Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0120

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0120
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)"
Название доклада
Разработка экспериментального образца обратимой электрической машины возвратно-поступательного действия мощностью 10-20 кВт для тяжелых условий эксплуатации
Докладчик
Лежнев Лев Юрьевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цели ПНИ:
Разработка новых методических и конструктивных решений в области создания энергоэффективных электрических машин возвратно-поступательного действия (ЭМВПД) мощностью 10-20 кВт, имеющих модульную конструкцию и предназначенных для генерации электрической энергии и привода механизмов в агрессивной среде в составе автономных энергоустановок.
Изготовление и проведение экспериментальных исследований экспериментального образца электрической машины возвратно-поступательного действия.
Задачи ПНИ:
- проведение аналитических и теоретических исследований в области создания электрических машин возвратно-поступательного действия;
- разработка математической модели электрической машины возвратно-поступательного действия;
- разработка конструкции и создание экспериментального образца электрической машины возвратно-поступательного действия;
- разработка конструкции и создание стенда для исследования особенностей работы и доводки экспериментального образца электрической машины возвратно-поступательного действия;
- проведение исследовательских испытаний экспериментального образца электрической машины возвратно-поступательного действия;
- проведение сравнительного анализа результатов испытаний и моделирования макета электрической машины возвратно-поступательного действия;
- разработка проекта технического задания на проведение ОКР по теме: «Разработка опытного образца энергоэффективной электрической машины возвратно-поступательного действия мощностью 10-20 кВт, предназначенной для генерации электрической энергии и привода механизмов в агрессивной среде в составе автономных энергоустановок».
Актуальность и новизна исследования
Использование в качестве электромеханического преобразователя энергии в силовых установках на базе свободнопоршневых двигателей для нужд малой энергетики, выработки электричества от волнения поверхности воды, в качестве привода насоса, для гибридного транспорта перспективным является создание обратимой электрической машины возвратно-поступательного действия. Ее применение позволяет существенно улучшить эффективность и экологичность получения электрической энергии.
Большую научную ценность представляют разработка подхода к выбору конструкции, используемым материалам и алгоритма управления разрабатываемой электрической машины, создание методики расчета и проектирования электрических машин данного типа, а также математических моделей электрической машины как в переходных, так и стационарных режимах работы.
Описание исследования

В ходе выполнения проекта выполнен комплекс исследований по созданию экспериментального образца электрической машины возвратно-поступательного действия, включающий в себя:

1) аналитические и патентные исследования по тематике проекта;

2) математическое моделирование и расчетные исследования по определению технических параметров разрабатываемого образца;

3) разработаны алгоритмы управления экспериментальным образцом, а также выполнена их программно-аппаратная реализация;

4)разработан и изготовлен экспериментальный образец электрической машины возвратно-поступательного действия;

5) разработан и изготовлен испытательный стенд для проведения экспериментальных исследований экспериментального образца электрической машины возвратно-поступательного действия;

6) разработаны Программа и методики экспериментальных исследований экспериментального образца электрической машины возвратно-поступательного действия.

7) проведены экспериментальные исследования экспериментального образца электрической машины возвратно-поступательного действия, в том числе определены:

а) генерируемая мощность;

б) создаваемое электромагнитное усилие на трансляторе;

в) КПД в двигательном и генераторном режимах;

г) температурные параметры;

8) выполнена корректировка математической модели электрической машины, а также технической документации на экспериментальный образец;

9) изготовлен и испытан экспериментальный образец электрической машины возвратно-поступательного действия, доработанный по результатам экспериментальных исследований;

10) проведены мероприятия по оценке перспективы коммерциализации разработанной научно-технической продукции.

Результаты исследования

Разработанный образец электрической машины возвратно-поступательного действия обладает следующими характеристиками:

- электрическая мощность: 11 кВт;

- КПД в номинальном режиме: 83,5 %;

- продолжительное усилие на трансляторе: 1500 Н;

- номинальный ход транслятора: 80 мм;

- максимальная скорость перемещения транслятора: 9 м/с;

- геометрические размеры: 720х260х150 мм;

- тип: плоская двухстаторная;

- рабочая температура: до 150 ˚С.

Практическая значимость исследования
Результаты научно-исследовательской работы могут быть использованы в дальнейших исследованиях и разработках в области создания современных электрических машин возвратно-поступательного действия.
Разработанные в результате данной научно-исследовательской работы методы проектирования электрических машин возвратно-поступательного действия могут быть в дальнейшем использованы при разработке высокоэффективных устройств генерации электрической энергии в микроэнергетике. Так же результаты ПНИ могут быть использованы в научно-образовательном процессе в средних образовательных учреждениях с математическим и техническим уклоном, в профильных ВУЗах, а так же при создании электронных научных библиотек и электронных научных фондов.
Научно-технические результаты, в том числе проект технического задания может быть использован для формирования тематик и выполнения ОКР по разработке и созданию перспективных энергоэффективных систем получения электрической энергии из углеводородных топлив.
Внедрение разрабатываемого экспериментального образца электрической машины возвратно-поступательного действия на стационарных объектах генерации электроэнергии в микроэнергетике, а так же на автомобильном транспорте позволит повысить эффективность выработки электроэнергии.