Magnetic field parameters mathematical modelling of wind-electric heater

• Autorzy: Szafraniec Andrzej , Halko Serhii , Miroshnyk Oleksandr , Figura Radosław , Zharkov Anton , Vеrshkov Oleksandr

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.08.07

Warianty tytułu

PL

Modelowanie matematyczne parametrów pola magnetycznego nagrzewnicy wiatrowo-elektrycznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the device and principle of operation of the developed and patented flow-through induction wind-electric heater. The development concerns the field of small wind-power industry. To substantiate the magnetic system’s parameters of the wind-electric heater, a mockup of a gear magnetic system has been developed and the experimental studies’ results of changes in electromagnetic values in the system’s air gap are presented. As a consequence of solving the problems posed, a method for constructing multidimensional surfaces using the Lagrange polynomial with one variable was for the first time proposed for calculating electromagnetic quantities in an air gap of similar gear magnetic systems when constructing different powers of inductive converters of wind energy into thermal energy, as well as constructing response surfaces in multifactor experiments.

PL

W artykule omówiono urządzenie i zasadę działania opracowanego i opatentowanego przepływu indukcyjnego nagrzewnicy wiatrowo-elektrycznej. Aby uzasadnić parametry pracy systemu magnetycznego nagrzewnicy wiatrowo-elektrycznej, opracowano makietę układu magnetycznego przekładni i przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych zmian wartości elektromagnetycznych w szczelinie powietrznej systemu. W wyniku analizy przedstawionego problemu, zaproponowano metodę konstruowania powierzchni wielowymiarowych w oparciu o wielomian Lagrange'a z jedną zmienną. Metoda ta została po raz pierwszy zaproponowana do obliczania parametrów elektromagnetycznych w szczelinie powietrznej podobnych przekładni magnetycznych. Przedstawiona metoda może być stosowana przy konstruowaniu systemów różnych mocy indukcyjnych przetworników energii wiatrowej na energię cieplną. Metoda ta może być również zastosowana do utworzenia wielowymiarowej płaszczyzny odpowiedzi.

Słowa kluczowe

EN

renewable energy sources; wind energy; wind power generation; energy conversion; inductive transducer; heating

PL

odnawialne źródła energii; OZE; energia wiatrowa; wytwarzanie energii wiatrowej; konwersja energii; przetworniki indukcyjne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 8
• Strony: 36--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szafraniec Andrzej

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. K. Pułaskiego w Radomiu, Katedra Napędu Elektrycznego i Elektroniki Przemysłowej, ul. Malczewskiego 29, 26- 600 Radom

autor

Halko Serhii

• Dmytro Motornyi Tavria State Agrotechnological University, B. Khmelnitsky, 18, Melitopol

autor

Miroshnyk Oleksandr

• Kharkiv Petro Vasylenko National Technical University of Agriculture, Alchevskyh, 44, Kharkiv

autor

Figura Radosław

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. K. Pułaskiego w Radomiu, Katedra Napędu Elektrycznego i Elektroniki Przemysłowej, ul. Malczewskiego 29, 26-600 Radom

autor

Zharkov Anton

• Dmytro Motornyi Tavria State Agrotechnological University, B. Khmelnitsky, 18, Melitopol

autor

Vеrshkov Oleksandr

• Dmytro Motornyi Tavria State Agrotechnological University, B. Khmelnitsky, 18, Melitopol

Bibliografia

• [1] Apt J., Jarami l lo P., Variable Renewable Energy and the Electricity Grid, 2014, 328
• [2] Yang Z., Chai Y., A survey of fault diagnosis for onshore grid-connected converter in wind energy conversion systems, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 1 December 2016, Vol. 66, 345-359
• [3] Fu Y., Hu W., Xu F., Zhang C., Wang X., Clean Heating Scheduling Optimization with Wind Power in Northern China, Journal of Energy Engineering, Vol. 143, Issue 6, 1 December 2017
• [4] Gan L.K. , Subiabre, E., A realistic laboratory development of an isolated wind-battery system, Renewable Energy, Volume 136, 2019, 645-656
• [5] Merizalde Y., Hernández-Callejo L., Duque-Perez O. , Alonso-Gómez V. , Maintenance models applied to wind turbines. A comprehensive overview, Energies, Vol. 12, Issue 2, 11 January 2019, 1-41
• [6] Suproniuk M., Skibko Z., Stachno A., Diagnostyka wybranych parametrów energii elektrycznej produkowanej w elektrowniach wiatrowych, Przegląd Elektrotechniczny, nr 11/2019, 105-108
• [7] Halko S.V., Zhar kov V.Y., Zhar kov A.V., Technologies and means of transformation of renewable energy sources for private households, Melitopol Lux, 2019, 215
• [8] Rubanenko O., Miroshnyk O., Shevchenko S., Yanovych V., Danylchenko D., Rubanenko O., Distribution of Wind Power Generation Dependently of Meteorological Factors, 2020 IEEE KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), 2020, 472-477
• [9] Bi rgel W. J., Hajec C. S., Wind turbine installation, Windmill driven eddy current heater, Pat. 4421967 USA, Published 20.12.83
• [10] Zhar kov A.V., Stand-alone wind-heater for private households, Bulletin of the Kharkiv Petro Vasylenko National Technical University of Agriculture, Technical Sciences, “Problems of power supply and energy saving in the agroindustrial complex of Ukraine”, Kharkiv Petro Vasylenko National Technical University of Agriculture, Issue 175, 2016, 25-26
• [11] Gała M., J ąder ko A., Assessment of the impact of the micro wind turbine on the power quality in the distribution network, Przegląd Elektrotechniczny, nr 1/2019, 33-36
• [12] Zhar kov A.V., Cogeneration wind farm for peasant farming, Bulletin of the Agrarian Science of Don, Vol. 4(40), 2017, 52-60
• [13] Zhar kov A.V., Zhar kov V.Y., Cogeneration technologies for the use of energy sources in the agroindustrial complex, Scientific herald of Tavria State Agrotechnological University, Melitopol TDATU, Vol.1, Issue 7, 2017, 109-117
• [14] Qawaqzeh M.Z., S zaf raniec A., Halko S., M i roshnyk O., Zhar kov A., Modelling of a household electricity supply system based on a wind power plant, Przegląd Elektrotechniczny, nr 11/2020, 36-40
• [15] Zhar kov V.Y., Zhar kov A.V., Dynamic load analysis of induction wind power plants, Bulletin of the Kharkiv National Technical University of Agriculture named after Petr Vasilenko, Technical sciences, “Problems of power supply and energy saving in the agroindustrial complex of Ukraine”, Kharkiv Petro Vasylenko National Technical University of Agriculture, Vol.2, Issue 37, 2005, 79-83
• [16] Zharkov A.V., Goncharova G.M., Ways to eliminate the dynamic loads between the rotor and the stator of the induction converter of the wind-power engineering into heat, Automation of technological objects and processes, Donetsk National Technical University, 2005, 239-241.
• [17] Suproniuk M., Paś J . , Analiza energii elektrycznej pobieranej w obiektach użyteczności publicznej, Przegląd Elektrotechniczny, nr 11/2019, 97-100
• [18] Bakhval ov N.S., Zhidkov G.M., Kobelkov N.S., Bakhvalov N.P., Numerical methods, Binom, Moscow, 2001, 363-375
• [19] Diakonov V.P., Mathematica 5/6/7, Complete Guide, «DMK Press», Moscow, 2009, 624
• [20] Yeremeev V.S., Rakovi ch G.M., The theory of planning and processing an experiment, Tutorial, Bogdan Khmelnitsky Melitopol State Pedagogical University, Melitopol, 2012, 92
• [21] Zharkov V.Y., Zharkov A.V., Tishchenko O.O. Wind turbine generator with self-exitation, Pat. 64568А UA, IPC7 F03D7/06, №200312687, Published 16.02.04, Bulletin №2
• [22] Zharkov V.Y., Vuzhytskyy A.V., Slyepkin E.P., Zharkov A.V., Moskal i ev O.M., Ladyka V.I., Rotary coaxial wind-electromechanical heater, Pat. 118880 UA, IPC F03D3/06 (2006.01), F03D7/06 (2006.01), F03D9/00, Н05В6/06 (2006.01), №201703264; Published 28.08.17, Bulletin №16
• [23] Lis M., Chaban A., Szafraniec A., Levoniuk V., Figura R., Mathematical modelling of transient electromagnetic processes in a power grid, Przegląd Elektrotechniczny, nr 12/2019, 160-163

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).