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Almacenamiento De Energía Del Volante: Aumento o disminución de la velocidad, para añadir o extraer potencia
Almacenamiento De Energía Del Volante: Aumento o disminución de la velocidad, para añadir o extraer potencia
Almacenamiento De Energía Del Volante: Aumento o disminución de la velocidad, para añadir o extraer potencia
Libro electrónico437 páginas4 horas

Almacenamiento De Energía Del Volante: Aumento o disminución de la velocidad, para añadir o extraer potencia

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¿Qué es el almacenamiento de energía del volante?


El sistema de almacenamiento de energía del volante (FES) funciona manteniendo la energía en el sistema como energía rotacional mientras aumenta simultáneamente la velocidad de un rotor ( el volante) a una tasa extremadamente alta. Cuando se extrae energía del sistema, la velocidad de rotación del volante se ralentiza como resultado directo de la teoría de la conservación de la energía. Por otro lado, cuando se agrega energía al sistema, la velocidad de rotación del volante aumenta como resultado directo del principio de conservación de energía.


Cómo se beneficiará


(I) Información y validaciones sobre los siguientes temas:


Capítulo 1: Almacenamiento de energía del volante


Capítulo 2: Almacenamiento de energía


Capítulo 3 : Almacenamiento de energía magnética superconductora


Capítulo 4: Giroscopio


Capítulo 5: Motor eléctrico


Capítulo 6: Volante


Capítulo 7: Regenerativo frenado


Capítulo 8: Cojinete magnético


Capítulo 9: Motor eléctrico DC brushless


Capítulo 10: Motor DC


Capítulo 11: Motor -generador


Capítulo 12: Revoluciones por minuto


Capítulo 13: Almacenamiento de energía en red


Capítulo 14: Microturbina


Capítulo 15: Control giroscopio de momento


Capítulo 16: Retardador (ingeniería mecánica)


Capítulo 17: Momento de Londres


Capítulo 18: Transmisión de vehículos híbridos


Capítulo 19: Sistema de recuperación de energía cinética


Capítulo 20 : Control de actitud


Capítulo 21: Sistema de energía de almacenamiento del volante


(II) Respondiendo a las principales preguntas del público sobre el almacenamiento de energía del volante.


(III) Ejemplos del mundo real para el uso del almacenamiento de energía del volante en muchos campos.


(IV) 17 apéndices para explicar, brevemente, 266 tecnologías emergentes en cada industria para tener una comprensión completa de 360 ​​grados de las tecnologías de almacenamiento de energía del volante.


Para quién es este libro


Profesionales, estudiantes de pregrado y posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que desean ir más allá del conocimiento básico o la información para cualquier tipo de almacenamiento de energía del volante.

IdiomaEspañol
Fecha de lanzamiento19 oct 2022
Almacenamiento De Energía Del Volante: Aumento o disminución de la velocidad, para añadir o extraer potencia

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    Vista previa del libro

    Almacenamiento De Energía Del Volante - Fouad Sabry

    Derechos de autor

    Flywheel Energy Storage Copyright © 2022 por Fouad Sabry. Todos los derechos reservados.

    Todos los derechos reservados. Ninguna parte de este libro puede ser reproducida en cualquier forma o por cualquier medio electrónico o mecánico, incluyendo sistemas de almacenamiento y recuperación de información, sin permiso por escrito del autor. La única excepción es por un revisor, que puede citar extractos cortos en una revisión.

    Portada diseñada por Fouad Sabry.

    Este libro es una obra de ficción. Los nombres, personajes, lugares e incidentes son productos de la imaginación del autor o se usan ficticiamente. Cualquier parecido con personas reales, vivas o muertas, eventos o lugares es completamente coincidencia.

    Sobresueldo

    Puede enviar un correo electrónico a 1BKOfficial.Org+FlywheelEnergyStorage@gmail.com con el asunto Almacenamiento de energía del volante: aumentar o disminuir la velocidad, para agregar o extraer potencia, y recibirá un correo electrónico que contiene los primeros capítulos de este libro.

    Fouad Sabry

    Visite el sitio web de 1BK en

    www.1BKOfficial.org

    Prefacio

    ¿Por qué escribí este libro?

    La historia de escribir este libro comenzó en 1989, cuando era estudiante en la Escuela Secundaria de Estudiantes Avanzados.

    Es notablemente como las escuelas STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas), que ahora están disponibles en muchos países avanzados.

    STEM es un plan de estudios basado en la idea de educar a los estudiantes en cuatro disciplinas específicas: ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas, en un enfoque interdisciplinario y aplicado. Este término se usa típicamente para abordar una política educativa o una elección de currículo en las escuelas. Tiene implicaciones para el desarrollo de la fuerza laboral, las preocupaciones de seguridad nacional y la política de inmigración.

    Había una clase semanal en la biblioteca, donde cada estudiante es libre de elegir cualquier libro y leer durante 1 hora. El objetivo de la clase es animar a los estudiantes a leer materias distintas al currículo educativo.

    En la biblioteca, mientras miraba los libros en los estantes, noté libros enormes, un total de 5,000 páginas en 5 partes. El nombre del libro es La Enciclopedia de la Tecnología, que describe todo lo que nos rodea,desde el cero absoluto hasta los semiconductores, casi todas las tecnologías, en ese momento, se explicaban con ilustraciones coloridas y palabras simples. Comencé a leer la enciclopedia y, por supuesto, no pude terminarla en la clase semanal de 1 hora.

    Así que convencí a mi padre para que comprara la enciclopedia. Mi padre compró todas las herramientas tecnológicas para mí al comienzo de mi vida, la primera computadora y la primera enciclopedia tecnológica, y ambas tienen un gran impacto en mí y en mi carrera.

    He terminado toda la enciclopedia en las mismas vacaciones de verano de este año, y luego comencé a ver cómo funciona el universo y cómo aplicar ese conocimiento a los problemas cotidianos.

    Mi pasión por la tecnología comenzó hace más de 30 años y aún así el viaje continúa.

    Este libro es parte de La Enciclopedia de Tecnologías Emergentes, que es mi intento de dar a los lectores la misma experiencia increíble que tuve cuando estaba en la escuela secundaria, pero en lugar de las tecnologías del siglo 20, estoy más interesado en las tecnologías emergentes del siglo 21, las aplicaciones y las soluciones de la industria.

    La Enciclopedia de Tecnologías Emergentes constará de 365 libros, cada libro se centrará en una sola tecnología emergente. Puede leer la lista de tecnologías emergentes y su categorización por industria en la parte de Próximamente, al final del libro.

    365 libros para dar a los lectores la oportunidad de aumentar su conocimiento sobre una sola tecnología emergente todos los días en el transcurso de un período de un año.

    Introducción

    ¿Cómo escribí este libro?

    En cada libro de La Enciclopedia de las Tecnologías Emergentes, estoy tratando de obtener información de búsqueda instantánea y cruda, directamente de las mentes de las personas, tratando de responder a sus preguntas sobre la tecnología emergente.

    Hay 3 mil millones de búsquedas en Google todos los días, y el 20% de ellas nunca se han visto antes. Son como una línea directa a los pensamientos de la gente.

    A veces eso es '¿Cómo elimino el atasco de papel?'. Otras veces, son los miedos desgarradores y los anhelos secretos que solo se atreverían a compartir con Google.

    En mi búsqueda por descubrir una mina de oro sin explotar de ideas de contenido sobre Almacenamiento de energía del volante, utilizo muchas herramientas para escuchar los datos de autocompletar de los motores de búsqueda como Google, luego rápidamente saco cada frase y pregunta útil, la gente pregunta sobre la palabra clave Almacenamiento de energía del volante.

    Es una mina de oro de conocimiento de las personas, que puedo usar para crear contenido, productos y servicios frescos y ultra útiles. La gente amable, como tú, realmente quiere.

