Неисправности маховика двигателя и их устранение

Сложные маневры, езда с невыключенным сцеплением, старт на повышенной передаче… Все это способствует тому, что рано или поздно зубья и прилегающая поверхность маховика изнашиваются, заявляя о себе вибрацией, пробуксовыванием и странным шумом. Выход из строя многофункционального ведущего диска чреват не только дискомфортом во время движения, но и аварийными ситуациями. Как же грамотно решить проблему?

Сложные маневры, езда с невыключенным сцеплением, старт на повышенной передаче… Все это способствует тому, что рано или поздно зубья и прилегающая поверхность маховика изнашиваются, заявляя о себе вибрацией, пробуксовыванием и странным шумом. Выход из строя многофункционального ведущего диска чреват не только дискомфортом во время движения, но и аварийными ситуациями. Как же грамотно решить проблему?

Главная причина дефектов маховика – неправильная эксплуатация автомобиля

Для чего автомобилю маховик

Диск диаметром 30-40 см с характерными зубьями расположен на конце коленвала мотора, а второй стороной крепится к корзине сцепления. В конструкции транспортного средства он выполняет сразу несколько функций:

• запускает двигатель со стартера;
• отвечает за равномерное вращение коленвала;
• передает крутящий момент коробке передач;
• снижает пульсацию во вращающемся моменте.

ТОП-4 неисправностей маховика

1. Износ зубчатого венца. О сколах или отсутствии нескольких зубцов расскажут стуки при включении стартера, «буксование». Решить проблему помогает установка новой комплектующей.

Причина сколов на зубьях маховика – естественный износ или попадание в картер посторонних предметов

2. Биение. Если на малых оборотах появляется мелкая вибрация, вероятно, вышел из строя механизм сцепления или во время текущего ремонта ведущий диск установили неточно. Исправить ситуацию помогает центровка детали в сборке с механизмом сцепления. Если, конечно, причиной не стал естественный износ: в этом случае без замены комплектующей не обойтись.

3. Износ прилегающей поверхности. Риски и задиры возникают, как правило, на фоне некорректной работы механизма сцепления. Если степень износа не критична, избавиться от вибраций, пробуксовывания и шумной работы из-за проскальзывания ведомого диска можно путем регулировки узла. В остальных случаях – только замена.

4. Дефекты на прилегающей поверхности диска под коленчатым валом. При длительной эксплуатации автомобиля они неминуемы, поэтому выход один: купить новую деталь.

Опасность ситуации в том, что незначительные дефекты запчасти не выводят автомобиль из строя: он по-прежнему ездит, хоть и «возмущается» по этому поводу шумом при включении стартера, нехарактерной вибрацией и пробуксовыванием. Рано или поздно эксплуатация такой комплектующей, исчерпавшей свой ресурс, приведет либо к поломкам в системе трансмиссии, либо к быстрому износу мотора. Не говоря уже о том, что от внимания водителя не ускользнет ограниченная передача мощности и недостаточный крутящий момент.

Опытные автовладельцы умеют распознавать тревожные симптомы «болезни» маховика. К ним относятся утечка смазки, стук на непрогретом моторе и холостых оборотах, нехарактерный звук на нейтральной передаче, щелчки при глушении, скрипы при запуске, вибрации.

Можно ли самостоятельно его заменить или отремонтировать?

Прежде чем установить новую деталь, придется выполнить целый комплекс работ:

• демонтировать карданный вал;
• отсоединить стартер, предварительно обесточив его путем снятия электропроводки с втягивающего реле;
• возможно, снять коробку передач, что связано с серьезными силовыми нагрузками;
• демонтировать механизм сцепления;
• снять маховик вместе с ведомым диском.

В большинстве случаев маховик выгоднее заменить, чем реставрировать

Заменить комплектующую самому в теории возможно, если есть определенные навыки и большое желание.

А вот для ее восстановления понадобится специальное оборудование. В хорошем автосервисе выполнят комплексную диагностику и дефектовку, устранят неисправности, затем маховик отшлифуют, почистят, смажут и установят на место с новой начинкой. Залогом его длительной послеремонтной эксплуатации станут профессиональные сварочные и токарные работы, а также квалифицированная балансировка, без которой все усилия будут напрасны.

Всё про маховик двигателя

Идея использовать в простейших механизмах большое вращающееся колесо, чтобы уравновешивать рывки при движении, пришла людям еще очень давно и использовалась, например, в механизмах мельницы или гончарного круга, а затем и в паровых машинах. Изначально в автомобильных двигателях маховик использовали с этой же целью: уравновесить колебания коленвала. Однако сейчас маховик выполняет сразу несколько задач.

 

Функции маховика ДВС

Маховик устанавливается на коленвал двигателя и располагается с наружной части двигателя. Таким образом, он конструктивно связан и непосредственно с ДВС, со сцеплением и коробкой передач.

В конструкции двигателя маховик выполняет сразу несколько функций:
1. Демпфирование крутильных колебаний, возникающих во время работы двигателя. Чем лучше маховик гасит вибрацию, тем меньше нагрузка на трансмиссию и тем дольше ее срок службы.

 

Гашение колебаний двухмассовым маховиком

2. Передача момента вращения от коленвала на сцепление. Ведомый диск сцепления соединяется с фрикционной поверхностью маховика.

Маховик с корзиной сцепления

3. Передача момента вращения на коленвал от стартера. При запуске двигателя стартер входит в зацепление с зубчатым колесом маховика для раскрутки коленвала.

4. Маховик аккумулирует часть энергии вращения и создает инерцию, препятствующую остановке двигателя. Без такой инерционной «подпитки» мотор просто остановился бы в тот момент, когда поршни доходят до мертвых точек.

Вибрация маховика зависит от работы двигателя

Таким образом нехитрый, в принципе, механизм оказался незаменимым в супер-современных автомобилях. Единственное, что менялось на протяжении лет, это конструкция самого маховика.

 

Конструкция маховика

Конструкция двухмассового маховика

Различают сплошные (обычные), двухмассовые и облегченные маховики. У каждого из видов есть свои плюсы и минусы.

• Сплошной или обычный маховик – конструкция предыдущего поколения, представляющая собой диск из чугунного сплава, на который по окружности напрессован стальной зубчатый венец. Такие маховики использовались, когда двигатели были еще «медленными» и не развивали такой мощности, как сейчас. Их основной плюс – элементарная конструкция, в которой практически нечему ломаться. Да и цена ниже, чем на более современные модели. Но на мощном двигателе простой маховик неэффективен и дает чрезмерную нагрузку на трансмиссию. Даже диски сцепления с демпфирующими пружинами не гасят колебания коленвала на старте и холостом ходу так эффективно, как это требуется. Тем не менее, многие автолюбители специально устанавливают сплошные маховики вместо двухмассовых, считая это более экономным вариантом.

Сплошной маховик

 

• Двухмассовый маховик (он же демпферный, ZMS, DMF, Dual Mass Flywheel) – современная разработка, направленная на максимальное гашение всех нежелательных колебаний коленвала на мощных двигателях с МКПП, облегчение переключения передач и уменьшение шума двигателя. Он состоит из двух дисков, соединенных через радиальный и упорный подшипники скольжения. Один диск является частью коленвала, а второй – частью сцепления. Между дисками расположен пружинно-демпферный механизм, гасящий колебания и защищающий коробку передач от вибрационных нагрузок. В двухмассовых маховиках используются пружины двух типов: менее жесткие поглощают энергию при умеренных колебаниях, а более жесткие задействуются при больших нагрузках.
  В отличие от пружин в диске сцепления, дуговые пружины маховика имеют большую длину и энергоемкость, что позволяет фрикционному диску маховика отклоняться (поворачиваться) в обе стороны на угол до 100 градусов относительно состояния покоя.

Варианты размещения пружин

Последняя модель – двухмассовый маховик с маятниковым гасителем колебаний. Внутри маховика устанавливается центробежный маятник, который убирает остаточные колебания после дуговых пружин.

Виды двухмассовых маховиков:
1. Двухрядный с дополнительным внутренним контуром.
2. С маятниковым адаптивным демпфером.

3. С адаптивным увеличением трения, для небольших и средних ДВС.
4. С непосредственным отбором мощности, для двухдискового сцепления, гибридного привода и вариаторов.

 

• Облегченный маховик – идея, пришедшая из автоспорта. Как понятно из названия, он имеет меньший вес по сравнению с обычным маховиком (примерно на 1,5 кг), а значит, отбирает чуть меньше мощности двигателя. Конструкция облегченного маховика представляет собой один диск с отверстиями ближе к наружному краю. Исследования показали, что облегчать внутреннюю часть маховика бессмысленно: вырезы ближе к оси вращения не влияют на экономию энергии, зато ослабляют всю конструкцию. И наоборот, уменьшение веса и толщины наружной части мало сказывается на прочности, но заметно повышает отдачу мощности мотора (на 5% и выше). Такие маховики используются в профессиональном автоспорте и любительском тюнинге, когда переделываются практически все узлы автомобиля.

 

Эксплуатация маховика и возможные неисправности

Любой маховик, будь то простой или двухмассовый, элемент достаточно надежный и при правильной эксплуатации служит столько же, сколько сам двигатель. Производители заявляют ресурс 350 тыс. км и более.

Основное слабое место всех маховиков – зубчатый венец, который со временем изнашивается. Зубцы могут стираться или обламываться, в результате чего при старте слышен характерный скрежет. Зубчатый венец – деталь съемная, и в случае необходимости можно купить новый и установить на место изношенного. Ресурс этой детали составляет примерно 200 тыс. км, но может сократиться из-за неисправности стартера. При замене зубчатого венца маховик демонтируют и для установки на место после ремонта используют новые крепежные болты.

Сам маховик повреждается чаще всего при неправильной эксплуатации автомобиля. В частности, основными проблемами, вынуждающими автовладельца менять маховик, является критический перегрев, появление трещин и износ фрикционной поверхности, перегрев и утечка консистентной смазки внутри двухмассового маховика, поломка дуговых пружин. Подшипники оси маховика выходят из строя крайне редко и могут считаться достаточно надежным элементом.

Перегревается маховик из-за неисправного сцепления, при пробуксовке ведомого диска, и от многократных циклов нагрева-охлаждения металл ослабевает и растрескивается. Перегрев может привести и к деформации диска, что проявляется сильной вибрацией и «биением» сцепления на определенных оборотах. Однократный перегрев (например, прижог ведомым диском, после чего сцепление заменили) без трещин и деформаций не влияет на работоспособность маховика.

Износ поверхности маховика тоже связан с работой сцепления: изношенный диск трет заклепками маховик, и отремонтировать это уже никак нельзя, нужна только замена.

Помимо проблем со смежными узлами, частой причиной выхода из строя маховика является манера вождения: длительная езда на низких оборотах двигателя (чем ниже обороты, тем сильней вибрация коленвала), особенно с грузом или прицепом, частые остановки с глушением двигателя. Специалисты рекомендуют стартовать и глушить двигатель с выжатой педалью сцепления.

Техобслуживание маховика как такового не проводится. Его осматривают при замене диска сцепления, обращая внимание на состояние зубчатого венца и фрикционной поверхности. Если видимых повреждений и признаков некорректной работы нет, маховик можно использовать дальше. Основные правила эксплуатации – нормальное использование сцепления и коробки передач без ненужных нагрузок, а также своевременное обслуживание смежных узлов. Тогда маховик, цена которого далеко не низкая, будет служить верой и правдой в течение длительного времени.

 

Можно ли ремонтировать и восстанавливать маховик?

Заманчивая перспектива: вместо дорогостоящей замены – в разы более дешевый ремонт, «полностью восстанавливающий» характеристики маховика. Речь обычно идет о двухмассовых конструкциях, которые достаточно дорого стоят. Однако, к сожалению, ремонт не всегда дает тот результат, на который рассчитывает покупатель. Например, после проточки изношенной фрикционной поверхности маховик теряет заводскую прочность и может в любой момент просто лопнуть от нагрузки. Подшипники, пружины и прочие запчасти ни один производитель не продает отдельно, так что остается только догадываться, чем именно «восстанавливали» эти детали. Такое восстановление могут сделать перед продажей автомобиля, чтобы в первое время новый владелец не имел проблем со сцеплением. А что будет дальше – продавца не беспокоит.

 

Напоследок нужно отметить, что двухмассовые маховики имеют достаточно большой ресурс, но, в отличие от обычных, не выдерживают постоянных больших нагрузок. Если автомобиль используется для поездок на работу и дачу, двухмассовый маховик будет оптимальным вариантом, обеспечивающим комфорт и сохранность коробки передач.

 

О том, как выбрать новый маховик и на что обращать внимание, читайте наш «Гид покупателя».

 

Как работает сцепление, каковы его типичные неисправности, и как их избежать

Как работает сцепление?

В большинстве легковых автомобилей с механической коробкой передач используется сухое однодисковое сцепление. Его конструкция довольно проста: это два взаимно прилегающих диска – ведущий (корзина) и ведомый, выжимной подшипник и система привода. В однодисковом варианте первичный вал коробки передач входит в шлицевую муфту в центре ведомого диска, а поверхности маховика двигателя, накладок ведомого диска и нажимного диска корзины плотно прилегают друг к другу. За счет этого и обеспечивается передача потока мощности от двигателя к коробке передач, причем исправное сцепление спокойно «переваривает» всю мощность, развиваемую двигателем.

В обиходе ведущий диск сцепления, включающий в себя нажимной диск (с гладкой блестящей поверхностью), диафрагменную пружину (лепестки в центре) и кожух, называют корзиной

При нажатии на педаль сцепления выжимной подшипник воздействует на пластинчатые пружины корзины, из-за чего поверхности ведомого и ведущего дисков рассоединяются. Соответственно, происходит отключение первичного вала от маховика – то есть, физическое рассоединение двигателя и коробки передач, что позволяет переключить передачу или включить «нейтралку». При включении сцепления (отпускании педали) выжимной подшипник перестает давить на пластинчые пружины, и диски снова смыкаются, а демпферные пружины в центральной части ведомого диска гасят крутильные колебания, возникающие в движении.

Хорошо видны четыре демпферные пружины ведомого диска сцепления, а также изношенные фрикционные накладки

При нормальной работе сцепления оно не привлекает к себе внимания. Но при его неисправности водитель, к примеру, не сможет включить передачу или тронуться с места. Какие же возможны проблемы?

Какие неисправности могут возникнуть при работе сцепления?

Итак, с какими же проблемами в работе сцепления можно столкнуться на практике? Во-первых, это неполное выключение сцепления — как говорят опытные водители, оно «ведёт». При нажатии педали поверхности маховика и ведомого и ведущего дисков в таком случае не размыкаются полностью, и попытки переключить передачу сопровождаются хрустом и скрежетом кареток сихронизаторов, ведь полного разъединения коробки передач и мотора не происходит.

Обратная неприятность – пробуксовка сцепления: то есть, его неполное включение. При этом поверхности маховика, ведомого диска и ведущего диска, наоборот, неплотно прилегают друг к другу и проскальзывают, из-за чего может возникнуть характерный запах горелых фрикционных накладок ведомого диска, а попытка резко набрать скорость приводит лишь к увеличению оборотов коленчатого вала. От двигателя на колёса при этом передается лишь небольшая часть мощности – до тех пор, пока износ поверхностей не становится критическим.

Если сцепление «буксует», вместо автомобиля «разгоняется» только стрелка тахометра

Наконец, возможны и такие неисправности, как возникновение вибраций и посторонних призвуков при включении-выключении сцепления.

Из-за чего возникают неисправности сцепления?

Обычно каждая возникшая проблема со сцеплением имеет свою предысторию. К примеру, сцепление может начать буксовать из-за сильного износа на больших пробегах автомобиля, когда фрикционные накладки ведомого диска износились, а рабочие поверхности корзины и маховика имеют выработку. 

Во-вторых, сцепление можно просто «сжечь» — например, по неопытности или после длительных перегрузок. Такое, к примеру, бывает у любителей длительных выездов «враскачку» на бездорожье или в глубоком снегу, а также у поклонников резких стартов с педалью газа в пол. 

Нередко «поджигателями» сцепления являются малоопытные автомобилисты, которые, чтобы избежать рывков и дерганий, удерживают сцепление не полностью включенным из-за слегка нажатой педали.

Педаль сцепления нужно выжимать только для переключения передач – привычка держать ногу на педали провоцирует износ

Постоянная взаимная пробуксовка поверхностей диска, маховика и корзины губительна в первую очередь для фрикционных накладок. Во-вторую – для корзины и маховика.

Проблемы со сцеплением могут возникнуть и при неисправном выжимном подшипнике, который начинает «грызть» нажимные лепестки корзины. 

Неисправность выжимного подшипника обычно диагностируется довольно легко: если на холостом ходу слышен посторонний звук в районе коробки передач, а при выжиме педали сцепления шум пропадает, то виновником с большой долей вероятности является именно он. Если не поменять подшипник вовремя, вскоре он может привести к выходу из строя самой корзины, из-за чего придется заменить узел в сборе.

Вибрации (особенно во время старта с места) обычно возникают из-за ослабленных демпферных пружин ведомого диска либо коробления (расслоения) фрикционных накладок.

 Как правило, это происходит из-за грубого обращения с трансмиссией — резких стартов с места и ударного воздействия, связанного с дополнительной нагрузкой – например, буксировкой тяжелого прицепа или длительной езды внатяг на бездорожье.

В упрощенном виде неисправности сцепления сводятся к трём категориям – не включается, не выключается, и работает с вибрацией.

Есть ли не совсем типичные примеры неисправности сцепления?

Помимо типовых случаев неисправности сцепления на практике встречаются и другие примеры его неправильной работы. Рассмотрим несколько случаев.

В первом случае через несколько месяцев после покупки машины сцепление постепенно стало буксовать все больше и больше, пока машина практически не перестала трогаться с места. Новый владелец «сдался» и поехал в сервис, где сняли коробку передач и демонтировали само сцепление. К удивлению механиков и хозяина, ведомый диск оказался в отличном состоянии – судя по всему, его меняли незадолго до продажи автомобиля.

Сцепление отчаянно буксует, а снятый диск – практически без следов износа!

А вот рабочие поверхности корзины и маховика оказались предельно изношенными – настолько, что новый диск контактировал с ними буквально в паре мест по радиусу, а не прижимался по всей поверхности. Разумеется, говорить о нормальной работе сцепления не приходилось – две тонкие «полосы контакта» никак не могли передать крутящий момент от маховика к первичному валу коробки передач. 

Вдобавок корзина имела явные следы перегрева в прошлом, на что красноречиво указывал синий цвет рабочей поверхности диска. А внутри «колокола» коробки передач обнаружились остатки фрикционных накладок старого диска в виде характерного черного порошка.

 Вывод прост: сцепление «сожгли», но вместо полноценной замены узла в сборе ограничились установкой дешевейшего ведомого диска. Это условно восстановило работоспособность сцепления, что позволило продать машину без лишних вложений.

Второй пример немного похож на первый: сцепление тоже начало сильно буксовать, хотя после вскрытия следов выработки на поверхностях маховика, корзины и накладках диска не наблюдалось. Зато там в изобилии присутствовало моторное масло, попавшее в сцепление из-за негерметичного заднего сальника коленчатого вала. Под машиной давно появлялись характерные капли (и даже лужицы) масла, но хозяин решил отложить решение вопроса «до лучших времён», поскольку демонтаж коробки передач — не самая дешевая процедура. В итоге пришлось не только платить за сборочно-разборочные работы и замену потёкшего сальника, но и менять ведомый диск.

Третий случай – пожалуй, наиболее нетипичный. При очередном переключении передач во время движения со стороны коробки передач раздались посторонние звуки, которые возникали при попытке отпустить сцепление даже при выключенной передаче! Владельцу пришлось на буксире ехать в сервис, где в снятом сцеплении обнаружился редкий казус: центральная часть ведомого диска (со шлицами) проворачивалась относительно остального диска.  

При этом первичный вал мог «стоять», в то время как прижатые корзиной и маховиком накладки ведомого диска вращались. Разумеется, ни о каком переключении передач при такой поломке речь не шла, из-за чего и пришлось прибегнуть к буксирному тросу. Однако возникла эта проблема отнюдь не на ровном месте: владелец признался, что накануне ему довелось дважды буксировать автомобиль аналогичной массы, причем процесс сопровождался рывками и стартами на подъемах. Итог вполне закономерен.

Наряду с тормозными дисками и колодками сцепление относится к тем узлам, ресурс которых прямо связан с манерой езды водителя и особенностями эксплуатации машины.

Как избежать проблем со сцеплением?

Чтобы продлить жизнь сцеплению, достаточно соблюдать несколько несложных правил. Во-первых, нужно следить за его правильной регулировкой, иначе сцепление может как «вести», так и «буксовать». Во-вторых, нельзя перегружать сцепление – к примеру, интенсивно и долго буксовать в снегу или грязи, резко стартовать, переключать передачи при не полностью выжатой педали сцепления, держать её в полувыжатом состоянии и так далее. Наконец, нужно с осторожностью относиться к просьбам «дотащить на буксире», особенно если состояние сцепления неизвестно, а масса буксируемого автомобиля аналогична или превышает вес собственной машины. Конечно, сцепление может выйти из строя вследствие банального износа или заводского брака, но зачастую в его преждевременной кончине виноват тот, кто выжимает крайнюю левую педаль.

Проточка маховика в Екатеринбурге

1. Главная
2. Услуги

Сцепление любого автомобиля подвергается выработке. Вырабатываются не только «сухари» сцепления и диск корзины сцепления, но и сам маховик. Выработка маховика – сигнал проведения капремонта с проточкой. Еще проточка маховика может быть одним из методов при тюнинге двигателя.

Когда требуется проточка маховика?

При разборке сцепления часто обнаруживается неравномерная выработка площадки маховика, сопрягаемой с промежуточным диском сцепления. В основном повреждения выглядят как волнообразные проточки или бугры. Причиной их появления является попадание посторонних предметов в сопрягаемые плоскости (частицы пыли, металла, песка), недопустимая выработка сухарей до крепежных заклепок, а также низкое качество «сухарей» с неравномерной твердостью полимера.

Установка новых «сухарей» на непроточенные поверхности недопустима, т.к. резко снижается коэффициент сцепления и их эксплуатационный срок.

Восстановление привалочной поверхности маховика

В условиях домашней мастерской восстановить маховик практически невозможно, т.к. должны учитываться чистота обработки поверхности, соосность, биение. Замена маховика новым – тоже не всегда является лучшим вариантом ремонта, т.к. в заводских условиях выполняется совместная балансировка пары коленвал/маховик.

1. В профессиональной автомастерской проточка маховика осуществляется при установке маховика на токарный станок через специальный переходник с учетом минимального биения и максимальной соосности.
2. «Черновая» проточка всего маховика выполняется с учетом пожеланий заказчика. Для форсирования двигателей часто применяется прием уменьшения массы маховика, чтобы легче раскручивался коленвал двигателя. Проточка осуществляется не только в зоне сопряжения «сухарей», но и всей поверхности. Это важно для правильной сборки сцепления с сохранением усилия сжатия между дисками. В «гаражных» условиях получается восстановить только площадку сопряжения с «сухарями» с обязательным подкладываем шайб под пружины корзины сцепления.
3. Не стоит забывать о сохранении нормативов биения поверхностей и соосности, что возможно проверить только с помощью маятниковых индикаторов.
4. Полировка поверхности маховика необходима для достижения лучшей чистоты обработки и предупреждения интенсивной выработки «сухаря».  

 

Стоимость работ по проточке маховика

Представленная информация носит справочный характер, точная стоимость услуг определяется специалистами сервиса в зависимости от сложности, технических особенностей и стоимости запчастей.

Адреса и телефоны наших сервисов
 

Автосервис на Уралмаше
Екатеринбург, пр. Космонавтов, 107

тел.: (343) 307-11-00

 

Автосервис в Центре 
Екатеринбург, ул.Чапаева, 7/1

тел.: 219-44-42

Автосервис в г. В. Пышма
г. В. Пышма

тел.: +7-904-171-18-23

 

Отправить сообщение или сделать заказ

Заполните поля формы и отправьте сообщение — специалист сервиса свяжется с Вами в ближайшее время. Обязательно укажите свои контактные данные для возможности связаться с вами для предоставления консультации.

Снятие, дефектовка и установка маховика двигателя ВАЗ 2110 2111 2112

Просмотров: 18134

Функции маховика двигателя ВАЗ 2110 2111 2112

Маховик установленный между двигателем и коробокой передач выполняет несколько функций (на самом деле у маховика нет именной принадлежности двигателя или сцепления) состоят в следующем:

— при старте с помощью маховика двигателя передается крутящий момент от стартера на коленчатый вал. Для выполнения данной функции важно состояние зубьев маховика. Повышенный износ зубьев может быть из за несвоевременного отключения втягивающего реле, износа зубьев шестерни стартера, конечно из за длительное естественной эксплуатации.

— передача крутящего момента от двигателя к коробке передач через диск сцепления.  Для выполнения данной функции важно состояние поверхности маховика и его балансировка.  

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ СНЯТИЯ МАХОВИКА для ревизии или замены ВАЗ 2110 2111 2112

1. Отсоеденить провод от клеммы «–» аккумуляторной батареи, так как при снятии с КПП придется демонтировать электрические разъемы. 2. Снять коробку передач (см. раздел Снятие и установка коробки передач ВАЗ 2110 2111 2112). 3. Отвернуть шесть болтов крепления маховика. Удерживать маховик от проворачивания, установив предварительно один из болтов крепления коробки передач. 4. Вместе с последним болтом, придерживая маховик, снимите стопорную пластину болтов. 5. Снимите маховик с фланца коленчатого вала. 6. Проверьте состояние зубьев обода маховика и в случае их повреждения замените маховик. 7. Замените или отремонтируйте маховик, если на поверхностях прилегания ведомого диска сцепления или… 8. …фланца коленчатого вала имеются риски и задиры. 9. Проверить и отремонтировать маховик можно в мастерской, имеющей специальное оборудование. Неплоскостность поверхности 3 прилегания ведомого диска сцепления не должна превышать 0,06 мм. Непараллельность поверхностей прилегания ведомого диска сцепления и поверхности 2 для крепления сцепления не должна превышать 0,1 мм. Биение маховика на поверхностях 3 и 1 не должно превышать 0,1 мм. Для удаления глубоких рисок и задиров поверхность 3 маховика можно проточить, при этом слой снимаемого металла не должен превышать 1 мм. Одновременно с поверхностью 3 необходимо проточить поверхность 2, выдерживая размер между ними (0,5±0,1) мм. При проточке выдержите параллельность поверхностей 3 и 1. 10. Перед установкой маховика нанесите на резьбу болтов крепления герметик, предварительно обезжирив болты и резьбовые отверстия под них. Установите маховик в порядке, обратном снятию, совместив отверстия на маховике и фланце коленчатого вала (они расположены асимметрично).

Замена маховика в Санкт-Петербурге, цена на снятие и установку маховиков

Маховик – это деталь трансмиссии, от которой напрямую зависит исправная работа сцепления. Это многосоставной диск, который передает вращение коленвала к МКПП и гасит вибрации, сглаживая работу силового узла. По ошибочному мнению, маховик не ломается никогда. Конечно же это не так. Маховик тоже может прийти в негодность, да еще и «потянув» за собой износ и поломки прочих деталей двигателя. Кроме того, стоит помнить о том, что именно на маховике находится зубчатый венец служащий для запуска двигателя электростартером, и в случае выхода его из строя даже завести мотор не удастся.

Возможные дефекты маховика

Любые изменения в работе маховика можно заметить при эксплуатации автомобиля, так сказать, невооруженным глазом:

• скрип или скрежет при запуске остановке ДВС;
• вибрация при нажатии педали сцепления;
• повышенный расход топлива;
• жесткость при переключении передач.

Чем раньше автовладелец обратится за специализированной помощью, тем более доступной будет стоимость работ и тем более сжатыми сроки их проведения.

Причины выхода маховика из строя

Опыт мастеров СТАЙЕР, а также собранная за многолетнюю практику статистика обращения клиентов причин поломки маховика всего две:

1. Безалаберная езда. Если вы любите дергать сцепление, «топить» с места до отсечки, ездить на «дизеле» на пониженной – знайте, срок службы маховика в вашем авто значительно сокращается изо дня в день.
2. Выработка детали. Стоит понимать, что маховики имеют срок эксплуатации равный «жизни» двигателя, то есть в бензиновой версии, при нормальной езде, вы имеете ресурс детали в 350 000 км, в дизельном варианте этот показатель ниже, но во многом так же будет зависеть от стиля езды.

Как следствие указанных причин возникают определенные поломки. Вот самые частые из них:

• износ и/или повреждение зубьев на зубчатом венце маховика;
• биение маховика;
• повреждения рабочей поверхности под ведомый диск сцепления;
• повреждения посадочного места под фланец коленвала;
• повреждение и износ резьбы в отверстиях под крепежные болты.

Мастера СТАЙЕР, имеют большой опыт работ по замене маховиков сцепления. Профессиональный подход и наличие специализированного оборудования позволяет проводить эти работы в максимально короткое время и по приемлемым ценам.

Блог / Проточка маховика СПб | «АвтоРеал» — Автосервис в СПб

При интенсивной эксплуатации автомобиля износу подвергаются практически все детали. Не является исключением и система сцепления. Здесь вырабатываются «сухари» с диском корзины сцепления и сам маховик. Выработка последнего является конкретным сигналом для начала капитального ремонта с проведением проточки. Также она необходима при повышении тюнинга автомобиля.

В чем состоит необходимость проведения проточки маховика?

Во время разборки механизма сцепления видна несимметричная выработка по всей площади маховика в виде бугров или волнообразных проточек, которая соприкасается с промежуточным валом. Это является следствием попадания пыли, металла, песка. Причиной может быть выработка «сухарей» до заклепок, некачественные «сухари».

Специалисты не рекомендуют ставить новые «сухари», которые не проточены, так как уменьшается КПД сцепления и сокращается термин его эксплуатации.

Процесс восстановления площади маховика

Провести данные работы в условиях гаража является невозможным. Здесь необходимо учитывать чистоту обрабатываемой площади, биение, идеальное положение коленвала к маховику. Да и установка нового заводского маховика не является выходом из положения. Ведь только изготовитель проводит балансировку коленвала с маховиком.

Такую процедуру лучше сразу доверить профессионалам по ремонту авто. Мастерами проводится предварительная проточка маховика СПб. В форсированных моторах уменьшается вес маховика, чтобы проворнее двигался коленвал. В этом случае проточка проводится по всей поверхности маховика, чтобы сохранить определенные усилия между дисками при сжатии. Собственными силами в гараже восстанавливается лишь площадь прикасания с «сухарями» с последующим подкладыванием шайб под пружины. Благодаря маятниковым индикаторам проверяются нормы соосности и биения прикасаемых поверхностей. Чтобы предупредить преждевременную выработку «сухарей» и получение хорошей обработки, проводится полировка площади маховика.

В каждом автомобиле существуют узлы, проведение ремонта которых невозможно провести собственными силами. Авторитетные автосервисы быстро, качественно помогут провести проточку маховика, предоставить другие ремонтные работы по ремонту и обслуживанию автомобилей. Владея определенными навыками и специальным оборудованием, здесь сделают ремонт авто любой сложности.

 

 

 

 

Маховик — Энергетическое образование

На изображении показан маховик, типичный для того, что будет использоваться в механизмах или автомобилях.

Маховик — это механическое устройство, которое накапливает энергию в виде вращательного момента. К маховику можно приложить крутящий момент, чтобы заставить его вращаться, увеличивая его вращательный момент. Этот сохраненный импульс затем можно использовать для приложения крутящего момента к любому вращающемуся объекту, чаще всего к машинам или автомобилям. В случае автомобилей и других движущихся объектов инерция вращения маховика может оказывать влияние из-за гироскопического движения, препятствуя изменению направления движения транспортного средства.2} {2} [/ math] где,

• [математика] E_ {вращение} [/ математика] — энергия, запасенная во вращательном моменте (Джоули, Дж)

• [math] I [/ math] — момент инерции объекта (килограмм * метры ² , кгм ² )

• [математика] \ omega [/ математика] — скорость вращения (радианы в секунду, рад / с).

Полная энергия, накопленная в маховике, зависит от скорости вращения (ω) или инерции (I) маховика. Типичный маховик состоит из твердого цилиндра с радиусом [math] r [/ math] и массой [math] m [/ math].2} {2} [/ математика]

Для изменения инерции маховика необходимо изменить радиус или массу маховика. Существуют четкие ограничения на увеличение этих двух свойств. Если масса маховика значительна по сравнению с общим весом транспортного средства, гироскопический эффект затруднит поворот транспортного средства. Поскольку большинству маховиков необходимо будет поместиться внутри другой конструкции, увеличение радиуса маховика ограничивается общим размером системы, в которой он используется.

Приложения

Изображение системы рекуперативного торможения с маховиком на двигателе Volvo ^[2]

Маховики часто используются для поддержания постоянной энергии там, где нормальный источник энергии непостоянен. Например, маховик может быть соединен с коленчатым валом двигателя (при условии, что это механическая коробка передач), сохраняя энергию вращения при приложении крутящего момента. Когда крутящий момент снят, маховик может продолжать передавать крутящий момент на приводной вал, давая двигателю более стабильную выходную мощность.Этот тип маховика часто использовался на старых двигателях внутреннего сгорания, которые часто страдали от детонации и прерывистой работы двигателя. Более легкий маховик — одна из причин того, что маленькие автомобили могут рывковать на малых скоростях.

Другое применение маховиков — придание приводному валу выходной мощности, превышающей выходную мощность одного двигателя. В автомобилях маховики используются для хранения энергии, которая подается на приводной вал во время ускорения, что дает автомобилю прирост мощности.Энергия может накапливаться в маховике за счет рекуперативного торможения.

Поскольку маховики становятся более эффективными с увеличением размера, они более полезны для более крупных транспортных средств. Большие автомобили имеют большую массу, что сводит к минимуму эффекты гироскопического движения. Обычно современные маховики используются в поездах, полуприцепах и других крупных транспортных средствах. ^[3]

Тормозные системы с маховиком также используются в гонках Formula one Racing. Система в Формуле-1, называемая системой рекуперации кинетической энергии (KERS), имела маховик, прикрепленный к каждому из двух ведущих колес для хранения энергии.Затем энергия была использована для увеличения мощности автомобиля на 81 л.с. на 6,67 секунды на круг, что контролировалось водителем с помощью кнопки на рулевом колесе. ^[4]

Номер ссылки

Маховик накопителя энергии — обзор

1.7 Будущие разработки

Вопрос о том, станет ли в будущем накопитель энергии на маховике широко распространенным, остается предметом обсуждения. Этот вопрос зависит от многих факторов — концентрации усилий, краткосрочного прогресса в других типах устройств хранения энергии и, что, возможно, более важно, политического и экономического значения, придаваемого энергосбережению и экологическим проблемам.

Есть две школы мысли: одна в основном основана на преимуществах устройств с маховиком — их очень высокая удельная мощность, высокая плотность энергии, высокий КПД, возможность сборки в широком диапазоне размеров от нескольких килограммов до сотен. тонн, их концептуальная простота и наличие вывода энергии непосредственно в механическом виде.

Те, кто придерживается этого мнения, думают, что системы с маховиком будут построены с низкими затратами и с высокой надежностью за короткое время, и что маховик возьмет верх во многих областях применения.

С другой стороны, недостатками являются сложность конструкции, необходимость высоких угловых скоростей и связанные с ними динамические проблемы, частая потребность в бесступенчатой ​​трансмиссии, высокая стоимость существующих систем, потребность в сложных и тяжелых вспомогательных устройствах. оборудование, которое снижает общую плотность энергии, а иногда и КПД. Нет смысла тратить время и деньги на разработку систем, которые никогда не демонстрировали больших экономических преимуществ, когда другие системы хранения энергии уже доступны.

Автор считает, что обе точки зрения справедливы, и не разделяет ни оптимистических взглядов первой, ни пессимистических взглядов второй. Если усилия по их развитию будут продолжены, системы накопления энергии с маховиком могут стать использоваться в промышленной практике среди других устройств накопления энергии, поскольку их преимущества могут быть использованы в определенных приложениях. Однако они далеки от того, чтобы быть «окончательным аккумулятором энергии», как некоторые думают.Автор также считает, что для многих приложений бесполезно искать «оптимальный маховик» или «маховик с очень высокими характеристиками». Надежного, безопасного, хорошо спроектированного и качественного ротора средней плотности энергии достаточно для большинства применений. Максимальные усилия теперь должны быть направлены на разработку звуковых, надежных и дешевых кинетических аккумуляторов со всеми необходимыми устройствами, обеспечивающими им хорошую универсальную производительность.

Анализ крутящего момента маховика и вала | Инженеры Edge

Связанные ресурсы: механические станки

Анализ крутящего момента маховика и вала

Технический анализ
Проектирование и проектирование редукторов
Проектирование машин, уравнения и калькуляторы

Анализ крутящего момента маховика и вала

Маховик, установленный на относительно жестком валу, показан на рис.а. Учитывая равновесие моментов,

экв1

где,
T _i = ведущий или входной крутящий момент (Н-м)
T _o = нагрузка или выходной крутящий момент (Н-м)
I = момент инерции массы маховика (кг-м ² )
ω = угловая скорость вала (рад / с) (dθ / dt)

Фиг.1
Крутящий момент на валу маховика

Когда крутящий момент больше, чем крутящий момент нагрузки, член (T _i — T _o ) положительный, и маховик ускоряется.Когда крутящий момент меньше, чем крутящий момент нагрузки, термин (T _i — T _o ) отрицательный, что указывает на замедление маховика. Диаграмма T -θ для конкретного приложения показана на рис. 2 (а). В этом случае мощность подается на машину от двигателя с постоянным крутящим моментом, развивающего крутящий момент Tm. Рабочий цикл ведомой машины состоит из трех частей — AB, BC и CD. Во время элементов AB и CD крутящий момент, необходимый машине, остается постоянным и составляет T ₁ . В точке B он увеличивается до T ₂ и остается постоянным в течение элемента BC.Цикл повторяется для каждого оборота.

Фиг.2
(a) Диаграмма крутящего момента, (b) Диаграмма скорости

Во время первого элемента AB крутящий момент, необходимый для машины, меньше крутящего момента, обеспечиваемого двигателем (T ₁ m ). Таким образом, маховик ускоряется, и его угловая скорость увеличивается до wmax. в точке B. Во время элемента BC крутящий момент, требуемый машиной, больше крутящего момента, передаваемого двигателем (T ₂ > T _m ).Маховик тормозится, и его угловая скорость уменьшается до wmin. в точке C. Это изменение угловой скорости показано на рис. 2 (б).

В элементах AB и CD энергия подводится к маховику. Подводимая энергия U _и определяется выражением,

.

экв 2

В элементе BC энергия снимается с маховика, а выход энергии U _o от маховика определяется выражением,

экв 3

Изменение кинетической энергии от точки B до C определяется как

экв 4

или

экв 5

Разница между максимальной и минимальной скоростями (ω _макс. — w _мин. ) во время цикла называется максимальным колебанием скорости. Отношение максимального колебания скорости к средней скорости называется коэффициентом колебания скорости. Следовательно, коэффициент колебания скорости, обозначенный C _s , будет равен,

.

экв 6

где ω — средняя или средняя угловая скорость маховика. Выдается,

экв.7

Подставляя уравнения (6) и (7) в выражение (a),

Значения коэффициентов колебания скорости, используемые на практике, приведены в таблице 1.Коэффициент колебания скорости можно выразить следующими способами:

или

Аналогично

или

или

где n — скорость в об / мин.

Иногда используется термин, называемый коэффициентом «устойчивости». Коэффициент устойчивости определяется как величина, обратная коэффициенту колебания скорости. Обозначается буквой м.

Следовательно,

Таблица 1, Коэффициенты колебаний скорости

Тип оборудования	C с
Прессы для пробивки, резки и формовки	0.200
Компрессор (с ременным приводом)	0,120
Компрессор (шестеренчатый)	0,020
Станки	0,025
Поршневые насосы	0,040
Редукторные передачи	0,020
Двигатели внутреннего сгорания	0.030
Генераторы постоянного тока (прямой привод)	0,010
Генератор переменного тока (прямой привод)	0,005

© Copyright 2000–2021, ООО «Инжинирс Эдж» www.engineersedge.com
Все права защищены
Отказ от ответственности | Обратная связь | Реклама | Контакты

Дата / Время:

Как узнать, соответствует ли мой показатель мощности на маховике на самом деле…Хорошо?

Расследование для всех моих друзей типа А.

---

Получайте советы по оздоровлению, тенденции тренировок, здоровое питание и многое другое прямо на свой почтовый ящик с нашей новостной рассылкой Be Well.

Фотография любезно предоставлена ​​Flywheel.

Ни для кого не секрет, что Flywheel привлекает довольно много людей типа А. На каждом велосипеде есть экран, на котором измеряются ваши усилия на протяжении всей тренировки, а после этого вы можете посмотреть свою статистику в своей онлайн-учетной записи Flywheel.Маховик был практически создан для тех людей, которые были взволнованы , чтобы принести домой свои табели успеваемости в детстве.

Flywheel позволяет сравнивать вас с другими гонщиками на текущий момент, доступ к ним можно получить через Таблицу лидеров — через разные промежутки времени на протяжении всей тренировки они показывают лучших гонщиков на экране в передней части класса. А поскольку Flywheel регистрирует всю статистику вашей езды в вашем онлайн-аккаунте, в том числе общий «показатель мощности», который рассчитывается на основе комбинации вашей скорости и сопротивления, то также легко отслеживать ваши собственные улучшения с течением времени.

Хотя я всецело за то, чтобы сосредоточиться на собственном самосовершенствовании и не беспокоиться о том, что делают другие люди, я также полный псих. Я та цыпочка, которая любит, когда меня оценивают, любит видеть, как усилия выражаются в цифрах, любит видеть, как я складываюсь в сравнении с другими. Я имею в виду, что я один из тех людей, которые злятся, если она случайно забывает свой Fitbit дома, если это дает вам хоть какое-то представление.

Итак, когда я спешился со своего велосипеда после поездки на Маховике в воскресенье вечером, поверьте, одна из первых вещей, о которых я подумал, было: Как я сделал? По дороге домой я открыл свою учетную запись Flywheel и увидел, что мой показатель мощности вырос более чем на 20 пунктов с момента последней поездки — с 281 до 302.Я также мог видеть рейтинг своего класса — третье место в общем зачете.

Хорошо, это круто, , подумал я, все еще чувствуя некоторое неудовлетворение. Было круто видеть, что я побеждаю себя и занимаю высокое место в классе, но я все еще задавался вопросом: I мой показатель силы… хорошо? Я не имел в виду «хорошо для меня» или «хорошо для этого класса». Я хотел знать, среди всех райдеров Flywheel повсюду: 302 балла объективно хорошо?

И так — потому что я псих, помнишь? — Вернувшись к компьютеру, я начал поискать в Google: Какой хороший показатель мощности маховика? Есть ли национальные рейтинги? Доска Reddit, где люди публикуют свое время, чтобы я мог сравнить?

К сожалению, мой поиск в Google не увенчался успехом.Я нашел статьи, в которых упоминались оценки, но не было базы данных, в которой я мог бы просмотреть лучшие результаты за все время. На минуту я задумался, не означает ли тот факт, что эта функция недоступна в Google, только то, что я на самом деле самый сумасшедший из всех.

Тем не менее, я должен был знать. Я пошел дальше и отправил письмо Джеки Драгону, ведущему инструктору Flywheel по рынку Филадельфии. К разочарованию моей души Типа А, Драгон сообщил мне новость: такой обширной универсальной базы данных с оценками Flywheel не существует.

Но я ушел не с пустыми руками. Dragone предоставил полезный тест: «250 — отличная цель для начала», — сказала она. «250 — это совсем непросто, и, вероятно, вы получите то, что вы получите, если будете следовать от низкого до среднего диапазона именно того, что говорит инструктор. Оттуда вы можете проверить свой крутящий момент и обороты, чтобы улучшить свой результат ».

Драгоне также объяснил, что классы «Маховик» должны функционировать как интервальная тренировка. Это означает: вы должны давать себе время для восстановления на протяжении всего занятия — прохождение всех 45 минут с максимальным сопротивлением и скоростью не обязательно является вашей целью.Таким образом, по словам Драгона, для тех, кто набирает более 350 очков силы, эти люди, вероятно, не тратят времени на восстановление во время занятий.

Так я нашел ответ, который хотел? Ну вроде как. Казалось бы, оценка от 250 до 350 является целью для объективно «хорошего» показателя мощности маховика.

Но я также получил ответ, которого не искал: на самом деле дело не в том, чтобы быть лучшим — как бы тяжело это ни было моей стороне типа А. Скорее, речь идет о том, чтобы стать лучшей версией себя, улучшаясь каждый день понемногу.

Как сказал мне Драгон: «Нет ничего плохого или хорошего — это индивидуальное путешествие».

Нравится то, что вы читаете? Оставайтесь на связи с Be Well Philly — вот как это сделать:

Plant Engineering | Основы ИБП с маховиком

Бенджамин Д. Миллер, PE, B. Miller Engineering, Des Plaines, IL 1 мая 2000 г.

Сегодняшние электроэнергетические системы страдают от разнообразных сбоев, от кратковременных провалов, выбросов и переходных процессов до долговременных отключений.Эти проблемы могут быть вызваны запуском и остановкой моторизованного оборудования на заводе, внутренними или внешними неисправностями, а также воздействием грозы и молнии на инженерные сети. Кроме того, электроэнергетические компании во многих районах страны работают на предельной или почти полной мощности, что приводит к частому «отключению нагрузки» (веерным отключениям) (рис. 1).

Исследования показали, что примерно 85% всех событий, связанных с питанием, — это провалы напряжения продолжительностью менее 2 секунд, а многие — менее 1 секунды. Исследование Bell Labs показало, что 87% простоев вызвано нарушениями длительностью не более 0.5 сек.

Проблема усугубляется тем, что на больших двигателях используются электронные приводы, которые не позволяют им поддерживать напряжение на шине во время сбоев. Двигатель эффективно отделен от системы электроникой привода. Таким образом, промышленные энергосистемы сегодня гораздо более уязвимы к сбоям в электроснабжении, чем в прошлом. Хотя электронные системы, такие как компьютеры, очень восприимчивы, могут быть затронуты даже электромагнитные контакторы. Нарушение длительностью всего несколько миллисекунд может вызвать остановку одной или нескольких отдельных машин или всего завода в результате цепной реакции.В результате для компании убытки от простоев, потери продукции и повреждения оборудования могут достигать сотен тысяч долларов.

Традиционные системы ИБП

Чтобы избежать этих проблем и обеспечить бесперебойную работу предприятия, все больше и больше предприятий устанавливают источники бесперебойного питания (ИБП) в той или иной форме. Долгосрочные потребности обычно обслуживаются двигателями-генераторами. Хотя они могут обеспечивать питание неограниченное время, пока есть топливо, им требуется до нескольких минут для запуска и синхронизации, что делает их неэффективными при устранении наиболее распространенных кратковременных помех.

На протяжении десятилетий электрохимические аккумуляторные системы ИБП использовались для устранения кратковременных перебоев в подаче электроэнергии. Они состоят из больших блоков перезаряжаемых батарей, выпрямителя / зарядного устройства, обеспечивающего зарядный ток постоянного тока для аккумуляторов при наличии питания, и инверторной электроники, которая преобразует постоянное напряжение в переменное для питания шины критической нагрузки при необходимости. Эти системы подключены к сети и переключаются на питание от батареи за миллисекунды и могут обеспечивать питание до нескольких часов, что называется сквозным питанием.Хотя аккумуляторные системы могут обеспечивать относительно большое количество энергии, они страдают рядом недостатков, включая большие требования к пространству, сложность технического обслуживания, экологические проблемы и ограниченный срок службы в цикле зарядки / разрядки.

Так есть ли вариант? Казалось бы, сегодня ответ положительный.

Новая технология или старая идея?

С самых ранних гончарных кругов люди знали о способности маховика накапливать энергию. Этот факт используется во многих машинах, от первого парового двигателя до современных двигателей всех типов, где маховики обеспечивают плавное вращение вала за счет устранения пульсации двигателя.Сэр Исаак Ньютон формализовал этот эффект в своем первом законе движения, который гласит, что масса будет стремиться поддерживать свою скорость, если на нее не действует внешняя сила.

Этот принцип инерции используется с 1970-х годов в ротационных системах ИБП, которые состоят из обычного электродвигателя-генератора с маховиком, установленным на валу. В процессе работы двигатель получает питание от шины питания, а генератор всегда подает питание на нагрузку. Во время кратковременных перерывов энергия маховика используется для поддержания вращения генератора и обеспечения бесперебойной подачи энергии.Скорость вращения и частота генератора быстро снижаются из-за трения подшипника и воздуха, а также потери кинетической энергии при ее преобразовании в электрическую. В результате эти системы могут восстанавливать только относительно небольшой процент доступной энергии маховика и ограничены кратковременным пробегом. Однако они могут обеспечивать большое количество энергии, что делает их полезными для обработки кратковременных сбоев питания в больших системах.

Новая порода

Сегодня существует новое поколение систем ИБП с маховиком, известных под разными названиями, включая кинетическую батарею, электромеханическую батарею (EMB) или систему накопления энергии маховика (FESS).В них используются высокоскоростные маховики, вращающиеся на подшипниках с очень низким коэффициентом трения в почти идеальном вакууме. Они могут хранить большое количество энергии, а затем при необходимости доставлять ее за несколько миллисекунд.

Одним из недостатков маховиков является потеря энергии, связанная с поддержанием вращения колеса. Помогает размещение агрегатов в вакууме и использование специальных подшипников, но в системе будут постоянные потери энергии порядка 1%. Эти расходы следует учитывать в зависимости от номинальной мощности в кВт и затрат на электроэнергию пользователя.Это может быть больше, чем затраты на поддержание заряда в обычной аккумуляторной системе ИБП.

Как они работают

В течение последнего десятилетия или около того ряд промышленных консорциумов, правительственных агентств и университетов разрабатывали современные технологии и системы с маховиками. Две технологии появились в лаборатории и сегодня доступны в продаже. В одном используется стальной маховик, в другом — композитный.

Стальные маховики обладают ограниченной способностью аккумулировать энергию из-за их массы и конструктивных особенностей, которые ограничивают их частоту вращения менее 10 000 об / мин.Некоторые считают их более безопасными из-за их более низких скоростей, и в них можно использовать обычные подшипники. Стальные маховики обеспечивают время разряда от нескольких секунд до нескольких минут, что, вероятно, является их пределом.

В последнее время большая часть деятельности приходится на композитные маховики (рис. 2). Эти маховики изготовлены из различных углеродных и стеклянных волокон и значительно легче стальных маховиков. Типичная работа — при частоте вращения до 50 000 об / мин, хотя возможность существует для скоростей, близких к 100 000 об / мин.Время разряда от нескольких минут до нескольких часов теперь доступно при низких уровнях мощности. Маховик составляет лишь часть общей стоимости системы и становится все более доминирующим в маломощных системах с длительным временем разряда. В системах, которые обеспечивают высокую мощность при коротком времени разряда, можно использовать менее дорогие маховики, а стоимость силовой электроники преобладает.

Оба типа маховиков полностью заключены в защитную емкость (рис. 3), которая служит двум целям. Во-первых, это вакуумная камера, исключающая трение воздуха о маховик.Типичный уровень вакуума до 10

Вторая функция защитного сосуда — обеспечение защиты от разлетающихся обломков в случае катастрофического отказа маховика. Эта защита обычно достигается в сочетании с несколькими дополнительными барьерами, поскольку одна защитная емкость может не иметь достаточной прочности. Хотя это и не требуется, всю сборку защитной оболочки можно было бы похоронить под землей с электроникой наверху, как по соображениям безопасности, так и для уменьшения занимаемой площади.

Многие современные системы, особенно те, которые работают на более низких скоростях вращения, используют керамические шарикоподшипники с низким коэффициентом трения. Для работы на более высоких скоростях либо пассивный магнит, либо электромагнитные подшипники обеспечивают меньшее трение и бесконтактную опору. Разрабатываются также различные конструкции гибридных подшипников, которые сочетают в себе преимущества нескольких из этих технологий с целью достижения баланса между производительностью, надежностью и стоимостью.

