JPS60152238A - フライホイ−ル式エネルギ−貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、フライホイール式エネルギー貯蔵装置に関
するものであり、もう少し詳しくいうと、フライホイー
ルに発電電動機を通じて電気エネルギーを機械エネルギ
ーに変換してエネルギー貯蔵を行い、逆に貯蔵したエネ
ルギーを発電電動機から電気エネルギーとして取出すフ
ライホイール式エネルギー貯蔵装置に関するものである
。

〔従来技術〕

従来、この種の装置として第１図に示すものがあった。

すなわち、フライホイール／に発電電動機λが軸３によ
って結合されており、軸３は軸受弘によって支承されて
いる。軸受ダには磁気軸受が併用されることもある。発
ｔ！動機コおよび軸受りには、この装置の運転を円滑に
、かつ継続して行うための補機Ｓが接続されており、補
機５は、一般には複数備えられる。また補機Ｓには動力
を供給する低電圧電力源５／が接続されている。さ□） らに、この装置を停止するための機械式ブレーキ装置乙
が軸３に結合されている。

図示のものは、発電′電動機ユとフライホイール／が直
結されているが、両者間に増速あるいは減速伝達装置が
介在した構成のものもある。

以上の構成により、エネルギーを貯えるときは発電電動
機−を電動機として運転してフライホイールｌを加速す
る。従って電力を入力することにより機械的エネルギー
としてフライホイール／にエネルギーが貯えられる。逆
にエネルギーを取出すときは発電電動機−を発電機とし
て運転することによりフライホイールｌは減速されて電
力を取出すことができる。一般にフライホイール／の回
転速度は、下限及び上限を設けてその間に入るように制
御され、制御装置（図示せず）は、電力線と発電電動機
コとの間に挿入され、発電電動機ユとしては直流機、同
期機、誘導機、いずれであっても容易に動作させること
ができる。このような装置は電力線の負荷の変動を吸収
する装置として用いられる。

かかる装部な円滑にあるいは継続して運転するには軸受
７を潤滑したり（磁気軸受のときは励磁が必ｇ）、発電
電動機ａを送風その他の手段で冷却することが必要で、
また、運転損失を減らすためにフライホイール／周辺を
真空減圧したり、真空シールに給油するなどの、いわゆ
る補機動力が必要で、そのための複数の補機Ｓがあり、
一般に低圧電力源Ｓ／から供給される。

また、装置を停止させるには下限速度まではエネルギー
を放出することにより可能であるが、下限速度以下では
制御装置内の発電ブレーキ抵抗を設けてこれにエネルギ
ーを消費させるか、機械式ブレーキ装置６を作動させて
停止に導くことが行われる。

従来の装置は以上のように構成されていたので、電力線
側に電力を返還する余裕のないときや停止時は、下限速
度以上でも発電ブレーキ停止モードに切換えて停止させ
なければならず、また、制御回路の停電時は機械式プレ
ーパｃ６によって停止させることか不可欠であった。し
かし機械式ブレーキ６は一般にドラムまたはディスクに
プレーギシューを摺動び姓てブレーギトルクを得るもの
で、フライホイール〆の容量が犬きくな−ってくると、
その発熱の処理ならびに装置のメインテナンスが大問題
となり、さらに停電時には、補機３−の運転に重大な支
障のあることが多く、人吉：ｒｊ＋の解電池が非常用と
し゛〔心安とＬつｌ−リ、最悪の場合には補機停止Ｆ、
、により本体装置の破壊を招く等の欠点があつｆこ。

〔発明の概要〕

この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ことを目的とするもので、従来の機械式ブレーキ装置に
代えて水久磁石発′４機な配設し、・、フライホイール
回転部軸受への給油装置、発′ａｔ動機の冷却＆置、必
要に応じて制御装置等の電源を、この永久磁石発電機か
らコンバータを通じて確保することにより、安全、かつ
高信頼度で装置の運転を継続し、停止しうるフライホイ
ール式エネルギー貯蔵装置を提供するものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を第２図について説明する。

図において発電電動機コに同軸的に永久磁石発電機７を
結合する。永久磁石発電機７はフライホイールｌ側に結
合してもよいし、また適宜の伝達装置を介して結合して
もよい。補機Ｓと永久磁石発電機７０間にはコンバータ
ｇを挿入する。

７／、Ｅｌは投入スイッチである。その他、第１図にお
けると同一符号は同一部分である。

次に、以上の構成になるものの動作について説明する。

電力線が健全であり、かつ電力返還の余裕があるときは
発電電動機ユの制御装置を発電機モードとして運転する
ことが可能であり、従って下限速度までの減速が可能で
ある。しかし、それ以下の減速並びに補機Ｓの電源およ
び制御電源の停電時には前述の問題があるので、このよ
うな状態な検知して永久磁石発電機７０投入スイツチ７
／を投入してコンバータｇを動作させ、かつコンバータ
ｇの投入スイッチｇｉをコンバータ側に切換える。

そうすることにより補機５は永久磁石発電機７０発生電
圧が大幅に変化しても（発生電圧は回転速度に比例する
）安定した電力を供給されて円滑な動作を継続すること
ができるようになる。コンバータｇの動作範囲を十分に
低速まで広（とることにより、フライホイール装置が補
機運転を必要としない程度の回転速度までの速度範囲を
カバーすることができる。

また、コンバータｇは本装置できわめて重要な役割を演
するものであり、信頼度を上げる必要がある。そのため
一つの手段としてコンバータ＆ａを常時使用するものと
し、故障時にはそれを検知し１他のコンバータｇｂに切
換える、いわゆる待機予備ないし待機二重系とすること
は有効である。

第３図は他の実施例を示し、さらに有効なブレーキ力を
付加的に得るためにブレーキ抵抗りをコンバータｇに並
列に接続してなるもので、必要によりブレーキ抵抗投入
スイッチ９１を投入することによって行われ、またブレ
ーキ抵抗を部分的に短絡する手段（図示ぜず）を併用し
てもよい。

かようなブレーキ抵抗デの付加は、単にブレーキ力を生
むだけでなく、永久磁石発電機７からみた場合の負荷特
性がよくなり、力率変動やパルス動作から解放されるの
で、その出力特性がよくなったり、永久磁石発電機７の
永久磁石の減磁効果がなくなる等の好ましい利点がある
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明は、フライホイール装置に永久
磁石発電機を補機電源として配設したことにより、すべ
ての電源の停電時でも装置は安全に運転か継続でき、そ
の装置のメインテナンスも最小で済む効果がある。また
、永久磁石発電機と補機間に挿入するコンバータを待機
二重系とすることにより信頼度は大幅に向上する。さら
にコンバータと並列に抵抗を接続したことによりブレー
キ力を増し、ブレーキ時間低減に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の概略構成および結線図、第二図はこ
の発明の一実施例の概略構成および結線図、第３図はこ
の発明の他の実施例の一部結線図である。 ／・・フライホイール、コ・・発電電動機、３・・軸、
グ・・軸受、り・・補機、Ｓ／・・低電圧電力源、７・
・永久磁石発電機、７／、ｇ／。 り／・・同投入スイッチ、ｇ・・コンバータ、９・・ブ
レーキ抵抗。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 幣１図 焔３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　互いに軸結合されたフライホイールおよび発電
   電動機と、前記フライホイール回転部軸受への給油装置
   、前記発電電動機の冷却装置、前記フライホイールの回
   転速度の制御装置等の電源をなす補機な備えたフライホ
   イール式エネルギー貯蔵装置において、前記フライホイ
   ールおよび前記発電電動機のいずれかに共動的に結合さ
   れコンバータを介して前記補機に接続された永久磁石発
   電機を備えてなることを特徴とするフライホイール式エ
   ネルギー貯蔵装置。
2. （２）　フライホイールと発電電動機が増、減速伝達装
   置を介して結合された特許請求の範囲第１項記載のフラ
   イホイール式エネルギー貯蔵装置。
3. （３）永久磁石発電機が伝達装置を介して結合された特
   許請求の範囲第１項記載のフライホイール式エネルギー
   貯蔵装置。 （り）待機二重系のコンバータを備えた特許請求の範囲
   第１項記載のフライホイール式エネルギー貯蔵装置。