JP5856039B2 - フライホイール式電力貯蔵装置 - Google Patents
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Description
また、このように、主軸と、この主軸に取り付けられる一対の略円板状の回転体及び励磁コイルの配置された固定子、といった簡素な構成とすることで、貯蔵した電力(回転運動エネルギー)の経時的な減少を抑えると共に回転体の回転に起因する振動を抑えることを可能とした。即ち、回転する部位(回転体)が永久磁石や励磁コイルの設けられていない単なる略円板状の磁性部材であるため、当該フリーホイール式電力貯蔵装置に対する電力の入出力が停止されて回転体が駆動部によって駆動されていない自由回転(フリーホイール)状態になったときに、永久磁石によって形成される磁界に起因するヒステリシス損及び渦電流損が固定子や励磁コイル等において生じず、且つ、回転体に励磁電流を供給するためのブラシを設けなくてもよいためこのブラシによる摩擦が回転体に生じない。このため、フリーホイール状態における前記ヒステリシス損及び渦電流損の発生、並びに前記ブラシによる摩擦の発生に起因する回転体の回転数の経時的な低下(即ち、回転体に蓄えられた回転運動エネルギーの減少)が抑えられる。さらに、永久磁石を用いていないため、フリーホイール状態のときにコギングトルクが生じず、これにより、コギングトルクに基づく振動を防ぐと共に、コギングトルクの発生による回転体の回転数の低下も防ぐことができる。
12 主軸
20 固定子
22 貫通穴
30 回転体
32 回転体本体
33 補強部
35 対向面
38 周縁側突部
39 外周面
40 駆動部
41 励磁コイル
42 電導線材
43 検知部
44 電流制御部
C 中心軸
Claims (9)
- 供給された電力を回転運動エネルギーとして貯蔵するフライホイール式電力貯蔵装置であって、
特定の方向に延びる主軸と、
前記主軸に取り付けられ且つ当該主軸周りに互いに逆方向に回転している一対の回転体と、
各回転体において前記主軸周りの回転周期を同期させる駆動部と、
その両端部から外側に向かってそれぞれ延びるように前記主軸が取り付けられ、且つ磁性材料によって形成される固定子とを備え、
前記各回転体は、磁性材料によって形成されると共に前記主軸を中心に当該主軸と直交する方向に広がる略円板形状を有し、前記固定子を挟んでその両側に配置され、
前記駆動部は、前記固定子の両端部において芯部に前記主軸が挿通するように配置された一対の励磁コイルを有し、
当該フライホイール式電力貯蔵装置への前記電力の入出力によって励磁したときに、前記一対の励磁コイルのみによって、前記固定子と前記回転体との間の磁気抵抗に基づく回転力を前記回転体に生じさせる、フライホイール式電力貯蔵装置。 - 前記各回転体の形状及び重さが同一若しくは略同一である、請求項1に記載のフライホイール式電力貯蔵装置。
- 前記固定子は、前記主軸の延びる方向に貫通し且つ前記主軸を中心とする所定の半径の円周上においてその周方向に間隔をあけて並ぶ複数の貫通穴を有し、
前記各回転体は、前記固定子と対向する対向面と、この対向面における前記所定の半径の円周上において前記複数の貫通穴と対応する各位置から前記固定子側に向かって突出する複数の突部と、を有する、請求項1又は2に記載のフライホイール式電力貯蔵装置。 - 前記固定子及び前記一対の回転体は、それぞれ電気絶縁膜で被覆された軟磁性粉末から形成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載のフライホイール式電力貯蔵装置。
- 前記各回転体は、主軸の延びる方向と直交する方向に広がる略円板形状を有し、且つ前記軟磁性粉末によって形成される回転体本体と、前記主軸を周方向に囲む前記回転体本体の外周面を前記主軸の径方向外側から囲うように帯状部材が単層又は多層に巻き重ねられた補強部、又は前記外周面を外側から囲い且つ所定の厚さを有する筒状部材と、を備える、請求項4に記載のフライホイール式電力貯蔵装置。
- 前記各励磁コイルは、帯状の電導線材をその厚さ方向が当該励磁コイルの径方向を向くように巻き重ねることによって形成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のフライホイール式電力貯蔵装置。
- 前記電導線材の厚さは、前記励磁コイルに入出力される電流の周波数に対応する表皮厚さより小さい、請求項6に記載のフライホイール式電力貯蔵装置。
- 前記各回転体は、磁気軸受け又はエアベアリングを介して前記主軸に回転可能に取り付けられている、請求項1〜7のいずれか1項に記載のフライホイール式電力貯蔵装置。
- 前記駆動部は、励磁コイルに入出力される前記電力を制御する制御部と、前記各回転体の回転数を検知する検知部と、を備え、
前記制御部は、前記検知部が検知した回転数に基づいて、前記各回転体の回転周期が同期するように、前記各励磁コイルに入出力する電流を制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のフライホイール式電力貯蔵装置。
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