[發明專利]具有磁性驅動器的磁懸浮飛輪能量存儲系統

有效

• 申請號: 201080056762.3
• 申請日: 2010-10-28
• 公開（公告）號: CN102687375A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 丹尼爾·C·威金斯
• 申請（專利權）人: 英派爾科技開發有限公司
• 主分類號: H02K7/09
• 分類號: H02K7/09
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 戎志敏

技術領域

本公開涉及飛輪能量存儲設備，具體涉及包括磁性軸承(magnetic?carrier)和/或磁性驅動器的飛輪能量存儲設備。

發明內容

總體公開了包括磁性軸承和/或磁性驅動器的飛輪能量存儲設備的技術。一些示例磁性軸承可以包括：飛輪磁體；以及支撐磁體，被配置為使旋轉飛輪磁懸浮。一些示例磁性驅動器可以包括：至少一個驅動磁體，被配置為同與飛輪相關聯的抗磁材料磁性接合，以將力矩施加在飛輪上。

在一些實施例中，總體描述了飛輪能量存儲設備，可以包括飛輪、磁性軸承和/或磁性驅動器。飛輪可以被配置為將能量存儲為旋轉動能。磁性軸承可以被配置為使飛輪懸浮，同時允許飛輪轉動。磁性驅動器以被配置為選擇性地與飛輪磁性接合，以向飛輪供應能量和/或從飛輪汲取能量。

在一些附加實施例中，總體描述了飛輪能量存儲設備，可以包括飛輪、一個或多個支撐磁體、和/或一個或多個可旋轉驅動磁體。飛輪可以被配置為將能量存儲為旋轉動能，所述飛輪包括飛輪磁體和抗磁材料。一個或多個支撐磁體可以被配置為與飛輪磁體磁性交互，以使飛輪磁懸浮。一個或多個可旋轉驅動磁體可以相對于飛輪可移動地進行部署，以改變驅動磁體和抗磁材料間的磁性耦合。

總體描述了操作飛輪能量存儲設備的方法。一些示例方法可以包括：以與磁性軸承使之懸浮的飛輪的旋轉速度不同的旋轉速度來旋轉驅動磁體。一些示例實施例可以進一步包括；通過將驅動磁體移向飛輪來增加驅動磁體和飛輪間的磁性耦合。一些示例實施例還可以進一步包括：使用驅動磁體向飛輪施加力矩。

以上發明內容僅僅是說明性的，而絕不是限制性的。除了上述示例性的方案、實施例和特征之外，參照附圖和以下詳細說明，將清楚其他方案、其他實施例和其他特征。

附圖說明

根據以下說明和所附權利要求，結合附圖，本公開的前述和其他特征將更加清楚。在認識到這些附圖僅僅示出了根據本公開的一些示例且因此不應被認為是限制本公開范圍的前提下，通過使用附圖以額外的特征和細節來詳細描述本公開，附圖中：

圖1是示例飛輪能量存儲設備的框圖；

圖2是示例飛輪能量存儲設備的斷面透視圖；

圖3是示例飛輪組件的透視圖；

圖4是示例外殼組件的斷面透視圖；

圖5是示例驅動組件的透視圖；以及

圖6是示出了使用完全根據本公開的至少一些實施例配置的飛輪能量存儲設備的示例方法的流程圖。

具體實施方式

在以下詳細說明中，參考了作為詳細說明的一部分的附圖。在附圖中，類似符號通常表示類似部件，除非上下文另行指明。具體實施方式部分、附圖和權利要求書中記載的示例性實施例并不是限制性的。在不脫離在此所呈現主題的精神或范圍的情況下，可以利用其他實施例，且可以進行其他改變。應當理解，在此一般性記載以及附圖中圖示的本公開的各方案可以按照在此明確和隱含公開的多種不同配置來設置、替換、組合和設計。

本公開尤其針對與飛輪能量存儲有關的方法、系統、設備和/或裝置，更具體地，針對包括一個或多個磁性軸承和/或一個或多個磁性驅動器的飛輪能量存儲設備。

圖1是根據此處公開的至少一些實施例配置的示例飛輪能量存儲設備的框圖。示例飛輪能量存儲(FES)設備10可以包括旋轉或可旋轉飛輪12，所述旋轉或可旋轉飛輪12可由磁性軸承14使之懸浮，和/或可以適于將能量存儲為旋轉動能。可通過磁性驅動器16將能量供應至飛輪12或從飛輪12汲取能量，所述磁性驅動器16可以可操作地耦合至輸入/輸出設備18，如，馬達/發電機。輸入/輸出設備18可以可操作地耦合至能量源20(例如，太陽電池板、風力渦輪機等)和/或耗能體22(例如，電燈、計算機等)。

一些FES設備可以適于通過將飛輪加速至較高旋轉速度來以旋轉動能的形式存儲能量。在一些FES設備中，可以通過使飛輪變慢和/或將飛輪的旋轉動能轉換為另一形式的能量(如，電能)來從系統提取能量。

即使當飛輪未向耗能應用供應能量時，飛輪和一個或多個機械軸承間的摩擦也會使FES設備(例如，通過摩擦)損失能量。在一些FES設備，外部電源可以提供因摩擦損失的能量，然而這可能增加FES設備的運轉成本。