Математическое моделирование функционирования энергетической установки колебательного типа

• Автор: Петров, Герман Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень условных обозначений

Введение
1 Анализ проблем энергообеспечения удаленных объектов. Постановка задачи на исследование

1.1 Анализ существующих проблем энергообеспечения удаленных объектов

1.2 Анализ характеристик альтернативных источников электроэнергии

1.3 Анализ ветроэнергетических установок

1.3.1 Ветроустановки с горизонтальной осью

1.3.2 Ветроустановки с вертикальной осью

1.4 Анализ математических моделей современных ветроэнергетических установок. Постановка задачи на исследование
1.5 Выводы по 1 разделу
2 Разработка и исследование математической модели энергетической установки колебательного типа
2.1 Разработка кинематической схемы ЭУ КТ
2.2 Математическая модель ЭУ колебательного типа
2.3 Исследование математической модели ЭУ КТ
2.4 Методы повышения энергоотдачи разрабатываемой энергоустановки
2.4.1 Метод повышения энергоотдачи, основанный на вычислении оптимального угла отклонения основной балки от среднего положения
2.4.2 Метод повышения энергоотдачи, основанный на вычислении оптимальной длины основной балки установки
2.5 Метод обеспечения устойчивых колебаний ЭУ КТ

2.6 Методика определения оптимальных параметров элементов конструкции ЭУ КТ
2.7 Выводы по разделу
3 Реализация методов повышения энергоотдачи и устойчивого
функционирования установки колебательного типа. Оценка эффективности применения в системах электроснабжения удаленных объектов
3.1 Разработка системы, реализующей методы повышения энергоотдачи и устойчивого функционирования энергетической установки колебательного типа
3.2 Методы повышения КПД энергоустановки колебательного типа
3.2.1 Анализ математической модели исполнительных механизмов
3.2.2 Исследование устойчивости исполнительных механизмов
3.3. Разработка алгоритмов комплекса проблемно-ориентированных программ
3.4. Оценка эффективности системы электроснабжения, дополненной энергоустановкой колебательного типа
3.5 Практические рекомендации по размещению установок колебательного типа и реализации методов повышения их эффективности
3.6 Выводы по разделу
Заключение
Список использованных источников

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ВИЗ — возобновляемые источники энергии ВЭУ - ветроэнергетическая установка ИМ - исполнительный механизм КПД - коэффициент полезного действия КПОП — комплекс проблемно-ориентированных программ КУ - командное устройство ММ - математическая модель МПК - механизм преобразования колебаний МПЛ - механизм переключения поворотных лопаток РЭ - релейный элемент
СЭУ КТ - система, реализующая разработанные методы повышения энергоотдачи и устойчивого функционирования энергоустановки
колебательного типа
1ПИП-Д - система широтно-импульсный преобразователь-
электродвигатель
ЭДС - электродвижущая сила
ЗУ КТ - энергетическая установка колебательного типа

- автоматизировать настройку параметров энергоустановки при случайных изменениях внешних условий;
- минимизировать энергию, затрачиваемую на обеспечение функционирования ЭУ КТ W3ATP min.
При разработке ММ были сделаны допущения:
- скорость потока, нагрузка энергоустановки, направление потока не меняются в течение периода колебаний;
- силы трения в узлах энергоустановки не учитываются [42];
- поворотные лопатки в закрытом состоянии образуют сплошную поверхность [65].
Для построения математической модели ЭУ колебательного типа рассмотрим рисунок 2.4, представляющий собой вид сверху на
энергоустановку.
V в — скорость потока, С0В - угловая частота вращения элементов конструкции, Я - половина длины поперечной балки, ср - текущий угол отклонения ОСНОВНОЙ балки ОТ среднего положения, фпер — угол отклонения балки, при котором происходит переключение поворотных лопаток, фтах _ максимальный угол отклонения балки
Рисунок 2.4 - Вид сверху на энергетическую установку колебательного типа Перемещение элементов ЭУ колебательного типа подчиняется второму закону Ньютона для вращательного движения [47]: