飞轮储能计算器

飞轮以旋转动能的形式储存能量。理想储能等于转动惯量与角速度平方乘积的一半。本计算器接受以千克平方米表示的转动惯量和以每分钟转数表示的转速，将转速换算为每秒弧度后代入动能公式，并以焦耳、千焦和瓦时显示结果。这些换算便于将机械转子与电能或热能储存量进行比较。 转动惯量描述质量相对于转轴的分布，而不只是飞轮有多重。相同质量离转轴越远，转动惯量越大，在给定转速下储能也越多。同质量、同外半径的薄圆环比实心圆盘具有更大的转动惯量。应计入所有以输入转速旋转的部件，包括转子、轮毂、轴和耦合附件，或使用实测系统惯量。通过齿轮连接的部件须先将惯量折算到同一轴转速，再进行合并。 能量与转速平方成正比。惯量不变时，转速加倍会使储能变为四倍，但也会显著增加材料应力。因此，实际飞轮设计受抗拉强度、疲劳、平衡、轴承载荷、转子动力学、防护包容结构、真空损耗及最高安全转速限制。此理想计算不扣除轴承阻力、风阻、电动发电机损耗、电力电子损耗，也不扣除转子在最低运行转速以上必须保留的能量。 对于运行系统，两种转速之间的可用能量等于最高与最低转速下动能之差。功率与能量不同：飞轮即使储存一定瓦时的能量，充放能速度仍由电动发电机、逆变器、轴承及热限制决定。本计算器可用于概念设计、实验练习、机器滑行减速估算及一致性核对。高速转子可能发生剧烈破坏，因此实际设计需要合格人员进行应力分析，并配置超速保护、精密动平衡、防护测试以及能承受转子最大可信能量的包容结构。