+7(996)961-96-66
+7(964)869-96-66
+7(996)961-96-66
Заказать помощь

Курсовая работа на тему Современные маховичные накопители энергии и их параметры Перспективы развития маховичных двигателей 2

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ:

Предмет:
ДЕТАЛИ МАШИН
Тема:
Современные маховичные накопители энергии и их параметры Перспективы развития маховичных двигателей 2
Тип:
Курсовая работа
Объем:
34 с.
Дата:
30.05.2017
Идентификатор:
idr_1909__0002576
ЦЕНА:
510 руб.

408
руб.
Внимание!!!
Ниже представлен фрагмент данной работы для ознакомления.
Вы можете купить данную работу прямо сейчас!
Просто нажмите кнопку "Купить" справа.

Оплата онлайн возможна с Яндекс.Кошелька, с банковской карты или со счета мобильного телефона (выберите, пожалуйста).
ЕСЛИ такие варианты Вам не удобны - Отправьте нам запрос данной работы, указав свой электронный адрес.
Мы оперативно ответим и предложим Вам более 20 способов оплаты.
Все подробности можно будет обсудить по электронной почте, или в Viber, WhatsApp и т.п.
 

Современные маховичные накопители энергии и их параметры Перспективы развития маховичных двигателей 2 - работа из нашего списка "ГОТОВЫЕ РАБОТЫ". Мы помогли с ее выполнением и она была сдана на Отлично! Работа абсолютно эксклюзивная, нигде в Интернете не засвечена и Вашим преподавателям точно не знакома! Если Вы ищете уникальную, грамотно выполненную курсовую работу, курсовую, реферат и т.п. - Вы можете получить их на нашем ресурсе.
Вы можете заказать курсовую Современные маховичные накопители энергии и их параметры Перспективы развития маховичных двигателей 2 у нас, написав на адрес ready@referatshop.ru.
Обращаем ваше внимание на то, что скачать курсовую Современные маховичные накопители энергии и их параметры Перспективы развития маховичных двигателей 2 по предмету ДЕТАЛИ МАШИН с сайта нельзя! Здесь представлено лишь несколько первых страниц и содержание этой эксклюзивной работы - для ознакомления. Если Вы хотите получить курсовую Современные маховичные накопители энергии и их параметры Перспективы развития маховичных двигателей 2 (предмет - ДЕТАЛИ МАШИН) - пишите.

Фрагмент работы:





Тема: «Современные маховичные накопители энергии и их параметры. Перспективы развития маховичных двигателей.»
Содержание


Введение 3
1. Характеристики и сферы применения маховичных накопителей энергии 4
2. Маховичные накопители за рубежом 11
3. Супермаховик 22
Заключение 31
Список используемой литературы 32
Введение
Разработки маховичных накопителей в России пока находятся в зачаточном состоянии, точнее еще не созданы промышленные и широко внедряемые образцы маховичных накопителей энергии. Большую работу в этом направлении проделал доктор технических наук Нурбей Владимирович Гулиа. Он уже несколько десятков лет рекламирует накопление энергии в маховиках. В самом деле, прочность и упругость следуют в конечном счёте из примерно таких же межатомных взаимодействий, которыми обеспечены и химические реакции. Соответственно механическим способом можно накопить в единице массы примерно столько же энергии, сколько и химически. А мёртвой – не накапливающей энергию, а только обеспечивающей её преобразование – массы в маховиках куда меньше, чем, например, в аккумуляторах. За эти десятки лет Гулиа изобрёл множество усовершенствований, обеспечивающих высокую ёмкость и безопасность конструкции. Например, маховик из тонкой и высокопрочной стальной ленты не только накапливает в несколько раз больше энергии, чем заметно менее прочный литой. Он ещё и сам тормозится при разрыве ленты – освободившийся её конец трётся о кожух. А маховик из сверхпрочных стеклянных или синтетических волокон не только рекордно энергоёмок. Он при аварии разлетается на кусочки столь мелкие, что они не могут пробить даже очень тонкую защитную оболочку.
Не так давно Туманов И.М., Корженков М.Г., Голиков В.А. разработали математическую модель электроэнергетической установки с маховичным накопителем энергии [7, с.87]. Общеизвестно, что энергия каждого килограмма маховика зависит от его формы и прочности. Если сравнивать вышеуказанные типы маховиков по этим критериям, то сразу отпадает маховик в виде диска с отверстием как наиболее неэффективный. Как правило, это малая прочность материала, из которого он обычно изготавливается, т.е. стальные поковки или отливки. А крупные отливки или поковки даже из лучших сортов стали не слишком прочны. В таких изделиях невозможно избежать мельчайших дефектов, сильно уменьшающих прочность всего маховика. Чем прочнее литой или кованый маховик, тем опаснее его разрыв, если он приключится, и тем больший запас прочности понадобится.
1. Характеристики и сферы применения маховичных накопителей энергии

