Тема: Эффект галопирования, как способ регулирования колебаний ВЭУ
Исполнитель: Цыпылов Богдан Михайлович, студент группы 142-об2
Руководитель: Старший преподаватель кафедры АППиЭ - Карпова Татьяна Викторовна.
Аннотация:В настоящее время активно исследуются различные способы получения энергии из возобновляемых источников, в частности, потоков среды. Наиболее широко распространены ветроэнергетические установки с вращающимся рабочим элементом (пропеллером или турбиной с вертикальной осью, например, ротором Дарье или Савониуса). Однако также обсуждается идея использования для генерации энергии колебаний упругих конструкций, индуцированных ветряным потоком. Одним из видов таких колебаний является галопирование, т. е. колебания плохообтекаемых тел в направлении, перпендикулярном набегающему потоку. Явление галопирования обусловлено тем, что аэродинамические силы, действующие на плохообтекаемое тело, при определенных условиях создают отрицательное демпфирование. В настоящей работе рассматривается механическая система, состоящая из трех тел, которые могут двигаться в направлении, перпендикулярном потоку. Одно из этих тел представляет собой призму квадратного сечения, а два других -- материальные точки. Тела последовательно соединены между собой и с неподвижной опорой пружинами.Призма жестко соединена с постоянным магнитом, который движется в катушке индуктивности, что провоцирует генерацию электрического тока в контуре. Для подобных установок, с одной стороны, требуется, чтобы галопирование возникало при как можно меньшей скорости потока, а с другой стороны, при больших скоростях потока необходимо уменьшать амплитуду колебаний, чтобы избежать разрушение установки. Также исследовано влияние параметров системы, а именно коэффициентов жесткости пружин, на устойчивость равновесия и на характеристики периодических решений. Показано, что за счет изменения жесткостей пружин можно заметно расширить интервал скоростей потока, в которых возникает галопирование. Изменение амплитуды колебаний прямо пропорционально изменению скорости потока. Для того чтобы увеличить скорость потока, при которой они достигают предельно допустимых значений, предложен алгоритм регулирования колебаний. Согласно этому алгоритму перемещение одной из материальных точек относительно призмы блокируется/деблокируется в зависимости от текущей скорости потока.
Введение
Эффект галопирования - это явление, при котором ветроэнергетическая установка начинает колебаться на определенной частоте, что может привести к ее разрушению. Такое явление может быть вызвано несколькими причинами, включая неправильную установку оборудования, неправильный дизайн структуры, изменение режимов работы, а также воздействие сильных ветров.
Один из способов борьбы с эффектом галопирования - это использование новых методов и технологий. Например, может быть использована активная управляющая система, которая будет корректировать положение лопастей ветроэнергетической установки. Это позволит уменьшить колебания и сохранить целостность установки.
Важным фактором, который может помочь избежать эффекта галопирования, является правильная установка ветроэнергетической установки. Это должно происходить в соответствии с рекомендациями производителя, а также в соответствии с погодными условиями в регионе. Например, если на местности часто бывают сильные ветры, то установка должна быть предназначена для работы именно в таких условиях.
Кроме того, закрепление ветроэнергетической установки должно быть надежным. Некорректное закрепление может также способствовать эффекту галопирования. Важно заранее подготовить место для установки, провести все необходимые проверки и инспекции.
В заключение, эффект галопирования - это серьезная проблема для ветроэнергетических установок. Однако, правильная установка и использование новых методов управления могут существенно уменьшить риск возникновения этого явления. Зеленая энергетика остается актуальной и максимально безопасной.
ВЭУ и эффект галопирования
ВЭУ, или вибрационный электродвигатель, является устройством, которое используется для вибрационных и других механических приложений. В процессе работы ВЭУ может происходить так называемый эффект галопирования - нежелательное явление, связанное с возникновением высокочастотных колебаний в системе.
Эффект галопирования происходит, когда устойчивость системы нарушается за счет изменений в условиях ее работы. В результате, система начинает колебаться с росчерками, которые могут увеличиваться в размерах и даже привести к поломке устройства. Этот эффект часто возникает в электромеханических системах, таких как ВЭУ, и может быть устранен с помощью регулирования колебаний.
Регулирование колебаний
Для устранения эффекта галопирования необходимо провести регулирование колебаний в системе. Одним из методов регулирования колебаний является изменение частоты колебаний в системе. Это может быть достигнуто путем изменения массы, жесткости и демпфирования в системе.
Изменение массы - это один из основных методов регулирования колебаний. Увеличение массы устройства может уменьшить скорость колебаний, что снизит вероятность возникновения эффекта галопирования. Масса может быть изменена путем увеличения размеров деталей или добавления дополнительных элементов.
Уменьшение жесткости - это еще один метод регулирования колебаний в системе. Более гибкая система может рассеивать энергию колебаний и снижать вероятность возникновения эффекта галопирования. Жесткость может быть уменьшена путем изменения конструкции или использования более гибких материалов.
Добавление демпфирующих элементов - это тоже один из методов регулирования колебаний. Демпфирующие элементы предназначены для поглощения энергии колебаний и снижения их амплитуды. Эти элементы могут быть добавлены в систему для снижения вероятности возникновения эффекта галопирования.
Заключение
Как видно, регулирование колебаний является очень важным аспектом работы ВЭУ и может помочь устранить эффект галопирования. Регулирование колебаний может быть достигнуто путем изменения массы, жесткости и демпфирования в системе. Это поможет предотвратить возникновение высокочастотных колебаний и обеспечить надежную работу устройства.
