08 2010-06-08
US61/352,810 2010-06-08
PCT/CA2011/000641 WO2011153612A2 (en) 2010-06-08 2011-06-03 Flywheel energy system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103038541A CN103038541A (zh) 2013-04-10
CN103038541B true CN103038541B (zh) 2016-04-27

Family

ID=45063902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180035118.2A Active CN103038541B (zh) 2010-06-08 2011-06-03 飞轮能量系统

Country Status (11)

Country Link
US (2) US9325217B2 (zh)
EP (1) EP2580489B1 (zh)
JP (1) JP5992403B2 (zh)
KR (1) KR101870339B1 (zh)
CN (1) CN103038541B (zh)
AU (1) AU2011264367B2 (zh)
BR (1) BR112012031248A2 (zh)
CA (1) CA2801307C (zh)
MX (1) MX2012014398A (zh)
WO (1) WO2011153612A2 (zh)
ZA (1) ZA201209302B (zh)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5992403B2 (ja) 2010-06-08 2016-09-14 テンポラル・パワー・リミテッドＴｅｍｐｏｒａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｌｔｄ． フライホイールエネルギーシステム
US8803363B2 (en) 2012-04-16 2014-08-12 Temporal Power Ltd. Method and system for regulating power of an electricity grid system
CA2879158C (en) * 2012-07-30 2019-01-08 Chakratec Ltd. Magnetically coupled flywheel
US9534658B1 (en) * 2012-09-11 2017-01-03 Kinetx, Llc Energy storage device
US10047823B1 (en) 2012-09-11 2018-08-14 Kinetx, Llc Energy storage device
ES2598804T3 (es) * 2012-09-28 2017-01-30 Enrichment Technology Company Ltd. Módulo de almacenamiento de energía móvil
CA2890377A1 (en) 2012-11-05 2014-05-08 Temporal Power Ltd. Cooled flywheel apparatus
JP5967653B2 (ja) * 2012-11-14 2016-08-10 一般財団法人電力中央研究所 フライホイール一体形誘導電動機・発電機
CN103065763B (zh) * 2013-01-16 2015-09-09 浙江大学 一种基于飞轮储能的充磁机
US11289940B2 (en) 2013-06-14 2022-03-29 Abb Schweiz Ag Systems and methods for multi-use multi-mode ups
US9735645B2 (en) * 2013-07-08 2017-08-15 Saint Augustin Canada Electric Inc. Energy storage flywheel device and system for producing kinetic energy within the storage system
CN103335021A (zh) * 2013-07-08 2013-10-02 北京飞轮储能柔性研究所 一种飞轮电池磁悬浮和无源动压液浮阻尼的组合轴承
US9083207B1 (en) 2014-01-10 2015-07-14 Temporal Power Ltd. High-voltage flywheel energy storage system
GB2526374B (en) * 2014-05-23 2016-10-26 Heptron Power Trans Ltd A magnetic support for a flywheel containing fluid
DE102015202112A1 (de) * 2015-02-06 2016-08-11 Siemens Aktiengesellschaft Schwungrad
GB2535201B (en) * 2015-02-12 2019-10-30 Punch Flybrid Ltd Link member for a flywheel
GB2535794B (en) * 2015-02-27 2018-07-18 Flybrid Automotive Ltd Vacuum management system
WO2016185496A1 (en) * 2015-05-19 2016-11-24 Spinning Top Energy S.R.L. Energy storage device with a flywheel supported on rolling bearings and with permanent magnets to relieve the load on the rolling bearings
DE102015218628A1 (de) * 2015-09-28 2017-03-30 Aktiebolaget Skf Lagerungs- und Dichtungsmodul für eine Unterwasserströmungsturbine eines Gezeiten-/Meeres-/Flussströmungskraftwerks
US10626871B2 (en) * 2015-12-08 2020-04-21 Hamilton Sundstrand Corporation Centrifugal pump with integrated axial flux permanent magnet motor
US9551379B1 (en) * 2016-01-15 2017-01-24 Matteo B. Gravina Thermal efficiency heat rate improvement over power generation and emissions control
JP6506705B2 (ja) * 2016-02-02 2019-04-24 公益財団法人鉄道総合技術研究所 フライホイール蓄電装置の収納容器
WO2017157456A1 (de) * 2016-03-18 2017-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Berstschutzvorrichtung für schwungmassen
WO2017192462A1 (en) 2016-05-02 2017-11-09 Amber Kinetics, Inc. Containing a field of flywheel energy storage units
WO2018022935A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Amber Kinetics, Inc. Power electronics housing and packaging for flywheel energy storage systems
NO342405B1 (en) * 2016-08-23 2018-05-14 Bergan Tech As Large scale flywheel for energy storage
CN112005022B (zh) * 2018-02-15 2022-06-03 贝甘技术股份公司 用于能量储存的大型飞轮
DE102018206043A1 (de) * 2018-04-20 2019-10-24 Robert Bosch Gmbh Schwungspeichermaschine ohne Antriebswelle und Verfahren zum Betrieb der Schwungspeichermaschine
DE102018210091A1 (de) * 2018-06-21 2019-12-24 Aktiebolaget Skf Wälzlageranordnung
US11040780B2 (en) * 2018-08-07 2021-06-22 Raytheon Technologies Corporation Inertial energy storage device
WO2020034590A1 (zh) * 2018-08-14 2020-02-20 舒畅 电机和电机腔体排气方法
FR3085880B1 (fr) * 2018-09-18 2022-04-15 Energiestro Procede de frettage d’une piece cylindrique par enroulement de fibres sous tension
CN111089709B (zh) * 2018-10-19 2021-04-20 华北电力大学 一种多功能重载转子试验装置
CN109347246B (zh) * 2018-12-06 2023-09-22 哈尔滨电气股份有限公司 一种立式外转子电磁轴承飞轮储能系统
CN109450158B (zh) * 2018-12-06 2023-09-22 哈尔滨电气股份有限公司 永磁轴承与电磁轴承混合支承的圆柱转子飞轮储能系统
KR20210126682A (ko) * 2019-02-11 2021-10-20 앰버 카이네틱스, 인크. 적층형 박편체 로터
US10982730B2 (en) 2019-03-04 2021-04-20 Saint- Augustin Canada Electric Inc. Flywheel systems and related methods
AU2020288198B2 (en) 2019-06-04 2024-02-29 KineticCore Solutions LLC Flywheel energy storage device
DE102019208297A1 (de) * 2019-06-06 2020-12-10 Zf Friedrichshafen Ag Kühlkörper für eine elektrische Maschine
US11368070B2 (en) * 2019-08-05 2022-06-21 Asia Vital Components Co., Ltd. Flywheel energy storage fan
GB2590506B (en) * 2019-12-20 2022-09-07 Gyrogear Ltd Apparatus for hand tremor stabilisation
CN111313600A (zh) * 2020-03-09 2020-06-19 贝肯新能源(天津)有限公司 大容量飞轮储能装置
CN111525734A (zh) * 2020-04-21 2020-08-11 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种飞轮储能系统的冷却结构
US11413950B2 (en) * 2020-04-22 2022-08-16 Ethan E. Jackson Power flywheel motor
CN113300532B (zh) * 2021-05-26 2022-07-12 华中科技大学 一种定子电励磁飞轮储能电机
KR102661104B1 (ko) 2022-06-07 2024-04-29 서울과학기술대학교 산학협력단 에어베어링 및 선형 모터를 이용한 거대 운동에너지 저장장치 및 거대 운동에너지 저장방법
CN116545165B (zh) * 2023-07-07 2023-10-03 华驰动能(北京)科技有限公司 储能飞轮和储能装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6630761B1 (en) * 2000-08-10 2003-10-07 Christopher W. Gabrys Combination mechanical and magnetic support for a flywheel power supply
CN1759518A (zh) * 2003-01-21 2006-04-12 帕特里克·T·麦克马伦 带有最小功率的磁性轴承和电机/发电机的能量储存飞轮
CN101251149A (zh) * 2008-03-17 2008-08-27 南京化工职业技术学院 低功耗五自由度永磁偏置磁悬浮轴承系统

Family Cites Families (159)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2894155A (en) 1955-03-21 1959-07-07 Gen Electric Liquid cooled dynamoelectric machine
US3514625A (en) 1968-02-20 1970-05-26 Us Air Force System for providing uninterrupted electrical power
US3665495A (en) 1970-06-01 1972-05-23 Power Systems And Controls Inc No break power system
US3667012A (en) 1970-07-31 1972-05-30 Westinghouse Electric Corp Electrical apparatus with frequency controlled load compensation
JPS5648939Y2 (zh) * 1975-02-17 1981-11-14
US4001666A (en) 1975-04-03 1977-01-04 General Electric Company Load peak shaver power regulating system
NL7514748A (nl) 1975-12-18 1977-06-21 Stichting Reactor Centrum Vliegwiel-aggregaat voor het accumuleren van kine- tische rotatie-energie.