Двигатель и генератор в большинстве систем с маховиком представляют собой устройства переменного тока с вращающимся полем, с магнитами, прикрепленными к маховику или встроенными в него, и окружающими его неподвижными катушками.Во многих случаях двигатель и генератор имеют общие компоненты, что приводит к очень компактному корпусу. Хотя некоторые конструкции двигатель-генератор подключаются непосредственно к шине переменного тока, в наиболее распространенной схеме используется схема частотно-регулируемого привода либо от источника переменного тока, либо от шины постоянного тока для питания двигателя, а выпрямители — для выработки постоянного напряжения на выходе переменного генератора переменного тока. . Рабочее напряжение постоянного тока позволяет системе маховика напрямую взаимодействовать с батареями или заменять их.

Когда требуется питание переменного тока, выпрямленное постоянное напряжение от генератора подается на инвертор, который производит постоянный переменный ток общего назначения, независимо от скорости вращения маховика.ИБП с маховиком использует ту же инверторную технологию, что и система батарей. Некоторые системы с маховиком продаются без инвертора, чтобы напрямую конкурировать с батареями. Традиционно силовые инверторы использовали кремниевые управляющие выпрямители (SCR) в качестве переключающих устройств, но они переключаются относительно медленно и требуют значительного тока и внешних коммутационных сигналов для работы. В более новых конструкциях тиристоры заменяются тиристерами, отключающими затвор (GTO), которые в два раза быстрее и самокоммутируются, но по-прежнему требуют значительного рабочего тока.Наиболее многообещающим коммутационным устройством для инверторов немедленного типа является биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT), который имеет гораздо более высокие скорости переключения и более низкое потребление тока.

Сложные системы управления контролируют все аспекты работы ИБП. Датчики маховика предоставляют информацию о его вращении, вибрации, температуре подшипника и других параметрах, которые обеспечивают раннее предупреждение о любой ожидающейся неисправности.

Приложения

Системы ИБП с маховиком

могут использоваться в нескольких различных конфигурациях для удовлетворения потребностей конкретного приложения.Для данной емкости накопителя энергии существует компромисс между мощностью и временем разряда. Оба должны быть адекватными для выполнения своей работы.

• Небольшая система стального маховика с возможностью прохождения через несколько секунд может использоваться для расширения аккумуляторной системы и уменьшения количества циклов разрядки аккумуляторов, что продлевает их срок службы. Батареи могут выдерживать более длительные перерывы в работе или обеспечивать время для запуска двигателя (рис. 4).

Динамика маховиковой системы накопления энергии, поддерживающей ветрогенератор в микросети

В данной статье реализована интеграция системы накопления энергии маховика на основе индукционной машины с системой преобразования энергии ветра.Нелинейные и линеаризованные модели маховика изучаются, сравниваются, и моделируется их модель пониженного порядка для анализа влияния инерции маховика и управления на реакцию системы во время изменения мощности ветра. Получена количественная оценка связи между инерцией маховика и коэффициентом усиления регулятора, что позволяет рассматривать систему как модель пониженного порядка, которая более управляема по своей природе. Установка микросети, состоящая из системы накопления энергии маховика, двухмассовой модели ветряного генератора на основе DFIG и модели пониженного порядка дизельного генератора, используется для точного анализа динамики микросети в случае колебаний частоты, возникающих из-за энергии ветра. менять.Изучен отклик микросети с маховиком и без него.

1 Введение

Накопление энергии — это расширяющая возможности технология, которая может улучшить эксплуатационные возможности сети с увеличением проникновения возобновляемых источников энергии. Возможность хранения в частотном регулировании, предотвращение перегрузок при передаче и облегчение вспомогательных услуг от возобновляемой энергетики обсуждалась во многих связанных работах. При выборе устройства хранения решающим фактором является то, требуется ли хранение для долгосрочного или краткосрочного использования и требуется ли частая зарядка и разрядка.Это также зависит от стоимости, области применения, эффективности и срока службы устройства. Из заявленной мощности смешанных хранилищ, развернутых во всем мире, в 24,6 ГВт, наибольшую роль играет гидроаккумулятор [1]. Это одна из самых старых форм хранения, но она ограничена стоимостью, географическим воздействием и воздействием на окружающую среду, а также временем реагирования. Накопители энергии на сжатом воздухе обеспечивают резервные и сезонные резервы, но перестают быть эффективными из-за своего шума и более длительного времени отклика, чем маховики и батареи. Сверхпроводящий магнитный накопитель имеет низкую плотность энергии и является чрезмерно дорогим, как и электрохимические конденсаторы.В настоящее время используется много крупномасштабных внедрений аккумуляторов, из которых наиболее развитой технологией являются свинцово-кислотные аккумуляторы. Батареи требуют регулярного обслуживания и из-за их ограниченного срока службы также нуждаются в частой замене, поэтому находят ограниченное применение при частой езде на велосипеде.

Регулирование частоты в энергосистемах требует отклика во временном диапазоне от секунды до минуты. В системе с более высоким проникновением возобновляемых источников энергии, где инерционный вклад обычных генераторов незначителен, а действие регулятора ограничено, это временное окно, в котором хранение с быстрой скоростью нарастания и временем отклика в несколько секунд является выгодным.Беспрецедентные изменения нагрузки, возможность запуска с нуля и поддержка реактивной мощности — это другие требования, которым может удовлетворить быстро реагирующая система хранения.

Системы накопления энергии с маховиком (FESS) — это системы с быстрым откликом, которые могут следовать быстро меняющимся сигналам управления [2]. Некоторые из их преимуществ можно перечислить следующим образом. Их глубина разряда и частая смена циклов существенно не влияют на срок его службы [3], при этом номинальная мощность и емкость в конце срока службы такие же, как и в начале.Они могут работать в широком диапазоне температур в отличие от батарей, требующих контролируемой температуры. Скорость маховика зависит от состояния его заряда, в отличие от батареи, где он недоступен. Они также имеют гораздо более высокую плотность мощности и более высокую удельную энергию, что приводит к уменьшению занимаемой площади и мгновенной зарядке.

FESS, включенный в сеть с целью сглаживания мощности, коррекции провалов напряжения и регулирования частоты, обсуждался в [4–8].Используемые топологии управления варьируются от управления потоком ротора, реализованного для улучшения интеграции энергии ветра, до использования систем нечеткого вывода [10–12] и управления крутящим моментом маховика на основе IM в [13–15]. Маховик, подключенный к звену постоянного тока инверторного ветряного генератора, представляет собой одну конфигурацию, которая была исследована в ссылках [8–9] и [16–20]. Большинство существующих стратегий управления требуют точных измерений и обратной связи таких величин, как скорость, что требует дополнительных инвестиций, а также проблем, связанных с точностью и техническим обслуживанием.

В этой статье описывается применение FESS для частотного регулирования микросети, ориентированной на прерывистую ветровую энергию. Управление FESS осуществляется с помощью встроенного контроллера, который помогает регулировать скорость и, следовательно, мощность, запасаемую и разряжаемую FESS. Связь между инерцией маховика и коэффициентом усиления его регулятора изучается с помощью анализа устойчивости слабого сигнала. Это делается для достижения подходящей комбинации усиления и инерции регулятора, чтобы можно было легко определить размер FESS по отношению к используемому контроллеру.Модель пониженного порядка FESS на основе асинхронной машины разработана и применена к типичной микросети, состоящей из дизельного генератора и генератора ветровой турбины с регулируемой скоростью в дополнение к частотно-зависимой нагрузке. В разделе 2 обсуждаются сравнительные конфигурации и различные применения, в которых использовались маховики. В разделах 3 и 4 подробно описывается моделирование, управление и анализ устойчивости FESS. В разделе 5 обсуждается структура микросети с деталями моделей сокращенного порядка для дизель-генератора и WTG с регулируемой скоростью.Результаты и моделирование представлены в Разделе 6. Раздел 7 является заключительным.

2 FESS: сравнительные разработки и приложения

Классификация маховика на основе низкой скорости и высокой скорости может быть связана с его высокой мощностью с малым временем разряда и приложениями с высокой энергией, поскольку высокая скорость связана с более высоким запасом энергии [21]. Маховики низкоскоростной категории со скоростью до 10 000 об / мин представляют собой более тяжелые маховики с более высокой энергоемкостью и простой конструкцией. Их энергоемкие и стационарные приложения можно масштабировать с помощью модульных устройств, и по сравнению с другими устройствами количество требуемых маховиков меньше [22, 23].

Потери холостого хода, которые включают потери в системе преобразования мощности и потери вакуумного генератора, меньше и сопоставимы как для маховиков с низкой, так и с высокой скоростью [24]. Потери около 12 кВт или от 0,2 до 0,5% для накопителя с номинальной мощностью 18 МВт, вызванные токами возбуждения, потребляемыми машиной, обсуждаются в Ref. [25]. Маховики обычно имеют 100 000 полных циклов зарядки и разрядки. Уровни скорости и рабочие условия компонентов маховика, если они поддерживаются в критических пределах, маховик может иметь более длительный срок службы, чем оговоренные 20 лет.Батареи могут показаться экономически привлекательными, но необходимость частой замены сводит на нет это преимущество по сравнению с маховиком [26]. Ток, частота и напряжение, которые должны обрабатываться двунаправленными силовыми электронными компонентами, определяют их номинальные характеристики, которые, в свою очередь, ограничивают диапазон рабочих скоростей.

Система двигатель-генератор является важным аспектом маховика, причем синхронная машина с постоянными магнитами (PMSM), бесщеточные машины постоянного тока, индукционные машины (IM), индукционные машины с двойным питанием (DFIM) и машины с переключаемым сопротивлением являются наиболее распространенными. приводные агрегаты.Синхронные машины лучше работают в приложениях с постоянной скоростью. Импульсные реактивные двигатели работают с низким коэффициентом мощности и являются шумными, и для управления положением вала требуется дорогостоящая силовая электроника, а также опасность смещения с пути наименьшего сопротивления. DFIM дороги, в то время как PMSM, как правило, более чувствительны к повышению температуры из-за опасности размагничивания. Беличьи клетки IM являются управляемыми, более прочными и экономичными благодаря своей простой конструкции. Они имеют меньший вес и размер с незначительной возможностью выхода из-под контроля, если он работает с допустимым скольжением.

Применение маховика на железных дорогах для регенеративной тяги, управления счетами за электроэнергию и поддержки напряжения, а также на атомных исследовательских установках, использующих маховики мощностью 340 МВт за 30 с, описано в Ref. [27]. FESS весом 3000 кг с номинальной мощностью 18 МВт при 6000 об / мин, используемый для регулирования частоты, повышения качества электроэнергии, увеличения срока службы батарей и снижения выбросов CO ₂ , обсуждается в работе. [25]. Применение ИБП с номинальной мощностью в течение 15 с, 1 МВт в течение полных 90 с в центрах обработки данных и критически важных приложениях с модулями 300 кВт обсуждается в ссылках [28–30].200 блоков FESS, используемых для регулирования частоты и поддержки напряжения, обсуждаются в [31].

Высокоскоростные маховики, используемые в высокоэнергетических приложениях, являются более дорогостоящими из-за их конструктивных улучшений, таких как применение подшипников с использованием магнитной левитации, вакуумных контейнеров и композитных материалов с высокой удельной прочностью. Стоимость маховиков, связанных с энергией, колеблется от 4000 долларов за кВтч и выше, а стоимость соответствующей силовой электроники оценивается примерно в 25% от общей стоимости [24, 32].Совершенно очевидно, что применение маховика для коммунальных предприятий, работающего на низких скоростях, необходимых для заряда или разряда с определенной скоростью, и способного обслуживать частые колеблющиеся потребности, подходит для проблемы регулирования частоты, обсуждаемой в этой статье.

3 Нелинейная модель FESS

Изучение индукционных машин, работающих как FESS, проводилось ранее, и была установлена ​​их пригодность для работы в качестве того же самого. Эта работа проводится для установления связи между инерцией маховика и параметрами контроллера, чтобы размер FESS коррелировал с поведением контроллера и, следовательно, мог обеспечить лучшую производительность.Это включает изучение моделирования индукционной машины вместе с действием контроллера. FESS моделируется как индукционная машина с короткозамкнутым ротором с высокой инерцией и подключена к электрической сети через встречно-обратные преобразователи ШИМ, соединенные через конденсатор постоянного тока. Преобразователь на стороне машины регулирует напряжение на клеммах машины (величину и частоту напряжения), таким образом, ведя себя как управляемый источник напряжения. Преобразователь на стороне сети действует как управляемый источник тока, поддерживая номинальное значение напряжения звена постоянного тока.Контроллер, предлагаемый в этой статье, воздействует на преобразователь на стороне машины, заставляя его уменьшать и увеличивать скорость машины. Управление преобразователем на стороне сети не имеет отношения к контексту работы в этой статье и поэтому не обсуждается. Поведение преобразователей не рассматривалось, поскольку их рабочие характеристики не попадают во временные рамки установившегося режима работы машины. Машина работает как двигатель до синхронной скорости и выше синхронной скорости как генератор.Режимы работы FESS — это режим зарядки, ожидания и разрядки в зависимости от разницы между скоростью его ротора и синхронной скоростью.

