Цель: задачей данного исследования является поиск и доработка конструкционных решений для разработки наиболее эффективного редуктора, применимого в различных отраслях промышленности и МВД.

Постановка вопроса:

ФЗ№261 об энергосбережении ставит перед производителями оборудования и потребителями энергетических ресурсов (ЭР), вопросы о повышении КПД энергоустановок, что подразумевает более широкое распространение альтернативных источников энергии (АИЭ).

В данном случае, мы рассматриваем технологические вопросы. Однако, добиться снижения затрат на ЭР, отчасти возможно, за счёт снижения числа потребителей ЭР. Но авторы не рассматривают эту ситуацию в конкретизации актуализации технологических процессов.

Широкое применение АИЭ поднимает темы повышения КПД, в том числе снижение потерь на трение в силовых редукторах, ветроэнергетических ВЭУ установок.

Задачи:

1. Рассмотреть возможности увеличения КПД редукторов АИЭ, в частности ВЭУ, на предмет применения нестандартных технических решений.
2. Проанализировать патентные материалы с целью отбора наиболее эффективных путей модернизации.
3. Разработать на основании проанализированных данных алгоритм модернизации АИЭ.

Пути достижения поставленных задач:

Основная часть потерь КПД в энергетических установках (ЭУ) приходится на преобразование угловой скорости и крутящего момента, т.е. в редукторах. Значительной статьёй  потерь энергии (ПЭ) в ВЭУ является не преобразованная энергия ветра. Это происходит по причине либо повышенной, либо пониженной скорости ветра. При этом авторы подразумевают, что существует некий стандартный вектор скорости, который является оптимальным.  Авторами было произведено исследование, в результате которого было установлено следующее: максимальное КПД ВЭУ различных, отечественных и зарубежных производителей достигается при скорости ветра 12-16 м/с. Если скорость ветра больше или меньше то КПД резко падает, на 30-40%. Рассмотрим это явление поподробнее! Первое: подшипники силовых установок, в данном случае ВЭУ, имеют большой момент «троганья», то есть начального движения, обозначаемого как «пуск».

 Если снизить этот момент пуска, то возможно увеличение КПД при низких скоростях ветра. Второе: генераторы ВЭУ подбираются из расчёта площади лопастей ветряного колеса ВЭУ, т.е. электрогенератор (ЭГ) подбирается из расчёта скорости ветра, но при достижении указанной выше величины, КПД начинает снижаться. Вопрос - почему? В большей мере, это обосновано ПЭ, что заключается в различных потерях на трение в подшипниках и зубчатых передачах. В меньшей мере, причиной снижения КПД являются заложенные в ВЭУ ограничители, которые сберегают ВЭУ при сильных порывах ветра.

Добиться снижения потерь КПД, а также снизить стоимость оборудования возможно благодаря применению магнитных и электромагнитных редукторов. Авторы решили остановиться именно на этих редукторах по причине их неоспоримого преимущества, которое заключается в следующем: при сильных скачкообразных рывках крутящего момента,  магнитные шестерни размыкаются, а не выкрашиваются, в отличие от обычных шестерней.

Магнитным редуктором является  редуктор, в котором вместо зубчатого зацепления используется «магнитное зацепление», основанное на притягивающих и отталкивающих свойствах постоянных магнитов.

Авторами было решено несколько  дополнить конструкцию магнитного редуктора (МР), с целью повышения КПД и уменьшения массы. В конструкцию было решено привнести электромагнитные элементы (ЭМЭ). Преимущества применения ЭМЭ:

1. Возможность выработки электроэнергии (ЭЭ) без включения в работу ЭГ ВЭУ;
2. Возможность уменьшения ПЭ, на нагрузках близких к максимальным, за счёт снятия излишков ЭЭ при помощи ЭМЭ;.

(продолжение следует)