С развитием технологического процесса в современном обществе возникает проблема получения энергии. В связи с этим появляется потребность в различных накопителях энергии. На данный момент в их качестве могут быть использованы различные элементы: начиная от элементарной энергии деревянных дров и бензина до различных видов батарей (как традиционные химические, так и сверхпроводящие магнитные хранители энергии).
Для нового скачка в развитии энергетики необходимо не совершенствовать уже имеющие накопители энергии, такие как электрохимические батареи, а создавать новые методы, например механические [1, с.87]. К ним можно отнести так называемые статические и динамические механические накопители энергии.
Статический аккумулятор хранит накопленную энергию в статике, в неподвижном состоянии. Но у таких аккумуляторов весьма малая накопляемая удельная энергия.
Вопреки этому статические аккумуляторы обеспечили себе прочное место во многих машинах и механизмах, так как они обладают такими свойствами – высоким КПД, стабильностью накопляемой энергии и долговечностью.
Технология накопления энергии при помощи маховика является наиболее простым и крайне перспективным методом. Маховик – это вращающийся цилиндрический предмет, как правило, значительной массы, основная цель которого заключается в хранении энергии или увеличение момент инерции данной системы. Маховичный аккумулятор перспективен тем, что: во-первых, маховики способны моментально набирать колоссальные мощности; во-вторых они очень надежные, долговечные, экономичные (маховик имеет высокое КПД, единственный из аккумуляторов способный с большой эффективностью использовать механичную энергию на спусках и при торможении); в-третьих, они экологически безопасны, что в наше время очень актуально [2, с. 89]. При достаточно быстром вращении маховик может накапливать кинетическую энергию, которую легко не только наращивать, но и использовать, превратив маховик в электромеханический аккумулятор.
В настоящее время нет накопительных систем более экономичных, чем АБ. Однако исследования последних лет показывают, что должным образом спроектированный маховичный накопитель будет конкурентоспособным не только по отношению к существующим АБ, но и к разрабатываемым, если накопитель будет выполнять одновременно роль преобразователя постоянного тока низкого напряжения в переменный более высокого напряжения.
Использование маховичных накопителей энергии в КА обосновано тем, что в качестве основного источника питания на КА используются СБ. Маховики позволяют реализовать высокие значения удельной мощности, как в режиме заряда, так и разряда, количество циклов при этом определяется только ресурсом используемых подшипников.
Маховичные накопители выполняются взаимно компенсирующими парами и разгоняются или тормозятся синхронно, обеспечивая снабжение энергией и вырабатывая сравнительно малые остаточные векторы управляющих моментов. Управляющие гироскопы-накопители энергии работают в циклическом режиме между максимальным и минимальным моментом (кинетическим), вырабатывая управляющие моменты аналогично обычным управляющим гироскопам Максимальный кинетический момент определяется требованием по обеспечению электроэнергией, а минимальный соответствует требованиям эффективного управления. Электронная аппаратура обеспечивает преобразование и регулирование электроэнергии, а также работу маховичных накопителей в различных режимах.
В настоящее время в зависимости от класса КА применяются или проектируются следующие виды бортовых энергетических установок; аккумуляторные батареи (АБ), топливные элементы, панели солнечных элементов с АБ, солнечные концентраторы, радиоизотопные генераторы и другие установки. Если программой полета предусматривается проведение нескольких разнесенных во времени и напряжённых по ёмкости сеансов, то для этого может быть использована серебряно-цинковая АБ, обладающая большой удельной энергией. Наибольшие же по ёмкости, но частые сеансы могут обеспечиваться никель-кадмиевой АБ, основное преимущество которой – большое количество зарядно-разрядных циклов (до 2000).