US4221452A (en) 1979-08-06 1980-09-09 Remington Richard C Electrical connector
JPS6015809B2 (ja) * 1979-10-31 1985-04-22 三菱電機株式会社 フライホイ−ル装置
JPS56141442A (en) * 1980-04-02 1981-11-05 Mitsubishi Electric Corp Flywheel
JPS57208894A (en) 1981-06-16 1982-12-22 Fanuc Ltd Controlling system for induction motor
FR2532008B1 (fr) 1982-08-19 1986-12-05 Aerospatiale Agencement de roue cinetique a paliers magnetiques, notamment pour le stockage d'energie
JPS6011746A (ja) 1983-06-30 1985-01-22 Toshiba Corp フライホイ−ル装置
FR2549598B1 (fr) 1983-07-19 1985-10-11 Aerospatiale Agencement de roue cinetique a suspension magnetique pourvu de moyens de blocage de son rotor
US4620272A (en) 1984-08-31 1986-10-28 Imec Corporation Line-regenerative motor controller with current limiter
JPS6194532A (ja) * 1984-10-16 1986-05-13 Mitsubishi Electric Corp フライホイ−ル電源装置
US4700094A (en) 1984-12-17 1987-10-13 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Magnetic suspension system
US4723735A (en) 1984-12-28 1988-02-09 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Energy storage attitude control and reference system
JPS62178200A (ja) 1986-01-29 1987-08-05 Mitsubishi Electric Corp 発電電力制御装置
US4785212A (en) 1986-04-21 1988-11-15 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Large angle magnetic suspension system
US4812959A (en) 1987-05-20 1989-03-14 International Business Machines Corp. Synchronization circuit for a blocking oscillator
DE3808331A1 (de) 1988-03-12 1989-09-28 Kernforschungsanlage Juelich Magnetische lagerung mit permanentmagneten zur aufnahme der radialen lagerkraefte
US5057697A (en) 1990-03-22 1991-10-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy DC uninterrupted power supply having instantaneous switching followed by low impedance switching
US5124605A (en) 1991-01-11 1992-06-23 American Flywheel Systems, Inc. Flywheel-based energy storage methods and apparatus
JP2660126B2 (ja) 1991-10-16 1997-10-08 沖縄電力株式会社 周波数変動抑制装置
DE4138264A1 (de) 1991-11-21 1993-09-23 Siemens Ag Dampfkraftwerk
US5250865A (en) 1992-04-30 1993-10-05 Avcon - Advanced Controls Technology, Inc. Electromagnetic thrust bearing for coupling a rotatable member to a stationary member
US5449989A (en) 1992-07-31 1995-09-12 Correa; Paulo N. Energy conversion system
US5329222A (en) 1992-11-30 1994-07-12 Westinghouse Electric Corporation Apparatus and method for dynamic voltage restoration of utility distribution networks
AU1082795A (en) 1993-11-08 1995-05-29 Rosen Motors L.P. Flywheel system for mobile energy storage
US5541460A (en) 1994-02-25 1996-07-30 Seagate Technology, Inc. Passive magnetic bearings for a spindle motor
GB2293281A (en) 1994-08-08 1996-03-20 British Nuclear Fuels Plc An energy storage and conversion apparatus
US5614777A (en) 1995-02-06 1997-03-25 U.S. Flywheel Systems Flywheel based energy storage system
JPH08251869A (ja) * 1995-03-13 1996-09-27 Chubu Electric Power Co Inc 発電電動機の冷却装置及び冷却方法
US5763971A (en) 1995-03-16 1998-06-09 Koyo Seiko Co., Ltd. Superconducting bearing device
JPH08275444A (ja) * 1995-03-29 1996-10-18 Tadashi Fukao エネルギー蓄積用フライホイール駆動システム
JP3487952B2 (ja) 1995-04-14 2004-01-19 株式会社日立製作所 電気自動車の駆動装置及び駆動制御方法
DE19516838A1 (de) 1995-05-08 1996-11-14 Hagen Batterie Ag Verfahren und Schaltungsanordnung zur Deckung von Energiespitzenbedarf bei elektrischen Wechselstrom- bzw. Drehstromnetzen
US5760506A (en) 1995-06-07 1998-06-02 The Boeing Company Flywheels for energy storage
US5635770A (en) 1995-06-30 1997-06-03 Beacon Power Systems, Inc. Fueling system starter interrupt for an alternate fuel vehicle
