Energy storage flywheel apparatus and methods

Details Energy storage flywheel apparatus and methods Energy storage flywheel apparatus and methods

H - Electricity

02

K

H02K 7/02 (2006.01) F16F 15/30 (2006.01) H02K 1/12 (2006.01) H02K 3/04 (2006.01) H02K 7/09 (2006.01) H02K 19/10 (2006.01) H02K 19/20 (2006.01) H02K 21/38 (2006.01) H02K 3/28 (2006.01) H02K 7/08 (2006.01) H02K 29/08 (2006.01)

Patent

CA 2245557

A flywheel energy conversion device (10) provides highly efficient conversion between kinetic and electrical energy. The flywheel (10) produces increased output by providing armature coils (44) in an air gap (46) formed about the flywheel (both radial and axial embodiments are described). In preferred embodiments, field coils (30, 32) of a magnetic circuit are energized with DC drive current that creates homopolar flux within a rotating solid rotor (12) having teeth (14) cut from a flat disk. The total reluctance of the magnetic circuit and total flux remain substantially constant as the rotor rotates. The flux may travel radially outward and exit the flat disk through the teeth (14) passing across an armature air gap (46). Air gap armature coils (44) are preferably utilized in which the changing flux density (due to the rotating teeth) induces an output voltage in the coils. The flux is diffused before returning to the rotor in one of several ways such that core losses are effectively reduced, thereby enabling the flywheel to operate efficiently at high frequencies.

Un dispositif (10) de conversion d'énergie par volants d'inertie permet la conversion très efficace de l'énergie cinétique en énergie électrique. Le volant d'inertie (10) produit une sortie accrue grâce à des bobines (44) d'armature prévues dans un entrefer (46) formé sur ledit volant (des modes de réalisation axial et radial sont décrits). Dans les modes de réalisation préférés, les bobinages (30, 32) de champ d'un circuit magnétique sont excités avec un courant d'attaque C.C. qui crée un flux homopolaire à l'intérieur d'un rotor (12) monobloc tournant se présentant sous la forme d'un disque denté (14) plat. La réluctance totale du circuit magnétique et le flux total restent sensiblement constants lorsque le rotor tourne. Le flux peut se déplacer radialement vers l'extérieur et sortir du disque plat par les dents (14) traversant un entrefer (46) d'armature. Des bobines (44) d'armature à entrefer sont de préférence utilisées, l'induction magnétique (due aux dents en rotation) induisant une tension de sortie dans les bobines. Le flux est diffusé avant de revenir au rotor d'une manière parmi d'autres de sorte que les pertes dans le fer soient réduites sensiblement, ce qui permet au volant d'inertie de fonctionner efficacement à des fréquences élevées.

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