    Las búsquedas de personas son el conjunto de datos más importante jamás recopilado sobre la psique humana. Por lo tanto, este libro es un producto en vivo, y constantemente actualizado por más y más respuestas para nuevas preguntas sobre Almacenamiento de energía del volante, formuladas por personas, como usted y yo, que se preguntan sobre esta nueva tecnología emergente y les gustaría saber más sobre ella.

    El enfoque para escribir este libro es obtener un nivel más profundo de comprensión de cómo las personas buscan en torno al Almacenamiento de energía del volante, revelando preguntas y consultas que no necesariamente pensaría en la parte superior de mi cabeza, y respondiendo estas preguntas con palabras súper fáciles y digeribles, y navegar por el libro de una manera directa.

    Entonces, cuando se trata de escribir este libro, me he asegurado de que sea lo más optimizado y específico posible. El propósito de este libro es ayudar a las personas a comprender mejor y aumentar su conocimiento sobre el Almacenamiento de energía del volante. Estoy tratando de responder a las preguntas de la gente lo más cerca posible y mostrando mucho más.

    Es una manera fantástica y hermosa de explorar preguntas y problemas que tienen las personas y responderlos directamente, y agregar perspicacia, validación y creatividad al contenido del libro, incluso lanzamientos y propuestas. El libro descubre áreas ricas, menos concurridas y, a veces, sorprendentes de demanda de investigación que de otro modo no alcanzaría. No hay duda de que, se espera que aumente el conocimiento de las mentes de los lectores potenciales, después de leer el libro utilizando este enfoque.

    He aplicado un enfoque único para hacer que el contenido de este libro sea siempre fresco. Este enfoque depende de escuchar las mentes de las personas, mediante el uso de las herramientas de escucha de búsqueda. Este enfoque me ayudó a:

    Conozca a los lectores exactamente donde están, para que pueda crear contenido relevante que toque la fibra sensible y genere una mayor comprensión del tema.

    Mantén mi dedo firmemente en el pulso, para que pueda obtener actualizaciones cuando la gente hable sobre esta tecnología emergente de nuevas maneras y monitorear las tendencias a lo largo del tiempo.

    Descubra tesoros ocultos de preguntas que necesitan respuestas sobre la tecnología emergente para descubrir ideas inesperadas y nichos ocultos que aumentan la relevancia del contenido y le dan una ventaja ganadora.

    El bloque de construcción para escribir este libro incluye lo siguiente:

    (1) He dejado de perder el tiempo en ideas viscerales y conjeturas sobre el contenido deseado por los lectores, llené el contenido del libro con lo que la gente necesita y dije adiós a las infinitas ideas de contenido basadas en especulaciones.

    (2) He tomado decisiones sólidas, y he tomado menos riesgos, para obtener asientos de primera fila para lo que la gente quiere leer y quiere saber, en tiempo real, y usar los datos de búsqueda para tomar decisiones audaces, sobre qué temas incluir y qué temas excluir.

    (3) He simplificado mi producción de contenido para identificar ideas de contenido sin tener que examinar manualmente las opiniones individuales para ahorrar días e incluso semanas de tiempo.

    Es maravilloso ayudar a las personas a aumentar su conocimiento de una manera directa simplemente respondiendo a sus preguntas.

    Creo que el enfoque de escribir este libro es único, ya que recopila y rastrea las preguntas importantes que hacen los lectores en los motores de búsqueda.

    Reconocimientos

    Escribir un libro es más difícil de lo que pensaba y más gratificante de lo que podría haber imaginado. Nada de esto hubiera sido posible sin el trabajo realizado por prestigiosos investigadores, y me gustaría reconocer sus esfuerzos para aumentar el conocimiento del público sobre esta tecnología emergente.

