Имитационная модель «свободнопоршневой двигатель – электромеханотронный преобразователь на базе электрического генератора возвратно-поступательного движения»

В ходе анализа состояния и перспектив развития автономных источников электрической энергии с электрическими генераторами возвратно-поступательного движения установлено, что в настоящее время широко распространены маломощные системы «свободнопоршневой двигатель – электромеханотронный преобразователь на базе электрического генератора возвратно-поступательного движения». Проведенные исследования электрических генераторов возвратно-поступательного движения показали, что особого внимания заслуживают комбинированные генераторы, которые способны повысить эффективность такой системы. Однако до настоящего времени изучению системы «свободнопоршневой двигатель – электромеханотронный преобразователь на базе комбинированного электрического генератора возвратно-поступательного движения» не уделялось должного внимания. В связи с этим была разработана имитационная модель системы «свободнопоршневой двигатель – электромеханотронный преобразователь на базе электрического генератора возвратно-поступательного движения», позволяющая проводить исследования данной системы в различных режимах работы при изменении параметров электрической и механической подсистем. Отличительной особенностью разработанной имитационной модели является учет особенностей одновременного использования в магнитной системе электрического генератора возвратно-поступательного движения поперечного и продольного нелинейного изменения магнитных потоков. В результате проведенных исследований имитационной модели показано, что комбинированный электрический генератор возвратно-поступательного движения позволяет обеспечить непрерывное преобразование механической энергии возвратно-поступательного движения в электроэнергию на всем рабочем цикле, а также скомпенсировать рассогласование сил электрической и механической подсистем системы «свободнопоршневой двигатель – электромеханотронный преобразователь на базе электрического генератора возвратно-поступательного движения».

1. Зачепа, Ю. В. Автономные системы электроснабжения на базе асинхронных генераторов, основные требования и структура / Ю. В. Зачепа // Електромеханічні і енергозберігаючі системи. – 2010. – Вип. 2. – С. 32–40.

2. Цыркин, М. И. Дизельные агрегаты резервного питания / М. И. Цыркин, А. Я. Гольдингер. – СПб.: Чистое письмо, 2003. – 276 с.

3. Коськин, Ю. П. О терминологии и подготовке специалистов по электромеханотронике / Ю. П. Коськин, Д. В. Самохвалов // Изв. С.-Петерб. гос. электротехн. ун-та «ЛЭТИ». – 2013. – № 1. – С. 57–66.

4. The free-piston linear generator potentials and challenges / F. Kock [et al.] // MTZ Worldwide. – 2013. – Vol. 74, № 10. – P. 38–43.

5. Hanipah, M. R. Recent commercial free-piston engine developments for automotive applications / M. R. Hanipah, R. Mikalsen, A. P. Roskilly // Appl. Therm. Eng. – 2015. – Vol. 75. – P. 493–503. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2014.09.039.

6. Пинский, Ф. И. Энергоустановки со свободнопоршневыми двигатель-генераторами / Ф. И. Пинский // Мобильная техника. – 2004. – № 2. – С. 13–17.

7. Тракторы XXI века: состояние и перспективы / С. Н. Поддубко [и др.]. – Минск: Беларус. навука, 2019. – 207 с.

8. Менжинский, А. Б. Универсальная методика электромагнитного расчета возвратно-поступательных электрических генераторов с поперечным и продольным нелинейным изменением магнитного потока / А. Б. Менжинский, А. Н. Малашин, Ю. Г. Коваль // Изобретатель. – 2019. – № 5–6. – С. 38–48.

9. Петриченко, Д. А. Подход к электромеханическому управлению крайними положениями поршня в свободнопоршневом генераторе / Д. А. Петриченко, Л. Ю. Лежнев // Достижения вузов. науки. – 2014. – № 12. – С. 109–117.

10. Герасимов, Д. В. Исследование особенностей проектирования свободнопоршневого электрогенератора / Д. В. Герасимов // Изв. Самар. науч. центра Рос. акад. наук. – 2000. – Т. 2, № 1. – С. 141–145.

11. Татарников, А. П. Разработка алгоритмов управления свободнопоршневой энергоустановки / А. П. Татарников, Д. А. Петриченко, В. В. Иванов // Современные тенденции развития науки и технологий: сб. науч. тр. по материалам IX Междунар. науч.-практ. конф., 31 дек. 2015 г.: в 8 ч. – Белгород: ИП Ткачева Е. П., 2015. – № 6–2. – С. 117–122.

12. Менжинский, А. Б. Согласование сил механической и электрической подсистем энергоустановки со свободнопоршневым двигателем и электрическим генератором возвратно-поступательного типа / А. Б. Менжинский // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.-тэхн. навук. – 2019. – Т. 63, № 3. – С. 304–320. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2019-64-3-304-320

13. Розанов, Ю. К. Силовая электроника: учеб. для вузов / Ю. К. Розанов, М. В. Рябчицкий, А. А. Кваснюк. – М.: Изд. дом МЭИ, 2016. – 632 с.