початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2074475

Ємнісного-кінетичної НАКОПИЧУВАЧ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

Ім'я винахідника: Поляшов Л.І .; Іванов А.М .; Герасимов А.Ф
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю МНВО "Еконд"
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1994.08.01

Використання: в електротехніці, в системах акумулювання електроенергії, що містять механічні та електричні накопичувачі енергії. Суть винаходу: конденсаторна батарея, зібрана з послідовно-паралельно включених імпульсних конденсаторів надвисокої енергоємності, конструктивно закріплена на маховику на його периферії, висновки батареї відповідної полярності підключені до контактних кілець, встановленим на валу маховика і оснащеним щітково-контактним апаратом для включення в силовий ланцюг електричної машини.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до електротехніки, а точніше до систем акумулювання електроенергії, що містить механічні та електричні накопичувачі енергії.

Широко відомі засоби для короткочасного накопичення енергії: маховик (накопичувач кінетичної енергії), ємність (накопичення енергії в електростатичному полі) і індуктивність (накопичення енергії в електромагнітному полі).

Ступінь ефективності маховика як накопичувача енергії залежить від його розмірів і маси, а й від частоти його обертання і діапазону її змін, за рахунок якого і відбувається накопичення і віддача кінетичної енергії. Але в порівнянні з індуктивністю і ємністю маховики мають щільність накопичуваної енергії в десятки-сотні разів більше і використовуються в електроприводах з ударним навантаженням (прокатні стани, штампи і ін.) І транспортних засобах.

З іншого боку, використання маховика в електромеханічної системі можливо лише при наявності на його валу електромашинного перетворювача енергії, що робить даний спосіб накопичення придатним в разі відносно малій потужності (див. Наприклад, "Rayway Gazette", September, 1976). Тому при малих кількостях накопичується енергії, індуктивність і ємність як накопичувача електроенергії стають більш економічними, ніж маховик. Вони включаються в силовий ланцюг електричної машини.

Для тривалого накопичення і витрачання електроенергії найбільш підходящим засобом є, як відомо, хімічні джерела струму того чи іншого типу, в тому числі акумулятори.

Відомі й технічні рішення по електромобілям з гібридним приводом, що включають до складу обладнання кінетичні (маховики) і ємнісні накопичувачі електроенергії для збільшення кількості накопичуваної енергії при гальмуванні і поліпшення динамічних якостей електромобіля при використанні хімічного джерела струму в якості первинного джерела електроенергії (див. Наприклад, Автомобільна промисловість США, 1993, N 3, стор. 3).

Використання ємнісних накопичувачів стає ефективним в зв'язку з розробкою за кордоном і в Росії конденсаторів з подвійним електричним шаром, які отримали назву в Росії імпульсні конденсатори надвисокої енергоємності (ІКЕ). Вони найбільшою мірою відповідають вимогам по плотностям енергії і потужності, що пред'являються до накопичувачів електроенергії для транспортних засобів.

Завданням винаходу є створення ємнісне-кінетичного накопичувача з високою щільністю енергії, конструктивно об'єднує конденсаторних батарей і маховик і поєднує їх гідності.

Поставлена задача вирішується тим, що в ємнісне-кінетичному накопичувачі електроенергії, що містить конденсаторних батарей, включену в силовий ланцюг електричної машини постійного струму, і маховик, вал якого пов'язаний з її валом через муфту зчеплення і механічну передачу, відповідно до винаходу конденсаторна батарея зібрана з послідовності паралельно з'єднаних імпульсних конденсаторів надвисокої енергоємності і конструктивно об'єднана з маховиком шляхом закріплення на його периферичної поверхні, а висновки батареї відповідної полярності підключені до контактних кілець, кожне з яких встановлено на валу маховика і забезпечено щітково-контактним апаратом для включення в силовий ланцюг електричної машини.

Відмінними ознаками пропонованого ємнісне-кінетичного накопичувача в порівнянні з відомими накопичувачами є:

• конденсаторна батарея зібрана з послідовно-паралельно з'єднаних ІКЕ;
• ІКЕ закріплені на периферичної поверхні маховика;
• висновки відповідної полярності конденсаторної батареї підключені до контактних кілець;
• кожне контактна кільце встановлено на валу маховика і забезпечено щітково-контактним апаратом для включення в ланцюг електричної машини.

