Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Construction and control of AMBs high speed flywheel

Mystkowski A., Rowiński A.

Archive of Mechanical Engineering

|

2011

|

Vol. LVIII, nr 1

79-89

EN

The paper reports on investigation and development of a flywheel device intended for an energy storage prototype. The goal was to design and experimentally verify the concept of self-integrated flywheel with smart control of energy flow and accumulation. The Flywheel Energy Storage System (FESS) must has high energy efficiency and structural robustness. Investigation on structural dynamics of the composite flywheel connected with outer type rotor was carried out using Finite Element Method. The FESS is designed to run in vacuum and is supported on low-energy, controlled, active magnetic bearings (AMBs). The flywheel device of 10 MJ energy density and a weight of 150 kg with two integrated rotors/generators of 50 kW power density each is intended to operate up to 40 000 rpm.

PL

W pracy przedstawiono konstrukcję wykonanego prototypu wysokoobrotowego zasobnika energii kinetycznej łożyskowanego magnetycznie. Prototyp został zrealizowany w ramach projektu badawczego realizowanego przez konsorcjum, w którego skład wchodzą: Akademia Górniczo-Hutnicza, Instytut Lotnictwa, Politechnika Warszawska i Politechnika Białostocka. Projekt obejmował wykonanie analiz wytrzymałościowo-sztywnościowych krytycznych elementów zasobnika, projekty techniczne zespołu i poszczególnych podzespołów w tym łożysk magnetycznych, bezszczotkowych silników elektrycznych, wirnika kompozytowego oraz przeprowadzenie prób funkcjonalnych. Zasobnik został przystosowany do pracy w próżni (ciśnienie 1 Pa). Zewnętrzne układy sterowania napędem oraz położeniem wału zasobnika za pomocą silników tarczowych i aktywnych łożysk magnetycznych zostały zaprojektowane, wykonane i opisane w pracy. Prototyp zasobnika energii kinetycznej posiada następujące parametry pracy: użytkowa wartość gromadzonej energii do 10 MJ, masa elementów wirujących 150 kg, moc silników/generatorów 50 kW każdy oraz zakładana maksymalna prędkość obrotowa pracy do 40 000 obr/min.

2

Damage behaviour of high speed textile reinforced composite rotors

Hufenbach W., Langkamp A., Kostka P., Bohm R.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 2

23-28

EN

Textile reinforced plastics with their excellent light weight characteristics, good resistance to chemicals and their wide scope of design-ability - e.g. possibility of creating a load-adapted thermo-mechanical anisotropic property profile - offer a new range of performance for advanced high-speed rotors. For the load adapted design of variable axial composites for those applications, material adapted calculation methods and optimisation tasks with modified physically based failure criteria and anisotropic, fracture mode specific damage models are developed. The calculation and optimization of the textile reinforcement for complexly loaded composite rotors is performed using extended analytical and numerical calculation methods, which realistically simulate the mechanically or the hygro-thermally induced material strains for the individual textile reinforcement. A linear elastic approach can be applied for the stress strain analysis until the first fracture occurs. After initiation of the first failure, non linear deformation behaviour caused by different damage phenomena of the textile reinforced composite has to be considered within the calculation. In the present work a phenomenological plane stress damage mechanics based model for textile reinforced composites is presented. Damage variables are introduced to describe the evolution of the damage state and as a subsequence the degradation of the material stiffness.

PL

Tworzywa ze wzmocnieniem tekstylnym ze względu na niski ciężar właściwy, odporność na działanie substancji chemicznych oraz możliwość projektowania ich właściwości w szerokim zakresie - na przykład dopasowania anizotropii mechanicznej i termicznej do występujących obciążeń - oferują nowy zakres parametrów eksploatacyjnych nowoczesnych szybkoobrotowych wirników. Zostały opracowane metody umożliwiające projektowanie wirników wykonanych z wieloosiowo wzmocnionych kompozytów z uwzględnieniem stanu obciążenia. Obejmują one fizykalnie uzasadnione kryteria uszkodzeniowe oraz modele procesu niszczenia uwzględniające anizotropię materiału i rodzaj uszkodzenia. Obliczenia i optymalizacja parametrów wzmocnienia tekstylnego wirników poddanych złożonym stanom obciążenia zostały przeprowadzone z użyciem zaawansowanych metod analitycznych i numerycznych, które pozwalają na realistyczną symulację odkształceń wywołanych obciążeniami mechanicznymi lub higrotermicznymi dla określonych rodzajów wzmocnienia. Teoria liniowo-elastyczna może być zastosowana do analizy naprężeń i odkształceń tylko do momentu, w którym zostaje zapoczątkowana degradacja materiału. Zjawiska składające się na proces niszczenia powodują, że w obliczeniach dotyczących odpowiadającego mu zakresu obciążeń stosowane są zależności nieliniowe. Artykuł przedstawia fenomenologiczny model mechaniki pękania kompozytu wzmocnionego tekstylnie dla płaskiego stanu naprężenia. Wprowadzono specjalne zmienne opisujące przebieg procesu niszczenia i towarzyszący mu spadek sztywności.

3

Asynchronous motors with cage and composite rotors

Janta T.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

1998

|

z. 92

97--102

EN

Technology of an integrated rotor made of powder composites is presented in the paper. The rotor consists of two parts. The outside one, in form a sleeve, is a porous skeleton made of magnetic sinter infiltrated with copper. The internal part, in form of cylinder, is made of dense magnetic sinter. Chose performance characteristics of a small power asynchronous motor with rotor made of electrical sheet (serial factory rotor), and rotors made of infiltrated and not infiltrated powder composite are presented and compared in the paper.

PL

Przedstawiono technologię wykonania infiltrowanego wirnika ze spiekanego kompozytu proszkowego. Dwuwarstwowy magnetowód wirnika wykonany został z proszku żelaza. Warstwę wewnętrzną wirnika stanowi spiek ścisły, natomiast warstwę zewnętrzną spiek porowaty infiltrowany miedzią. Przedstawiono i porównano wybrane charakterystyki ruchowe silnika asynchronicznego małej mocy o wirniku blachowym klatkowym (wykonanie fabryczne) oraz o wirniku wykonanym ze spiekanego kompozytu proszkowego nieinfiltrowanego i infiltrowanego miedzią.