Бортовая энергетическая установка включает в себя основной и вспомогательный источник энергии и преобразователи электрической энергии, зарядные и разрядные устройства для АБ, устройства защиты и коммутации. Основной источник обеспечивает электропитание при средней мощности, а вспомогательный-при пиковых нагрузках. Для нормального функционирования источников энергии необходимо согласовать режим первичного источника, а также предусмотреть изменение напряжения на выходе АБ.
Масса АБ определяется расчетной энергоемкостью, а их ресурс уменьшается с увеличением глубины разряда и скорости заряда-разряда. Для увеличения ресурса АБ уменьшают глубину разряда, что приводит к увеличению ее массы до 30..40% суммарной массы СЭП. Кроме того, для обеспечения стабильности характеристик АБ необходимо их термостати-рование [7, с.87].
Идеальным накопителем можно считать устройство, позволяющее разделить во времени процессы выработки и потребления энергии, имеющие высокий КПД и вступающее в работу мгновенно. Использование накопителя энергии позволит удовлетворить потребность КА в маневренной мощности для покрытия пиков нагрузки, компенсировать ее кратковременные изменения. Это первая часть задач, решаемых с помощью накопителя. Вторая важная часть – повышение статической и динамической устойчивости также решается с помощью накопителей.
Инерционные накопители инвариантны к месту установки и в силу большой удельной энергоемкости компактны. Время реверса мощности определяется возможностью перевода разгонного двигателя накопителя в режим генератора (и наоборот) и составляет десятые доли секунды. Уже существуют установки энергоемкостью до 109 Дж (0,25 МВт-ч) при КПД до 85%. Первоначально в качестве бортовых энергоустановок использовались комбинации панелей солнечных элементов с серебряноцинковыми АБ. Однако из-за необходимости увеличения сроков службы КА (увеличения количества разрядно-зарядных циклов) в СЭП стали Применять никель-кадмиевые АБ, например, на КА “Скайлеб” (США). В некоторых случаях оказывается целесообразным применение на одном КА различных АБ.
При проектировании и исследовании маховиков массовую энергоемкость системы зачастую неверно характеризуют отношением энергии, запасаемой на режиме предельно возможной угловой скорости, к массе одного лишь маховика. Это отношение можно довольно просто рассчитать или определить экспериментально по результатам разгонных испытаний маховиков. Однако в практике разработки и оценки маховичных систем его целесообразно применять лишь для сопоставления разных по конструкции маховиков.
Маховики классифицируют по их массовой энергоемкости. Хотя единого соглашения об уровнях, соответствующих низкой, средней и высокой энергоемкости, нет, все же можно дать им следующие оценки: а) низкая массовая энергоемкость – менее 10 Вт-ч/кг (36 кДж/кг); б) средняя массовая энергоемкость– от 10 до 25 Вт-ч/кг (36– 90 кДж/кг); в) высокая массовая энергоемкость – выше 25 Вт-ч/кг (90 кДж/кг).
Поскольку эти оценки обычно относят только к маховику, они определяют, по существу, максимальное эксплуатационное значение массовой энергоемкости маховика.
Отсутствие побочных выделений при работе, неограниченная глубина разряда, способность автоматически переходить с режима генерирования на режим аккумулирования энергии, стабильность эксплуатационных характеристик в широком диапазоне температур объясняет широкий интерес к использованию маховиков в составе СЭП КА.
Создание высокопрочных материалов и опор обусловило возникновение предпосылки для создания перспективных инерционных аккумуляторов энергии. В общем случае под «инерционным» («динамическим») аккумулятором энергии понимается устройство, накапливающее ее во вращающейся массе. Из этого определения следует, что инерционный аккумулятор содержит тело вращения, обладающее значительным моментом инерции– маховик, и систему для подвода и отведения энергии – трансмиссию. Маховик разгоняется путем подключения к источнику энергии, после отключения, от которого накопленная энергия сохраняется длительное время и при необходимости используется.
Таким образом, инерционный накопитель можн