    Dedicación

    Para los iluminados, los que ven las cosas de manera diferente y quieren que el mundo sea mejor, no les gusta el status quo o el estado existente. Puedes estar demasiado en desacuerdo con ellos, y puedes discutir con ellos aún más, pero no puedes ignorarlos, y no puedes subestimarlos, porque siempre cambian las cosas ... Empujan a la raza humana hacia adelante, y mientras algunos pueden verlos como locos o aficionados, otros ven genios e innovadores, porque los que están lo suficientemente iluminados como para pensar que pueden cambiar el mundo, son los que lo hacen, y llevan a la gente a la iluminación.

    Epígrafe

    El sistema de almacenamiento de energía del volante de inercia (FES) funciona manteniendo la energía en el sistema como energía de rotación y, al mismo tiempo, aumenta la velocidad de un rotor (el volante) a una velocidad extremadamente alta. Cuando se elimina la energía del sistema, la velocidad de rotación del volante de inercia se ralentiza como resultado directo de la teoría de la conservación de energía. Por otro lado, cuando se agrega energía al sistema, la velocidad de rotación del volante aumenta como resultado directo del principio de conservación de energía.

    Tabla de contenidos

    Derechos de autor

    Sobresueldo

    Prefacio

    Introducción

    Reconocimientos

    Dedicación

    Epígrafe

    Tabla de contenidos

    Capítulo 1: Almacenamiento de energía del volante de inercia

    Capítulo 5: Generación distribuida

    Capítulo 3: Almacenamiento de energía magnética superconductora

    Capítulo 4: Giroscopio

    Capítulo 5: Motor eléctrico

    Capítulo 6: Volante de inercia

    Capítulo 7: Coche de aire comprimido

    Capítulo 8: Frenado regenerativo

    Capítulo 9: Rodamiento magnético

    Capítulo 10: Motor eléctrico de CC sin escobillas

    Capítulo 11: Motor generador

    Capítulo 12: Motor generador

    Capítulo 8: Central eléctrica de pico

    Capítulo 14: Microturbina

    Capítulo 15: Giroscopio de momento de control

    Capítulo 16: Retardador (ingeniería mecánica)

    Capítulo 17: El momento Londres

    Capítulo 18: Transmisión de vehículos híbridos

    Capítulo 19: Sistema de recuperación de energía cinética

    Capítulo 20: Control de actitud

    Capítulo 21: Sistema de energía de almacenamiento del volante de inercia

    Epílogo

    Sobre el autor

    Próximamente

    Apéndices: Tecnologías emergentes en cada industria

    Capítulo 1: Almacenamiento de energía del volante de inercia

    El sistema de almacenamiento de energía del volante de inercia (FES) funciona manteniendo la energía en el sistema como energía de rotación y, al mismo tiempo, aumenta la velocidad de un rotor (el volante) a una velocidad extremadamente alta. Como resultado del concepto de conservación de energía, la velocidad de rotación del volante de inercia disminuye a medida que se elimina la energía del sistema; Por el contrario, agregar energía al sistema hace que la velocidad del volante aumente en proporción directa a la cantidad de energía introducida en el sistema.

    La mayoría de los sistemas FES dependen de la energía eléctrica para acelerar y ralentizar el volante, sin embargo, los investigadores están trabajando en el desarrollo de dispositivos que utilizan directamente la energía mecánica.

    Un volante de inercia que se mantiene en su lugar mediante cojinetes de elementos rodantes y que está acoplado a un motor-generador es un ejemplo de una configuración común. Es posible encerrar el volante de inercia y el motor-generador en una cámara de vacío para disminuir la cantidad de fricción y la cantidad de energía que se pierde.

    En los dispositivos de almacenamiento de energía del volante de inercia de la primera generación, la energía se almacena en un volante de acero masivo que gira sobre cojinetes mecánicos. Los rotores compuestos de fibra de carbono se utilizan en sistemas más recientes porque tienen una mayor resistencia a la tracción que el acero y pueden almacenar una cantidad mucho mayor de energía para la misma masa.