GB2305993A (en) 1995-10-03 1997-04-23 British Nuclear Fuels Plc An energy storage rotor with axial length compensating means
US5847480A (en) 1995-11-03 1998-12-08 The Regents Of The University Of California Passive magnetic bearing element with minimal power losses
US5731645A (en) 1996-02-05 1998-03-24 Magnetic Bearing Technologies, Inc. Integrated motor/generator/flywheel utilizing a solid steel rotor
US6019319A (en) 1996-02-08 2000-02-01 Falbel; Gerald Momentum wheel energy storage system using magnetic bearings
US5759589A (en) 1996-03-11 1998-06-02 P. D. George Company Apparatus for encapsulating field windings of rotary electric machines
US5939102A (en) 1996-03-11 1999-08-17 George, Jr.; Francis L. Apparatus for encapsulating field windings of rotary electric machines
US5821651A (en) 1996-05-02 1998-10-13 Chrysler Corporation Flywheel controller
US5998899A (en) 1996-06-14 1999-12-07 Rosen Motors L.P. Magnetic bearing system including a control system for a flywheel and method for operating same
US5708312A (en) 1996-11-19 1998-01-13 Rosen Motors, L.P. Magnetic bearing system including a control system for a flywheel and method for operating same
US5798633A (en) 1996-07-26 1998-08-25 General Electric Company Battery energy storage power conditioning system
JPH10112961A (ja) * 1996-10-07 1998-04-28 Nippon Seiko Kk 電力貯蔵装置
US5921505A (en) 1996-12-02 1999-07-13 Trw Inc. System and method for reducing mechanical disturbances from energy storage flywheels
KR200156123Y1 (ko) 1996-12-04 1999-11-01 윤종용 모터
JPH10220341A (ja) * 1997-02-05 1998-08-18 Nippon Seiko Kk フライホイールエネルギー貯蔵装置
US6262505B1 (en) 1997-03-26 2001-07-17 Satcon Technology Corporation Flywheel power supply having axial magnetic bearing for frictionless rotation
DE19715468C1 (de) 1997-04-14 1998-10-01 Piller Gmbh System zur Stabilisierung eines Stromversorgungsnetzes
US5994794A (en) 1997-05-09 1999-11-30 Active Power, Inc. Methods and apparatus for providing protection to batteries in an uninterruptible power supply
US5894181A (en) 1997-07-18 1999-04-13 Imlach; Joseph Passive magnetic bearing system
US6029538A (en) * 1997-09-08 2000-02-29 Active Power, Inc. Replaceable bearing cartridge assembly for flywheel energy system
JPH11150911A (ja) * 1997-11-12 1999-06-02 Nippon Seiko Kk フライホイールエネルギー貯蔵装置
US6388347B1 (en) 1998-02-09 2002-05-14 Trinity Flywheel Power Flywheel battery system with active counter-rotating containment
JP3930170B2 (ja) 1998-02-18 2007-06-13 株式会社荏原製作所 循環ファン装置
US5969446A (en) * 1998-03-26 1999-10-19 Satcon Technology Corporation Flywheel permanent magnet machine
DK174466B1 (da) 1998-03-30 2003-03-31 Mita Teknik As Fremgangsmåde til begrænsning af indkoblingsstrøm og overskudseffekt fra en vindmølle eller et lignende el-producerende anlæg til udnyttelse af vedvarende energi, og en regulerbar elektrisk effektafleder (bremsebelastning) til brug ved denne fremgangsmåde
US20040135436A1 (en) 1998-04-02 2004-07-15 Gilbreth Mark G Power controller system and method
JP4024382B2 (ja) 1998-05-15 2007-12-19 株式会社東芝 磁気軸受装置
US6215202B1 (en) 1998-05-21 2001-04-10 Bechtel Enterprises Inc. Shunt connected superconducting energy management system having a single switchable connection to the grid
JP2000014013A (ja) 1998-06-18 2000-01-14 Nippon Steel Corp 電力系統安定化システム
US6231011B1 (en) 1998-11-02 2001-05-15 University Of Houston System Satellite angular momentum control system using magnet-superconductor flywheels
AU3915200A (en) 1999-03-23 2000-10-09 Advanced Energy Industries, Inc. High frequency switch-mode dc powered computer system
US6134124A (en) 1999-05-12 2000-10-17 Abb Power T&D Company Inc. Universal distributed-resource interface
US6169390B1 (en) 1999-05-12 2001-01-02 Abb Power T&D Company Inc. Flywheel-microturbine system
US6304015B1 (en) 1999-05-13 2001-10-16 Alexei Vladimirovich Filatov Magneto-dynamic bearing
US6175166B1 (en) 1999-06-14 2001-01-16 Abb Power T&D Company Inc. System for mitigating voltage disturbances and interruptions for power distribution applications
SE516801C2 (sv) 1999-08-27 2002-03-05 Abb Ab Förfarande för fjärrkontroll av elkraftsystem, samt elkraftsystem
US6227817B1 (en) 1999-09-03 2001-05-08 Magnetic Moments, Llc Magnetically-suspended centrifugal blood pump
US6566775B1 (en) 2000-01-10 2003-05-20 Richard Benito Fradella Minimal-loss flywheel battery and related elements
US6583528B2 (en) 2000-06-19 2003-06-24 Indigo Energy, Inc. High performance composite flywheel
JP3799217B2 (ja) 2000-06-22 2006-07-19 株式会社日立製作所 発電設備の運用管理システム及び保守管理サービス方法
US6825588B2 (en) 2000-06-23 2004-11-30 Christopher W Gabrys Uninterruptible power supply using a high speed cylinder flywheel
AU2002212952A1 (en) 2000-06-23 2002-01-14 Indigo Energy, Inc. Uninterruptible power supply using a high speed cylinder flywheel
US6347925B1 (en) 2000-06-29 2002-02-19 Beacon Power Corporation Flywheel system with parallel pumping arrangement
AU2001283301A1 (en) 2000-08-10 2002-02-25 Indigo Energy, Inc. Long-life vacuum system for energy storage flywheels
US6624542B1 (en) * 2000-09-23 2003-09-23 Indigo Energy, Inc. Flywheel power source with passive generator cooling
US7267028B2 (en) * 2000-10-02 2007-09-11 Gabrys Christopher W Stacked disc flywheel
US6522031B2 (en) 2000-10-10 2003-02-18 American Electric Power Company, Inc. Power load-leveling system and packet electrical storage
US6817266B1 (en) 2000-11-03 2004-11-16 Beacon Power Corporation Stiff metal hub for an energy storage rotor
US6727616B1 (en) * 2000-11-08 2004-04-27 Christopher W. Gabrys Flywheel energy storage system with quill stabilizer
US6707187B1 (en) * 2000-11-10 2004-03-16 Indigo Energy, Inc. Flywheel system with tilt switch
US6448679B1 (en) 2000-12-14 2002-09-10 Joseph Imlach Passive magnetic support and damping system
US6585490B1 (en) 2000-12-19 2003-07-01 Indigo Energy, Inc. Vacuum regeneration method for a flywheel system
US6664680B1 (en) 2000-12-20 2003-12-16 Indigo Energy, Inc. Flywheel device with active magnetic bearings
US10135253B2 (en) 2000-12-29 2018-11-20 Abb Schweiz Ag System, method and computer program product for enhancing commercial value of electrical power produced from a renewable energy power production facility
US6882904B1 (en) 2000-12-29 2005-04-19 Abb Technology Ag Communication and control network for distributed power resource units
US7071581B2 (en) 2001-01-31 2006-07-04 Satcon Technology Corp. Uninterruptible power supply system using a slip-ring, wound-rotor-type induction machine and a method for flywheel energy storage
US6570286B1 (en) 2001-02-03 2003-05-27 Indigo Energy, Inc. Full magnetic bearings with increased load capacity
US6441581B1 (en) 2001-03-20 2002-08-27 General Electric Company Energy management system and method
US6806605B1 (en) * 2001-05-13 2004-10-19 Indigo Energy, Inc. Permanent magnetic bearing
US6624532B1 (en) 2001-05-18 2003-09-23 Power Wan, Inc. System and method for utility network load control
US6700258B2 (en) 2001-05-23 2004-03-02 Calnetix Magnetic thrust bearing with permanent bias flux
US7615966B2 (en) 2001-05-25 2009-11-10 Texas Instruments Northern Virginia Incorporated Method and apparatus for managing energy in plural energy storage units
