Комбінована електроводопостачальна вітроустановка з магнітоелектричним лінійним генератором зворотно-поступального руху - Автореферат

Раціональним рішенням може бути застосування комбінованої конструкції вітронасосної установки зворотно-поступального руху з магнітоелектричним лінійним генератором, що забезпечить принципові можливості її ефективного регулювання корисним електронавантаженням при збільшенні швидкості вітру та використання акумульованої енергії для приводу насоса від лінійної електричної машини у безвітряний період. Дотепер ще не розроблені науково-технічні принципи побудови комбінованих електроводопостачальних вітроустановок на базі магнітоелектричних лінійних генераторів і стандартного насосного обладнання, не встановлені енергетичні взаємозвязки між їх структурними елементами, не приділено достатньої уваги створенню енергоефективних рішень таких електромеханічних систем. Сформульовано нові принципи побудови електротехнічного комплексу комбінованої електроводопостачальної вітроустановки з використанням магнітоелектричного лінійного генератора зворотно-поступального руху, які полягають у розподіленні механічної енергії вітродвигуна на подачу води та генерування електроенергії, що дало змогу розширити функціональність таких систем та підвищити їх енергоефективність. Отримала подальший розвиток теорія побудови вітроенергетичних систем, відмінною рисою якої є встановлення закономірностей впливу процесу енергоперетворення в електротехнічному комплексі на базі магнітоелектричного лінійного генератора зворотно-поступального руху на енергоефективність комбінованої електроводопостачальної вітроустановки з урахуванням стохастичної зміни надходження енергії вітру та режимів електроводоспоживання, що дозволило підвищити енергоефективність системи. У друкованих працях, опублікованих у співавторстві, автором обґрунтовано перспективи дослідження комбінованої електроводопостачальної вітроустановки, визначено особливості її конструкції та принцип роботи, розроблено структурно-функціональну схему, проведено порівняльний аналіз основних типів вітронасосних установок [1, 2]; розроблено методику розрахунку параметрів магнітоелектричної лінійної машини зворотно-поступального руху, що дозволила створити економічну та технічно доцільну конструкцію магнітної системи, згідно якої виконано розрахунки та порівняння енергетичних характеристик двох типів циліндричних магнітоелектричних лінійних машин [3]; розроблено методику аналізу балансу потужностей структурних складових комбінованої електроводопостачальної вітроустановки та відповідну методиці стохастичну модель, згідно з якою проведено моделювання та виконані розрахунки, визначено коефіцієнт корисної дії [4, 5]; розроблено математичну модель і Simulink-програму для аналізу динамічних процесів і ефективності енергоперетворення в магнітоелектричному лінійному генераторі зворотно-поступального руху, відповідно до якої проведено числове моделювання [6, 7]; розроблено методику розрахунку тривалості безперервного живлення електроспоживачів від акумуляторних батарей та здійснено її аналіз [8]; проведено експериментальні дослідження трифазного магнітоелектричного лінійного генератора та порівняно отримані дані з розрахунковими [10]; розроблено конструктивні рішення та проведено їх опис [11, 12, 14, 17, 19, 21, 22, 23]; запропоновано ідею технічного рішення та проведено розробку її конструкції [13, 15, 16, 18, 20, 24, 25].У результаті узагальнення отриманої інформації запропоновано підвищити енергоефективність роботи вітронасосної установки із горизонтальною віссю обертання шляхом встановлення магнітоелектричного лінійного генератора зворотно-поступального руху між кривошипно-шатунним механізмом та обємним водяним насосом, що дозволить розширити її функціональність та підвищити ефективність використання механічної енергії вітродвигуна. Здійснивши розробку структурно-функціональної схеми комбінованої електроводопостачальної вітроустановки (КЕВВУ) з магнітоелектричним лінійним генератором (МЕЛГ) зворотно-поступального руху, удосконалено конструкцію вітронасосної установки та розширено її функціональність. У другому розділі "Обґрунтування принципів побудови комбінованої електроводопостачальної вітроустановки з магнітоелектричним лінійним генератором зворотно-поступального руху" запропоновано використання комбінованої електроводопостачальної вітроустановки з магнітоелектричним лінійним генератором зворотно-поступального руху для потреб селянських (фермерських) господарств, проведено дослідження енергетичних потоків та здійснено аналіз балансу потужностей структурних елементів КЕВВУ, обґрунтовано показники енергоефективності, розроблено модель функціонування КЕВВУ за умов стохастичного надходження енергії вітру, визначено принципи побудови електротехнічного комплексу КЕВВУ та розкрито особливості керування режимами електроводоспоживання. На підставі аналізу структурних елементів електротехнічного комплексу отримано математичний вираз балансу потужностей КЕВВУ, що описує взаємозвязок між основними параметрами потужності вітродвигуна та потужності електроспоживачів разом з параметрами обємного водяного н

Основний зміст