Выходная мощность маховика на выводах статора определяется уравнением. (1), а электрический крутящий момент определяется формулой. (2) в о.е., где v _ds и v _qs — напряжения статора [о.е.] в синхронно вращающейся системе отсчета dq . Система дифференциальных уравнений, определяющих электрические состояния асинхронной машины, приведена ниже, как и в [3].[33]

(1) п о знак равно v d s я d s + v q s я q s

(2) Т е знак равно е d ‘ я d s + е q ‘ я q s ω s

(3) d е d ‘ d т знак равно — 1 Т 0 [ е d ‘ — ( Икс — Икс ‘ ) я q s ] + s ω s е q ‘

(4) d е q ‘ d т знак равно — 1 Т 0 [ е q ‘ + ( Икс — Икс ‘ ) я d s ] — s ω s е d ‘

(5) d я d s d т знак равно ω s Икс ‘ ( — р s я d s + Икс ‘ я q s + е d ‘ — v d s + 1 ω s d е q ‘ d т )

(6) d я q s d т знак равно ω s Икс ‘ ( — р s я q s — Икс ‘ я d s + е q ‘ — v q s — 1 ω s d е d ‘ d т )

T ₀ — постоянная времени холостого хода переходного процесса, X реактивное сопротивление холостого хода и Икс ′ реактивное сопротивление короткого замыкания индукционной машины. T _м — это механический крутящий момент, передаваемый на машину. Промах s и r _s , сопротивление статора, все в о.е. Электромеханическое уравнение, определяющее динамику ненагруженного вала в реальных единицах измерения [Н – м], имеет следующий вид:

(7) J d ω р d т знак равно — Т е л е c т р я c а л

В на единицу уравнение вала принимает вид

(8) J ω б а s е 2 S б а s е d ω р d т знак равно — Т е

где ω б а s е — базовая угловая скорость машины [рад / с], а S б а s е — номинальная мощность индукционной машины [Вт].ω р находится в о.е. Уравнения (3) — (6) представляют собой уравнение для модели переходного реактивного сопротивления и токов статора асинхронной машины. Электромеханическое уравнение. (8) завершает модель пятого порядка индукционной машины. J в кг-м ² — суммарный момент инерции маховика, находящегося на валу машины и машине.

Изменение запасенной энергии ∆ E в маховике с моментом инерции Дж кг-м ² может быть определено количественно, как в уравнении.(9) где ω s варьируется от ω s мин к ω s Максимум

(9) Δ E знак равно 1 2 J ω s Максимум 2 — ω s мин 2

Контроллер представлен ур.( 10). Здесь изменение синхронной частоты ω s получается из интеграла разницы между эталонной мощностью и фактической выходной мощностью асинхронной машины, заданной как

(10) d ω s d т знак равно — п c о м — п о Т

Уравнения ( 3) — ( 6), (8) и (10) составляют FESS шестого порядка, состоящую из пяти дифференциальных уравнений для асинхронной машины и одного уравнения управления для управления активной мощностью.Командный сигнал, P _com , в ур. ( 10) основан на конечной цели использования FESS, будь то для регулирования частоты или сглаживания мощности от WTG.

Для достижения регулирования частоты сети P _com делается пропорциональным изменениям частоты системы. Для сглаживания выходной мощности WTG значение P _com должно быть пропорционально изменениям выходной мощности WTG относительно мощности диспетчеризации.

Уменьшение заказа модели позволяет снизить сложность системы и требует меньше вычислительного времени. Модели пониженного порядка могут дать больше информации о влиянии критических параметров на поведение системы и могут удалить незначительную динамику с картины. В крупномасштабных исследованиях устойчивости энергосистем при переходных процессах может использоваться моделирование сокращенного порядка при условии, что оно сравнивается с характеристиками подробной модели. В представленной работе было проведено сравнение модели пятого и третьего порядка, и видно, что производительность в обоих случаях почти одинакова.Для простоты и лучшей управляемости использована модель третьего порядка. Динамические характеристики FESS, то есть способ, которым он реагирует на изменение в P _com и, таким образом, обеспечивает доступную мощность, зависят от инерции вала маховика и коэффициента усиления регулятора. Чтобы проанализировать влияние этих двух параметров, сложность уравнений (3) — (8) может быть уменьшена до модели третьего порядка, пренебрегая переходными процессами статора в уравнениях (5) и (6). Сравнение пятого порядка, третьего порядка и реакции модели передаточной функции FESS показано на рисунке 1.Реакция очень схожа с небольшой разницей, поэтому можно предположить, что уменьшение порядка машины не меняет существенно динамику системы. На рисунке 1 показана реакция маховика на ступенчатое изменение в P _com , показанное для FESS мощностью 4 МВт с базовой скоростью 3000 об / мин и моментом инерции 3 38 097 кг-м ² .

Рисунок 1:

Переходная характеристика маховика пятого и третьего порядка нелинейная и передаточная функция для J = 3, 38 097 кг-м ² и T = 10, на P _com = 0.5 ед.

4 FESS — анализ малых сигналов

Выполнен анализ устойчивости малых сигналов модели FESS третьего порядка с добавлением управляющего уравнения с использованием уравнений (3), (4), (8) и (10). Модель FESS линеаризуется вокруг начальной рабочей точки номинального напряжения при 1 о.е. и номинальной скорости при 1 о.е.

(13) Δ Икс знак равно А Δ Икс + B Δ U Δ Y знак равно C Δ Икс + D Δ U

Уравнение ( 13) представляет собой представление в пространстве состояний любой нелинейной системы, дающее ценную информацию относительно общей динамики системы, и здесь рассматривается вектор состояния. Δ Икс знак равно [ Δ [ е ′ d , е ′ q , ω р , ω s ] ′ .Входной вектор Δ U знак равно Δ п c о м и выходной вектор Δ Y знак равно Δ п о .

Для конкретного значения Дж и T в таблице 1 показано участие переменных состояния FESS в одиночном колебательном режиме с частотой 2.069 Гц. Понятно, что участие е ′ d и ω _s являются наивысшими в колебательном режиме, тогда как е ′ q и ω _r является самым низким. Это указывает на то, что FESS ведет себя как система второго порядка для выбранных значений инерции вала Дж и коэффициента усиления регулятора T .Однако это не всегда так, поскольку характер участия значительно меняется для разных значений момента инерции и усиления регулятора. Целью данной работы является определение наилучшей комбинации J и T , для которой FESS может рассматриваться как более управляемая система второго порядка.

Таблица 1:

Нормализованные коэффициенты участия переменных состояния в колебательном режиме 2,069 Гц.

Государство	Нормированный коэффициент участия
е d ′	1.0000
е q ′	0,0002
ω r	0,0025
ω с	0,9974

Участие е ′ d а также е ′ q в колебательном режиме остается неизменным при значениях, показанных в таблице I для возрастающих значений J и T, в то время как участие ω _s увеличивается от очень низкого значения до почти единицы, а участие ω _r приближается к нулю от единство.Это указывает на то, что в дальнейшем систему можно аппроксимировать как систему второго порядка с большей управляемостью. С увеличением T и J переход системы от более высокого порядка ко второму происходит закономерно. На рисунке 2 показано изменение участия (нормированное) для различных значений J и T. Участие ω _s и ω _r отслеживает кривую, точка перегиба которой указывает на переход системы от более высокого порядка к таковому второго порядка. и наоборот.

Рисунок 2:

Изменение нормированных коэффициентов участия ω _s и ω _r с изменением J и T .

На рисунке 2, по мере того, как значение усиления контроллера T увеличивается, точка изгиба перемещается вправо, и выбор пары комбинаций инерции и коэффициентов усиления контроллера, для которых система может быть аппроксимирована во втором порядке, становится меньше.Для более легких машин, то есть с низким моментом инерции, значение T должно быть небольшим, чтобы FESS вел себя как система второго порядка. Для более тяжелых маховиков могут быть выбраны относительно большие значения T без ущерба для характера второго порядка FESS.

Рисунок 3:

Сравнение способности FESS изменять выходную мощность до 0,5 о.е. для разных значений Дж и T как в моторном, так и в генераторном режиме.

На рисунке 3 момент инерции маховика изменялся в пределах {338, 3,380, 33,804, 338,040} кг-м ² . Для низких значений T система обычно ведет себя как система второго порядка с малым временем нарастания и контролируемым выбросом. Однако по мере увеличения значения T характер FESS более высокого порядка доминирует в более легких системах с маховиком. Таким образом, для инерции маховика 338 кг-м ² и коэффициента усиления контроллера 100 FESS не может выполнить команду на увеличение выходной мощности до 0.5 ед. Принимая во внимание, что для большой инерции маховика (скажем, 338040), усиление контроллера 100 делает FESS вялым, тогда как значение усиления менее 49,5 даст лучшее отслеживание команды мощности.

Более высокое значение Дж приводит к большему размеру и стоимости, которые необходимо оптимизировать с учетом механических ограничений. Изменение значения Дж на низкое значение T не изменяет ошибку установившегося состояния. Стремясь к адекватному демпфированию с более быстрым временем нарастания, нулевой ошибкой в ​​установившемся состоянии и минимальным выбросом, наилучшим вариантом будет сохранение значения J настолько маленьким, насколько позволяют системные требования, с T , который позволяет достичь вышеуказанных условий.Эта работа служит для определения замкнутой области, в которой значение коэффициента усиления регулятора должно соответствовать определенному значению инерции.

Инкрементальная передаточная функция, приведенная в ур. (14) получается из линеаризации индукционной машины и уравнений управления, а передаточная функция получается между изменением входной мощности и выходной мощности машины. Эта линейная модель была использована для построения динамических характеристик системы и удовлетворительно аппроксимирует динамику системы, как показано на рисунке 1.

(14) Δ п о знак равно — 0,000144 J s 3 + 16.02 J s 2 + ( 111,78 J — 0,7518 ) s — 5.247 0,0177 J Т s 4 + ( 0,247 J Т — 0,000114 J ) s 3 + ( 16.02 J + 451.4 Т + 0,863 J Т ) s 2 + ( 111,78 J + 3149 Т — 0,752 ) s — 5,247 Δ п е

Прямое применение теоремы об окончательном значении к ур.( 14) дает единицу, что и является целью контроллера. Однако более тщательное изучение показывает, что достижение нулевой установившейся ошибки связано с коэффициентами s и члены более высокого порядка в числителе и знаменателе уравнения. ( 14). Теоретически окончательное значение (14) не зависит ни от J и Т . На практике коэффициенты s в числителе и знаменателе намного выше по величине, чем постоянные члены, что повышает вероятность пренебрежения ими при применении теоремы об окончательном значении.В этом случае окончательное значение передаточной функции (14) уменьшается с 1 на коэффициент, пропорциональный 3149T / (111.78J-0.7518) или просто Т / Дж .

По существу, инерционность системы становится более заметной по мере увеличения отношения T / J . Для того чтобы выбрать подходящий маховик, указанное выше передаточное отношение должно быть как можно более низким. Видно, что, имея лучшее понимание комбинаций инерции и усиления и используя указанное выше соотношение, можно определить размеры маховика и конструкции контроллера.

Рисунок 4:

Характеристики скорости и скольжения FESS для 0,5 о.е. изменение автомобильного режима и 1,0 о.е. изменение режима генерации (а) частота вращения ротора (б) синхронная частота вращения (в) скольжение.

Можно видеть, что изменение скольжения для большого изменения выходной мощности как в моторном, так и в генерирующем режиме FESS, как показано на рисунке 4, очень сильно находится в допустимых пределах, что указывает на то, что даже при большом изменении выходной мощности изменение скорости индукционной машины находится в допустимых пределах и способна безошибочно выполнять команду мощности.Это возможно без значительных изменений номинальных значений тока машины и без возникновения стрессовой работы генератора и силовых электронных компонентов.

5 Структура микросети

Идея изучения поведения микросети состоит в том, чтобы проанализировать, как использовать вклад контролируемых и неконтролируемых источников в регулирование частоты. Рассматриваемая структура микросети состоит из системы WTG с регулируемой скоростью, дизельного генератора и FESS, работающих совместно для обеспечения частотного регулирования.WTG мощностью 1,5 МВт управляется для работы в условиях слежения за точкой максимальной мощности (MPPT). Рассматривается дизель-генератор на базе синхронной машины мощностью 5 МВА, а также ПЭС мощностью 4 МВт. Системная база выбрана равной 5 МВА, и все динамические модели конвертируются в их о.е. ценности на этой основе. Поскольку в последнее время микросети спроектированы для включения возобновляемых источников, а дизельный генератор играет более или менее роль экстренного увеличения и уменьшения мощности, важность FESS проверяется здесь для регулирования частоты.Цель состоит в том, чтобы избежать частого разгона дизельного генератора. FESS можно использовать для сглаживания выходной мощности микросети, если для этого требуется точный размер. Модель частоты нагрузки вращающейся массы и нагрузки принята с постоянной инерции H равной 5 с и постоянной демпфирования нагрузки равной 0,8. Рассматриваемая микросеть показана на рисунке 5.

5.1 Дизель-генератор модель

Выбрана инкрементальная модель дизель-генератора и первичного двигателя более низкого порядка, адекватно представляющая общую инерцию, включая время привода и мертвое время двигателя [34, 35], где управление спадом регулятора и интегральный регулятор вторичной частотной характеристики являются частью модель.Входом в дизель-генератор является инкрементное изменение частоты сети ∆ f . Представление собственных временных задержек в дизельном двигателе делает эту модель достаточно точной для исследований управления частотой нагрузки. Величина спада, 1/ R , мера изменения выходной мощности по отношению к изменению частоты, фиксируется на уровне 6%, а постоянная инерции термогенератора принимается равной 5 с на основе системы. Интегральный коэффициент усиления, который помогает вернуть частоту к номинальному значению, принимается равным 7.Постоянная времени регулятора принята равной 0,1 с. Динамика двигателя моделируется с выдержкой времени 0,25 с .

5.2 Ветряк, модель

Моделирование передаточной функции необходимо при изучении поведения ветряных турбин с регулируемой скоростью при исследованиях управления частотой нагрузки. Работа, проделанная здесь, состоит в том, чтобы оценить влияние изменений скорости ветра на изменения выходной мощности WTG. Моделирование DFIG в упрощенном порядке для понимания его электромеханической динамики было выполнено в [36, 37], где рассматриваются как системы с одной массой, так и системы с двумя массами, которые являются достаточно точными представлениями во временных рамках исследования.

Модель динамики трансмиссии третьего порядка, в которой два массовых представления вала используются в модели , то есть представлен низкоскоростной вал, а высокоскоростной вал и коробка передач считаются бесконечно жесткими, как другие. масса. Два массовых представления распознают две скорости системы , т.е. , скорость электрической системы и механическую скорость ротора турбины, которые существенно различаются. Единичное массовое представление вала в случае ветрогенераторов приведет к более консервативному подходу к настройкам защиты.Послеаварийная реакция системы, представленной одномассовой и двухмассовой, показывает разность амплитуд и фаз колебаний скорости и мощности.

Аналогичным образом, в данной статье рассматривается двухмассовая модель WTG, работающая в режиме MPPT. Уравнения (15) — (17) являются точным представлением модели двухмассового привода, состоящего из высокоскоростного и низкоскоростного валов и без учета динамики преобразователя на стороне статора и ротора [36–38].

(15) d ω т d т знак равно п т ты р б 2 ЧАС т ω т — K s θ т ш 2 ЧАС т

(16) d ω d т знак равно K s θ т ш 2 ЧАС грамм — Т е 2 ЧАС грамм

(17) d θ т ш d т знак равно ω о ω т — ω

Здесь ω _t — угловая скорость турбины, ω частота вращения ротора генератора и ω о частота системы все в п.u. θ т ш — угол закручивания вала в о.е. где демпфирование вала не учитывается. п т ты р б мощность турбины, генерируемая при скорости ветра v _w м / с и дано как в ур. ( 18) where (где) ρ плотность воздуха в кг / м ³ и A — площадь, охватываемая лопатками турбины, м ² .

Значение коэффициента мощности ветряной турбины C п , коэффициент передаточного отношения конечной скорости λ и угол наклона β . Передаточное число конечной скорости равно

.

(19) λ п ты знак равно ω т — п ты v ш — п ты

Регулировка тангажа не рассматривалась, так как поведение системы при изменении мощности ветра более важно для этой работы, чем диапазон скорости ветра, в котором требуется, чтобы регулировка тангажа была активной.При неактивном управлении углом тангажа C п полагается только на λ и только изменение коэффициента скорости наконечника будет отражаться на значении C п . Для работы под контролем MPPT косвенно требуется, чтобы передаточное отношение скорости наконечника было оптимальным, равным 1 о.е. это означает C п находится в оптимальном значении 1 о.е. Изменение по отношению к будет постоянной величиной, поскольку оно рассчитывается по отношению к контрольному значению и принимается в качестве константы. k c п .Значение максимальной выходной мощности при базовой скорости ветра составляет k п дается уравнением. ( 20) и рассчитывается как 0,73 для базовой скорости ветра. v ш — б а s е 12 м / с.

(20) k п знак равно ρ А C п п о м v ш — б а s е 3 2 п б а s е

(21) Т е знак равно k п ω 2

(22) п т ты р б — п ты знак равно k п C п — п ты v ш — п ты 3

Генератор крутящего момента Т е а также п т ты р б , мощность турбины рассчитывается при MPPT в п.u. по уравнениям ( 21) и ( 22). Линеаризация двухмассового WTG выполняется путем выполнения шагов, описанных в разделе IV, и модель представлена ​​в форме пространства состояний, как показано ниже в формуле. ( 23). Эта модель передаточной функции используется для представления модели DFIG в анализе.

(23) [ ω т · ω · θ т ш · ] знак равно [ ( k п k c п v ш о 2 ω т о — k п C п о v ш о 3 ω т о 2 ) 1 2 ЧАС т 0 — K s 2 ЧАС т 0 — k п ω о ЧАС грамм K s 2 ЧАС грамм ω о — ω о 0 ] [ ω т Δ ω Δ θ т ш Δ ] + [ v ш о 2 2 ЧАС т ω т о ( 3 k п C п о — k п k c п λ р е ж ) 0 0 ] [ v ш Δ ]

Матрица B дает соотношение между изменением выходной электрической мощности и изменением скорости ветра, а матрица C приведена ниже в формуле.( 24).

(24) п е Δ знак равно 0 3 k п ω о 2 0 ω т Δ ω Δ θ т ш Δ

ЧАС т а также ЧАС грамм [s] — инерция турбины и генератора и K s жесткость вала в п.u. крутящий момент на радиан и приведен в приложении. Константы инерции преобразуются из фактических значений в системную базу 5 МВА. Начальные значения состояний ω т о , ω о а также θ т ш о а также v ш о — номинальные значения.Это представление ротора Δ п ж ш р е ж динамика вместе с правильно детализированной аэродинамической моделью ветряной турбины может имитировать поведение WTG с регулируемой скоростью. Выходная мощность также преобразуется в базовую систему в 5 МВА. Параметры DFIG приведены в приложении.

Почти точное представление изменения скорости ветра предполагается путем использования представления временных рядов модели авторегрессионного скользящего среднего (ARMA), как в [34 и 39].Модель ARMA связывает текущую скорость ветра со скоростью предыдущих часов, и одна такая реальная модель была взята для моделирования скорости ветра и изучения реакции системы при быстрых реалистичных изменениях.

5.3 Изображение маховика

В случае маховика используется единичное массовое представление, поскольку между двумя инерционными массами нет коробки передач, в отличие от приводной передачи ветряного генератора, где низкоскоростной вал соединен через коробку передач с высокоскоростным валом.Маховик моделируется как дополнительная масса асинхронной машины на валу, имеющая бесконечную жесткость. Это рассматривается как частично интегрированная система по сравнению с высокоинтегрированной системой, в которой маховик и двигатель являются одним и тем же компонентом, и неинтегрированной системой, где они размещены в разных корпусах [40].

Маховик полностью реагирует на изменение энергии ветра, как показано в результатах, без использования какого-либо дополнительного накопительного устройства.В свою очередь, он обеспечивает зарядку и разрядку большой мощности, которые могут быть удовлетворены только за счет большого инерционного вклада. Инерция машины влияет на реакцию на изменение мощности, что также очевидно из представленных результатов. Таким образом, мощность машины была выбрана таким образом, чтобы подтвердить выбранную инерцию. Размер машины с большой инерцией, которая действует как маховик, требует более высокого номинала машины, чтобы изменения скорости из-за того, что она действует в режиме ослабления магнитного потока, изменения потока тока и крутящего момента в машине были в определенных пределах.Размер также предвосхищает сильно меняющийся характер ветровой энергии. Эта статья концентрируется на технических аспектах динамики маховика, и проблема его определения была решена в более поздней работе.

Поведение микросети при изменении скорости ветра и соответствующее изменение частоты анализируется для различных спецификаций параметра FESS ( J и T ). Передаточная функция (14) использовалась для представления FESS с инерцией маховика, преобразованной в базовую систему 5 МВА.

6 Моделирование и результаты

Динамика микросети, изучаемая здесь, в основном сосредоточена на изменении частоты системы, когда WTG испытывает изменение скорости ветра. Включение FESS в микросеть необходимо для понимания того, как она помогает уменьшить нагрузку на микросеть при колебаниях выходной мощности WTG, вызванных ветром. Рассматриваемые вариации профиля ветра являются только репрезентативными для фактического профиля, с которым сталкиваются WTG, и устройство также может работать в режиме реального времени.

Суммарная выходная мощность WTG и FESS сравнивалась с эталонной Δ п ж ш р е ж а интеграл погрешности использован как маховик P _com . После различных пробных запусков интегральная постоянная времени, равная 10, была признана идеальной. Было смоделировано скачкообразное изменение скорости ветра от номинальной скорости 12 м / с на 0,5 м / с при 25 с и обратно на 75 с.Когда значение равно 0 о.е., это означает, что общий выход WTG Δ п ж ш _ р е ж и FESS не должен отклоняться C п п о м от первоначального рабочего значения, несмотря на изменение скорости ветра, как показано на Рисунке 6.

Рисунок 6:

Изменение общей мощности P _итого [стр.ед.] с изменением скорости ветра 25 и 75 с.

Сравнение показывает эффект наличия маховика в системе и то, как он помогает уменьшить изменение общей мощности от микросети. Динамика частоты системы для микросети показана на рисунке 7, где было смоделировано ступенчатое изменение, как указано выше, а результирующее отклонение частоты сравнивалось для микросети с FESS и без него. Дизель-генератор со своим встроенным контуром управления действует, возвращая частоту к номинальной после возникновения возмущения.Замечено, что как величина, так и время установления результирующего отклонения частоты больше в случае микросети без маховика. Добавление FESS к микросети улучшает частотный отклик системы на изменение скорости ветра и снижает отклик, требуемый от дизельного генератора.

Рисунок 7:

Реакция на скачкообразное увеличение скорости ветра на 0,5 м / с . (а) изменение частоты (б) выходная мощность дизельного генератора (в) выходная мощность маховика.

Рисунок 8:

Результаты для профиля ветра ARMA (a) Модель ветра ARMA (b) изменение частоты (c) Выходная мощность дизельного генератора (d) Выходная мощность маховика.

Результаты для профиля ветра модели ARMA приведены на рисунке 8, где изменение ветра находится в диапазоне от почти нулевого значения до более 15 м / с. С Δ п ж ш _ р е ж изменилось на 0.5 ед. результаты показывают способность маховика действовать.

Рисунок 9:

Изменение частоты для изменений скорости ветра, прогнозируемое для различных значений Дж и T в моторном и генераторном режимах, поскольку мощность на маховике изменяется в пределах +0,5 о.е. до –0,75 о.е. чтобы покрыть колебания силы ветра.

Наличие маховика снижает отклонение частоты и ограничивает выходную мощность, ожидаемую от дизельного генератора, а частотная характеристика сети в значительной степени зависит от параметров FESS, как показано на рисунке 9, где изменение частоты для изменений скорости ветра, прогнозируемых для изменения показаны значения J и T .

7 Заключение

В этой статье проводится углубленный анализ системы маховика на основе асинхронной машины с предложенной стратегией интегрального управления. Начиная с динамической модели, основанной на нелинейном дифференциальном уравнении, FESS была линеаризована и с использованием собственных значений и моделей участия в режиме состояния была получена связь между параметром контроллера и инерцией маховика, чтобы сделать правильный выбор маховика. Замечено, что маховик обычно более управляем с определенной комбинацией инерции и усиления регулятора.Также была получена общая модель передаточной функции FESS, которая была применена к типичной задаче управления частотой нагрузки в микросети, состоящей из ветряной турбины и дизельного генератора. Также было проанализировано влияние различных комбинаций инерции маховика и коэффициента усиления контроллера FESS на частотную характеристику микросети на изменение ветра в микросети. Сделан вывод, что отношение инерции к усилению играет важную роль при выборе оптимального размера маховика. Комбинированный анализ ветрогенератора, дизельного генератора и FESS с использованием модели, полученной в этой статье, доказывает свою эффективность в регулировании частоты.Топология системы, обсуждаемая с FESS в качестве элемента хранения, ясно показывает, что добавление FESS к микросети улучшает динамические характеристики системы и, в свою очередь, повышает эффективность других подключенных к ней источников. Эта работа может быть расширена для изучения ветряной электростанции и более крупной микросети, подверженной различным сценариям возмущений.

Приложение

Напряжение = 1,5 кВ,

Параметры дизельного генератора

Номинальная мощность = 5 МВт

Параметры DFIG :

Номинальная мощность = 1.5 МВт,

Номинальная скорость = 1500 об / мин;

Номинальная / Базовая скорость ветра = 12 м / с

C п п о м = 0,48

λ р е ж = 1

λ п о м = 8.1

k c п = 0,0771

ЧАС т = 2,5 с

ЧАС грамм = 0,75 с

K s = 2,332 о.е. / рад

Параметры маховика :

Номинальная мощность = МВт,

L _с = 0,1614 о.е.

L _м = 3.1942 о.о.

L _r = 0,1614 о.е.

R _с = 0,0067 о.е.

R _R = 0,007 о.е.