AR029828A1 (es) 2001-07-13 2003-07-16 Petrobras En S A Metodo para la regulacion primaria de frecuencia en turbinas de vapor de ciclo combinado
US6741007B2 (en) 2001-07-27 2004-05-25 Beacon Power Corporation Permanent magnet motor assembly having a device and method of reducing parasitic losses
US6959756B2 (en) 2001-08-07 2005-11-01 Beacon Power Corporation Device for cooling a bearing; flywheel energy storage system using such a bearing cooling device and methods related thereto
US6747378B2 (en) 2001-08-20 2004-06-08 Beacon Power Corporation Dual stiffness bearing damping system
WO2003021738A2 (en) * 2001-08-30 2003-03-13 Indigo Energy, Inc. Tubular flywheel energy storage system
US6710489B1 (en) * 2001-08-30 2004-03-23 Indigo Energy, Inc. Axially free flywheel system
NZ531795A (en) * 2001-09-13 2005-09-30 Lewis B Sibley Flywheel energy storage systems for transferring electrical power
US7174806B2 (en) 2001-09-13 2007-02-13 Beacon Power Corporation Flexible bearing damping system, energy storage system using such a system, and a method related thereto
ES2189664B1 (es) 2001-09-13 2004-10-16 Made Tecnologias Renovables, S.A. Sistema de aprovechamiento de la energia almacenada en la inercia mecanica del rotor de una turbina eolica.
US20040076809A1 (en) 2001-09-13 2004-04-22 Spears Ward R. Composite flywheel rim having commingled layers with macroscopically uniform patterns of fiber arrangement and methods for manufacturing same
US6824861B2 (en) 2001-09-13 2004-11-30 Beacon Power Corporation Composite flywheel rim with co-mingled fiber layers and methods for manufacturing same
US6852401B2 (en) 2001-09-13 2005-02-08 Beacon Power Corporation Composite flywheel rim with co-mingled fiber layers and methods for manufacturing same
AU2002326905A1 (en) 2001-09-13 2003-03-24 Beacon Power Corporation Crash management system for implementation in flywheel systems
US6675872B2 (en) 2001-09-17 2004-01-13 Beacon Power Corporation Heat energy dissipation device for a flywheel energy storage system (FESS), an FESS with such a dissipation device and methods for dissipating heat energy
US7679245B2 (en) 2001-09-17 2010-03-16 Beacon Power Corporation Repulsive lift systems, flywheel energy storage systems utilizing such systems and methods related thereto
US6794776B1 (en) 2001-10-15 2004-09-21 Christopher W Gabrys Inductor alternator flywheel system
US6737762B2 (en) 2001-10-26 2004-05-18 Onan Corporation Generator with DC boost for uninterruptible power supply system or for enhanced load pickup
US6703735B1 (en) 2001-11-02 2004-03-09 Indigo Energy, Inc. Active magnetic thrust bearing
US6614132B2 (en) 2001-11-30 2003-09-02 Beacon Power Corporation Multiple flywheel energy storage system
US7343361B2 (en) 2001-12-07 2008-03-11 Siemens Power Transmission & Distribution, Inc. Apparatus for market dispatch for resolving energy imbalance requirements in real-time
US6727617B2 (en) 2002-02-20 2004-04-27 Calnetix Method and apparatus for providing three axis magnetic bearing having permanent magnets mounted on radial pole stack
US6914349B2 (en) 2002-02-27 2005-07-05 Active Power, Inc. Universal uninterruptible power supply input circuitry and methods for configuring same
US7087327B2 (en) 2002-05-16 2006-08-08 Ballard Power Systems Inc. Electric power plant with adjustable array of fuel cell systems
EP1367685A1 (en) 2002-05-31 2003-12-03 Whirlpool Corporation Electronic system for power consumption management of appliances
DE10231087A1 (de) * 2002-07-10 2004-01-22 Rwe Piller Gmbh Elektrische Maschine mit einem um eine vertikale Drehachse umlaufenden Rotor
