于苏杭 ，郭文勇 ，滕玉平 ，桑文举 ，蔡洋 ，田晨雨

（1中国科学院大学，北京 100049；2中国科学院电工研究所，北京 100190）

由于全球传统能源的匮乏和环境污染的问题日益严重，可再生能源得到了极大地发展。先进的储能技术可以提高可再生能源大规模并网的电能质量、电网稳定性和供电可靠性[1-2]。飞轮储能利用物理方法来实现能量存储，相对于其他储能技术具有储能密度高、高效率、低损耗、无污染和易于维修的特点。飞轮储能最大充放电次约为107次，是超级电容的20倍，充放电效率可达96%，是一种非常有发展潜力的储能方式[3-5]。飞轮存储的能量可以表达为：E=Jω2/2，J为飞轮绕旋转轴的转动惯量ω为飞轮旋转的角速度。当飞轮以一定角速度旋转时，它将电能转化为动能并储存能量，通过飞轮的加速和减速来实现能量的储存和释放。飞轮储能原理如图1所示[6]。

图1 飞轮储能工作原理Fig.1 The working principle of flywheel energy storage

飞轮轴承系统起到支撑转子运动、提高系统充放电效率和保证整个装置稳定运行的作用，是整个装置最重要的组成部分[7]。飞轮主轴承结构可以减少飞轮转子摩擦，降低系统储能时的运行损耗。保护轴承结构能在飞轮异常运行的情况下，临时支撑高速旋转的转子，起到保护转子的作用。飞轮轴承控制系统能在转子系统受到干扰的情况下控制转子工作在指定位置，并且抑制转子在高速旋转时的陀螺效应，保证飞轮储能系统稳定运行[8]。

1 飞轮轴承结构

飞轮轴承结构可以分为接触式和非接触式两大类。……