RU2710590C1

RU2710590C1 - Kinetic energy storage with super-flywheel

Info

Publication number: RU2710590C1
Application number: RU2019121850A
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Антипов; Андрей Дмитриевич Грозов; Анна Владимировна Иванова
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2019-12-30

Abstract

FIELD: electrical equipment; electric power engineering.SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and power engineering, namely to devices for accumulation and conversion of energy using a super-flywheel equipped with an electrical machine operating alternately in engine and generator mode. Super-flywheel energy accumulator contains a motor-generator and a super flywheel enclosed in a sealed evacuated shell. Engine-generator is high-speed synchronous machine with axial flow created by permanent magnets located on rotary disc, which is placed below the stator magnetic conductor so that significant axial magnetic force is directed upwards and partially or completely balances the weight of the super-flywheel and the rotor, thus unloading the device magnetic supports. To significantly reduce losses in the magnetic conductor, the latter is made from amorphous or nanostructured alloy, which eliminates the need to have heat exchangers with circulating cooling liquid and simplifies the design.EFFECT: simplified design of super-flywheel energy storage, reduction of its dimensions and material consumption, reduced losses of engine-generator with simultaneous increase of its operational reliability.3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, а именно, к устройствам для накопления и преобразования энергии при помощи супермаховика, оснащенного электрической машиной, работающей попеременно в режиме двигателя и генератора. Основное применение изобретения: в качестве дополнительного источника энергии для бесперебойного снабжения потребителей ветровых электростанций децентрализованной энергетики, в электроэнергетической отрасли для преодоление максимальной нагрузки, выравнивания нагрузки в цикле, а также решения вопросов улучшения качества электроэнергии и безопасности.The invention relates to the field of electrical engineering and the electric power industry, and in particular, to devices for storing and converting energy using a super-flywheel equipped with an electric machine operating alternately in the engine and generator mode. The main application of the invention: as an additional source of energy for uninterrupted supply of consumers of decentralized energy wind farms, in the electric power industry to overcome the maximum load, load balancing in the cycle, as well as address issues of improving the quality of electricity and safety.

Кинетические накопители энергии (КНЭ) коммерчески доступны как источники бесперебойного питания с циклом порядка нескольких минут, однако КНЭ, предназначенные для более длительных периодов (до нескольких часов), только начинают появляться на рынке.Kinetic energy storage devices (KNEs) are commercially available as uninterruptible power supplies with a cycle of the order of several minutes, but KNEs designed for longer periods (up to several hours) are only beginning to appear on the market.

КНЭ для непрерывной работы в течение 8 часов с мощностью 5 кВт должен израсходовать W_max=144 МДж энергии. Момент инерции накопителяKNE for continuous operation for 8 hours with a power of 5 kW should use up W _max = 144 MJ of energy. The moment of inertia of the drive

однозначно определяется по номинальной частоте вращения двигателя-генератора ω_н и допустимому уровню ее снижения k_ω.it is unambiguously determined by the nominal frequency of rotation of the engine generator ω _n and the permissible level of its reduction k _ω .

Известны КНЭ с магнитным высокотемпературным сверхпроводящим подвесом (ВТСП). Например, патент РФ №97018 «Кинетический накопитель энергии», содержащий корпус, в котором размещен обращенный мотор-генератор с неподвижным статором и ротор-маховик с бесконтактным сверхпроводящим подвесом на основе кольцевого блочного ВТСП массива, а также патент на полезную модель РФ №133986 «Кинетический накопитель энергии с магнитным ВТСП подвесом», предназначенный для работы в качестве резервных и аварийных источников питания бортовых электроэнергетических систем атмосферных летательных аппаратов и космических энергоустановок, а также других ответственных потребителей.Known CNEs with a magnetic high-temperature superconducting suspension (HTSC). For example, RF patent No. 97018 "Kinetic energy storage" containing a housing in which a reversed motor generator with a fixed stator and a rotor-flywheel with a contactless superconducting suspension based on an annular block HTSC array are located, as well as a patent for a utility model of the Russian Federation No. 133986 " Kinetic energy storage device with magnetic HTSC suspension ", designed to operate as backup and emergency power sources for onboard electric power systems of atmospheric aircraft and space power plants, and also other responsible consumers.

