A Сравнение типов систем ИБП Flywheel по QPS

Недавно мы обсудили историю и основные принципы работы системы ИБП Flywheel, но знаете ли вы, что существуют также несколько различных типов и конфигураций этих систем? В этой статье более подробно рассматриваются три основных стиля ИБП Flywheel.

Маховик ИБП

Концептуально эта система проста. Ротор подвешен на магнитных подшипниках в вакуумной камере, соединенной с электродвигателем и электрогенератором.Ротор в барабане ускоряется до высокой скорости и сохраняет свою энергию вращения до тех пор, пока эта энергия не будет готова к использованию. Когда энергия высвобождается, скорость вращения маховика уменьшается. Добавление энергии увеличивает скорость маховика. Большинство систем FES используют электричество для ускорения и замедления маховика.

Маховик ИБП Преимущества :

• Долгий срок службы. Системы ИБП с маховиком часто способны работать в тяжелых условиях с более длительным временем наработки на отказ.
• Магнитные подшипники требуют минимального обслуживания и, как правило, требуют замены каждые 8–10 лет.
Быстрая зарядка системы
• менее чем за 15 минут экономит время и деньги.
• Обычно они занимают меньше места, чем системы ИБП на батарейках.
• На них не так сильно влияют изменения температуры, и они могут работать в гораздо более широком температурном диапазоне.
• Они менее опасны для окружающей среды, так как изготовлены из инертных или мягких материалов.

Маховик ИБП Недостатки :

• Если они не соединены с батареями, время работы ИБП с маховиком очень короткое, обычно измеряется в секундах. Это может быть рискованно в ситуациях, когда генератор может иметь задержку запуска.
• Конструкция маховика имеет ограничения, такие как предел прочности материала, используемого для ротора. Если предел прочности внешней крышки композитного маховика будет превышен, то крышка скрепления разрушится, после чего лопнет маховик, поскольку сжатие внешнего колеса будет потеряно по всей окружности, и вся накопленная энергия будет сразу выделена в результате «взрыва маховика». Части маховика будут лететь со скоростью, сравнимой со скоростью пули, выпущенной из ружья (подумайте шрапнелью!)
• У них также может быть отказ подшипника из-за вибрации.Части металла могут изгибаться наружу и начинать тянуть внешний защитный сосуд или полностью отделяться и случайным образом подпрыгивать вокруг внутреннего пространства. Из-за этого для обеспечения безопасности для ИБП с маховиком требуются прочные защитные оболочки. Многие компании кладут свою систему на землю, чтобы не допустить выхода какого-либо материала из защитной оболочки.

Статический ИБП в сочетании с маховиком

Это часто самый популярный тип использования маховика в качестве ИБП.Он построен по той же технологии, что и стандартная статическая система ИБП, но вместо батарей используется маховик, чтобы обеспечить время работы и регулировку мощности для шины постоянного тока блока ИБП. Эта система обычно продается как способ устранить потребность в батареях и, как следствие, снизить затраты.

Тем не менее, предприятия, которым требуется более длительный проход при сбоях энергосистемы, обратятся к дополнительным блокам маховика или к встроенным батареям в дополнение к маховику, чтобы увеличить время их работы в случае отказа генератора или других проблем.

Преимущества:

Статические ИБП
• обычно очень стабильны. Маховик, как правило, более надежный и может быть установлен в более жестких условиях, где стандартной батареи VRLA может быть недостаточно.
• Если они соединены с батареями, время работы может быть значительно увеличено.
• Если он соединен с батареями, он не имеет ни единой точки отказа. В случае отказа маховика батареи могут продолжать выдерживать критические нагрузки.

Недостатки:

• Стоимость это большой недостаток. Вспомогательные расходы выше за счет добавления маховика. Расходы на техническое обслуживание также могут быть выше, чем стоимость автономного маховика, если есть дополнительные расходы на техническое обслуживание и замену аккумулятора.
Установка ИБП
• с аккумулятором и маховиком хорошо работает только в кондиционированных средах, которые подходят для стандартных аккумуляторов VRLA.
• Зарядка аккумулятора для этой установки необходима. Время зарядки в значительной степени зависит от количества используемых батарей и их размера.

Дизельный роторный ИБП (DRUPS)

DRUPS сочетает в себе функциональность ИБП с маховиком и дизельным генератором.

