CC BY
34
УДК 620.92
РАЗРАБОТКА ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРОВ С АКСИАЛЬНЫМ МАГНИТНЫМ ПОТОКОМ НА НЕОДИМОВЫХ МАГНИТАХ ДЛЯ КОГЕНЕРАЦИОННОГО ВЕТРОПАРКА ПОВЫШЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
©2018г. А.В.Жарков
В статье рассмотрены вопросы применения малой ветроэнергетики в практике ведения хозяйствования на садовых и приусадебных территориях. Сегодня для получения тепловой и электрической энергии возникла необходимость применения ветроэнергетических установок, работа которых полностью бы удовлетворяла потребностям малых форм собственности и предпринимательства. Существующие промышленно выпускаемые установки не всегда удовлетворяют конкретным требованиям. Цель представленной работы - обосновать разработку и эффективность технических решений запатентованных ветро-электрогенераторов на постоянных неодимовых магнитах. Предлагаемый когенерационный ветропарк повышенной производительности содержит несколько ветротепловых установок с индукционными преобразователями энергии ветра в теплоту (ИПЭВТ) и один общий ветроэлектрогенератор. Причем неподвижные дисковые магнитопроводы каждого ИПЭВТ имеют кольцевую форму и расположены на периферии центральных дисков увеличенного диаметра, выполненных из немагнитного материала, а кольцевые обмотки возбуждения присоединены к общему ветроэлектрогенератору, ротор которого выполнен многополюсным с равномерно закрепленными по кругу, на периферии дисков, постоянными неодимовыми магнитами, а статор -в виде симметрично расположенных по внутреннему периметру диска плоских пустотелых якорных катушек, залитых компаундом. По мере увеличения скорости ветра, схема соединения катушек может быть изменена путем изменения количества параллельных ветвей в статарной обмотке в соотношении 1:2:4:8 и наоборот, что способствует расширению рабочего диапазона использования ветра. Таким образом, можно констатировать, что представленное техническое решение обеспечивает повышение эффективности ВТУ, расширяя диапазон рабочей скорости ветра, увеличивая коэффициент использования энергии ветра, упрощает и удешевляет конструкцию ИПЭВТ.
Ключевые слова: энергия ветра, тепловая и электрическая энергия, ветроэнергоустановка, индукционный преобразователь, когенерация, ветроэлектрогенератор, статор, ротор, неодимовые магниты, выпрямитель.
The article is devoted to small-scale wind power engineering. Today, there is a need to use wind power plants to produce heat and electricity, the work of which would fully meet the needs of small forms of ownership and entrepreneurship. Existing, industrially produced plants do not always meet specific requirements. The purpose of the paper is to present the rationale for the development and efficiency of our patented wind generators on permanent neodymium magnets. We offer cogeneration wind farm enhanced performance contains several wind power plants with IPMT and one common wind power. Moreover, the stationary disc cores each, IPMT have an annular shape and is located on the periphery of the central disk of larger diameter, made of a nonmagnetic material, and an annular excitation winding is connected to a common wind power, the rotor of which is made multi-pole with fixed uniformly in a circle, on the periphery of the disks, permanent neodymium magnets, and the stator is in the form of symmetrically located along the inner circumference of the disk 16 flat hollow anchor coils, encapsulated. As the wind speed increases, the coil connection circuit can be changed by changing the number of parallel branches in the stator winding in the ratio: 1:2:4:8, and vice versa, which contributes to the expansion of the operating range of wind use. Thus, it can be stated that the presented technical solution provides an increase in the efficiency of the wind power plant, expanding the range of the operating wind speed, increasing the wind energy utilization factor, simplifying and reducing the cost of the design of the IPMT.
Keywords: wind energy, thermal and electric energy, wind power plant, induction converter, cogeneration, wind power generator, stator, rotor, neodymium magnets, rectifier.