Наличие криостата с жидким азотом, охлаждающего кольцевой блочный ВТСП массив сверхпроводящего подвеса ротора-маховика, значительно затруднит эксплуатацию КНЭ на ветровых электростанциях, особенно в труднодоступных северных районах России, где имеется огромный ветровой потенциал, а основным источником энергии по-прежнему остается дизель генератор.The presence of a liquid nitrogen cryostat cooling the ring block HTSC array of a superconducting rotor-flywheel suspension will significantly complicate the operation of KNE in wind farms, especially in the inaccessible northern regions of Russia, where there is a huge wind potential, and the diesel generator remains the main source of energy.

Из уровня техники известны кинетические накопители энергии, в которых электрическая энергия преобразуется в механическую энергию маховика (патент на изобретение РФ №2504889 «Накопитель энергии», патент на изобретение РФ №2456734 «Накопитель энергии»).Kinetic energy storage devices are known from the prior art in which electrical energy is converted into mechanical energy of a flywheel (patent for the invention of the Russian Federation No. 2504889 "Energy Storage", patent for the invention of the Russian Federation No. 2456734 "Energy Storage").

В указанных патентах накопители энергии, включают вакуумируемый корпус, установленный в нем маховик в виде вертикального цилиндрического трубчатого ротора с мотор-генератором со статором, закрепленным в корпусе, и приводным диском, закрепленным на роторе, систему опор, образованную из игольчатого опорного подшипника с подпятником в нижней части ротора и магнитного подшипника с постоянным магнитом в верхней части ротора. Известные КНЭ отличаются способом крепления вращающегося элемента опоры. Мотор-генератор имеет вертикальную ось вращения и расположен под маховиком. Наличие игольчатого подшипника подобного ультрацентрифуге предполагает очень высокую частоту вращения и относительно малую массу маховика. При применении КНЭ на ветростанциях ограничение массы маховика является недостатком, т.к. для длительной работы накопителя энергии должна быть значительной запасенная кинетическая энергия, а, следовательно, и масса маховика.In these patents, energy storage devices include a vacuum housing, a flywheel installed in it in the form of a vertical cylindrical tubular rotor with a motor generator with a stator mounted in the housing, and a drive disk mounted on the rotor, a support system formed of a needle bearing with a thrust bearing in the lower part of the rotor and a magnetic bearing with a permanent magnet in the upper part of the rotor. Known KNE differ in the way of fastening the rotating support element. The motor generator has a vertical axis of rotation and is located under the flywheel. The presence of a needle bearing similar to an ultracentrifuge implies a very high speed and a relatively small flywheel mass. When using KNE at wind farms, limiting the mass of the flywheel is a drawback, because For long-term operation of the energy storage, the stored kinetic energy must be significant, and, consequently, the mass of the flywheel.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по своей технической сущности является кинетический накопитель энергии по патенту на изобретение РФ №2417504 «Супермаховиковый накопитель энергии», который содержит в себе двигатель-генератор и супермаховик, заключенные в герметизированную вакуумированную оболочку, состоящую из корпуса и крышки, жестко связанных между собой и образующих центральную кольцевую полость, внутри которой на корпусе и крышке закреплены соответственно по одному дисковому магнитопроводу двухдискового статора с обмотками двигателя-генератора, двухсторонний ротор в форме диска с размещенными на его поверхностях постоянными магнитами возбуждения помещен между дисковыми магнитопроводами статора и отделен от них равномерными воздушными зазорами, маховик, жестко связанный с диском ротора, вал, магнитные подшипники, и характеризуется тем, что воздушный зазор между верхним кольцевым магнитопроводом и диском ротора выполнен меньшей величины, чем воздушный зазор между нижним кольцевым магнитопроводом и ротором.The closest to the proposed invention in its technical essence is the kinetic energy storage device according to the patent for the invention of the Russian Federation No. 2417504 "Super-flywheel energy storage", which contains an engine generator and a super-flywheel enclosed in a sealed evacuated shell, consisting of a housing and a cover, rigidly connected between themselves and forming a central annular cavity, inside of which one disk magnetic circuit of a two-disk stator with on the side of the engine-generator, a double-sided disk-shaped rotor with permanent excitation magnets located on its surfaces is placed between the stator disk magnetic circuits and separated from them by uniform air gaps, a flywheel rigidly connected to the rotor disk, a shaft, magnetic bearings, and is characterized by the fact that the air the gap between the upper annular magnetic circuit and the rotor disk is made smaller than the air gap between the lower annular magnetic circuit and the rotor.

Этот накопитель энергии принят в качестве прототипа заявленного технического решения.This energy storage device is adopted as a prototype of the claimed technical solution.

