JPS6194532A - フライホイ−ル電源装置 - Google Patents
フライホイ−ル電源装置Info
- Publication number
- JPS6194532A JPS6194532A JP21675684A JP21675684A JPS6194532A JP S6194532 A JPS6194532 A JP S6194532A JP 21675684 A JP21675684 A JP 21675684A JP 21675684 A JP21675684 A JP 21675684A JP S6194532 A JPS6194532 A JP S6194532A
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- JP
- Japan
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- flywheel
- magnet
- yoke
- fly
- wheel
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/02—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
- H02K7/025—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels for power storage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、フライホイールの回転位置検出素子と、磁気
軸受とを備えたフライホイール電源装置に係り、特に、
磁気軸受用マグネットとフライホイールの回転位置検出
素子用マグネットとを兼用したフライホイール電源装置
に関するものである。
軸受とを備えたフライホイール電源装置に係り、特に、
磁気軸受用マグネットとフライホイールの回転位置検出
素子用マグネットとを兼用したフライホイール電源装置
に関するものである。
従来、電源の停電事故を補償するために停電補償付き定
電圧定周波数電源装置（ＣＶ ＣＦ装置）が公知である
。これは、通常時外部電源から入力する交流電力をコン
バータで直流に変換した後、インバータで定電圧定周波
数の交流に変換してコンピュータ等の負荷に供給すると
ともに、上記外部電源によってバッテリを充電しておく
。停電した場合、バッテリの放電出力を負荷に供給して
補償するものである。
電圧定周波数電源装置（ＣＶ ＣＦ装置）が公知である
。これは、通常時外部電源から入力する交流電力をコン
バータで直流に変換した後、インバータで定電圧定周波
数の交流に変換してコンピュータ等の負荷に供給すると
ともに、上記外部電源によってバッテリを充電しておく
。停電した場合、バッテリの放電出力を負荷に供給して
補償するものである。
しかし、これによればバッテリの保守に工数を要し、ま
た、バッテリの外形寸法が大きく、重量も重くなり取扱
いが容易でないという欠点がある。
た、バッテリの外形寸法が大きく、重量も重くなり取扱
いが容易でないという欠点がある。
そこで、近時第５図及び第６図に示すフライホイール電
源装置が提案されている。同図において、１は円筒形を
したケーシングで、密閉容器となっており、内部は真空
になっている。ケーシング１の底部１ａ中夫には、中央
に穴２ａを有するベアリング受台収納部としての固定具
２が固着され、固定具２の周囲には鉄心３ａと巻線３ｂ
とから成るステータ３が固定されている。ステータ３の
周囲にはフライホイール４の外側下部を下方に突出して
成る筒状ロータ５の内周が一定間隔をおいて位置されて
いる。ロータ５の内周には永久磁石Ｍが埋設される。上
記フライホイール４の上下中心からは回転軸４ａ、
４ｂが突出し、回転軸４ａの先端は球状となり、固定
具２の穴２ａに設けられた下部支承部としての球面ベア
リング受台６の受部６ａで支承される。フライホイール
４の上方から突出する回転軸４ｂは枠材７の天部７ａ側
にヘアリング８を介して保持される上部支承部としての
軸受け９の凹部９ａに嵌入して支承される。
源装置が提案されている。同図において、１は円筒形を
したケーシングで、密閉容器となっており、内部は真空
になっている。ケーシング１の底部１ａ中夫には、中央
に穴２ａを有するベアリング受台収納部としての固定具
２が固着され、固定具２の周囲には鉄心３ａと巻線３ｂ
とから成るステータ３が固定されている。ステータ３の
周囲にはフライホイール４の外側下部を下方に突出して
成る筒状ロータ５の内周が一定間隔をおいて位置されて
いる。ロータ５の内周には永久磁石Ｍが埋設される。上
記フライホイール４の上下中心からは回転軸４ａ、
４ｂが突出し、回転軸４ａの先端は球状となり、固定
具２の穴２ａに設けられた下部支承部としての球面ベア
