Магнітний мультиплікатор для вітроустановки потужністю 500 Вт
Автор: Зубчик Ірина Олександрівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У вступі описано проблематику перспективної на даний момент сфери енергетики, такої як вітроенергетика. Підвищення надійності та продуктивності вітроустановок, продовження терміну служби, зниження витрат на обслуговування та покращення масооб’ємних характеристик є основними перевагами застосування магнітних мультиплікаторів у порівнянні з традиційними рішеннями. Такий підхід відкриває шлях, до створення більш стійких, ефективних та екологічно чистих систем енергетики, які в подальшу будуть сприяти розвитку сталої енергетики та зменшенню впливу на навколишнє середовище. У першому розділі висвітлена доцільність використання мультиплікатора у вітрових установках, адже він виступає ключовим елементом, що впливає на ефективність та продуктивність вітроустановки. Порівняно два варіанти мультиплікаторів, механічний та магнітний. Механічні мультиплікатори під час використання у малопотужних вітроустановках, мають низку недоліків, які як зношування, втрати, точність, шум та габарити. Такі недоліки стають особливо помітними у малопотужних установках, де кожна складова має значення у загальній продуктивності. У цьому контексті використання магнітних мультиплікаторів представляє собою вигідну альтернативу. Вони краще представляють себе у надійності, менше зношуються, економічно вигідніше. Підхід використання магнітного мультиплікатора, має потенціал покращити технічні показники вітроустановок у порівнянні з традиційними механічними системами. Також у першому розділі представлено історію створення магнітних мультиплікаторів. На початковій стадії розробки магнітного мультиплікатора, конструкція була безпосередньо похідною від існуючих механічних шестерень. Основною концепцією була заміна зубців і пазів механічних шестерень на північний та південний полюси постійних магнітів [1]. У подальшому конструкції почали удосконалювати, та створили перший патент [2]. У 1968 році, Мартін-молодший запропонував повну систему магнітного мультиплікатора, у якій два з трьох обертових циліндрів мали безліч постійних магнітів [3]. Вподальшому Лейнг у 1972 році оптимізував конструкцію [4]. На початку вісімдесятих років минулого століття, після появи неодим-залізо-бор постійних магнітів, вчені повернулися до досліджень. Натхненні винаходом високопродуктивних постійних магнітів, вони запропонували нові топології магнітних мультиплікаторів, і досягли успіху [5]. Хотілося б виділити, кілька успішних типологій магнітних мультиплікаторів, таких як концентричні, гармонічні та планетарні [6]. Кожна з них має свої плюси та мінуси, але це заставляє задуматися про їхнє покращення та удосконалення. У другому розділі наведено магнітний розрахунок магнітного мультиплікатора. Проведено порівняльний аналіз чотирьох варіантів конструкції магнітного мультиплікатора, що відрізняються розмірами активної частини. У третьому розділі описано конструкцію магнітного мультиплікатора. Ключові елементи конструкції: швидкохідний та тихохідний ротори, корпус мультиплікатора, вал, підшипники та модулятор. Описано технічні можливості використання 3D друку під час створення конструкції модулятора. Адже, перехід від традиційних методів виготовлення до використання передових технологій 3D друку відкриває широкі можливості для оптимізації конструкції та покращення функціонування магнітних мультиплікаторів. Наведено основні матеріали, які використовують під час 3D друку, та наведений найкращий варіант після порівняння. Об’єкт дослідження: магнітні процеси перетворення показників обертового руху. Предмет дослідження: алгоритми, методики розрахунку, що призначені для проєктування магнітних мультиплікаторів для вітроустановки потужністю 500 Вт. Мета дослідження: створення магнітного мультиплікатора для вітроустановки потужністю 500 Вт. Для досягнення поставленої мети дослідження було вирішено такі задачі: 1. Дослідження літератури про магнітний мультиплікатор. 2. Обґрунтування прийнятих рішень. 3. Магнітний розрахунок магнітного регулятора, визначення основних розмірів, оцінка результатів. 4. Опис та особливості створення конструкції. 5. Креслення загального виду вітроустановки з магнітним мультиплікатором 500 Вт. Ключові слова: вітроустановка, магнітний мультиплікатор, тихохідний ротор, швидкохідний ротор, модулятор. Перелік використаних літературних джерел: 1. Neves, C. G. C., Flores, A. F., Figueiredo, D. L. & Nunes, A.S. 2014. Magnetic gear: A review. 2014 11th IEEE/IAS International Conference on Industry Applications, 1-6. 2. Neuland, A. H. 1916. Apparatus for transmitting power. U.S. Patent 1 171 351. Retrieved from https://www.google. com/patents/US1171351. 3. Martin Jr, T.B. 1968. Magnetic transmission. U.S. Patent 3378710. 4. Laing, N. 1972. Magnetic transmission. U.S. Patent 3645650. 5. Atallah, K. & Howe, D. 2001. A novel high-performance magnetic gear. IEEE Transactions on Magnetics 37(4): 2844-2846. 6. Jurnal Kejuruteraan SI 1(7) 2018: 49-56 Development of Magnetic Gears: A Review. (Pembangunan Gear Magentik: Satu Ulasan)