US6844706B2 (en) 2002-08-30 2005-01-18 Active Power, Inc. Multiple path variable speed constant frequency device having automatic power path selection capability
US7416039B1 (en) 2002-09-20 2008-08-26 Anderson Donald C Regenerative self propelled vehicles
AU2003285140A1 (en) 2002-11-01 2004-06-07 Rudy Kraus Apparatus for providing high quality power
US7786616B2 (en) 2003-02-07 2010-08-31 Cummins Power Generation Inc. Generator with DC boost and split bus bidirectional DC-to-DC converter for uninterruptible power supply system or for enhanced load pickup
US7052253B2 (en) 2003-05-19 2006-05-30 Advanced Bionics, Inc. Seal and bearing-free fluid pump incorporating a passively suspended self-positioning impeller
US8102144B2 (en) 2003-05-28 2012-01-24 Beacon Power Corporation Power converter for a solar panel
US8030787B2 (en) 2003-06-06 2011-10-04 Beaver Aerospace And Defense, Inc. Mbackup flywheel power supply
US6882072B2 (en) 2003-06-13 2005-04-19 Honeywell International Inc. Energy storage flywheel system with a power connector that integrally mounts one or more controller circuits
US8008804B2 (en) 2003-08-15 2011-08-30 Beacon Power Corporation Methods, systems and apparatus for regulating frequency of generated power using flywheel energy storage systems with varying load and/or power generation
US7078880B2 (en) 2003-08-15 2006-07-18 Honeywell International, Inc. Energy storage flywheel voltage regulation and load sharing system and method
US7197958B2 (en) 2003-08-27 2007-04-03 Honeywell International, Inc. Energy storage flywheel retention system and method
US7358620B2 (en) 2004-09-30 2008-04-15 Rockwell Automation Technologies, Inc. Methods and apparatus for ride-through operation of a complementary device to a transient power source
ES2389213T3 (es) 2005-03-01 2012-10-24 Beacon Power Corporation Método y dispositivo que permiten aislar intencionadamente fuentes de generación de energía distribuidas
US20070103009A1 (en) 2005-10-31 2007-05-10 Xiao (Charles) Yang Method and Structure for Integrated Energy Storage Device
EP2135259A2 (en) 2007-03-13 2009-12-23 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Insulator material and method for manufacturing thereof
US8314527B2 (en) 2007-06-20 2012-11-20 Beacon Power, Llc Advanced flywheel and method
US7679247B2 (en) 2007-06-20 2010-03-16 Beacon Power Corporation Lift magnet mechanism for flywheel power storage systems
US7566990B2 (en) 2007-07-20 2009-07-28 Eaton Corporation Power systems and methods using an induction generator in cooperation with an uninterruptible power supply
US7715951B2 (en) 2007-08-28 2010-05-11 Consert, Inc. System and method for managing consumption of power supplied by an electric utility
US7830055B2 (en) 2007-09-28 2010-11-09 Beacon Power Corporation Hybrid touchdown bearing system
JP2011509647A (ja) 2008-01-09 2011-03-24 ヴェルケス インコーポレーテッド フライホイールシステム
US8337141B2 (en) * 2008-02-14 2012-12-25 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Rotary nanotube bearing structure and methods for manufacturing and using the same
US7847423B1 (en) 2008-06-23 2010-12-07 Otto Farkas Backup power system
US9002761B2 (en) 2008-10-08 2015-04-07 Rey Montalvo Method and system for automatically adapting end user power usage
US8450888B2 (en) 2009-04-20 2013-05-28 General Electric Company Integrated brushless starter/generator system
KR101084214B1 (ko) 2009-12-03 2011-11-18 삼성에스디아이 주식회사 계통 연계형 전력 저장 시스템 및 전력 저장 시스템 제어 방법
CN102822001A (zh) 2010-01-25 2012-12-12 麦斯韦尔技术股份有限公司 储能系统及方法
JP5992403B2 (ja) 2010-06-08 2016-09-14 テンポラル・パワー・リミテッドＴｅｍｐｏｒａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｌｔｄ． フライホイールエネルギーシステム
US9373984B2 (en) 2011-06-29 2016-06-21 General Electric Company Electrical machine
US9148037B2 (en) * 2011-11-13 2015-09-29 Rotonix Hong Kong Limited Electromechanical flywheel
EP2761731B1 (en) 2011-12-24 2020-09-30 Rotonix China Co., Limited Electromechanical flywheel cooling system
US8803363B2 (en) 2012-04-16 2014-08-12 Temporal Power Ltd. Method and system for regulating power of an electricity grid system
CA2890377A1 (en) * 2012-11-05 2014-05-08 Temporal Power Ltd. Cooled flywheel apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6630761B1 (en) * 2000-08-10 2003-10-07 Christopher W. Gabrys Combination mechanical and magnetic support for a flywheel power supply
CN1759518A (zh) * 2003-01-21 2006-04-12 帕特里克·T·麦克马伦 带有最小功率的磁性轴承和电机/发电机的能量储存飞轮
CN101251149A (zh) * 2008-03-17 2008-08-27 南京化工职业技术学院 低功耗五自由度永磁偏置磁悬浮轴承系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR101870339B1 (ko) 2018-06-22
KR20130121703A (ko) 2013-11-06
JP5992403B2 (ja) 2016-09-14
US20160241106A1 (en) 2016-08-18
CA2801307A1 (en) 2011-12-15
US9325217B2 (en) 2016-04-26
EP2580489B1 (en) 2023-08-30
US20110298293A1 (en) 2011-12-08
AU2011264367B2 (en) 2016-08-18
AU2011264367A1 (en) 2013-01-10
EP2580489A4 (en) 2018-07-18
BR112012031248A2 (pt) 2016-10-04
CA2801307C (en) 2019-03-26
WO2011153612A3 (en) 2012-02-02
ZA201209302B (en) 2013-08-28
CN103038541A (zh) 2013-04-10
JP2013531452A (ja) 2013-08-01
MX2012014398A (es) 2013-06-24
WO2011153612A2 (en) 2011-12-15
EP2580489A2 (en) 2013-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103038541B (zh) 飞轮能量系统
US10715006B2 (en) High power flywheel system with rotor having a flowable back iron and a composite structure support
CN101409478A (zh) 永磁悬浮储能飞轮系统
CN101917087A (zh) 一种采用悬浮/储能一体化飞轮的磁悬浮飞轮储能装置
US20130015825A1 (en) Flywheel apparatus
CN201733169U (zh) 一种采用悬浮/储能一体化飞轮的磁悬浮飞轮储能装置
CN102118125A (zh) 磁悬浮支撑系统与磁悬浮轴承、复式磁悬浮轴承、磁力定心轴承及转子偏磁减重力装置
CN202391966U (zh) 一种磁悬浮轴承及磁悬浮电机
CN103929010A (zh) 一种立式混合磁悬浮飞轮储能系统
CN102537046A (zh) 一种磁悬浮轴承及磁悬浮电机
CN102678745A (zh) 永磁轴承
GB2491675A (en) A pseudo-levitation permanent magnet bearing and drive system for large flywheel energy storage
CN111313600A (zh) 大容量飞轮储能装置
WO2012173757A2 (en) Turbine-generator driven by compressed air and magnet motor
CN103335021A (zh) 一种飞轮电池磁悬浮和无源动压液浮阻尼的组合轴承
CN203481988U (zh) 一种磁悬浮飞轮电机
CN102904491A (zh) 盘式磁悬浮外转子型垂直轴风力发电机组
US10047823B1 (en) Energy storage device
WO2016041987A2 (en) Flywheel for energy storage systems and energy storage systems comprising the same
WO2016185496A1 (en) Energy storage device with a flywheel supported on rolling bearings and with permanent magnets to relieve the load on the rolling bearings
KR101460854B1 (ko) 하이브리드 플라이휠 에너지 저장장치
CN203532525U (zh) 一种飞轮电池磁悬浮和无源动压液浮阻尼的组合轴承
CN211429100U (zh) 高能复合飞轮电池
CN201656854U (zh) 叠片式磁动机组成的发电机组
BR102017011470A2 (pt) bateria eletromecânica com mancal magnético eletrodinâmico

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20181031

Address after: Tianjin free trade pilot area (Airport Economic Zone) Airport International Logistics Area Second Avenue 1, room 103.

Patentee after: Baker new energy (Tianjin) Co.,Ltd.

Address before: Ontario

Patentee before: Temporal Power Ltd.

CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 300 000 Tianjin Binhai New Area Free Trade Test Zone (Airport Economic Zone) Room 103, No. 1, Second Avenue, Airport International Logistics Zone

Patentee after: Beiken new energy Co.,Ltd.

Address before: Room 103, No.1 Second Street, Airport International Logistics Zone, Tianjin Pilot Free Trade Zone (Airport Economic Zone), 300000

Patentee before: Baker new energy (Tianjin) Co.,Ltd.