В сочетании с реактором или дроссельной катушкой генератор также работает в качестве активного фильтра для решения многих проблем качества электроэнергии, таких как гармоники, RFI и изменения частоты. Когда происходит сбой в работе коммунального или основного источника питания, энергия, выделяемая маховиком, приводит в действие электрический генератор, который продолжает обеспечивать питание без перерыва.В то же время, дизельный двигатель берет на себя маховик, чтобы привести в действие электрический генератор, чтобы произвести требуемое электричество. Маховик продолжает поддерживать генератор для поддержания стабильной выходной частоты. «Как работают DRUPS» — видео YouTube https://www.youtube.com/watch?v=OHqu0lltDHQ

Благодаря уникальной конструкции соединения маховика с генератором, есть и другие преимущества, в том числе способность инерции маховика запускать генератор в случае неисправной батареи или другого запускающего компонента, аналогично тому, как можно было бы сцепить начать ручной автомобиль.

DRUPS часто встречаются в крупных производственных и автоматизированных средах. Они могут использоваться для нишевых применений в военной и промышленной работе. Это похоже на мини-электростанцию ​​для компании, которая ее использует. Кроме того, они становятся все более популярными в центрах обработки данных и ИТ-средах, где пространство является премиальным.

Преимущества

• Как правило, если сравнивать DRUPS с ИБП с батарейным питанием с генератором, он имеет более высокую общую энергоэффективность системы.
• имеет меньшую сравнимую площадь с аккумулятором ИБП и традиционным генератором
• DRUPS также имеет более длительный технический срок службы, поскольку в нем меньше электронных компонентов, которые могут быть подвержены сбоям.

Недостатки

• DRUPS являются механическими устройствами и, как правило, обслуживаются аналогично генератору, а не системе ИБП. Их стоимость для обслуживания, однако, выше, чем у стандартного генератора
• DRUPS может быть проблемой шума без ослабления звука.Они обычно устанавливаются во внешних зданиях из-за шума от генераторов, их размера и испарений, которые они излучают.

Техническое обслуживание в среде ИБП с маховиком рекомендуется проводить не реже двух раз в год. Quality Power Solutions имеет проверенных экспертов, которые могут упростить для вас разработку и обслуживание правильного решения. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о том, как мы можем помочь!

Типы маховиков

Существует четыре основных типа маховиков, используемых на двигателях Subaru с 1990 года по настоящее время. Тогда есть несколько различных сменных маховиков в некоторых из трех типов. К счастью, все они взаимозаменяемы с точки зрения болтов крепления к одной и той же конструкции фланца коленчатого вала, как с атмосферным, так и с турбонаддувом, с четырьмя или шестью цилиндрами, механической или автоматической коробкой передач.

Все стандартные маховики Subaru изготовлены из чугуна с усадочной стальной зубчатой ​​передачей.Алюминиевые маховики со стальной и стальной облицовкой можно приобрести у специалистов вторичного рынка.

Маховики без наддува

У большинства безнаддувных Subarus установлен обычный одноместный маховик. Исключение составляют модели MY00 — MY01, которые имеют двухмассовые маховики (см. Ниже).
Односерийные безнаддувные маховики в основном имеют ту же конструкцию, что и маховики с плоской поверхностью и турбонаддувом, за исключением 268-мм болта / дюбеля нажимного диска сцепления.Существует как минимум два варианта конструкции маховика с одной безнаддувной массой. Версия MY90 — MY92 Legacy значительно легче, на 7,5 кг, чем более поздние версии, и, вероятно, лучше подходит для использования на более легких VW. Версия MY 93 ->, установленная на всех моделях с двигателем серии EJ, весит около 10 кг, и их дизайн очень мало изменился, по крайней мере, до MY02. Маховики одинаковы для всех размеров сцепления без наддува (от толчка до отпускания) (215 и 225 мм).
Все однотонные безнаддувные маховики Subaru подходят для использования в преобразованиях VW с использованием компонентов RJES.
Стоит также отметить, что маховик Legacy MY90 — MY92 легче, чем некоторые легковесные маховики вторичного рынка.