В конструкции прототипа дисковый двигатель-генератор помещен во внутреннюю полость супермаховика. Сочетание дисковой электрической машины с маховиком представляется перспективным решением, однако у прототипа имеются существенные недостатки.In the design of the prototype, the disk engine generator is placed in the internal cavity of the super-flywheel. The combination of a disk electric machine with a flywheel seems to be a promising solution, however, the prototype has significant drawbacks.

Во-первых, большие потери устройства, требующие теплообменников с циркулирующей охлаждающей жидкостью. Уменьшить потери возможно, снизив основные потери высокоскоростной машины - потери на перемагничивание магнитопровода.Firstly, large losses of the device, requiring heat exchangers with circulating coolant. It is possible to reduce losses by reducing the main losses of a high-speed machine - losses due to magnetization reversal of the magnetic circuit.

Во-вторых, для разгрузки подшипников предложена излишне сложная двухроторная конструкция. Электромагнитная сила, направленная вверх, компенсирует силу тяжести за счет разности сил притяжения в верхнем и нижнем зазорах, имеющих различную величину. Если в конструкции оставить только один ротор и расположить его ниже магнитопровода статора, получим предельно возможную для его величины силу, разгружающую подшипник. Величина этой силы определена в работах (см. Загрядцкий В.И., Свидченко С.Ю., Харитонова Л.Г. Маховиковые накопители энергии. Сб. "Энерго- и ресурсосбережение - XXI век. Материалы VIII международной научно-практической интернет-конференции". 2010. С. 57-60):Secondly, an unnecessarily complicated two-rotor design was proposed for unloading bearings. The upward electromagnetic force compensates for the force of gravity due to the difference in the attractive forces in the upper and lower gaps of different sizes. If we leave only one rotor in the structure and place it below the stator magnetic circuit, we will get the maximum possible force for its size, unloading the bearing. The magnitude of this force is determined in the works (see Zagryadtsky V.I., Svidchenko S.Yu., Kharitonova L.G. Flywheel energy storage devices. Sat. "Energy and resource saving - XXI century. Materials of the VIII international scientific and practical Internet conference ". 2010. S. 57-60):

где Iw - намагничивающая сила, μ₀ - магнитная постоянная, S_δ - сечение воздушного зазора, δ - величина воздушного зазора, k - коэффициент, учитывающий число фаз, обмоточный коэффициент и др.where Iw is the magnetizing force, μ ₀ is the magnetic constant, S _δ is the cross section of the air gap, δ is the value of the air gap, k is the coefficient taking into account the number of phases, the winding coefficient, etc.

Заявленное изобретение решает задачу создания компактного супермаховикового накопителя энергии уменьшенных габаритов и массы, что приводит к снижению возможных вибраций и повышению его эксплуатационной надежности, экономии потребляемой электроэнергии и повышению коэффициента полезного действия.The claimed invention solves the problem of creating a compact super-flywheel energy storage unit of reduced dimensions and mass, which leads to a reduction in possible vibrations and an increase in its operational reliability, saving energy consumption and increasing efficiency.

Сущность заявленного технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для решения указанной заявителем технической проблемы и получения обеспечиваемого полезной моделью технического результата.The essence of the claimed technical solution is expressed in the following set of essential features, sufficient to solve the technical problem indicated by the applicant and obtain the technical result provided by the utility model.

Согласно изобретению супермаховиковый накопитель энергии, содержащий двигатель-генератор и супермаховик, заключенные в герметизированную вакуумированную оболочку, состоящую из корпуса и крышки, жестко связанных между собой и образующих центральную кольцевую полость, вал, магнитные подшипники, характеризуется тем, что внутри центральной кольцевой полости на крышке и на валу закреплены соответственно дисковый магнитопровод статора с обмоткой двигателя-генератора и ротор в форме диска с размещенными на его поверхности постоянными магнитами, причем ротор помещен ниже магнитопровода статора и отделен от него равномерным воздушным зазором, а магнитопровод статора выполнен из аморфного или наноструктурированного сплава.According to the invention, a super-flywheel energy storage device comprising a motor generator and a super-flywheel enclosed in a sealed evacuated shell consisting of a housing and a cover rigidly interconnected and forming a central annular cavity, a shaft, magnetic bearings, is characterized in that inside the central annular cavity on the cover and a disk stator magnetic circuit with a motor-generator winding and a rotor in the form of a disk with constant magnet nit, and the rotor is placed below the stator magnetic circuit and is separated from it by a uniform air gap, and the stator magnetic circuit is made of an amorphous or nanostructured alloy.