При цьому підвищується щільність акумульованої електроенергії (кДж / кг) за рахунок збільшення енергозапасу накопичувача, так як сумуються кількість енергії маховика і конденсаторної батареї і знижується їх сумарна маса, оскільки ІКЕ з енергозапаси 40-60 кДж і більш є, як правило, матеріаломісткими і складають відчутну частку в масі обладнання транспортного засобу, поєднуються з маховиком і беруть участь в накопиченні кінетичної енергії маховиком. Підключення висновків конденсаторної батареї відповідної полярності до контактних кілець, встановленим на валу маховика і забезпечені щітково-контактним апаратом, дозволяє здійснити включення конденсаторної батареї в ланцюг ємнісне-кінетичного накопичувача з найменшими втратами.

Фіг. 1 показана принципова електрична і конструктивна схема ємнісне-кінетичного накопичувача відповідно до винаходу

Фиг.2 варіант конструктивного об'єднання маховика з конденсаторної батареєю відповідно до винаходу.

Накопичувач містить електричну машину постійного струму незалежного збудження або з постійним магнітом 1, що обертається з частотою обертання n _1, механічну передачу 2, муфту зчеплення 3, маховик 4, на периферичної поверхні якого встановлені конденсатори 50 зібрані в конденсаторних батарей (на фіг.1 представлений варіант з батареєю з 6 конденсаторів). На валу маховика 4, що обертається з частотою n _1, встановлено контактна кільце 6 позитивної полярності з щітково-контактним апаратом 9. Висновки 10 і 11 накопичувача служать для його підключення в електромеханічну систему, де потрібно акумулювання електричної і кінетичної енергії. Для розширення функціональних можливостей електрична схема накопичувача містить і вимикачі 12 і 13. Висновки конденсаторів 5 однойменної полярності 14 з'єднані шинами 15 в батарею, кожен висновок 16 якої приєднаний до відповідного контактному кільцю 6 і 8.

Ємнісного-кінетичної НАКОПИЧУВАЧ працює наступним чином

При підключених до електромеханічної система висновках 10 і 11 і замкнутих вимикачах 12 і 13 електрична машина 1 працює в режимі двигуна і при сполучених за допомогою механічної передачі 2 і муфти 3 валах машини 1 і маховика 4 розкручує його до частоти обертання n _2, заряджаючи його кінетичної енергією. Одночасно, при замкнутому вимикачі 13, відбувається заряд конденсаторної батареї від джерела енергії електромеханічної системи по електричному ланцюзі через щітково-контактний апарату.

При зміні режиму роботи електромеханічної системи, коли електрична машина 1 переходить в режим генератора, відбувається віддача енергії (розряд) конденсаторної батареї по тій же електричного кола як машині 1, так і електромеханічної системі. Одночасно накопичена кінетична енергія маховика перетвориться за допомогою машини 1 в електричну і повертається електромеханічної системі.

Ємнісне-кінетичний накопичувач має більш широкі функціональні можливості в порівнянні з окремо взятими маховиком і конденсаторної батареєю. Так при розімкнутому ключі 12 або муфті 3 маховик нерухомий і функціонує в якості накопичувача тільки конденсаторна батарея. З іншого боку, при розімкнутому ключі 13 не функціонує як накопичувач конденсаторна батарея. Таким чином, в залежності від алгоритму роботи електромеханічної системи можливо оптимальне (в тому числі порційне) використання акумулюється енергії.

Пропонований винахід може бути ефективно використано в транспортних засобах з електромеханічної передачею (електромобілі, "жіробуси", міський транспорт, електровози для відкачування вугілля, маневрові суду в гаванях та ін.).

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Ємнісне-кінетичний накопичувач електроенергії, що містить конденсаторних батарей, включену в силовий ланцюг електричної машини постійного струму, і маховик, вал якого пов'язаний з її валом через механічну передачу і муфту зчеплення, що відрізняється тим, що конденсаторна батарея зібрана з послідовно-паралельно з'єднаних імпульсних конденсаторів надвисокої енергоємності і конструктивно об'єднана з маховиком шляхом закріплення на його периферичної поверхні, а висновки батареї відповідної полярності підключені до контактних кілець, кожне з яких встановлено на валу маховика і оснащено щітково-контактним апаратом для включення в силовий ланцюг електричної машини.

Версія для друку
Дата публікації 19.11.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів