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飞轮储能是机械储能的一种，具有长寿命、绿色环保的优势，近年颇受市场青睐。
飞轮储能的工作原理是，飞轮受电能等能量驱动旋转，并将电能转化为机械能进行存储，需要时，又将飞轮旋转存储的机械能转换为电能等形式释放出来。
结构方面，飞轮储能系统一般由五大部分组成，包括储能轮体、电机、外壳、电力电子系统和伺服系统。
储能轮体决定飞轮储能能储存的能量多少，常见的有两类。
首先是合金钢制成的低速轮体，转速一般小于10000r/min，优点是成本较低、制造简单，缺点是质量大、安装地点要求高。
其次是碳纤维制成的高速轮体，转速一般大于10000r/min，优点是质量轻，缺点是成本较高、制造难度大。
电机是飞轮储能实现电能—机械能转换的关键。适用于飞轮储能的电机需要具备四个特点。
第一，要求电机在电动机工况和发电机工况下均能运行，可实现电能和机械能的双向转换；
第二，为保证飞轮储能系统的长时运行和能量转换效率，电机的空载损耗率、转换效率也有较高要求；
第三，飞轮储能系统正常工作时，转速范围较大，电机需要满足调速范围广、调速方式简单可靠的要求；
第四，要求电机的能量密度要达到一定程度，要能保证输出较大转矩和较大功率。
目前，业界认为，随着永磁材料的发展，永磁电机具有较大潜力。
飞轮外壳一般包括真空室、轴承系统和散热系统等，主要作用是保证飞轮安全运行。
真空室可以保证电力驱动飞轮轮体旋转，高转速下不受风阻影响；散热系统一般采用风冷和空调制冷等方式，主要是为了避免永磁体退磁，保证系统稳定性；轴承系统包括被动磁轴承和主动磁轴承两种。
电力电子系统负责对电机旋转、充放电等进行调控，是飞轮储能的“大脑”。
伺服系统由润滑系统、监测系统、真空系统等组成，负责监控飞轮运行时各项参数，一旦参数出现异常，它就会提前报警。
