Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Implementation and Analysis of Mathematical Modeled Drive Train System in Type III Wind Turbines Using Computational Fluid Dynamics

Kabat Subash Ranjan, Panigrahi Chinmoy Kumar, Ganthia Bibhu Prasad, Barik Subrat Kumar, Nayak Byamakesh

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2022

|

Vol. 16, no 1

180--189

EN

This paper is based on designing a modified rotor for a drivetrain in a Type-III wind turbine system for maximum power generation to work effectively under low and high wind speed and its variation. In this paper three drive trains are designed for the gearbox to provide regulated torque and thrust force. For time to time variation in wind speed the voltage sag and during over speed condition voltage swell problem can be solved by using this modified design. The pitch control, gear box and yaw of the wind turbine basically focused for modification. Mainly the gear box for the rotor causes sluggish motion of the rotor during low wind speed. This paper explained the design of modified rotor control for the gear box in DFIG based (Type-III) wind turbine. Also in this paper how the modified rotor system can be helpful for reactive power control highlighted with comparison with existing models. For designing MATLAB Simulink platform is taken and validated using CFD mechanical design analysis. Using these types of modified drive trains maximum power for the wind turbines is enhanced by 40–60% of its reference value.

2

Design for a bi-planetary gear train

Drewniak J., Garlicka P., Kolber A.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2016

|

z. 91

5--17

EN

The article presents the design for a bi-planetary gear train. The project description is supplemented with calculations of kinematics, statics and meshing efficiency of the gear wheels included in the gear train. Excluded are calculations of strength and geometry of gears, shaft and rolling bearing, since they are similar to classical calculations for planetary gears. An assembly drawing in 2D and assembly drawings in 3D of the designed bi-planetary gear train are also shown. This gear train will form the main element of the research in hand.

3

Metoda elementów brzegowych w analizie trwałości i dynamiki przekładni zębatych

Drewniak J., Rysiński J., Praszkiewicz M.

Mechanik

|

2013

|

R. 86, nr 12CD

1--10

PL

Przedstawiono zastosowanie metody elementów brzegowych oraz systemu BEASY do rozwiązywania zagadnienia kontaktu oraz wyznaczania trwałości zmęczeniowej elementów maszyn. Jako obiekt badań i symulacji przyjęto przekładnie walcowe o zębach prostych. Wyniki badań zweryfikowano na stanowisku mocy zamkniętej własnej konstrukcji.

EN

In this paper the solution of contact and fatigue life problems of gear teeth are presented. With the aim of attaining this solution the boundary element method is used. In the result diagrams of gear teeth stiffness and fatigue life are derived.

4

Doświadczalne i obliczeniowe wyznaczanie parametrów dynamicznych łożysk tocznych

Dietz P., Kruk R., Lohrengel A., Wieczorek A.

Górnictwo i Geologia

|

2008

|

T. 3, z. 2

15-26

PL

W pracy przedstawiono model matematyczny łożyska tocznego, który uwzględnia obciążenie statyczne (poprzeczne i wzdłużne), prędkość obrotową i geometryczne wymiary łożyska, a także rodzaj oleju i warunki smarowania. Na podstawie zestawionych zależności wyznaczono na drodze obliczeniowej współczynniki sprężystości i tłumienia dla łożyska 6212. Uzyskane wyniki będą mogły być zastosowane w modelowaniu właściwości dynamicznych układów napędowych lub ich elementów, tj. przekładni zębatych. Ponadto, przedstawiono stanowisko badawcze w sprawie wyznaczania współczynników sprężystości i tłumienia łożysk tocznych oraz ślizgowych na drodze doświadczalnej.

EN

In the paper there was presented a mathematical model of a rolling bearing with regard to several kinematic and exploitation factors. On the basis of this model there were calculated elasticity and damping coefficients for 6212 bearing. It lets arise accuracy of dynamical examinations of bearings and enabled dynamical modeling of drive units i.e. gear trains. Beyond that there was presented a test stand for determination of elasticity and damping coefficients of rolling and slide bearings on the experimental way.

5

Wpływ lepkości oleju na stan dynamiczny przekładni zębatej

Skoć A., Twardoch A.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2007

|

z. 280

353-359

PL

W opracowaniu przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych przeprowadzonych na stanowisku laboratoryjnym w celu wyznaczenia wpływu lepkości oleju smarującego na obciążenie dynamiczne stożkowej pary zębatej oraz wpływu zmiany klasy lepkościowej oleju i jego temperatury na drgania przekładni eksploatowanej w napędzie maszyny roboczej. Badania wykazały istotny wpływ smarowania na stan dynamiczny przekładni stożkowej oraz na stan drganiowy trójstopniowej przekładni stożkowo-planetarnej.

EN

In the paper there are presented some experimental results achived by means of a laboratory test stand for determination of the influence of oil visosity on dynamic meshing load in a bevel gear and as well as oil viscosity grade and its temperature change on a gear vibrations. The experiments reveals the significat influence of lubrication on dynamics of a bevel gear train and a three-stage bevel-planetary gear train.

6

Modelling and optimation of transmission system with an asynchronous motor

Mężyk A.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2003

|

Vol. 41 nr 1

169-197

EN

Mathematical models of an electromechanical system with an induction motor are dealt with in the paper. An electric motor model is described in the equivalent axial coordinate system (x, y). The mathematical model of the gear train has been formulated by means of a hybrid method of rigid and deformable finite elements. Special attention has been paid to problems of modelling of planetery gears. The sensitivity analysis and optimization have been carried out using an objective function describing the maximal forces in kinematic pairs. The applied algorithm of direct differentiation makes it possible to examine the influence of parameters of the electromechanical model on the dynamic phenomena occuring in the system. From the performed investigations it appears that, when modelling the mechanisms under consideration, it is necessary to take electromechanical couplings into account.

PL

W pracy omówiono sposób modelowania elektromechanicznych układów napędowych z silnikami indukcyjnymi. Model silnika elektrycznego opisano w zastępczym układzie współrzędnych (x, y). Model matematyczny przekładni zębatej opracowano z wykorzystaniem hybrydowej metody sztywnych i odkształcalnych elementów skończonych. Szczególną uwagę zwrócono na modelowanie przekładni planetarnej. Analizę wrażliwości i optymalizację przeprowadzono dla funkcji celu opisującej wartości maksymalne sił dynamicznych. Zaprezentowana metoda bezpośredniego różniczkowania umożliwia określenie wpływu parametrów silnika napędowego na zjawiska dynamiczne w części mechanicznej.

7

Optymalizacja własności dynamicznych układów napędowych maszyn

Mężyk A.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 139

1-130

PL

W pracy przedstawiono algorytmy modelowania, analizy wrażliwości i optymalizacji własności dynamicznych w zastosowaniu do wspomagania procesu konstrukcyjnego elektromechanicznych układów napędowych dużej mocy. Celem pracy było przygotowanie algorytmów doboru cech konstrukcyjnych układów fizycznych, umożliwiających optymalne kształtowanie charakterystyk dynamicznych, opisanych zarówno w dziedzinie czasu, jak i częstotliwości. Zamieszczono ogólne wprowadzenie do omawianych zagadnień, poparte analizą publikowanych wyników badań z zakresu tematyki pracy. Omówiono podstawy modelowania elektromechanicznych układów napędowych z silnikami asynchronicznymi i przekładniami zębatymi. Rozpatrzono modele obwodowe dwuklatkowych i jednoklatkowych silników elektrycznych. Szczególną uwagę zwrócono na przestrzenne modele dynamiczne przekładni zębatych oraz przekładni planetarnych, uwzględniające nieliniowe charakterystyki sztywności zazębień. Omówione modele stanowiły podstawę opracowania algorytmów analizy wrażliwości charakterystyk dynamicznych układów, których konfiguracje opisano za pomocą macierzy bezwładności, sztywności i tłumienia. Opracowane algorytmy kształtowania charakterystyk dynamicznych umożliwiają sformułowanie zadania optymalizacji wykorzystując funkcje celu i ograniczeń opisane w przestrzeni zmiennych decyzyjnych, dziedzinie czasu lub częstotliwości. Zastosowane funkcje celu umożliwiają badanie wrażliwości wartości i wektorów własnych oraz charakterystyk dynamicznych. Analiza wrażliwości traktowana jest jako wstęp do dalszych badań optymalizacyjnych. Przedstawiono i porównano metody optymalizacji przydatne do rozpatrywanych funkcji celu, zarówno z zakresu metod programowania matematycznego, jak i algorytmy ewolucyjne. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem dyskretnych i dyskretno-ciągłych modeli dynamicznych elektromechanicznych układów maszynowych. Dla wybranych zagadnień optymalizacji zbiór zmiennych decyzyjnych zawierał zarówno wielkości opisujące model układu mechanicznego, jak również parametry elektryczne silnika napędowego. Tak postawione zadanie optymalizacji umożliwiło dostrojenie części mechanicznej i elektrycznej napędu poprzez dobór parametrów modelu. W procesie optymalizacji zastosowano metody gradientowe. Dla zagadnień optymalizacji charakterystyk dynamicznych w dziedzinie częstotliwości sprawdzono również przydatność metod ewolucyjnych. Algorytmy obliczeń numerycznych posłużyły do przygotowania programów komputerowych. Programy optymalizacji własności dynamicznych układów drgających zastosowano do kształtowania charakterystyk dynamicznych dwóch, prototypowych, elektromechanicznych układów napędowych dużej mocy. Zjawiska dynamiczne badano z wykorzystaniem modeli drgań skrętnych i giętno-skrętnych. Przeprowadzono również optymalizację charakterystyk rezonansowych układów dyskretno-ciągłego i ciągłego na przykładzie belek wspornikowych z dynamicznymi tłumikami drgań o różnej postaci konstrukcyjnej. Opracowana metodyka badań oraz programy komputerowe zostały zweryfikowane przez doświadczalne pomiary charakterystyk dynamicznych na obiektach rzeczywistych. Otrzymane wyniki badań symulacyjnych i doświadczalnych potwierdzają słuszność przyjętej tezy, co zawarto w podsumowaniu pracy.

EN

The paper presents algorithms of modeling, sensitivity analysis and optimization of dynamic characteristics applicable for aiding the process of designing of high-power electromechanical driving systems. The objective of the paper was to develop algorithms for selecting of design features of physical systems so that dynamic characteristics described both in the time domain and in the frequency domain might be shaped in the best possible manner. A general introductory presentation of problems under consideration, backed by an analysis of the published results of investigations involved in the subject matter of the paper is also contained there. Essentials of modelling of electromechanical driving systems provided with asynchronous motors and toothed gears are dealt with. The investigations cover circuit models of double squirrel-cage motors and single squirrel-cage ones. A special attention is paid to spatial dynamic models of toothed gears and planetary gears, with nonlinear characteristics of the mesh stiffness being taken into account. The described models served as the basic for evolving the algorithms of the analysis of sensitivity of dynamic systems, the configurations of which are expressed by means of matrices of inertia, stiffness and damping. The developed algorithms of shaping of the dynamic characteristics make it possible to formulate the problems of optimization when making use of the objective functions and constraints described in the space of decision variables. The applied objective functions allow the sensitivity of eigenvalues and eigenvectors as well as of dynamic characteristics to be examined. The analysis of sensitivity is regarded as an introduction to further optimization oriented investigations. Methods for optimization applicable for the objective functions under consideration, covering both methods of the mathematical programming and evolution algorithms, are presented and compared. Discrete as well as discrete and continuous dynamic models of electromechanical systems of the machines have been utilized in the course of investigations. For the selected problems of optimization, the set of decision variables contained both quantities describing a model of a mechanical system and electric parameters of a driving motor. The so formulated task of optimization made it possible to tune the mechanical part and the electrical one of a drive by selecting of parameters of the model. The applicability of evolution methods for optimization of dynamic characteristic in the field or frequency has been proved as well. Computer programs have been developed with the aid of algorithms of numerical calculations. Programs aimed at the optimization of dynamic characteristics of vibrating systems allowed dynamic characteristics of two prototypes of high-power electromechanical driving systems to be shaped. Investigations of dynamic phenomena were carried out when using models of torsional and of transverse-torsional vibrations. The optimization of resonance characteristics of a discrete and continuous system as well as of a continuous system was also performed. Cantilever beams with dynamic dampers of vibration of different design form served as an example. The developed methodology of investigations and computer programs have been verified by experimental measurement of dynamic characteristics as taken on real object. From the results obtained during simulations and experiments it is evident, that the assumption made is proper and this is indicated in the conclusions of the dissertation.