Двухмассовые маховики

Двухмассовые маховики могут использоваться в преобразованиях VW, но для них требуется изготовленный на заказ диск сцепления без пружин демпфирования крутильных колебаний в центре (т. Е. Цельная втулка). Все компоненты сцепления, кроме выжимного подшипника, являются уникальными для двухмассовых маховиков.Маховик, нажимной диск сцепления и диск изготовлены компанией Valeo.
К сожалению, двухмассовые маховики на самом деле не подходят для высокопроизводительного использования, поэтому, если вы намерены затруднить сцепление при переоборудовании. замените единицу массы на одну единицу массы. Эффективность использования двухмассовых маховиков ограничена, так как железный маховик, на котором вращается диск сцепления, очень тонкий. Это ограничивает его способность поглощать тепло, что делает их более склонными к деформации и, в первую очередь, делает их менее жесткими, что повышает вероятность деформации.Поэтому включение сцепления на высоких оборотах, таких как старты в гонках, почти наверняка очень быстро убьет двухмассовый маховик.
Смотрите эту ссылку для хорошего объяснения того, как работают двухмассовые маховики, от производителя сцепления, LUK

5-ступенчатые турбо маховики

Маховик, используемый во всех пяти скоростных турбинах Subaru, в основном имеет ту же плоскую поверхность, что и безнаддувный маховик, за исключением 254-миллиметрового болта / дюбеля нажимного диска сцепления.Существует как минимум два варианта конструкции маховика с одной массой турбины. Оба имеют одинаковую массу около 10 кг, но один из них представляет собой конструкцию с одинарной массой, поскольку используется примерно до MY99, а другой имеет встроенный демпфер крутильных колебаний, используемый примерно с MY00 -> .. Не путайте Впрочем, демпфированный турбо-маховик с двухмассовым маховиком. Истинные двухмассовые маховики использовались только на некоторых безнаддувных моделях. Эти маховики подходят как для 225-мм, так и для 230-миллиметровых турбо (тянущих, чтобы освободить) муфт
Все одномассовые маховики Subaru с турбонаддувом подходят для использования в преобразованиях VW с использованием компонентов RJES.

6-ступенчатые турбо маховики

Начиная с MY02 -> шестиступенчатая коробка передач стала доступна в моделях STi. Они используют уникальный 240-миллиметровый дизайн маховика и сцепления. Шестиступенчатый маховик Subaru диаметром 240 мм не имеет плоской поверхности. Муфты сцепляются с приподнятыми колодками, которые выступают от поверхности сцепления.Все остальные компоненты сцепления, кроме выжимного подшипника, являются уникальными для шестиступенчатой ​​240-миллиметровой муфты.
Шестиступенчатый 240-миллиметровый маховик можно использовать в преобразованиях VW с использованием компонентов RJES.

Идентификация типов маховиков

Эта блок-схема поможет определить маховик Subaru. Нажмите на изображение, чтобы просмотреть его в формате PDF:

На рисунках ниже показаны некоторые типы маховиков:

Односерийные маховики довольно легко доступны из вторых рук, так как есть множество людей, которые установили маховики с малым весом в Imprezas.Большинство стандартных маховиков, которые вы найдете в продаже, будут от турбо-машин с 254-мм PCD.

Монтаж сцепления Расстояние между штифтами PCD
:
Плоская поверхность 1990-1992 Маховик EJ18 с карбюраторным покрытием, 7.5 кг 268 мм 232,1 мм
Все остальные маховики с плоской поверхностью (турбо и н / д), 10 кг 254 мм 220,0 мм

На следующих рисунках показан двухмассовый маховик и различные легкие маховики вторичного рынка:

Легкие маховики вторичного рынка:
Также доступны все легкие маховики вторичного рынка.Конструкция и материал их сильно различаются, но все они характеризуются меньшим моментом инерции, что позволяет двигателю быстрее менять обороты. Некоторые из них изготовлены из стандартных железных маховиков Subaru, в то время как другие изготовлены из сплавов, таких как Fidanza, показанные на фото 9 и 10 выше. На фото 9 показан тип плоской поверхности, которую можно использовать с натяжной муфтой типа asp или с турбонаддувом 225 или 230 мм. На фото 10 показан маховик из сплава для поздней модели сцепления STi длиной 240 мм. Более легкие маховики
не влияют на мощность двигателя, несмотря на то, что их широко описывают (особенно в рекламе на eBay!).На фото 11 показан сверхлегкий маховик с двойной пластиной сцепления Diaken / Exedy.