Кроме того, заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно:In addition, the claimed technical solution is characterized by the presence of a number of additional optional features, namely:

- двигатель-генератор может быть выполнен в виде электрической машины, содержащей статор, магнитопровод которого выполнен в виде плоского шихтованного кольца с установленными на его торцевой части кольцевыми катушками m-фазной сосредоточенной обмотки, и два дисковых ротора, на которых размещены постоянные магниты с чередующейся полярностью, расположенные эквидистантно относительно друг друга, при этом на периферии наружных листов магнитопровода выполнены пазы для укладки m-фазной сосредоточенной обмотки, при этом внутренние листы магнитопровода выполнены с диаметром, меньшим, чем диаметр наружных листов, с образованием кольцевой канавки, в которой размещены межкатушечные соединения m-фазной сосредоточенной обмотки;- the motor generator can be made in the form of an electric machine containing a stator, the magnetic circuit of which is made in the form of a flat lined ring with ring coils of the m-phase concentrated winding mounted on its end part, and two disk rotors on which permanent magnets with alternating polarity are placed located equidistant relative to each other, while on the periphery of the outer sheets of the magnetic circuit grooves are made for laying the m-phase concentrated winding, while the inner sheets the nitro line is made with a diameter smaller than the diameter of the outer sheets, with the formation of an annular groove in which the intercoil joints of the m-phase concentrated winding are placed;

- дисковый магнитопровод статора может быть выполнен с пазами, в которых уложена двухслойная шестизонная обмотка.- the disk stator magnetic circuit can be made with grooves in which a two-layer six-zone winding is laid.

Заявленная совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата, который заключается в том, что в заявленной конструкции возникает значительная электромагнитная осевая сила, направленная вверх и компенсирующая либо частично, либо полностью силу тяжести ротора с супермаховиком, при этом она определяется не разностью двух сил, а силой, обратно пропорциональной величине воздушного зазора, т.е. максимально возможной для принятой конструкции. Этим достигается разгрузка магнитных подшипников, улучшение их тяговых и механических характеристик, снижаются размеры и массы подшипниковых узлов, что повышает эксплуатационную надежность и долговечность кинетического накопителя энергии.The claimed combination of essential features ensures the achievement of a technical result, which consists in the fact that in the claimed design there is a significant electromagnetic axial force directed upwards and compensating either partially or fully the gravity of the rotor with a super-flywheel, while it is determined not by the difference of two forces, but by the force inversely proportional to the size of the air gap, i.e. the maximum possible for the accepted design. This achieves the unloading of magnetic bearings, the improvement of their traction and mechanical characteristics, reduces the size and mass of the bearing assemblies, which increases the operational reliability and durability of the kinetic energy storage.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано продольное сечение супермаховикового накопителя энергии, на фиг. 2 - структурная схема кинетического накопителя энергии. На чертежах позициями обозначены: крышка 1, вал 2, статор 3, ротор 4, корпус 5, подшипники 6 и 7, стакан 8 для верхнего магнитного подшипника 6, стакан 9 дл нижнего магнитного подшипника 7, маховик 10, двигатель 11, выпрямитель переменного напряжения генератора 12, конденсатор 13, инвертор постоянного напряжения в выходное трехфазное напряжение переменного тока заданной величины и частоты 14, выходной фильтр 15, схема управления 16.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a longitudinal section of a super-flywheel energy storage device; FIG. 2 is a structural diagram of a kinetic energy storage device. In the drawings, the positions indicated: cover 1, shaft 2, stator 3, rotor 4, housing 5, bearings 6 and 7, cup 8 for the upper magnetic bearing 6, glass 9 for the lower magnetic bearing 7, flywheel 10, motor 11, AC rectifier generator 12, a capacitor 13, a DC voltage inverter to an output three-phase AC voltage of a given magnitude and frequency 14, an output filter 15, a control circuit 16.

Оболочка вертикального кинетического накопителя энергии состоит из жестко связанных между собой крышки 1 и корпуса 5, образующих центральную кольцевую полость. Внутри этой полости на крышке 1 закреплен один дисковый магнитопровод статора 3 с m-фазной обмоткой двигателя-генератора. Ниже магнитопровода 3 помещен ротор 4 в форме диска с постоянными магнитами, который жестко укреплен на валу 2, имеющем в качестве опоры магнитные подшипники 6 и 7 и жестко связан с маховиком 10. К верхней части крышки 1 жестко прикрепляется при помощи винтов стакан 8, предназначенный для размещения верхнего магнитного подшипника 6, а к нижней части корпуса также при помощи винтов жестко крепится стакан 9, в котором помещается нижний магнитный подшипник 7. С целью уменьшения аэродинамического сопротивления из оболочки супермаховикового накопителя энергии через специально сделанный герметический штуцер откачивается воздух, для чего служит внешний вакуумный насос.The shell of the vertical kinetic energy storage device consists of a lid 1 and a housing 5 rigidly interconnected, forming a central annular cavity. Inside this cavity on the lid 1 there is fixed one disk magnetic circuit of the stator 3 with the m-phase winding of the motor-generator. Below the magnetic circuit 3 is placed a rotor 4 in the form of a disk with permanent magnets, which is rigidly mounted on a shaft 2, which has magnetic bearings 6 and 7 as a support and is rigidly connected to the flywheel 10. A glass 8, which is intended to be fixed by screws, is fixed to the top of the cover 1 to accommodate the upper magnetic bearing 6, and to the lower part of the housing also with screws, a glass 9 is rigidly fixed, in which the lower magnetic bearing 7 is placed. In order to reduce aerodynamic drag from the super-flywheel shell, it will accumulate To energy through a specially made airtight fitting evacuated, which serves as an external vacuum pump.

На ветростанциях агрегаты с синхронным генератором с возбуждением от постоянных магнитов имеют выходной электронный блок, позволяющий ветротурбине работать при переменной частоте вращения. Схема со звеном постоянного тока включает выпрямитель переменного напряжения генератора 12 и инвертор постоянного напряжения в выходное трехфазное напряжение переменного тока заданной величины и частоты 14. Конденсатор 13 сглаживает пульсацию тока инвертора 14, а выходной фильтр 15 обеспечивает высокое качество выходного напряжения.At wind farms, units with a synchronous generator with excitation from permanent magnets have an output electronic unit that allows the wind turbine to operate at a variable speed. The circuit with a DC link includes an alternating voltage rectifier of the generator 12 and a constant voltage inverter in the output three-phase alternating current voltage of a given magnitude and frequency 14. The capacitor 13 smooths the ripple current of the inverter 14, and the output filter 15 provides high quality output voltage.

Поскольку частота двигателя 11 КНЭ выше 50 Гц, для запуска супермаховикового накопителя энергии требуется подобный, но отдельный преобразователь частоты. Увеличивая выходную частоту преобразователя, осуществляют частотный разгон двигателя, а, следовательно, и маховика, благодаря чему происходит запасание кинетической энергии. Из-за притяжения ротора электрической машины к статору возникает значительная электромагнитная осевая сила, направленная вверх и компенсирующая либо частично, либо полностью силу тяжести ротора с супермаховиком. В отличие от прототипа возникающая сила значительно больше, т.к. определяется не разностью двух сил, а силой, обратно пропорциональной величине воздушного зазора, т.е. максимально возможной для принятой конструкции. Этим достигается разгрузка магнитных подшипников, улучшение их тяговых и механических характеристик, снижаются размеры и массы подшипниковых узлов, что повышает эксплуатационную надежность и долговечность кинетического накопителя энергии. При работе ветрогенератора потребитель получает энергию нужного напряжения и частоты от основного преобразователя частоты, а кинетический накопитель энергии вращается с номинальной частотой вращения на холостом ходу, находясь в резерве, поскольку его двигатель получает питание через собственный преобразователь от ветрогенератора. При отсутствии ветра происходит коммутация электрической схемы: ветрогенератор отключается от основного преобразователя, двигатель КНЭ - от своего преобразователя, и включается на основной преобразователь (фиг. 2). В этом случае электрическая машина КНЭ переходит из двигательного режима в генераторный и за счет накопленной кинетической энергии маховика вырабатывает электроэнергию, которая поступает к потребителю с теми же напряжением и частотой, что и от ветрогенератора. Силовой преобразователь управляет качеством отдаваемой энергии, поддерживая при помощи схемы управления 16 выходные напряжение и частоту в заданных пределах независимо от частоты вращения маховика.Since the frequency of the 11 KNE motor is higher than 50 Hz, a similar but separate frequency converter is required to start a super-flywheel energy storage device. By increasing the output frequency of the converter, the frequency acceleration of the engine, and, consequently, the flywheel, is carried out, due to which kinetic energy is stored. Due to the attraction of the rotor of the electric machine to the stator, a significant electromagnetic axial force arises, which is directed upward and compensates either partially or fully the gravity of the rotor with a super-flywheel. In contrast to the prototype, the emerging force is much larger, because determined not by the difference of two forces, but by a force inversely proportional to the size of the air gap, i.e. the maximum possible for the accepted design. This achieves the unloading of magnetic bearings, the improvement of their traction and mechanical characteristics, reduces the size and mass of the bearing assemblies, which increases the operational reliability and durability of the kinetic energy storage. During the operation of the wind generator, the consumer receives the energy of the desired voltage and frequency from the main frequency converter, and the kinetic energy storage device rotates at the rated idle speed, being in reserve, since its engine receives power through its own converter from the wind generator. In the absence of wind, an electric circuit is switched: the wind generator is disconnected from the main converter, the KNE engine is disconnected from its converter, and it is switched on to the main converter (Fig. 2). In this case, the KNE electric machine passes from the motor mode to the generator one and, due to the accumulated kinetic energy of the flywheel, generates electricity that is supplied to the consumer with the same voltage and frequency as from the wind generator. The power converter controls the quality of the energy supplied, maintaining the output voltage and frequency within predetermined limits using the control circuit 16, regardless of the speed of the flywheel.