    Los rodamientos magnéticos se utilizan ocasionalmente en lugar de los rodamientos mecánicos debido a su menor coeficiente de fricción.

    Debido al alto costo de enfriamiento, los superconductores de baja temperatura se abandonaron rápidamente como un material potencial para su uso en rodamientos magnéticos. Los rodamientos superconductores de alta temperatura (HTSC), por otro lado, tienen el potencial de ser rentables y podrían aumentar la cantidad de tiempo durante el cual la energía podría almacenarse de manera asequible. La implementación de sistemas de rodamientos híbridos es más probable que ocurra inicialmente. En el pasado, los rodamientos superconductores de alta temperatura han tenido dificultades para ofrecer las fuerzas de elevación requeridas para diseños más grandes. Sin embargo, estos rodamientos han demostrado ser expertos en suministrar la fuerza estabilizadora necesaria. Como resultado, el soporte de carga en los rodamientos híbridos es proporcionado por imanes permanentes, mientras que los superconductores de alta temperatura se utilizan para estabilizar el rodamiento. Debido al hecho de que los superconductores son diaimanes ideales, son capaces de funcionar muy bien cuando se trata de estabilizar la carga. Si el rotor hace un intento de moverse fuera de su posición centrada, una fuerza de restauración causada por la fijación del flujo lo traerá de vuelta. Esta propiedad del rodamiento se conoce como su rigidez magnética. No es posible emplear rodamientos magnéticos totalmente superconductores para aplicaciones de volante de inercia porque la vibración del eje de rotación puede desarrollarse debido a la mala rigidez y amortiguación, que son dificultades intrínsecas de los imanes superconductores.

    Debido a que la fijación de flujo es un componente tan crucial en el proceso de suministro de la fuerza estabilizadora y de elevación, el HTSC se puede fabricar considerablemente más fácilmente para FES que para otros fines. Siempre que la fijación del flujo sea lo suficientemente fuerte, los polvos HTSC pueden moldearse en cualquier forma imaginable. Antes de que los superconductores puedan proporcionar la fuerza de elevación completa para un sistema FES, uno de los desafíos continuos que deben superarse es encontrar una manera de suprimir la disminución de la fuerza de levitación y la caída gradual del rotor durante la operación causada por el fluencia del material superconductor. Este es un desafío que debe superarse antes de que los superconductores puedan proporcionar toda la fuerza de elevación.

    En comparación con otros métodos de almacenamiento de electricidad, los dispositivos FES tienen una vida útil prolongada (duran décadas con poco o ningún mantenimiento) y son relativamente bajos en costo; Aquí está la integral de la masa del volante de inercia, y es la velocidad de rotación (número de revoluciones por segundo). m n_{m}

    La energía específica máxima posible que se puede extraer del rotor de un volante de inercia está determinada principalmente por dos factores: el primero es la geometría del rotor y el segundo son las cualidades del material que se está utilizando. Esta conexión puede representarse como para rotores hechos de un solo material que son isotrópicos.

    {\displaystyle {\frac {E}{m}}=K\left({\frac {\sigma }{\rho }}\right),}

    Dónde

    E es la energía cinética del rotor [J], es la masa del rotor [kg], es el factor de forma geométrica del rotor [adimensional], es la resistencia a la tracción del material [Pa], es la densidad del material [kg/m m K \sigma \rho ³].

    El valor óptimo para el factor de forma de un rotor de volante de inercia, que es el mayor valor alcanzable, es , Es algo que solo se puede lograr mediante el uso de la forma teórica de disco de tensión constante. K=1

    Una geometría de disco de espesor constante tiene un factor de forma de , mientras que para una varilla de espesor constante el valor es . {\displaystyle K=0.606} {\displaystyle K=0.333}

    Un cilindro delgado tiene un factor de forma de . {\displaystyle K=0.5}

    Para la mayoría de los volantes de inercia que tienen un eje, el factor de forma es inferior o aproximadamente . {\textstyle K=0.333}

    Un diseño sin eje tiene un factor de forma similar a un disco de espesor constante ( ), Esto permite una densidad de energía que es dos veces más alta. {\textstyle K=0.6}

    Para el almacenamiento de energía, es preferible elegir materiales que tengan una alta resistencia pero una baja densidad. Los volantes de inercia que se consideran de última generación a menudo utilizan materiales compuestos por esta razón. La relación resistencia-densidad de un material puede representarse en Wh/kg (o Nm/kg); algunos materiales compuestos son capaces de alcanzar valores superiores a 400 Wh/kg.

    Hay algunos volantes recientes que tienen rotores construidos con materiales compuestos. Por ejemplo, el volante de inercia compuesto de fibra de carbono desarrollado por Beacon Power Corporation es un ejemplo.

    La resistencia a la tracción del rotor es una de las restricciones clave que se colocan en el diseño de volantes de inercia. En general, la fuerza del disco determina la velocidad máxima a la que se puede girar y la cantidad de energía que el dispositivo puede almacenar. (Dado que la velocidad máxima del volante de inercia a la que puede girar sin romperse disminuirá si su peso aumenta sin un aumento correspondiente en su fuerza, agregar peso al volante no resultará en un aumento en la cantidad total de energía que es capaz de almacenar).

    Cuando se excede la resistencia a la tracción de la cubierta de unión exterior de un volante de inercia compuesto, la cubierta se fracturará y la rueda se romperá a medida que la compresión de la rueda exterior se pierda alrededor de toda la circunferencia, liberando toda su energía almacenada a la vez; Este fenómeno se conoce comúnmente como una explosión de volante de inercia debido al hecho de que los fragmentos de rueda pueden alcanzar una energía cinética comparable a la de una bala. Los volantes de inercia se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluidos automóviles, vehículos aeroespaciales y militares Los materiales compuestos que se enrollan y pegan en capas tienden a desintegrarse rápidamente, primero en filamentos de pequeño diámetro que se enredan y ralentizan entre sí, y luego en polvo al rojo vivo; Un volante de inercia de metal fundido arroja grandes trozos de metralla de alta velocidad. Los materiales compuestos que se enrollan y pegan en capas tienden a desintegrarse rápidamente.

    La resistencia de unión de los límites de grano en un metal moldeado policristalino determina el límite de falla para un volante de inercia de metal fundido. Particularmente susceptible a la fatiga y al desarrollo de microfracturas es el aluminio, que puede ocurrir como resultado de un esfuerzo repetitivo de baja energía. Es posible que las fuerzas angulares puedan llevar a que las piezas de un volante de inercia de metal se desprendan por completo y reboten erráticamente alrededor del interior, o podrían hacer que esas porciones se doblen hacia afuera y comiencen a tirar del recipiente de contención exterior. El resto del volante está muy desequilibrado en este punto, lo que podría provocar la falla prematura de los rodamientos debido a la vibración y la fractura por choque abrupto de grandes porciones del volante.

    Los sistemas tradicionales de volante de inercia requieren el uso de tanques de contención robustos como medida de seguridad; Sin embargo, esto resulta en un aumento en la masa total del dispositivo. La energía que se libera cuando algo falla puede reducirse utilizando un líquido gelatinoso o encapsulado como revestimiento interno de la carcasa. Esto hará que el líquido hierva y absorba la energía que se libera cuando algo falla. A pesar de esto, muchos clientes de sistemas de almacenamiento de energía de volante de inercia a gran escala eligen tener los volantes enterrados en el suelo para evitar que cualquier material escape del recipiente de contención.

    Los dispositivos de almacenamiento de energía del volante de inercia que utilizan cojinetes mecánicos pueden perder entre el 20 y el 50 por ciento de su energía en el espacio de solo dos horas.