Преимущества облегченных маховиков полностью реализуются только на быстро ускоряющихся (легких) транспортных средствах. Также верно, что теоретически возможно более быстрое переключение передач с меньшим износом синхроупоров и колец, при условии, что водитель хороший!
Недостатком является то, что устойчивый холостой ход ухудшается, более высокие пиковые (циклические) нагрузки накладываются на коробку передач, трансмиссию и повышенную жесткость двигателя; поэтому срок службы компонентов трансмиссии может быть уменьшен, а качество отделки салона потеряно.В целом их преимущества переоценены, иногда отрицательны и, как правило, имеют мало места в дорожном неконкурентном транспортном средстве.

Легкие маховики не рекомендуются в автобусе VW, но могут быть очень небольшим преимуществом в более легком автомобиле, таком как Beetle, который используется для гонок. Ваши деньги почти наверняка лучше потрачены на увеличение выходной мощности двигателя, если вам нужна лучшая производительность.

Также см .:

Эта страница была обновлена ​​04/02/08, исправляя предыдущее недоразумение о PCD сцеплений, используемых на Subarus с наддувом.Извиняюсь за путаницу.

Почему маховики важны и какие существуют типы?

Подобный большому тяжелому диску, установленному между коленвалом и системой сцепления, маховик играет жизненно важную роль в передаче мощности любого двигателя.

Простое, но эффективное устройство, маховик в вашем автомобиле является важной частью трансмиссии, которая творит чудеса для передачи мощности от двигателя.Он напоминает большой тяжелый диск, который соединен с концом коленчатого вала и взаимодействует с диском сцепления для включения привода на колеса.

Физика, лежащая в основе маховика, означает, что для его вращения требуется большой крутящий момент, но, в свою очередь, также необходим большой крутящий момент для его замедления, а это означает, что он очень эффективно сохраняет угловой момент. Это делает маховик простым устройством накопления энергии, и при его использовании в хвостовой части коленчатого вала он использует эту сохраненную энергию вращения, чтобы сгладить подачу энергии от двигателя.

По мере того, как поршни совершают возвратно-поступательные движения, они оказывают разные силы и моменты на каждой стадии цикла двигателя.Наибольший крутящий момент возникает во время рабочего такта, когда поршень сильно нагнетается вниз, быстро вращая коленчатый вал.

Без маховика, прикрепленного на конце коленчатого вала, вращение будет неравномерным, с быстрым вращением при рабочем такте, за которым последуют 540 градусов относительно малой скорости вращения от каждого поршня. Таким образом, маховик использует свою высокую инерцию вращения (его сопротивление изменениям скорости вращения), чтобы выровнять подачу крутящего момента так, чтобы коленчатый вал вращался более постоянным, плавным образом.

Фантастический практический эксперимент, демонстрирующий работу двигателя с маховиком и без него

Учитывая, что вес маховика является ключевым фактором в его энергосбережении, масса большого комка, расположенного на конце коленчатого вала, оставляет некоторые возможности для модификации. Облегченные маховики стали неотъемлемой частью автоспорта и дорожно-модифицированных дорожных автомобилей, мгновенно меняя динамику двигателя. Облегчение происходит путем удаления излишнего материала с существующего маховика (с более старыми вариантами, сделанными из чугуна) и балансировки его или путем покупки маховика вторичного рынка (обычно сделанного из стали), предназначенного специально для автомобиля под рукой.

Уменьшенная масса означает, что маховик вращается намного легче под действием мощности двигателя.Это делает его идеальным для ускорения на низких передачах, когда скорость двигателя должна быстро меняться, и является популярной модификацией для автомобилей, жаждущих более мощной трансмиссии.

Отсутствие инерции у облегченного маховика также означает, что обороты двигателя очень быстро падают при переключении передач (вместо зависания) и увеличиваются при малейшем щелчке педали акселератора для плавного переключения на пониженную передачу путем согласования оборотов.Хотя плавность оборота двигателя может быть слегка нарушена из-за уменьшенной массы, острые характеристики вращения делают это снижение веса обычной для автомобилей, модифицированных для автоспорта.