Введение. В настоящее время все чаще рассматриваются вопросы использования источников возобновляемой энергии для обеспечения тепловой и электрической энергией потребителей небольшой мощности, расположенных на сельских территориях, в рекреационных зонах, в пригородной части крупных городов, в садоводческих товариществах и на приусадебной территории [1, 2]. При этом в качестве источников энергии рассматривается использование и ветроэнергетических установок (ВЭУ) небольшой мощности, способных справиться с поставленными перед ними задачами. Несмотря на целую серию ВЭУ, выпускаемых промышленностью, сегодня продолжается проектирование установок, которые могли бы гарантированно вырабатывать электрическую энергию, стабильно работать при различном диапазоне ветров, быть ремонтопригодными и простыми в эксплуатации [3].
Основным элементом ВЭУ является генератор, конструкция которого может быть реализована в раз-ноообразных вариантах (как, например, синхронные и
асинхронными генераторы, генераторы с разными системами возбуждения и т.п.).
В последнее время большое внимание уделяется разработке и созданию генераторов с возбуждением от постоянных магнитов (ПМ). Интерес к этому классу генераторов обусловлен их лучшими энергетическими показателями, простотой конструкции, большим сроком службы, надежностью, способностью работать при высоких частотах вращения в тяжелых условиях эксплуатации.
Впервые ПМ на основе формулы 1\1с12Ре14В был представлен в Японии в 1982 году [4]. В настоящее время массовое производство неодимовых магнитов является одной из наиболее развитых, востребованных и перспективных отраслей. Главным производителем этих уникальных магнитов сегодня является Китай [5].
Цель статьи. Обосновать разработку и эффективность запатентованных нами ветроэлектроге-нераторов (ВЭГ) на постоянных неодимовых магнитах
применительно к ветропарку повышенной производительности.
Результаты исследований и их обсуждение. В настоящее время во всем мире большое внимание уделяется процессам когенерации, которые обеспечивают комбинированное (совместное) производство электрической и тепловой энергии от одного источника [6, 7, 8]. Перед владельцами небольших ветротепловых установок (ВТУ) появляется проблема: что делать с ветровой энергией, когда в теплоте нет потребности, а ветер дует. Вместе с тем, около 40% энергии крестьянину нужны в виде НПТ.
Когенерационный ветропарк [8] содержит несколько ВТУ с индукционными преобразователями энергии ветра в теплоту (ИПЭВТ) и, по крайней мере, один автономный (ВЭГ) с выпрямителем переменного тока. Каждая ВТУ содержит ветродвигатель и ИПЭВТ,
который состоит из неподвижных стальных магни-топроводов с зубчатым строением прилегающих цевых поверхностей.
Известно, что в небольших ВЭУ наиболее распространены многополюсные генераторы с пос-тоянными магнитами [9]. Преимуществом машин с постоянными магнитами является простота конструкции, отсутствие контакта скольжения, высокий КПД и меньшее нагревание из-за отсутствия потерь в обмотке возбуждения и в контакте скольжения.
За прошлый год нами разработано и запатентовано несколько эффективных конструкций ВЭГ с аксиальным магнитным полем на неодимовых магнитах, опубл. 25.05.2017 в бюл. № 10 (пат. 116122, 116482, 116497, 116510, 116576). На рисунках 1, 2, 3 изображены некоторые из них.
1 - цилиндрический корпус; 2 - вал; 3, 4 - подшипниковые щиты; 5,6- двухдисковый ротор; 7, 8 - неодимовые магниты; 9 - катушки; 10 - бакелитовый статорный диск Рисунок 1 - Маломощный ВЭГ с двухдисковым ротором (пат. 116482 [10])
1 - цилиндрический корпус; 2 - вал; 3 - подшипниковые щиты; 4 - многополюсный роторный диск; 5 - неодимовые магниты; 6 - внешние роторные стальные диски; 7 - пластмассовый статорный диск с катушками;
8,9- распорные втулки; 10 - упорные кольца Рисунок 2 - Двухстаторный ВЭГ с дисковым составным ротором (пат. 116510 [11)]
Принцип работы ВЭГ с аксиальным магнитным потоком на постоянных неодимовых магнитах будет рассмотрен ниже, применительно к ВЭГ с изменяемой номинальной частотой вращения перекоммутацией статорной обмотки.