Номинальная скорость = 3000 об / мин;

Ссылки

1. Гюк И., Джонсон М., Ветрано Дж., Линн К., Паркс В., Ханда Р., Каннберг Л., Хирн С., Уолдрип К., Браччо Р. Хранение энергии в сети Министерство энергетики США; Декабрь 2013 г. Поиск в Google Scholar

2. Мирс Л., Готшалл Х., Камат Х. Справочник EPRI-DOE по хранению энергии для приложений передачи и распределения.Корпорация EPRI PEAC. Министерство энергетики США. Доступно на: www.epri.com. Доступ: декабрь 2003 г. Поиск в Google Scholar

3. Окоу Р., Себитози А.Б., Хан М.А., Барендсе П., Пиллэй П. Разработка и анализ электромеханической батареи для электрификации сельских районов в Африке к югу от Сахары. IEEE Trans Energy Conv 2011; 26: 1198–209. Искать в Google Scholar

4. Islam F, Hasanien H, Al-Durra A, Muyeen SM. Новая стратегия управления для сглаживания выработки ветряной электростанции с использованием краткосрочного прогнозирования скорости ветра и системы накопления энергии маховиком.Американская конференция по контролю (ACC), 2012 г., 3026–3031, 27–29 июня 2012 г. Поиск в Google Scholar

5. Ли Х, Шин Б., Хан С., Юнг С., Пак Б., Джанг Г. Компенсация колебаний мощности крупномасштабной ветряной электростанции с использованием гибридных приложений хранения энергии. IEEE Trans Appl Supercond Jun 2012; 22: 5701904. Поиск в Google Scholar

6. Фэн Дж, Гунбао В., Лицзюнь Ф, Ганг В., Чжэнь Х. Применение маховиковой системы накопления энергии в интегрированной энергосистеме для повышения качества и стабильности электроэнергии.Международная конференция по электрическим машинам и системам (ICEMS), август 2011 г. Поиск в Google Scholar

7. Грейгарн Т., Гарсия-Санз М. Управление маховиковыми системами накопления энергии для смягчения колебаний мощности ветряных электростанций. IEEE Energytech, 2011, 1–6, 25–26 мая 2011 г. Поиск в Google Scholar

8. Карденас Р., Пена Р., Ашер Дж., Клэр Дж. Стратегии управления для улучшенного сглаживания мощности в ветроэнергетических системах с использованием маховика с приводом индукционной машиной с векторным управлением. IEEE Trans Ind Electron 2001; 48: 625–35.Поиск в Google Scholar

9. Карденас Р., Пена Р., Ашер Г.М., Клэр Дж., Бласко-Хименес Р. Стратегии управления для сглаживания мощности с помощью маховика, приводимого в движение бессенсорной индукционной машиной с векторным управлением, работающей в широком диапазоне скоростей. IEEE Trans Ind Electron 2004; 51: 603–14. Искать в Google Scholar

10. Suvire GO, Mercado PE. Комбинированное управление распределительной системой статического синхронного компенсатора / маховика для хранения энергии ветра. IET Gener Transm Dis 2012; 6: 483–92.Искать в Google Scholar

11. Cimuca GO, Saudemont C, Robyns B, Radulescu MM. управление и оценка производительности маховиковой системы накопления энергии, связанной с ветрогенератором с регулируемой скоростью. IEEE Trans Ind Electron 2006; 53: 1074–85. Искать в Google Scholar

12. Leclercq L, Robyns B, Grave JM. Управление на основе нечеткой логики маховиковой системы накопления энергии ветряных и дизельных генераторов. Math Comp Simul 2003; 63: 271–80. Искать в Google Scholar

13.Грейгарн Т., Гарсия-Санс М. Управление маховиковыми накопителями энергии для смягчения колебаний мощности ветряных электростанций, IEEE Energy Tech, 2011 г., 1–6, 25–26 мая 2011 г. Поиск в Google Scholar

14. Suvire GO, Molina MG , Mercado PE. Улучшение интеграции ветроэнергетики в микросети переменного тока с использованием маховикового накопителя энергии. IEEE Trans Smart Grid, декабрь 2012 г .; 3: 1945–54. Искать в Google Scholar

15. Sun XD, Koh KH, Yu BG, Matsui M. Управление напряжением / напряжением на основе нечеткой логики асинхронным двигателем для системы выравнивания мощности сети постоянного тока с использованием оборудования для накопления энергии маховиком.IEEE Trans Ind Electron 2009; 56: 3161–8. Искать в Google Scholar

16. Ran L, Dawei X, Kirtley JL. Анализ электромеханических взаимодействий в системе маховика с асинхронной машиной с двойным питанием. IEEE Trans Ind Appl 2011; 47: 1498–506. Искать в Google Scholar

17. Ghedamsi K, Aouzellag D, Berkouk EM. Управление ветрогенератором, связанным с системой накопления энергии маховиком. Renew Energ 2008; 33: 2145–56. Искать в Google Scholar

18. Wang L, Yu JY, Chen YT. Повышение динамической устойчивости интегрированной морской ветроэлектростанции с использованием системы накопления энергии с маховиком.IET Renew Power Gen 2011; 5: 387–96. Искать в Google Scholar

19. Диас-Гонсалес Ф., Бьянки Ф.Д., Шумпер А., Гомис-Беллмунт О. Управление системой накопления энергии маховиком для сглаживания мощности ветряных электростанций. IEEE Trans Energy Conv 2014; 29: 204–14. Поиск в Google Scholar

20. Ислам Ф., Аль-Дурра А., Муин С.М. Сглаживание выработки ветряных электростанций с помощью прогноза и системы диспетчерского управления. IEEE Trans Sustain Energy, октябрь 2013 г .; 4: 925–33. Искать в Google Scholar

21.Абдель-Халик А.С., Эльсеруги А.А., Масуд А.М., Ахмед С. Вклад тока повреждения инвертора среднего напряжения и маховиковой системы накопления энергии на основе индукционной машины с двойным питанием. IEEE Trans Sustain Energy 2013; 4: 58–67. Искать в Google Scholar

22. Hittinger ES. Накопление энергии в сети и кратковременная изменчивость ветра, канд. докторская диссертация, инженер и государственная политика, Университет Карнеги-Меллона, Питтсбург, Пенсильвания, август 2012 г. Поиск в Google Scholar

23. Карбон Р. Хранение энергии в зарождающуюся эру интеллектуальных сетей.Доступно на: http://www.intechopen.com. Доступ: октябрь 2014 г. Поиск в Google Scholar

24. Ахил А.А., Хафф Дж., Карриер А.Б., Каун Б.К., Растлер Д.М., Чен С.Б. и др. DOE / EPRI 2013 — Справочник по хранению электроэнергии в сотрудничестве с NRECA. Sandia National Laboratories, Альбукерке, Нью-Мексико SAND2013-5131, июль 2013 г. Поиск в Google Scholar

25. Аноним. Интеграция возобновляемых источников энергии в микросети. ABB. Доступно на: http://www.abb.co.in. Дата обращения: октябрь 2014 г. Поиск в Google Scholar

26.Анонимный, маховик накопителя энергии. федеральное оповещение о технологиях — публикация демонстрации новой технологии U.S-DOE, DOE / EE-0286, сентябрь 2003 г., дата обращения: октябрь 2014 г. Поиск в Google Scholar

27. Анонимно. Доступно на: http://www.energystorageexchange.org. Дата обращения: октябрь 2014 г. Поиск в Google Scholar

28. Страсик М., Халл Дж. Р., Миттлидер Дж. А., Гондер Дж. Ф., Джонсон П. Е., МакКрари К. Э., Макивер С. Р.. Обзор систем накопления энергии маховиков Boeing с высокотемпературными сверхпроводящими подшипниками.J Supercond Sci Tech 2010. Поиск в Google Scholar

29. Аноним. Vyconenergy. Доступно на: http://www.vyconenergy.com. Доступ: октябрь 2014 г. Поиск в Google Scholar

30. Бендер Д., Блэкман К., Борнео Д., Эллисон М., Эйер Дж., Гринбергер Дж., Эрнандес Дж., Лазаревич М., Нурай А. Демонстрационные проекты по хранению электрической энергии; SAND2014-17245 O, август 2014 г. Поиск в Google Scholar

31. Экроуд С. Маховики для хранения электроэнергии коммунальными предприятиями. TR-108889, EPRI Пало-Альто, Калифорния, окончательный отчет, декабрь 1999 г.Искать в Google Scholar

32. Schoenung SM, Hassenzahl WV. Долгосрочное и краткосрочное накопление энергии — анализ технологий — исследование стоимости жизненного цикла — исследование для программы Министерства энергетики США по системам накопления энергии. Sandia National Laboratories, Альбукерке, Нью-Мексико, SAND2003-2783, август 2003 г. Поиск в Google Scholar

33. Анайя-Лара О., Дженкинс Н., Эканаяке Дж., Картрайт П., Хьюз М. Моделирование и контроль производства ветровой энергии. Чичестер, Западный Сассекс, PO19 8SQ, Соединенное Королевство: John Wiley & Sons Ltd, 2009.Искать в Google Scholar

34. Видьянандан К.В., Сенрой Н. Первичное частотное регулирование разгруженными ветряными турбинами с использованием переменного спада. IEEE Trans Power Syst 2013; 28: 837, 846. Поиск в Google Scholar

35. Рой С., Малик О.П., Хоуп Г.С. Компьютерная модель низкого уровня для адаптивного управления скоростью дизельных электростанций, Отчет о ежегодном собрании Общества промышленных приложений IEEE 1991 г., 1991 г. 1636, 1642 2, 28 сентября 1991 г. — 4 октября 1991 г. Поиск в Google Scholar

36 .Гош С., Сенрой Н. Электромеханическая динамика регулируемых ветряных турбин. IEEE Syst J 2013; 9: 639–646, июнь 2015 г. Поиск в Google Scholar

37. Slootweg JG. Моделирование ветроэнергетики и влияние на динамику энергосистем к.э.н. диссертация, Делфтский Univ. Technol., Делфт, Нидерланды, 2003. Поиск в Google Scholar

38. Ахматов В. Ветроустановки с переменной скоростью и индукционными генераторами с двойным питанием, часть I: моделирование в инструментах динамического моделирования. WINEN 2002; 26: 85–108.Поиск в Google Scholar

39. Ван П., Биллинтон Р. Анализ преимуществ надежности добавления WTG в систему распределения. IEEE Trans Energy Conv 2001; 16: 134–39. Поиск в Google Scholar

40. Hayes RJ, Kajs JP, Thompson RC, Beno JH. Разработка и испытание аккумуляторной батареи маховика для транзитного автобуса, Международный конгресс и выставка SAE 1999 г., Детройт, штат Мичиган, 1–4 марта 1999 г. Поиск в Google Scholar

Поступила: 2015-8-1

Пересмотрено: 22.10.2015

Принято: 2015-11-6

Опубликовано в сети: 2015-12-1

Напечатано в печати: 2016-2-1

Начни маховик — эффективный лидер розничной торговли

Вы до бездействия парализованы количеством мыслей или идей, которые у вас есть по поводу проекта? Или вы когда-нибудь думали, что не сможете начать, пока не придумаете идеальное решение? Многие люди боятся начинать в одном направлении, но обнаруживают, что им нужно пойти в другом, поэтому они останавливаются.«Мне лучше остаться здесь ненадолго, пока я полностью решу эту проблему в своей голове», — может быть, они говорят сами себе. Только начало — это 80% битвы. Что-то не началось, конечно же, не сделано. Если мы хотим, чтобы произошло что-то другое, мы должны с чего-то начать и сдвинуть дело с мертвой точки. Все, что мы делаем, начинается с этого процесса. Это применимо к более крупным проектам, которые вначале могут показаться сложными. Но спросите себя: «Станет ли проект менее страшным, сложным, менее масштабным, если вы будете стоять и ничего не делать?» Это тот же проект, что и несколько минут назад.Как же тогда решить эту проблему? Джим Коллинз описал термин «эффект маховика» в этом отрывке из своей книги «От хорошего к великому». Это относится как к самым простым, так и к самым сложным вещам. Вы должны с чего-то начать и продолжать работать над этим. Маховик (на фото выше) — это огромное колесо, которое требует энергии для запуска. Потребуются постоянная энергия и усилия, чтобы действительно сдвинуть с мертвой точки. Но как только это произойдет, он начинает давать значительно больше энергии, чем вы продолжаете прикладывать. Маховик улавливает всю вложенную в него энергию, а затем на выходе становится намного больше, чем маленькие кусочки, добавляемые на каждом шаге или отдельном входе.Некоторые определения маховика:

Подача энергии со скоростью, превышающей возможности источника энергии. Это достигается за счет накопления энергии в маховике с течением времени, а затем ее быстрого высвобождения со скоростью, превышающей возможности источника энергии.

А:

Маховик может также использоваться для подачи прерывистых импульсов энергии на уровнях мощности, которые превышают возможности его источника энергии.

В деловом мире и в реальной жизни каждый маленький шаг, который вы делаете для достижения цели, добавляет энергии вашему маховику.По мере того, как вы расширяете свой проект и добавляете последователей, их коллективная энергия накапливается в колесе, и вскоре оно начинает двигаться дальше. Я уверен, что вы когда-то видели это на практике. Подумайте о новом проекте или программе, которые были представлены. Это началось как идея. Возможно, даже идея, в которой многие люди не хотели принимать участие. В конце концов, перемены — это сложно, и довольно «легко» стоять там, где мы сейчас находимся. Но по мере того, как вы делились идеями, показывали примеры того, как может выглядеть успех, люди постепенно начали вносить свой вклад.Вы могли почувствовать, как идея набирает обороты. Успехи стали обнаруживаться. Отношение людей начало меняться, и они все больше и больше способствовали успеху проекта. Наконец, проект пошел сам по себе. Он был «на месте», и все его приняли. Это «маховик» в действии. Терпение, настойчивость и упорство — все необходимые составляющие, чтобы добиться успеха.

Усилие + Время = Выход

То, что мы вкладываем во что-то, и количество времени, которое мы посвящаем этому, будет определять его конечный результат и результат.Он начинается с первого шага, чтобы начать процесс «раскрутки колеса».