Быстрая демонстрация запаса по сравнению с облегченной работой маховика.Видео через Heywood Jablome

Другой тип — это двухмассовый маховик , который идет противоположным облегченному варианту, привнося в бой вторичный кусок материала. Так в чем же причина его добавления?

Когда двигатель совершает возвратно-поступательное движение, циклы создают большое количество нежелательной вибрации, которая может нарушать работу других компонентов в процессе работы.Эти колебания различаются по частоте в зависимости от количества имеющихся цилиндров и их ориентации.

Например, балансировка двигателя, включенная в прямую шестерку, создает очень мало неблагоприятных вибраций, поскольку первичные и вторичные силы, создаваемые в двигателе, взаимно компенсируют друг друга. С другой стороны, одноцилиндровые и двухцилиндровые двигатели создают большое количество вибраций из-за присущего им нарушения баланса. Результирующие вибрации проникают вниз от коленчатого вала к коробке передач и могут нарушать переключение передач и общую работу коробки передач.

Двухмассовый маховик прилагает все усилия для борьбы с этими вибрациями, ослабляя их воздействие через две массы и комбинацию пружин.Одна масса соединена с коленчатым валом, а другая — с трансмиссией.

Первичная масса образует большой диск, который вращается вместе с коленчатым валом, а вторичная масса — это меньший диск, который находится внутри него. Пружины физически соединяют две массы, так как первичная масса вращается, на вторичную массу также влияют пружины, которые вращаются. Пружины являются ключевым компонентом, так как они максимально уравновешивают любые неприятные вибрации, прежде чем они достигнут вторичной массы и до трансмиссии.

Эта тихая, но обучающая анимация показывает внутреннюю работу двухмассового маховика

должны были идти в ногу с тенденцией уменьшения размеров в последние годы из-за отсутствия цилиндров, которые создают нежелательные неравномерности в скорости коленчатого вала и из-за большого уровня вибрации.Это улучшило разработку подобных двухмассовых маховиков, со стандартными единичными единицами массы, позволяющими по сравнению с этим производить громкую и дребезжащую трансмиссию.

К сожалению, более сложный характер компонентов внутри двухмассового маховика означает, что детали изнашиваются и должны быть заменены, что увеличивает затраты на обслуживание чего-то, что должно быть долговечным, простым компонентом.

Есть ли в вашем автомобиле двухмассовый или облегченный маховик? Может быть, вы даже ежедневно ездите на машине с модифицированным маховиком? Комментарий ниже о вашем опыте с этим жизненно важным компонентом!

Маховик | компонент машины | Britannica

Маховик , тяжелое колесо, прикрепленное к вращающемуся валу, чтобы сгладить передачу мощности от двигателя к машине. Инерция маховика противодействует и сдерживает колебания скорости двигателя и сохраняет избыточную энергию для прерывистого использования. Чтобы эффективно противостоять колебаниям скорости, маховик имеет высокую инерцию вращения; , т. Е. большей части своего веса находится далеко от оси. Колесо с тяжелым ободом, соединенным с центральной втулкой спицами или перемычкой (колесо А на рисунке), имеет высокую инерцию вращения.Многие маховики, используемые на поршневых двигателях для сглаживания потока мощности, выполнены таким образом. Однако энергия, запасенная в маховике, зависит как от распределения веса, так и от скорости вращения; если скорость удваивается, кинетическая энергия увеличивается в четыре раза. Маховик ободного типа будет лопаться с гораздо меньшей скоростью вращения, чем колесный диск такого же веса и диаметра. Для минимального веса и высокой способности к накоплению энергии маховик может быть изготовлен из высокопрочной стали и выполнен в виде конического диска, толстого в центре и тонкого в ободе ( см. , рисунок B).

Британика Викторина

Гаджеты и технологии: факты или вымысел?

Цифровые камеры используют пленку.

В автомобильных двигателях маховик служит для сглаживания импульсов энергии, создаваемых сгоранием в цилиндрах, и для обеспечения энергии для такта сжатия поршней.Чем больше инерция вращения маховика, тем меньше изменения скорости в результате прерывистого энергоснабжения и потребления.

В силовых прессах фактическая штамповка, резка и формование выполняются только за часть рабочего цикла. В течение более длительного, неактивного периода скорость маховика медленно увеличивается сравнительно маломощным двигателем. Когда пресс работает, большая часть необходимой энергии обеспечивается маховиком.