リング受台６の受部６ａで支承される。フライホイール
４の上方から突出する回転軸４ｂは枠材７の天部７ａ側
にヘアリング８を介して保持される上部支承部としての
軸受け９の凹部９ａに嵌入して支承される。
従ってロータ５とフライホイール４とが一体化され、か
つ回転軸４ａと ４ｂとが共に軸支されているから、ロ
ータ５とフライホイール４とはケーシングｌの内部で一
体に回転する。上記ステータ３と永久磁石Ｍとにより発
電電動機部Ａが構成される。
つ回転軸４ａと ４ｂとが共に軸支されているから、ロ
ータ５とフライホイール４とはケーシングｌの内部で一
体に回転する。上記ステータ３と永久磁石Ｍとにより発
電電動機部Ａが構成される。
又、１０は、上記フライホイール４の上部と対面するよ
う枠材７の天部７ａ側に取付けられた磁気軸受で、該磁
気軸受１０は、上面が上記枠材７に取付けられ下面にリ
ング状凹部１１ａが形成された通常の鉄系材料から成る
リング状のヨーク１１と、上記凹部１１ａ内に取付けら
れたマグネット１２とから構成されている。ここで、上
記マグネット１２は第６図に示すようにリング状をなし
、且つ肉厚方向に分極され、例えば下側がＮ極、上側が
Ｓ極となっている。又、１３は上記フライホイール４の
回転軸４ａ近傍に設けられたマグネット、１４は該マグ
ネット１３に対面するよう上記ステータ３に取付けられ
た回転位置検出素子としてのホール素子で、該ホール素
子１４は上記マグネット１３からの磁力線に基づき上記
フライホイール４の回転位置を検出するようになってい
る。
う枠材７の天部７ａ側に取付けられた磁気軸受で、該磁
気軸受１０は、上面が上記枠材７に取付けられ下面にリ
ング状凹部１１ａが形成された通常の鉄系材料から成る
リング状のヨーク１１と、上記凹部１１ａ内に取付けら
れたマグネット１２とから構成されている。ここで、上
記マグネット１２は第６図に示すようにリング状をなし
、且つ肉厚方向に分極され、例えば下側がＮ極、上側が
Ｓ極となっている。又、１３は上記フライホイール４の
回転軸４ａ近傍に設けられたマグネット、１４は該マグ
ネット１３に対面するよう上記ステータ３に取付けられ
た回転位置検出素子としてのホール素子で、該ホール素
子１４は上記マグネット１３からの磁力線に基づき上記
フライホイール４の回転位置を検出するようになってい
る。
上記ホール素子１４からの信号は上記固定具２及びケー
シング１の底部１ａに形成された溝に沿って配設された
リード線１４ａによって取出され、該リード線１４ａは
上記ケーシング１の底部１ａに形成された穴１５を介し
て外部に延出されている。
シング１の底部１ａに形成された溝に沿って配設された
リード線１４ａによって取出され、該リード線１４ａは
上記ケーシング１の底部１ａに形成された穴１５を介し
て外部に延出されている。
フライホイール電源装置は上記のように構成されて、同
期発電電動機として作用する。すなわち通常時において
は外部電源よりステータ３の巻線３ｂに電圧が印加され
ると、ロータ５が回転し、電動機として作用してフライ
ホイール４が高速で回転することにより、エネルギーを
蓄積する。外部電源の停電等異常時においては、フライ
ホイール４及びロータ５に蓄積された回転エネルギーに
よりステータ３から負荷に電力を供給する発電機として
作用する。従って同期発電電動機として作用するフライ
ホイール電源装置はコンピュータ等の停電補償装置とし
て使用される。
期発電電動機として作用する。すなわち通常時において
は外部電源よりステータ３の巻線３ｂに電圧が印加され
ると、ロータ５が回転し、電動機として作用してフライ
ホイール４が高速で回転することにより、エネルギーを
蓄積する。外部電源の停電等異常時においては、フライ
ホイール４及びロータ５に蓄積された回転エネルギーに
よりステータ３から負荷に電力を供給する発電機として
作用する。従って同期発電電動機として作用するフライ
ホイール電源装置はコンピュータ等の停電補償装置とし
て使用される。
又、このとき、磁気軸受１０のマグネット１２はフライ
ホイール４を磁力により吊り下げようとするので、球面
ヘアリング受台６に加わる荷重を軽減することができる
。
ホイール４を磁力により吊り下げようとするので、球面
ヘアリング受台６に加わる荷重を軽減することができる
。
しかしながら、このように構成された従来技術によるフ
ライホイール電源装置においては、磁気軸受１０用のマ
グネット１２と、フライホイール４の回転位置検出用と
してのマグネット１３とが個別に必要であり、しかも、
ホール素子１４のリード線１４ａを外部に引出すため、
固定具２及びケーシング１の底部１ａに溝を形成しなけ
ればならず、作業性が悪く、経済的でないという問題点
があった。
ライホイール電源装置においては、磁気軸受１０用のマ
グネット１２と、フライホイール４の回転位置検出用と
してのマグネット１３とが個別に必要であり、しかも、
ホール素子１４のリード線１４ａを外部に引出すため、
固定具２及びケーシング１の底部１ａに溝を形成しなけ
ればならず、作業性が悪く、経済的でないという問題点
があった。
従って、本発明の目的は、作業性を良くし、経済的利点
を有するフライホイール電源装置を提供することにある
。
を有するフライホイール電源装置を提供することにある
。
本発明はフライホイールの上部に、周方向に沿って複数
の磁石を配置し、このｉｒｉ石に対応する枠材天部側に
低鉄損金板を積層したヨークを設けて、このヨークと上
記磁石との吸引力でフライホイールの荷重を軽減すると
ともに、上記フライホイ−ルの回転位置を検出する回転
位置検出素子を、枠材の磁石に対応する部分に設けたも
のである。
の磁石を配置し、このｉｒｉ石に対応する枠材天部側に
低鉄損金板を積層したヨークを設けて、このヨークと上
記磁石との吸引力でフライホイールの荷重を軽減すると
ともに、上記フライホイ−ルの回転位置を検出する回転
位置検出素子を、枠材の磁石に対応する部分に設けたも
のである。
本発明では、ヨークと磁石との吸引力によりフライホイ
ールを吊り上げてその荷重を軽減するとともに、該磁石
からの磁力線に基づき回転位置検出素子はフライホイー
ルの回転位置を検出する。
ールを吊り上げてその荷重を軽減するとともに、該磁石
からの磁力線に基づき回転位置検出素子はフライホイー
ルの回転位置を検出する。
以下、本発明を第１図ないし第３図に示す実施例にもと
づき説明する。なお、従来技術と同一構成要素には同一
符号を付してその説明は省略する。
づき説明する。なお、従来技術と同一構成要素には同一
符号を付してその説明は省略する。
第１図に示すように、本実施例においては従来技術によ
るヨーク１１．マグネット１２．１３は設けられていな
い。一方、本実施例におけるフライホイール２１の上部
には回転軸４ｂを囲むようにリング状の凹部２１ａが形
成され、該凹部２１ａにはリング状の磁石２２が配設さ
れている。ここで、上記磁石２２は第２図に示すように
径方向へ２分割された半割状マグネット２３．２３によ
り構成されており、一方は上面側がＮ極で下面側がＳ極
となり、他方は上面側がＳ極で下面側がＮ極となってい
る。又、２４は上記磁石２２に対向するよう枠材７に取
付けられたリング状のヨークで、該ヨーク２４は第３図
に示すようにケイ素鋼板のようなリング状の低鉄損金板
２４ａが複数枚積層されて形成されている。一方、２５
はフライホイール４の回転位置を検出する回転位置検出
素子としてのホール素子であり、上記ヨーク２４の底面
に磁石２２と対向するように取付けられている。ここで
、上記ホール素子２５のリート線２５ａは枠材７とケー
シング１に形成された穴２６．２７を介して外部に引出
されている。
るヨーク１１．マグネット１２．１３は設けられていな
い。一方、本実施例におけるフライホイール２１の上部
には回転軸４ｂを囲むようにリング状の凹部２１ａが形
成され、該凹部２１ａにはリング状の磁石２２が配設さ
れている。ここで、上記磁石２２は第２図に示すように
径方向へ２分割された半割状マグネット２３．２３によ
り構成されており、一方は上面側がＮ極で下面側がＳ極
となり、他方は上面側がＳ極で下面側がＮ極となってい
る。又、２４は上記磁石２２に対向するよう枠材７に取
付けられたリング状のヨークで、該ヨーク２４は第３図
に示すようにケイ素鋼板のようなリング状の低鉄損金板
２４ａが複数枚積層されて形成されている。一方、２５
はフライホイール４の回転位置を検出する回転位置検出
素子としてのホール素子であり、上記ヨーク２４の底面
に磁石２２と対向するように取付けられている。ここで
、上記ホール素子２５のリート線２５ａは枠材７とケー
シング１に形成された穴２６．２７を介して外部に引出
されている。
次に作用について説明する。上記構成による本実施例の
フライホイール電源装置においては磁石２２とヨーク２
４との間に働＜ ｉｆｆ力により、フライホイール４を
吊り下げて、その荷重を軽減することができる。又、磁
石２２を構成する極性の異なった半割状マグネット２３
．２３からの磁力線をホール素子２５が検出することに
よりフライホイール４の回転位置を検出することができ
る。
フライホイール電源装置においては磁石２２とヨーク２
４との間に働＜ ｉｆｆ力により、フライホイール４を
吊り下げて、その荷重を軽減することができる。又、磁
石２２を構成する極性の異なった半割状マグネット２３
．２３からの磁力線をホール素子２５が検出することに
よりフライホイール４の回転位置を検出することができ
る。
なお、磁石２２を上記構成としたことによりフライホイ
ール４の高速回転とともに磁力線が変化し、ヨーク２４
に鉄損が生じるが、本実施例においては上記ヨーク２４
を第３図に示す如く構成したので、鉄損の発生を抑える
ことができ、鉄損による温度上昇等により装置の寿命が
低下するのを防ける。
ール４の高速回転とともに磁力線が変化し、ヨーク２４
に鉄損が生じるが、本実施例においては上記ヨーク２４
を第３図に示す如く構成したので、鉄損の発生を抑える
ことができ、鉄損による温度上昇等により装置の寿命が
低下するのを防ける。
更に、ホール素子２５のリード線２５ａは枠材７、ケー
シング１の穴２６．２７から直ちに引出すことができる
ので、従来技術のように固定具２、ケーシングｌ底部１
ａにリード線２５ａを配設するための溝を形成する必要
がない。又、ホール素子２５ば熱発生源となる発電電動
機部Ａから遠ざけることができる・ なお、上記実施例においては、ヨーク２４をリンク状の
低鉄損金板２４ａを複数枚積層して形成したが、第４図
に示すように１枚の帯状の低鉄損金板２４ｂを巻いて積
層し、リング状に形成するようにしても上記実施例と同
様な効果がある。
シング１の穴２６．２７から直ちに引出すことができる
ので、従来技術のように固定具２、ケーシングｌ底部１
ａにリード線２５ａを配設するための溝を形成する必要
がない。又、ホール素子２５ば熱発生源となる発電電動
機部Ａから遠ざけることができる・ なお、上記実施例においては、ヨーク２４をリンク状の
低鉄損金板２４ａを複数枚積層して形成したが、第４図
に示すように１枚の帯状の低鉄損金板２４ｂを巻いて積
層し、リング状に形成するようにしても上記実施例と同
様な効果がある。
以上説明したように本発明によれば、フライホイールの
上部に、周方向に沿って複数の磁石を配磁石との吸引力
２でフライホイールの荷重を軽減するとともに５上記フ
ライホイールの回転位置を検出する回転位置検出素子を
、枠材の磁石に対応する部分に設けたので、磁石の個数
を軽減できると共に回転位置検出素子のリード線を引出
すための加工作業が簡単化し、作業性、経済性を向上さ
せることができる。
上部に、周方向に沿って複数の磁石を配磁石との吸引力
２でフライホイールの荷重を軽減するとともに５上記フ
ライホイールの回転位置を検出する回転位置検出素子を
、枠材の磁石に対応する部分に設けたので、磁石の個数
を軽減できると共に回転位置検出素子のリード線を引出
すための加工作業が簡単化し、作業性、経済性を向上さ
せることができる。
第１図は本発明によるフライホイール電源装置の一実施
例を示す縦断面図、第２図は第１図に示す磁石の斜視図
、第３図は第１図に示すヨークの斜視図、第４図は本発
明の他の実施例におけるヨークの斜視図、第５図及び第
６図は従来技術によるフライホイール電源装置の一例を
示す縦断面図及び磁石の斜視図である。 ４・・・フライホイール、４ａ、４ｂ・・・回転軸、６
・・・下部支承部、７・・・枠材、９・・・上部支承部
、２２・・・磁石、２４・・・ヨーク、２４ａ、２４ｂ
−−・低鉄損金板、２５・・・回転位置検、出素子、Ａ
・・・発電電動機部。 なお、図中、同一または相当部分には同一符号を用いて
いる。 代理人 大 岩 増 雄（はが２名）Ｃつ へ １頁の続き ■Ｉｎｔ、ＣＩ、’ 識別記号 庁内整
理番号Ｈ０２Ｋ ７１０９
６６５０−５８発明者 宮崎 敢行 模市塚口構８丁目
究所内 発 明 者 吉 １）゛ 忠 弘 尼崎市塚口本町
８丁目究所内 １番１号 三菱電機株式会社中央研 １番１号 三菱電機株式会社中央研 昭和 年 月 日 １．事件の表示 特願昭 ５９−２１６７５６号２
、発明の名称 フライホイール電源装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
称 （６０１）三菱電機株式会社代表者 ４、代理人 志１皮守哉 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
５、補正の対象 図面。 ６、補正の内容 （１）図面第５図を別紙の通り補正する。 以上
例を示す縦断面図、第２図は第１図に示す磁石の斜視図
、第３図は第１図に示すヨークの斜視図、第４図は本発
明の他の実施例におけるヨークの斜視図、第５図及び第
６図は従来技術によるフライホイール電源装置の一例を
示す縦断面図及び磁石の斜視図である。 ４・・・フライホイール、４ａ、４ｂ・・・回転軸、６
・・・下部支承部、７・・・枠材、９・・・上部支承部
、２２・・・磁石、２４・・・ヨーク、２４ａ、２４ｂ
−−・低鉄損金板、２５・・・回転位置検、出素子、Ａ
・・・発電電動機部。 なお、図中、同一または相当部分には同一符号を用いて
いる。 代理人 大 岩 増 雄（はが２名）Ｃつ へ １頁の続き ■Ｉｎｔ、ＣＩ、’ 識別記号 庁内整
理番号Ｈ０２Ｋ ７１０９
６６５０−５８発明者 宮崎 敢行 模市塚口構８丁目
究所内 発 明 者 吉 １）゛ 忠 弘 尼崎市塚口本町
８丁目究所内 １番１号 三菱電機株式会社中央研 １番１号 三菱電機株式会社中央研 昭和 年 月 日 １．事件の表示 特願昭 ５９−２１６７５６号２
、発明の名称 フライホイール電源装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
称 （６０１）三菱電機株式会社代表者 ４、代理人 志１皮守哉 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
５、補正の対象 図面。 ６、補正の内容 （１）図面第５図を別紙の通り補正する。 以上
Claims (1)
- フライホィールの上下より突出する回転軸と、上記回転
軸の上下を支承する上部支承部及び下部支承部と、上記
フライホィールに回転力を与え、また上記回転力を電気
エネルギーに変換する発電電動機部と、上記上部支承部
を保持する枠材とを備えたフライホィール電源装置にお
いて、上記フライホィールの上部に、周方向に沿って複
数の磁石を配置し、この磁石に対応する枠材天部側に低
鉄損金板を積層したヨークを設けて、このヨークと上記
磁石との吸引力でフライホィールの荷重を軽減するとと
もに、上記フライホィールの回転位置を検出する回転位
置検出素子を、上記枠材の磁石に対応する部分に設けた
ことを特徴とするフライホィール電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21675684A JPS6194532A (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | フライホイ−ル電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21675684A JPS6194532A (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | フライホイ−ル電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6194532A true JPS6194532A (ja) | 1986-05-13 |
Family
ID=16693422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21675684A Pending JPS6194532A (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | フライホイ−ル電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6194532A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3506463A1 (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-03 | Hamilton Sundstrand Corporation | Flywheel energy storage with permanent magnet, induction, or variable reluctance machine |
| EP2580489B1 (en) * | 2010-06-08 | 2023-08-30 | BC New Energy (Tianjin) Co., Ltd. | Flywheel energy system |
-
1984
- 1984-10-16 JP JP21675684A patent/JPS6194532A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2580489B1 (en) * | 2010-06-08 | 2023-08-30 | BC New Energy (Tianjin) Co., Ltd. | Flywheel energy system |
| EP3506463A1 (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-03 | Hamilton Sundstrand Corporation | Flywheel energy storage with permanent magnet, induction, or variable reluctance machine |
| US11050322B2 (en) | 2017-12-26 | 2021-06-29 | Hamilton Sundstrand Corporation | Flywheel energy storage with PM, induction, or variable reluctance machine |
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