Таким образом, кинетический накопитель энергии может быть использован в автономных ветроустановках децентрализованной энергетики в качестве дополнительного источника энергии для бесперебойного снабжения потребителей. В качестве двигателя-генератора КНЭ целесообразно применить высокоскоростную трехфазную синхронную машину с постоянными магнитами и выходным электронным блоком, позволяющим КНЭ работать при переменной частоте вращения.Thus, kinetic energy storage can be used in autonomous decentralized energy wind turbines as an additional energy source for uninterrupted supply of consumers. It is advisable to use a high-speed three-phase synchronous machine with permanent magnets and an output electronic unit as a KNE generator-generator, which allows the KNE to operate at a variable speed.

Для значительного снижения потерь в магнитопроводе последний выполняется из аморфного или наноструктурированного сплава, что исключает необходимость иметь теплообменники с циркулирующей охлаждающей жидкостью и упрощает конструкцию. Магнитопровод статора может быть выполнен с пазами, в которых уложена двухслойная шестизонная обмотка, или беззубцовым с сосредоточенной обмоткой по патенту РФ №2688204 на электрическую машину.To significantly reduce losses in the magnetic circuit, the latter is made of an amorphous or nanostructured alloy, which eliminates the need for heat exchangers with circulating coolant and simplifies the design. The stator magnetic circuit can be made with grooves in which a two-layer six-zone winding is laid, or toothless with a concentrated winding according to RF patent No. 2688204 on an electric machine.

Предложенная конструкция кинетического накопителя энергии имеет малые осевые размеры, уменьшенную материалоемкость, достаточно технологична в изготовлении и сборке, удобна в наладке и техническом обслуживший, долговечна.The proposed design of the kinetic energy storage device has small axial dimensions, reduced material consumption, is quite technologically advanced in manufacturing and assembly, convenient in commissioning and maintenance, and durable.

Claims

1. Super-flywheel energy storage device containing a motor generator and a super-flywheel enclosed in a sealed evacuated shell consisting of a housing and a cover rigidly interconnected and forming a central annular cavity, a shaft, magnetic bearings, characterized in that inside the central annular cavity on the cover and a stator disk magnetic circuit with a motor-generator winding and a rotor in the form of a disk with permanent magnets placed on its surface are fixed on the shaft, the rotor along eschen lower magnetic stator and separated therefrom by a uniform air gap, a magnetic stator formed of an amorphous or nano-structured alloy.

2. The energy storage device according to claim 1, characterized in that the engine-generator is made in the form of an electric machine containing a stator, the magnetic circuit of which is made in the form of a flat lined ring with ring coils of an m-phase concentrated winding mounted on its end part, and two disk rotors, on which permanent magnets with alternating polarity are placed, located equidistant relative to each other, while grooves for laying the m-phase concentrated are made on the periphery of the outer sheets of the magnetic circuit bmotki, wherein the internal magnetic sheets formed with a diameter smaller than the diameter of the outer sheets to form an annular groove in which the compound has mezhkatushechnye m-phase concentrated windings;

3. The energy storage device according to claim 1, characterized in that the stator disk magnetic circuit is made with grooves in which a two-layer six-zone winding is laid.