Недостатком массовых ВЭУ с одним ВЭГ, рассчитанным на свой диапазон рабочего ветра, является недоиспользование энергии ветра при другой скорости ветра. Это приводит к отклонению его быстроходности 1
от оптимальной величины 10Пт и к уменьшению коэффициента использования энергии ветра Ср [9].
В основу полезной модели по пат. 116497 [12] поставлена задача создания ВЭГ (рисунок 3) с расширенным диапазоном использования энергии ветра за счет изменения количества полюсов статорной обмот-
ки, в зависимости от скорости ветра: увеличение количества полюсов статорной обмотки вдвое при каждом удвоении скорости ветра и, наоборот, уменьшение количества полюсов вдвое при соответствующем уменьшении скорости ветра путем коммутации статорной обмотки ВЭГ.
XI ~~1
У
УУ////////77777^
6 8
ЛА
1 7 5
б в
-устройство ВЭГ; б - статор; в - многополюсный ротор с неодимовыми магнитами Рисунок 3 - ВЭГ со сдвоенным ротором (пат. 116497 [12])
Устройство [12] состоит из цилиндрического корпуса 1, закрытого подшипниковыми щитами 2, 3, вала 4, двухдискового многополюсного ротора 5, 6 с неодимовыми магнитами 7, 8, бакелитового статорного диска 9 с якорными катушками 10, групп коммутационных контактов 11,12,13 (рисунок 4).
ВЭГ работает следующим образом [12]. При появлении ветра вал 4, соединенный с выходным валом ВД, установленным в подшипниковых щитах 2, 3 цилиндрического корпуса 1, начинает вращаться вместе с двухдисковым многополюсным ротором 5, 6. Вращающееся магнитное поле неодимовых магнитов 7, 8, закрепленных соответственно на нижнем 5 и верхнем 6 стальных дисках, по очереди пересекает якорные катушки 10, установленные на бакелитовом статорном диске 9, закрепленном в корпусе 1, генерируя в них
эдс.
Согласно последовательное соединение шестнадцати якорных катушек обеспечивает увеличение ЭДС в статорной обмотке 10. Частота этой ЭДС зависит от количества пар полюсов и частоты вращения ротора.
Для получения стандартной частоты 50 Гц для 16 пар полюсов (16 катушек на рисунке 4 а) необходимо иметь частоту вращения ротора
п= 6СМ/Р = 60-50/16=187,5 мин-1.
Чем больше количество пар магнитных полюсов, тем меньше необходимая частота вращения ротора. При незначительной скорости ветра вал 4, а с ним и двухдисковый ротор 5, 6 начинают вращаться, магнитное поле каждой пары магнитов 7, 8 по очереди пересекает витки 16-катушечной статорной обмотки 10, индуктируя ЭДС в каждой из шестнадцати якорных катушек (режим 1).
11
Коммутационная таблица
Режим, № Состояние коммутирующих контактов
11 12 13
1
2 X
3 X
4 X
г д
Рисунок 4 - Схемы коммутации обмоток ВЭГ со сдвоенным ротором (пат. 116497 [12])
Бакелитовый статорный диск 9, на котором закреплены эпоксидной смолой якорные катушки 10, обеспечивает прочность конструкции. При увеличении скорости ветра вдвое поступает сигнал от датчика скорости ветра на электромагнитное реле коммутационного аппарата (не показано), замыкается группа контактов 11, образуя две параллельных ветви по восемь якорных катушек (режим 2). Частота вращения растет до 375 мин-1. При последующем увеличении скорости ветра замкнется группа коммутационных контактов 12, потом - 13, и частота вращения ротора достигнет максимальной величины 1500 мин-1. При уменьшении скорости ветра, напротив - количество якорных катушек в каждой ветви увеличивается: 2:4:8:16 (см. рисунок 4), а частота вращения ротора, соответственно, уменьшается (режимы 4, 3, 2,1) к минимальной величине. Таким образом, полезная модель обеспечивает расширение диапазона рабочей скорости ветра, увеличение коэффициента использования энергии ветра Ср, упрощение и удешевление конструкции (по сравнению с многогенераторной ВЭУ) [9].
Недостатком когенерационного ветропарка для крестьянского хозяйства [8], взятого за прототип, является низкая производительность ИПЭВТ из-за малой
вихревой ЭДС в металлическом роторе, обусловленная его малой окружной скоростью при малом диаметре, и малый диапазон рабочей скорости, обусловленный неизменным количеством полюсов статарной обмотки, отклонением быстроходности 1 от оптимальной величины 10Пт, что ведет к уменьшению коэффициента использования энергии ветра Ср [9].
Максимальное использование энергии ветра возможно только при работе ветроколеса с постоянной быстроходностью 7=соп5(, которая определяется как отношение линейной скорости концов лопастей Ц=Иш к скорости ветра и0 по формуле (1) [6]:
= (1)
иа и„
где Я - радиус ветроколеса; ш - угловая скорость вращения ветроколеса, рад/с.
Оптимальная быстроходность определяется по формуле (2) [6]:
4-ж
-, (2)
п
где п - количество лопастей ветроколеса.
В основе патента 123117 [13] - техническая задача создания когенерационного ветропарка повышенной эффективности путем увеличения индуктируемой вихревой ЭДС в металлическом диске за счет увеличения диаметров активной зубчатой зоны неподвижных дисковых МП кольцевой формы и металлического дискового ротора, а также расширение диапазона эффективного использования ветровой энергии и коэффициента Ср [9] за счет изменения количества полюсов статарной обмотки перекоммутацией в зависимости от скорости ветра.
На рисунке 5 изображена ветротепловая установка с ИПЭВТ повышенной производительности [13].
Каждый ИПЭВТ 1 [13] содержит неподвижный индуктор в виде дисковых МП 3 кольцевой формы из ферромагнитного материала с зубчатым строением прилегающих поверхностей, с кольцевыми канавками 4 и ОВ 5 в них, и подвижной диск 6, расположенный с двойным зазором между ними, жестко связанный с валом 7 своего ВД. МП расположены соосно в резервуаре 8 с жидким теплоносителем, например с водой, а их кольцевые ОВ 5 возбуждены постоянным током в одном направлении.
Рисунок 5 - ВТУ с ИПЭВТ повышенной производительности (пат. 123117 [13])
Стальной диск 6 каждого ИПЭВТ 1 жестко связан с валом 7 ВД, покрытым с обеих сторон слоем металла с повышенной электропроводимостью (медью или алюминием), оборудованный радиальными лопастями, распо-
ложенными симметрично на его ободе под углом, с рабочим усилием в направлении к выходному патрубку 22.
Диски МП 3 неподвижного индуктора имеют кольцевую форму с зубчатой структурой торцевых по-
верхностей и расположены на периферии центральных дисков 23 увеличенного диаметра, выполненных из прочного немагнитного материала, например, из текстолита, причем кольцевые канавки 4 делят радиальные зубцы дисковых МП на внутренние 24 и внешние 25, равновеликие по площади прилегающих поверхностей.
Синхронный ВЭГ (см. рисунок 3) с аксиальным магнитным потоком содержит статор 9 с якорными катушками 10 трапецеидальной формы без сердечника и двухдисковый многополюсный ротор с равномерно закрепленными по периферии стальными дисками 5, 8 неодимовых магнитов 7, 8 перемежающейся (Б—Ы) полярности. Каждый ИПЭВТ 1 [13] содержит неподвижный индуктор в виде дисковых МП 3 кольцевой
формы из ферромагнитного материала с зубчатым строением прилегающих поверхностей, с кольцевыми канавками 4 и ОВ 5 в них и подвижной диск 6, расположенный с двойным зазором между ними, жестко связанный с валом 7 своего ВД. МП расположены соосно в резервуаре 8 с жидким теплоносителем, например с водой, а их кольцевые ОВ 5 возбуждены постоянным током в одном направлении.
Роторные диски 6 (рисунок 6) жестко закреплены на валу, связанном с выходным валом своего ВД. К выходу статарной обмотки 10 через выпрямитель переменного тока 19 и электронный ключ 20 блока регулирования присоединены обмотки возбуждения 5 каждого ИПЭВТ 1, датчики температуры 27 и скорости ветра 28.
Рисунок 6 - Роторный диск с лопастями 21 по ободу 6
27
28
I
20
М19
и
глглглгЧ"
19 - выпрямитель; 20 - электронный ключ; 27 - датчик температуры; 28 - датчик скорости ветра Рисунок 7 - Схема присоединения кольцевых ОВ 5 к статарной обмотке 10 общего ВЭГ
В предложенном варианте статарная обмотка 10 состоит из 16-ти катушек, расположенных по внутреннему периметру статарного диска 9, и группы коммутационных контактов для изменения количества полюсов
статарной обмотки 10 путем изменения схемы соединения катушек при существенном изменении скорости ветра, например, из 16 катушек на 8 (см. рисунок 4).
Устройство работает таким образом (см. рисунок 5). От ветрового потока ВД 7 приводят в действие свои ИПЭВТ 1 и ВЭГ, к статорной обмотке 10 которого через выпрямитель 19 присоединены обмотки возбуждения 5 нескольких ИПЭВТ 1. При вращении диска 6 увеличенного диаметра О в неоднородном магнитном поле МП 3 кольцевой формы происходит его интенсивный нагрев вихревыми токами увеличенной частоты, поскольку окружная скорость увеличена до (3):
V=ттDn, (3)
где тт = 3,14; п- частота вращения вала, мин1.
Одновременно, при появлении ветра, начинает работать ВЭГ (см. рисунок 3). Вал, соединенный с выходным валом своего ВД, начинает вращаться вместе с двухдисковым многополюсным ротором. Вращающееся магнитное поле неодимовых магнитов 7, 8, закрепленных на стальных дисках 5, 8, по очереди пересекает якорные катушки 10, установленные на бакелитовом статорном диске 9, закрепленном в цилиндрическом корпусе 1, генерируя в них ЭДС. Согласованное последовательное соединение шестнадцати якорных катушек обеспечивает увеличение ЭДС в статорной обмотке 10. Частота ЭДС I зависит от количества пар полюсов Р и частоты вращения ротора п (4):
/г=Рп/60. (4)
Для получения стандартной частоты 50 Гц при количестве пар полюсов Р=16 необходимо иметь частоту вращения ротора п=60^Р=3000/16=187,5 мин1. При температуре среды ниже установленного значения (холодно) блок регулирования электронным ключом 20 регулирует ток в обмотке возбуждения 5 ИПЭВТ 1, в зависимости от отклонения температуры среды от установленного значения датчиком 27.
Стальные МП 3 кольцевой формы намагничиваются магнитным полем возбуждения в одном направлении одновременно. Из-за зубчатого строения торцов магнитная индукция в зазоре В5 будет неоднородной и будет иметь пилообразный вид: от минимального значения ббтт между пазами до максимального значения 65шах между противоположными зубцами 24, 25. Таким образом, при вращении в неоднородном магнитном поле индукция В в стальном диске 6 пульсирует с увеличенной частотой, не изменяя знака от Вбшах до Ват. Ее можно представить в виде двух составляющих [8]: переменной, с амплитудой Вб~, и постоянной Вв=.
Вихревые токи по закону Джоуля-Ленца нагревают диск 6, преимущественно его поверхность, а от него нагревается жидкостный теплоноситель в резервуаре 8, который может использоваться для обогрева сооружений, парников и теплиц. Бакелитовый статор-ный диск 9, на котором закреплены эпоксидной смолой якорные катушки 10, обеспечивает прочность конструкции. При увеличении скорости ветра вдвое поступает сигнал от датчика скорости ветра 28 на электромагнитное реле коммутационного аппарата (не показано), замыкается группа коммутационных контактов, образуя две параллельных ветки по восемь якорных катушек (см. рисунок 4 б). Частота вращения растет до 375 мин1. При дальнейшем удвоении скорости ветра
группа коммутационных контактов образует 4 параллельных ветви, а потом - 8 (две пары полюсов), и частота вращения ротора достигнет максимальной величины 1500 мин-1.
При уменьшении скорости ветра, напротив -количество якорных катушек в каждой ветви увеличивается: 2: 4: 8: 16, а частота вращения ротора соответственно уменьшается до минимальной величины.
Выводы. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что такая конструкция ветро-электрогенератора на постоянных неодимовых магнитах обеспечивает повышение эффективности ветроте-пловой установки, расширяет диапазон рабочей скорости ветра, увеличивает коэффициент использования энергии ветра, упрощает и удешевляет конструкцию индукционного преобразователя энергии ветра в теплоту.
Литература
1. Юдаев, И.В. Опыт использования ВИЭ на сельских территориях и в рекреационных зонах в регионах ЮФО / И.В. Юдаев II Вестник аграрной науки Дона. - 2015. - № 1 (29). - С. 82-92.
2. Николаев, В.Г. Использование ветроэнергетических станций в АПК Южного федерального округа / В.Г. Николаев, Е.В. Черноусова, И.В. Юдаев II Техника в сельском хозяйстве. - 2012. - № 2. - С. 24-26.
3. Грибков, С.В. Многомодульные ветроэнергетические установки в системах гарантированного электроснабжения/ С.В., Грибков, С.А. Ракитов, И.В. Юдаев//Техника в сельском хозяйстве. - 2012. - № 2. - С. 26-29.
4. Неодимовые магниты. Характеристики. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://tdm96.ru/?p=558.
5. Пат. 201403035Y CN, МПК Н02К16/02, Н02К15/02, Н02КЗ/28, Н02К1/22. В1троелектрогенератор / Жарков A.B. -Опубл. 10.02.2010.
6. Жарков, A.B. Когенерацшний в1тропарк для приватного теплично-парникового комплексу / A.B. Жарков, В.Я. Жарков II В1сник Харивського державного техычного уыверситету стьського господарства. - Харив, 2017. - Вип. 186.-С. 16-17.
7. Жарков, A.B. Когенерацшы технологи використан-ня ВДЕ в АПК / A.B. Жарков, В.Я. Жарков II Науковий вюник Тавршського державного агротехнолопчного уыверситету. -Мелтополь: ТДАТУ, 2017. - Вип. 7. - Т. 1. - С. 109-117.
8. Жарков, A.B. Когенерационный ветропаркдля крестьянского хозяйства / A.B. Жарков II Вестник аграрной науки Дона. - 2017. - № 4(40). - С. 52-60.
9. Jon Twidell and Tony Weir. Renewable Energy Resources. - London and New York: Taylor & Francis, 2006. - 601 p.
10. Пат. 116482 UA, МПК H02K21/26, F03D7/06, F03D1/06. Малопотужний впроелектрогенератор з дводиско-вим ротором на постшних магытах / A.B. Жарков, B.C. Ло-миш, Б.С. Новах [та ¡н.]. - U201611807; заявл. 22.11.2016; опубл. 25.05.2017, Бюл. №10.
11. Пат. 116510 UA, МПК Н02К21/26, Н02К16/02, F03D7/06, F03D1/06. Двостаторний в1троелектро-генератор з дисковим зютавним ротором i постшними магытами збуд-ження/ A.B. Жарков, В.Я. Жарков, Б.С. Новах. - U201612174; заявл. 01.12.2016; опубл. 25.05.2017, Бюл. № 10.
12. Пат. 116497 UA, МПК Н02К21/26, F03D7/06, F03D1/06. В1троенергоустановка 3i змЫою частоти обертання перекомутац1ею статорноТ обмотки / A.B. Жарков, В.Я. Жарков, Б.С. Новах. - u201612024; заявл. 28.11.2016; опубл. 25.05.2017, Бюл. №10.
13. Пат. 123117 UA, МПК F03D3/06, F03D9/00, F03D7/06, F03D1/06, Н02К16/00, Н02К21/26. Когенерацшний BiTponapK пщвищеноТ продуктивности з ¡ндукцшними перетво-рювачами i сптьним в1троелектрогенератором / A.B. Жарков, В.Я. Жарков, С.Ю. Шевченко [та ¡н.]. - U201708721; заявл. 29.08.2017; опубл.12.02.2018, Бюл. №3.
References
1. Yudaev I.V. Opyt ispol'zovaniya VIE na sel'skih terri-toriyah i v rekreacionnyh zonah v regionah YuFO [Experience in the use of RES in rural areas and in recreational areas in the Southern federal district], Vestnik agrarnoj nauki Dona, 2015, No 1 (29), pp. 82-92. (In Russian)
2. Nikolaev V.G., Chernousova E.V., Yudaev I.V. Is-pol'zovanie vetroenergeticheskih stancij v APK Yuzhnogo federal'подо okruga [The use of wind power stations in the agricultural sector of the Southern federal district], Tehnika v seiskom hozyajstve, 2012, No 2, pp. 24-26. (In Russian)
3. Gribkov S.V., Rakitov S.A., Yudaev I.V. Mnogomo-dul'nye vetroenergeticheskie ustanovki v sistemah garantirovan-nogo elektrosnabzheniya [Multimodule wind power plants in systems of guaranteed power supply], Tehnika v seiskom hozyajstve, 2012, No 2, pp. 26-29. (In Russian)
4. Neodimoviye magnity. Kharakteristiki [Neodymium magnet. Characteristics] [Elektronnyy resurs], - Rezhim dostupa: http://tdm96.ru/?p=558. (In Russian)
5. Zharkov A.V. Vitroelekrogenerator [Wind power generator], pat. 201403035Y CN, MPK H02K16/02, H02K15/02, H02K3/28, H02K1/22, opubl.10.02.2010.
6. Zharkov A.V. Zharkov V.Ja. Kogeneracijnyj vitropark dlja privatnogo teplichno-parnikovogo kompleksu [Cogeneration wind farm for private greenhouse complex], Vistnik Khar'kivsko-go derzhavnogo tekhnichnogo universitety siiskogo gospo-darstva, Khar'kiv, 2010, Vyp. 102, pp. 48-49.
7. Zharkov A.V., Zharkov V.Ja. Kogeneracijni технологи використання ВДЕ в АПК [Cogeneration technologies of RES
use in agriculture], Naukovyi vistnik Tavryiskogo derzhavnogo agrotechnologichnogo university, Melitopol', 2017, Vip. 7, T. 1, pp. 109-117.
8. Zharkov A.V. Kogeneracijnyj vetropark dlja krestjans-kogo khozjaystva [Cogeneration wind farm for peasant farming], Vestnik agrarnoi nauki Dona, 2017, No 4 (40), pp. 52-60.
(In Russian)
9. Jon Twidell and Tony Weir. Renewable Energy Resources, London and New York, Taylor & Francis, 2006,601 p.
10. Zharkov A.V., Lomish V.S., Novah B.S. [Tak] Malo-potuzhnyj vitroelektrogenerator z dvodiskovim rotorom na postyi-nih magnitah [Low-power wind generator with a double-disc rotor on permanent magnets], pat. 116510 UA, MPK H02K21/26, H02K16/02, F03D7/06, F03D1/06, u201611807, zajavl. 22.11.2016, opubl. 25.05.2017, Bjul. No 10.
11. Zharkov A.V., Zharkov V.Ja., Novah B.S. Dvostator-nyi vitroelekrogenerator z diskovim zistavnim rotorom i postiynimi magnitami zbudzhennja [Two-stator wind power generator with a disk comparable rotor and permanent excitation magnets], pat. U201612174, zajavl. 01.12.2016, opubl. 25.05.2017, Bjul. No 10.
12. Zharkov A.V, Zharkov V.Ja., Novah B.S. Vitroener-goustanovka zi zminoju chastoti obertannja perekomutacijeju statornoi obmotki [Wind power plants with change of rotation frequency switching of stator winding], pat. 116497 UA, MPK H02K21/26, F03D7/06, F03D1/06. u201612024, zajavl. 28.11.2016, opubl. 25.05.2017, Bjul. No 10.
13. Zharkov A.V., Zharkov V.Ja., Shevchenko S.Ju. [ta in.]. Kogeneracijnyj vitropark pidvichenoii' produktivnosti z induk-cijnimi peretvorjuvachami i spilnim vitroelektrogeneratorom [High performance cogeneration wind farm with induction converters and general wind power generator], pat. 123117 UA, MPK F03D3/06, F03D9/00, F03D7/06, F03D1/06, H02K16/00, H02K21/26, u201708721, zajavl. 29.08.2017, opubl. 12.02.2018, Bjul. No 3.
Сведения об авторе
Жарков Антон Викторович - инженер, ООО «ЮБС-Холод», соискатель, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» (Украина). Тел.: 8(050)343-41-80. E-mail: tosha_vict@mail.ru/
Information about the author
Zharkov Anton Viktorovich - engineer, Lid «UBC-Kholod», applicant, National Technical University «Kharkov Polytechnic Institute» (Ukraine). Phone: 8(050)343-41-80. E-mail: tosha_vict@mail.ru.
УДК 631.354.2.076
ОЦЕНКА УДЕЛЬНОЙ ЭНЕРГОЁМКОСТИ ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ ВОРОХА НА ПАЛЬЦЕВОЙ РЕШЁТКЕ СТРЯСНОЙ ДОСКИ
© 2018 г. Е.Е. Петров, Ю.В. Панов, П.В. Токарев
Основным способом уборки зерновых культур является комбайновый, в котором главная роль принадлежит зерноуборочному комбайну. Одной из важнейших систем зерноуборочного комбайна является воздушно-решётная очистка. Несмотря на проводимые исследования, мировая практика не внесла принципиальных изменений в классическую схему воздушно-решетной очистки. Рассматривая конструкции традиционных и нетрадиционных очисток, стоит отметить, что повышение качества сепарации зерна у современных производителей достигается, главным образом, путём увеличения площадей очисток, что приводит к повышению металлоёмкости. Повысить эффективность технологического процесса сепарации в воздушно-решётной очистке можно за счёт его лучшей организации на пальцевой решётке стрясной доски. Существенными недостатками применяемых в настоящее время пальцевых решёток являются низкое качество технологического процесса сепарации вследствие его низкой организации, а также сложность конструкции. Это обуславливает необходимость проведения исследований и создания пальцевой решётки, обеспечивающей повышение эффективности технологического процесса сепарации. В статье обоснована актуальность создания математической модели для оценки удельной энергоёмкости процесса сепарации при её использовании в качестве критерия, характеризующего качество функционирования экспериментальной пальцевой решётки стрясной доски зерноуборочного комбайна. Описаны методика и условия исследования. Приведены результаты ис-
