[發(fā)明專利]具有磁性驅(qū)動(dòng)器的磁懸浮飛輪能量存儲(chǔ)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080056762.3
• 申請(qǐng)日: 2010-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN102687375A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹尼爾·C·威金斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英派爾科技開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): H02K7/09
• 分類號(hào): H02K7/09
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 戎志敏

1.一種飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備，包括：

飛輪，被配置為將能量存儲(chǔ)為旋轉(zhuǎn)動(dòng)能；

磁性軸承，被配置為使飛輪懸浮，同時(shí)允許飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)；以及

磁性驅(qū)動(dòng)器，被配置為選擇性地與飛輪磁性接合，以向飛輪供應(yīng)能量和/或從飛輪汲取能量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備，

其中，所述磁性軸承包括安裝至飛輪的飛輪磁體和安裝至外殼的支撐磁體；以及

其中，所述飛輪磁體和支撐磁體被配置為進(jìn)行交互，以使飛輪磁懸浮，同時(shí)允許飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量存儲(chǔ)設(shè)備，其中，磁性驅(qū)動(dòng)器包括：可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)磁體，被配置為選擇性地與飛輪磁性接合，以影響飛輪的旋轉(zhuǎn)速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備，

其中，所述飛輪至少部分由抗磁材料構(gòu)造；以及

其中，所述驅(qū)動(dòng)磁體被配置為能夠相對(duì)于飛輪重新定位，從而能夠調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)磁體和抗磁材料間的磁性耦合強(qiáng)度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備，

其中，所述飛輪適于能夠繞實(shí)質(zhì)上垂直的軸旋轉(zhuǎn)；以及

其中，所述驅(qū)動(dòng)磁體被配置為能夠沿實(shí)質(zhì)上與垂直的軸平行的方向重新定位。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)磁體與驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)械耦合，所述驅(qū)動(dòng)齒輪可操作地耦合至馬達(dá)和/或發(fā)電機(jī)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備，其中，除了所述外殼磁體以外的所述外殼由實(shí)質(zhì)上非磁性的材料構(gòu)造。

8.一種飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備，包括：

飛輪，被配置為將能量存儲(chǔ)為旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，所述飛輪包括飛輪磁體和抗磁材料；

一個(gè)或多個(gè)支撐磁體，被配置為與飛輪磁體磁性交互，以使飛輪磁懸浮；以及

一個(gè)或多個(gè)可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)磁體，相對(duì)于飛輪可移動(dòng)地進(jìn)行部署，以改變驅(qū)動(dòng)磁體和抗磁材料間的磁性耦合。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備，其中，所述飛輪和一個(gè)或多個(gè)支撐磁體安裝在實(shí)質(zhì)上非磁性的外殼內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備，

其中，所述飛輪被配置為能夠繞實(shí)質(zhì)上垂直的軸旋轉(zhuǎn)；以及

其中，所述驅(qū)動(dòng)磁體被配置為能夠沿實(shí)質(zhì)上與垂直的軸平行的方向重新定位，以改變驅(qū)動(dòng)磁體和抗磁材料間的磁性耦合。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備，其中，所述飛輪磁體和一個(gè)或多個(gè)支撐磁體被定向?yàn)楸舜讼喑狻?/p>

12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備，其中，所述一個(gè)或多個(gè)支撐磁體包括環(huán)形磁體。

13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備，其中，所述一個(gè)或多個(gè)可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)磁體包括：以實(shí)質(zhì)上環(huán)形的排列部署的多個(gè)驅(qū)動(dòng)磁體。

14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備，其中，所述一個(gè)或多個(gè)支撐磁體包括多個(gè)支撐磁體。

15.一種操作飛輪能量存儲(chǔ)設(shè)備的方法，包括：

以與飛輪的旋轉(zhuǎn)速度不同的旋轉(zhuǎn)速度來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)磁體，其中磁性軸承使所述飛輪懸浮；

通過將驅(qū)動(dòng)磁體移向飛輪來增加驅(qū)動(dòng)磁體和飛輪間的磁性耦合；以及

使用所述驅(qū)動(dòng)磁體向飛輪施加力矩。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，增加驅(qū)動(dòng)磁體和飛輪間的磁性耦合包括：使驅(qū)動(dòng)磁體移向與飛輪相關(guān)聯(lián)的抗磁材料。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，

其中，與驅(qū)動(dòng)磁體相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)速度大于飛輪的旋轉(zhuǎn)速度；以及

其中，向飛輪施加力矩包括：增加飛輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括：使用可操作地耦合至驅(qū)動(dòng)磁體的輸入/輸出設(shè)備，來將電能轉(zhuǎn)換為飛輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。

19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，

其中，與驅(qū)動(dòng)磁體相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)速度小于飛輪的旋轉(zhuǎn)速度；以及

其中，向飛輪施加力矩包括：減小飛輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。

20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括：使用可操作地耦合至驅(qū)動(dòng)磁體的輸入/輸出設(shè)備，來將飛輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能。