    Los volantes de inercia, cuando se instalan en automóviles, también cumplen la función de giroscopios, ya que el orden de magnitud de su momento angular es a menudo comparable al de las fuerzas que se ejercen sobre el vehículo en movimiento. Al girar o conducir sobre terrenos irregulares, este atributo puede ser perjudicial para las cualidades de manejo del vehículo; Conducir a lo largo de la ladera de una colina empinada puede hacer que las ruedas se levanten parcialmente del suelo mientras el volante lucha contra las fuerzas de inclinación lateral. Por otro lado, este rasgo se puede usar para mantener el automóvil equilibrado para evitar que se vuelque durante las curvas rápidas. Esto aseguraría que el vehículo no sería arrojado.

    Cuando un volante de inercia se utiliza solo para el impacto que tiene en la actitud de un vehículo, en lugar de para el almacenamiento de energía, nos referimos a ese tipo particular de volante de inercia como una rueda de respuesta o un giroscopio de momento de control.

    Al colocar el volante dentro de un conjunto de cardanes ajustado correctamente, la resistencia de la inclinación angular puede evitarse casi por completo. Esto permite que el volante mantenga su orientación original sin dañar el vehículo (consulte Propiedades de un giroscopio). Esto no elimina la complejidad causada por el bloqueo del cardán; Por lo tanto, se debe encontrar un equilibrio entre el número de cardanes y la cantidad de flexibilidad angular disponible.

    El eje que atraviesa el centro del volante funciona como un solo cardán, y si está alineado verticalmente, permite que el volante gire a través de 360 grados completos en un plano horizontal. Conducir cuesta arriba, por ejemplo, requiere un segundo cardán de paso, mientras que conducir por el lado de un terraplén empinado requiere un tercer cardán de balanceo. Ambos escenarios necesitan cardanes adicionales.

    Un cardán de movimiento libre dentro de un vehículo necesita un volumen esférico para que el volante gire libremente en el interior. El volante de inercia en sí puede ser de forma de anillo plano, pero el montaje en sí debe ser de un volumen esférico. Cuando se deja a su suerte, el volante giratorio de un vehículo se precesaría gradualmente en la dirección de rotación de la Tierra, y cesaría aún más en vehículos que viajan grandes distancias a través de la superficie esférica curva de la Tierra.

    Debido a la precesión, que ocurre cuando la Tierra gira, un cardán de movimiento completo presenta desafíos adicionales en términos de cómo transmitir potencia dentro y fuera del volante. Esto se debe a que el volante de inercia tiene la capacidad de girar completamente una vez al día. La libertad total de rotación necesitaría anillos colectores para que los conductores de potencia se coloquen alrededor de cada eje del cardán, lo que aumentaría aún más la complejidad del diseño.

    Para hacer un mejor uso del área disponible, es posible que el sistema de cardán tenga un diseño que restrinja su rango de movimiento, utilizando amortiguadores para amortiguar movimientos inesperados y rápidos dentro de un número determinado de grados de rotación angular fuera del plano utilizando amortiguadores, después de lo cual coercibiliza progresivamente el volante para que se ajuste a la orientación predominante del vehículo.

    Esto da como resultado una reducción en la cantidad de área disponible para el movimiento del cardán alrededor de un volante en forma de anillo, a un cilindro compacto con una pared más gruesa, que abarca, por ejemplo, ± 30 grados de inclinación y ± 30 grados de balanceo en todas las direcciones alrededor del volante.

    Tener dos volantes de inercia que están conectados entre sí y giran en direcciones opuestas al mismo tiempo es un método alternativo para resolver el problema. Tendrían un momento angular de 0 en total y no habría efecto giroscópico causado por ellos. Cuando hay una diferencia de impulso entre los dos volantes de inercia que no sea cero, la carcasa de los dos volantes mostrará el par. Este es uno de los problemas de este enfoque propuesto. Para garantizar que no haya cambios en la velocidad angular, es esencial que ambas ruedas continúen girando a la misma velocidad. Para usar un término más preciso, los dos volantes intentarían doblar el eje aplicando una tremenda cantidad de par en el punto central del sistema. Por

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