Das Magnetlager stabilisiert den Rotor radial passiv durch permanentmagnetische Kräfte, die auch die Tragkraft aufbringen. In axialer Richtung wird der Rotor aktiv quasi leistungslos elektromagnetisch um einen instabilen Gleichgewichtspunkt geregelt. Minimale Lagerverluste und geringe Leistungsaufnahme prädestinieren permanentmagnetische Lager für stationäre Schwungräder. Außerdem zeichnet sich diese Lagerung durch einen geringen Betriebsaufwand an Regelelektronik aus und benötigt keine Kühl- oder Schmiermittel. Der erprobte Anwendungsbereich radial passiver Magnetlager wird durch den Stabilitätsnachweis mit dem Schwungrad in Bezug auf größere Massen und Trägheitsmomente und stärkere Antriebe und generatorische Leistungen erweitert.

Der Schwungradspeicher besteht aus einer Kohlefaserverbundscheibe mit angeflanschter Motorwelle. Der Rotor wird über eine permanentmagnetisch erregte Synchronmaschine angetrieben und zum Entladen generatorisch abgebremst. Ein einfaches Motorkonzept mit Innenläufer ermöglicht passive Kühlung.

In dem Schwungradspeicher werden 630 Wh bei Nenndrehzahl (40.000 UpM) gespeichert. Das Schwungrad wurde bis zu einer maximalen Drehzahl von 33.000 UpM getestet. Die Motorverluste im Leerlauf bewirken, daß die Speicherhalbwertszeit von Schwungrädern geringer ist als von chemischen Batterien. Leistungsaufnahme und Abgabe von Schwungradspeichern bezogen auf die gespeicherte Energie sind wesentlich größer als die von chemischen Speichern, so daß kurze Ladezeiten und die Entnahme der Energie in sehr kurzer Zeit ermöglicht werden. Der Schwungradspeicher ist deswegen weniger als Langzeitenergiespeicher, sondern eher als Speicher zur Aufnahme und Bereitstellung großer Leistungen mit gutem Wirkungsgrad, kurzer Zyklenzeit und langer Zyklenlebensdauer geeignet. Der Einsatz von Schwungrädern als Langzeitspeicher setzt eine elektrische Maschine mit geringen Leerlaufverlusten voraus, während für das Schwungrad dieser Arbeit ein Generator mit ständiger Sofortbereitschaft gewählt wurde. Ein vorteilhafter Einsatz findet sich als Überbrückungsspeicher in Anlagen zur unterbrechungslosen Stromversorgung. Eine Abschätzung der Kräfte in einem Fahrzeug zeigt, daß permanentmagnetische Lager auch für kleine mobile Schwungräder entwickelt werden können. Schwungräder mit diesem Lagersystem könnten somit als Bremsenergierückgewinnungsspeicher Batterien in Elektrofahrzeugen ergänzen. Dafür ist insbesondere auch die Entwicklung eines Sicherheitscontainments mit geringer Masse notwendig, um die spezifische Energiedichte des Schwungradspeichers zu vergrößern.

Mit dem Nachweis der Eignung von partiell passiven Magnetlagern für Schwungräder wird der Weg für weitere Entwicklungen hochtouriger Rotoren und mechanischer Energiespeicher geöffnet. Das permanentmagnetische Lagersystem wird in Licht- und Teilchenstrahlchoppern, Turbomolekularpumpen und anderen Maschinen benutzt und könnte vorteilhaft zusammen mit einer leistungsstarken Maschine außer in Schwungrädern unter anderem beispielsweise auch in Gasexpandern, Turbogebläsen, Hochgeschwindigkeitsgeneratoren und Analysezentrifugen eingesetzt werden.