УДК 621.314

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ДЕМПФИРУЮЩИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Башенев Максим Игоревич1, Дорофеев Андрей Олегович2, Гумерова Марина Булатовна3, Вавилов Вячеслав Евгеньевич4
1Уфимский государственный авиационный технический университет, студент
2Уфимский государственный авиационный технический университет, студент
3Уфимский государственный авиационный технический университет, кандидат технических наук
4Уфимский государственный авиационный технический университет, кандидат технических наук

Аннотация
В данной статье рассмотрено преобразование электрической энергии с помощью электродинамического демпфирующего преобразователя, а так же произведен обзор конструкции и разработок.

Ключевые слова: демпфирующий преобразователь, энергия


ELECTRODYNAMIC DAMPER TRANSFORMER

Bashenev Maxim Igorevich1, Dorofeev Andrey Olegovich2, Gumerova Marina Bulatovna3, Vavilov Viacheslav Evgenievich4
1Ufa state aviation technical university, student
2Ufa state aviation technical university, student
3Ufa state aviation technical university, candidate of technical science
4Ufa state aviation technical university, candidate of technical science

Abstract
This article describes transformation of electric energy by electrodynamic damper transformer, as well as performed a review of construction and developments.

Библиографическая ссылка на статью:
Башенев М.И., Дорофеев А.О., Гумерова М.Б., Вавилов В.Е. Электродинамические демпфирующие преобразователи // Современная техника и технологии. 2015. № 8 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/08/7736 (дата обращения: 28.05.2017).

Использование вторичных источников энергии в XXI веке является одним из самых важных направлений в энергетике. Один из видов вторичных источников энергии это электродинамический демпфирующий преобразователь (ЭДП). ЭДП можно использовать во многих отраслях промышленности, в частности в амортизационных и других системах с ударной нагрузкой для гашения вредных механических колебаний. Также ЭДП можно применить в качестве электродинамических тормозов и нагрузочных машин. ЭДП получили широкое распространение благодаря их надежности, бесшумности работы из-за отсутствия трущихся частей, простоте конструкции, высокой удельной энергоемкости, долговечности работы, большим значениям демпфирующих сил.

ЭДП имеют преимущества над другими типами энергопоглощающих элементов: свойства рабочей жидкости гидравлических демпферов зависят от температуры, возможна ее утечка; пружинные механизмы имеют невысокие удельные характеристики.

Однако, во многих случаях использование контактных демпферов может привести к аварии, так как при сильном ударе механический контакт между источником колебаний и демпфирующим элементом нарушается, что приводит к разрушению всей системы.

В данной статье рассматривается преобразование механической энергии колебания электродинамического демпфирующего элемента в тепловую энергию, например, для обогрева оборудования, или в электрическую энергию для питания цепи собственных нужд. Механическая энергия, переносимая в демпфер, как правило, теряется. В таких условиях было бы весьма желательно иметь усовершенствованное устройство, усовершенствованную конструкцию или систему, которую можно было бы подключать к источнику механической вибрации и генерировать при этом полезную энергию.

Таким устройством является энергоемкий демпфер-генератор, работающий на основе бесконтактных элементов (БЭ), между которыми установлена магнитная связь, и состоящий из постоянных магнитов, установленных с зазором одноименных полюсов. На поверхности магнитов выполняются короткозамкнутые контуры, основной задачей которых является демпфирование вихревых токов, а также преобразования энергии колебаний в электрическую энергию. Предварительный математический анализ позволил разработать упрощенную математическую модель сил взаимодействия в БЭ. Упрощенная математическая модель сил разработана с помощью метода эквивалентного соленоида. Расчет силы взаимодействия в БЭ осуществляется прямым интегрированием. Допущение об однородности намагниченности постоянных магнитов позволяет рассчитывать силы взаимодействия как поверхностные интегралы. Силы взаимодействия определяются как двойной интеграл от осевой составляющей магнитной индукции. При этом начало оси координат помещается в центре осевого воздушного зазора. В качестве материала постоянных магнитов принимается NdFeB 33SH с осевым направлением намагниченности. Постоянные магниты имеют следующие геометрические параметры: диаметр внешнего кольца 35мм, осевая длина 3мм, толщина 5мм. На основе зависимости осевой составляющей силы от величины воздушного зазора проведен анализ, который показал, что силы взаимодействия элемента с бесконтактной магнитной связью имеют максимальное значение при определенной величине воздушного зазора. Значит, максимум демпфирования в элементе с бесконтактной магнитной связью обнаруживается не при минимуме расстояния между магнитами, что в свою очередь повышает надежность конструкции. Так же для необходимых нужд в элементе с бесконтактной магнитной связью можно достигнуть значительного демпфирования и значительной жесткости.

Таким образом, применение элементов с бесконтактной магнитной связью в медицинской, химической, транспортной и нефтегазовой промышленности способствует улучшению надежности систем в целом, делает демпферы экономически рентабельными и улучшает энергоэффективность промышленного оборудования, так как при эксплуатации электродинамических демпфирующих преобразователей возможно преобразовывать энергию вибраций в полезную электрическую энергию.

Разработкой энергоёмкого демпфера-генератора энергии на основе элементов с бесконтактной магнитной связью (ЭДН ЭБМС) занимается кафедра электромеханики УГАТУ. Осуществляется разработка конструкции ЭДН ЭБМС, средств совместимости ЭДН ЭБМС с техническими системами, алгоритмов контроля технического состояния ЭДН ЭБМС, практических рекомендация для промышленной реализации ЭДН ЭБМС.


Библиографический список
  1. Саттаров Р.Р. Теория демпфирующих электромеханических преобразователей с распределенной вторичной средой. Москва, 2010
  2. Саттаров Р.Р., Хайруллин И.Х., Исмагилов Ф.Р., Гумерова М.Б. Исследование электромагнитных процессов в двухроторном демпфирующем элементе//Вестник Саратовского государственного университета.2011.Том 2, номер 1


Все статьи автора «Башенев Максим Игоревич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: