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3D Flywheel™ and
   
 

A further concept is the 3D-Flywheel which has at least three flywheels with three rotors, two common flywheels and one counter-rotating flywheel pair with 4 rotors, three counter-rotating flywheel pairs with 6 rotors to a 3D-Flywheel arranged in an appropriate way (e.g. cube or 3D-cross for a Cartesian Flywheel), so that the torques of the angular and longitudinal momentums of all flywheels can be eliminated in all three dimension (singularity state), or set free when required, for e.g. optimizing the dynamics of vehicles. In general, the system needs no gimbal, and more flywheels can be used as long as the concept is kept up. For its functioning, we apply our sophisticated control system that uses the combined motor and generator units for the acceleration and the deceleration of the rotors for keeping them all rotating with the correct speed of rotation. Thereby, energy needed for the acceleration of a rotor can be recovered from the flywheel that has to be decelerated as well. Further exemplary configurations have the form of a 2D star or a ring and are similar to radial motors with the common flywheels or/and the couter-rotating flywheel pairs arranged in such a way that their extended axes of rotation intersect in the center of the star or ring. For compensating their combinded longitudinal momentum a further flywheel or flywheel pair is placed in the inner area, above or/and below the center, or at a different position, so that the additional axis meets the other axes at their center and stands perpendicular on the plane that is spanned by the 2D star or the ring. The latter flywheel or flywheel pair has to be dimensioned appropriately for eliminating the momentum of the other flywheel pairs. A further possibility is to have a frame at which the flywheel pairs are mounted, so that their torques are eliminated in all three dimensions, or said with other words their vectors are summed to 0, and their balance point is at a wanted position. Uncountable many configurations are given, if the count, the different forms, and the different materials used of flywheels, as well as the count of raws are taken into consideration. The concept can be used as a 3D Flywheel Energy Storage (3DFES) among other applications.

Ein weiteres Konzept ist das 3D-Schwungrad, das wenigstens drei Schwungräder mit 3 Rotoren, zwei Schwungräder und ein gegenläufiges Schwungradpaar oder ein Schwungrad und zwei gegenläufige Schwungradpaare jeweils mit 4 Rotoren oder drei gegenläufige Schwungradpaaren mit 6 Rotoren besitzt, die in einer geeigneten Weise angeordnet sind (z. B. Würfel oder 3D-Kreuz für ein kartesisches Schwungrad), sodass die Drehmomente der Dreh- und Längsimpulse aller Schwungräder in allen drei Dimensionen eleminiert werden (Singularitätszustand) oder je nach Bedarf freigesetzt werden können, um etwa die Dynamik von Vehikeln zu verbessern. Im Allgemeinen benötigt das System keine kardanische Aufhängung und mehr Schwungräder können eingesetzt werden solange das Konzept aufrecht erhalten wird. Für sein Funktionieren wenden wir unser ausgeklügeltes Kontrollsystem an, dass die kombinierten Motor- und Generatoreinheiten für die Beschleunigung und die Verzögerung der Rotoren nutzt, um sie alle bei der richtigen Drehzahl zu halten. Dabei kann benötigte Energie für die Beschleunigung eines Rotors auch von einem abzubremsenden Schwungrad zurückgewonnen werden. Weitere beispielhafte Konfigurationen haben die Form von einem 2D-Stern oder einem Ring und ähneln Sternmotoren mit den normalen Schwungrädern oder/und gegensinnig drehenden Schwungradpaaren in so einer Weise angeordnet, dass ihre verlängerten Rotationsachsen sich im Zentrum des Sterns oder des Rings schneiden. Für die Kompensierung ihres kombinierten Längsimpulses wird ein weiteres Schwungrad oder Schwungradpaar in dem Innenbereich, über oder/und unter dem Zentrum oder an einer anderen Position plaziert, sodass die zusätzliche Achse die anderen Achsen in ihrem Zentrum trifft und senkrecht auf der Fläche steht, die durch den 2D-Stern oder den Ring aufgespannt wird. Dieses Schwungrad oder Schwungradpaar muss für das Eleminieren des Gesamtdrehimpulses der anderen Schwungräder angemessen dimensioniert werden. Eine weiter Möglichkeit ist einen Rahmen zu nehmen an dem die Schwungräder montiert werden, sodas ihre Drehmomente in allen drei Dimensionen eleminiert werden oder mit anderen Worten gesagt, ihre Kraftvektoren in der Summe den Wert 0 ergeben und ihr Gleichgewichtspunkt bei einer gewünschten Position liegt (z. B. (0,0,0)). Unzählig viele Konfigurationen ergeben sich, wenn die Anzahl, die verschiedenen Formen und die unterschiedlichen Materialien der Schwungräder sowie die Anzahl der Reihen in Betracht gezogen werden. Das Konzept kann unter anderem als 3D-Schwungradspeicher genutzt werden.

   
 
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