типы, преимущества, недостатки и требования
В статье расскажем про маховик — накопитель энергии, расчеты и требования к ротору, типы маховиков, его преимущества недостатки и применение.
Техника накопления энергии с использованием маховика насчитывает тысячи лет. Просто возьмите пример колеса Поттера и подумайте, что оно делает. Он просто использует инерцию колеса и продолжает вращаться с минимальными усилиями. Концепция маховика, который будет использоваться в качестве устройства накопления энергии, используется с 1950-х годов. Их можно было легко заметить на автобусных остановках для зарядки общественного транспорта. Однако эта идея не может быть широко принята ввиду ее громоздкости и излишнего веса.
Расчет накопления энергии в маховике
Запас энергии в Маховике можно рассчитать:
E = ½ Iω 2
или же
E = ½ (kMr 2 )ω2
где:
- I выступает за момент инерции махового колеса
- ω обозначает вращающуюся скорость. Он измеряется в радианах в секунду.
- M обозначает масса маховика
- R обозначает Радиус Маховика
- K обозначает инерционную постоянную
Примечание. Значение «k» зависит от формы маховика. Например, если маховик вращается вокруг своей оси (например, велосипедное колесо или полый цилиндр), значение k будет равно 1. Однако, если колесо маховика имеет сплошную цилиндрическую форму, то значение k будет ½ .
Требование маховика (ротор)
Постепенно с развитием технологий маховики стали более совершенными. В наши дни современные маховики содержат кинетическую энергию в быстро движущемся, вращающемся барабане, который действует как ротор генератора. В то время, когда дополнительная энергия остается неизрасходованной, она используется для увеличения скорости вращающегося барабана. Всякий раз, когда есть потребность в энергии, этот барабан приводит в движение генератор.
Роторы этих супер маховиков изготовлены из материала с очень высокой прочностью и плотностью, например, из углеродного волокна. Для ротора требуется высокопрочный материал, так как он обычно вращается со средней скоростью 100000 оборотов в минуту и должен выдерживать воздействие высокой центробежной силы. Эти роторы установлены в вакуумной полости, чтобы минимизировать потери из-за трения воздуха. Эти потери на трение могут быть дополнительно сведены на нет с помощью подшипников с магнитной левитацией.
Тип маховиков
На рынке представлены два типа маховиков в зависимости от их функций и областей применения. Преимущества маховика делают их жесткими конкурентами в приложениях электросети.
Есть в основном два типа маховиков, доступных на рынке. Далее мы рассмотрим их
Высокоскоростной маховик
Угловая скорость маховиков этого типа находится в диапазоне от 30000 до 60000 об/мин, что может быть доведено до 100000 об/мин. Они содержат подшипники с магнитной левитацией и требуют меньшего ухода. Они легче по весу, если сравнивать размер/мощность с маховиками с низкой скоростью. Они дорогостоящие по сравнению с маховиками с низкой скоростью.
Маховик с низкой скоростью
Угловая скорость этого типа маховиков достигает 10000 об/мин. Они громоздкие и тяжелые по сравнению с высокоскоростными маховиками. Они нуждаются в периодическом обслуживании и не используют подшипники с магнитной левитацией. Их установка требует специальной бетонной конструкции, чтобы выдержать ее вес. Они дешевле по сравнению с высокоскоростными маховиками.
Преимущества маховика
Эти типы маховиков более эффективны, чем обычные батареи (только если мы пренебрегаем стоимостью установки), и поэтому им отдают предпочтение перед обычными батареями. Вот список немногих преимуществ Маховика перед аккумуляторами:
- Большая способность хранить энергию
- Большая продолжительность жизни
- Способность хранения не зависит от цикла зарядки/разрядки
- Меньше технического обслуживания
- Меньшие тепловые потери
- Более высокая эффективность в оба конца
- Больше пиковой нагрузки
- Простота эксплуатации
Применение маховиков
- в ветряных турбинах
- наряду с двигателем с приводом от генератора для хранения энергии
- в автомобильных двигателях
- в электромобилях для ускорения (на экспериментальной стадии)
- В современных локомотивах
- В передовых технологиях транзитных автобусов
- В спутниках контролировать направление
- В Большие электрические сети для защиты от перебоев
meanders.ru
Маховик — это… Что такое Маховик?
массивное колесо, прикрепляемое к одному из вращающихся валов машины для регулирования ее движения. Каждый вращающийся вал машины (напр. приводимый в движение кривошипом и шатуном, соединенным с поршневым штоком паровой машины) совершает периодическое движение. Работа, расходуемая за один полный период двигателем, равна работе всех сопротивлений. Но в течение периода такого равенства может и не быть. Когда работа двигателя превосходит работу сопротивлений, то движение ускоряется; в противном случае оно замедляется. Если на вал насажен М., то когда работа двигателя берет перевес над работой сопротивлений, часть этого избытка работы идет на ускорение вращения массивного махового колеса, и потому движение всей машины ускоряется менее сравнительно с тем, на сколько бы оно ускорилось без М. Наоборот, когда работа двигателя становится менее работы сопротивлений, то без М. получилось бы довольно значительное замедление хода машины, с маховиком же оно будет не так значительно, потому что накопившаяся живая сила М. перейдет частью в работу, подгоняя ход машины. Таким образом, М. магазинирует в себе избыток работы двигателя в виде живой силы и отдает ее машине, когда работа сопротивлений берет перевес. Представим себе вал, вращающийся с периодической скоростью, и пусть период совпадает с полным оборотом вала, так что угловая скоростьН. Д.
Маховик — это… Что такое Маховик?
Маховик — со сферическими грузами, построенный по чертежам … Википедия
МАХОВИК — МАХОВИК, массивное твердое колесо с тяжелым ободом. Приводит во вращение от ведущего вала машины для сглаживания резких колебаний числа оборотов этого вала при перемене скорости за счет накопленной кинетической энергии. Инерция большого колеса в… … Научно-технический энциклопедический словарь
МАХОВИК — (Fly wheel) деталь, связанная с вращающимся валом двигателя или др. неравномерно нагруженных машин; имеет вид шкива с массивным ободом и обладает большой инертностью. При вращении М. накапливает кинетическую энергию за счет неполного потребления… … Морской словарь
маховик — кулак, здоровяк, маховичок, силач, рука, колесо Словарь русских синонимов. маховик сущ., кол во синонимов: 7 • здоровяк (42) • … Словарь синонимов
маховик — МАХОВИК, а, м. 1. Сильный человек. 2. Рука, кулак (обычно большой). маховик с три головы … Словарь русского арго
МАХОВИК — (маховое колесо) колесо с массивным ободом, устанавливаемое на валу двигателя (машины). Используется в качестве инерционного аккумулятора механической энергии, для уменьшения неравномерности вращения валов компрессоров, насосов и т. п … Большой Энциклопедический словарь
МАХОВИК — МАХОВИК, маховика, муж. (тех.). Маховое колесо. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
МАХОВИК — МАХОВИК, а, муж. То же, что маховое колесо. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
МАХОВИК — колесо с тяжелым ободом, насаживаемое на вал машины для уменьшения неравномерности вращения вала. Обладая необходимой живой силой, способной поглощать периодические избытки работы двигателя над полезным сопротивлением и затем отдавать их обратно… … Технический железнодорожный словарь
маховик — – массивная деталь двигателя, повышающая равномерность его вращения за счет своей инерции. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 … Автомобильный словарь
маховик — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия EN flywheel … Справочник технического переводчика
dic.academic.ru
МАХОВИК — это… Что такое МАХОВИК?
Маховик — со сферическими грузами, построенный по чертежам … Википедия
МАХОВИК — МАХОВИК, массивное твердое колесо с тяжелым ободом. Приводит во вращение от ведущего вала машины для сглаживания резких колебаний числа оборотов этого вала при перемене скорости за счет накопленной кинетической энергии. Инерция большого колеса в… … Научно-технический энциклопедический словарь
МАХОВИК — (Fly wheel) деталь, связанная с вращающимся валом двигателя или др. неравномерно нагруженных машин; имеет вид шкива с массивным ободом и обладает большой инертностью. При вращении М. накапливает кинетическую энергию за счет неполного потребления… … Морской словарь
маховик — кулак, здоровяк, маховичок, силач, рука, колесо Словарь русских синонимов. маховик сущ., кол во синонимов: 7 • здоровяк (42) • … Словарь синонимов
маховик — МАХОВИК, а, м. 1. Сильный человек. 2. Рука, кулак (обычно большой). маховик с три головы … Словарь русского арго
МАХОВИК — (маховое колесо) колесо с массивным ободом, устанавливаемое на валу двигателя (машины). Используется в качестве инерционного аккумулятора механической энергии, для уменьшения неравномерности вращения валов компрессоров, насосов и т. п … Большой Энциклопедический словарь
МАХОВИК — МАХОВИК, маховика, муж. (тех.). Маховое колесо. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
МАХОВИК — МАХОВИК, а, муж. То же, что маховое колесо. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
МАХОВИК — колесо с тяжелым ободом, насаживаемое на вал машины для уменьшения неравномерности вращения вала. Обладая необходимой живой силой, способной поглощать периодические избытки работы двигателя над полезным сопротивлением и затем отдавать их обратно… … Технический железнодорожный словарь
маховик — – массивная деталь двигателя, повышающая равномерность его вращения за счет своей инерции. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 … Автомобильный словарь
маховик — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия EN flywheel … Справочник технического переводчика
dic.academic.ru
МАХОВИК — это… Что такое МАХОВИК?
Маховик — со сферическими грузами, построенный по чертежам … Википедия
МАХОВИК — МАХОВИК, массивное твердое колесо с тяжелым ободом. Приводит во вращение от ведущего вала машины для сглаживания резких колебаний числа оборотов этого вала при перемене скорости за счет накопленной кинетической энергии. Инерция большого колеса в… … Научно-технический энциклопедический словарь
МАХОВИК — (Fly wheel) деталь, связанная с вращающимся валом двигателя или др. неравномерно нагруженных машин; имеет вид шкива с массивным ободом и обладает большой инертностью. При вращении М. накапливает кинетическую энергию за счет неполного потребления… … Морской словарь
маховик — кулак, здоровяк, маховичок, силач, рука, колесо Словарь русских синонимов. маховик сущ., кол во синонимов: 7 • здоровяк (42) • … Словарь синонимов
маховик — МАХОВИК, а, м. 1. Сильный человек. 2. Рука, кулак (обычно большой). маховик с три головы … Словарь русского арго
МАХОВИК — (маховое колесо) колесо с массивным ободом, устанавливаемое на валу двигателя (машины). Используется в качестве инерционного аккумулятора механической энергии, для уменьшения неравномерности вращения валов компрессоров, насосов и т. п … Большой Энциклопедический словарь
МАХОВИК — МАХОВИК, маховика, муж. (тех.). Маховое колесо. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
МАХОВИК — колесо с тяжелым ободом, насаживаемое на вал машины для уменьшения неравномерности вращения вала. Обладая необходимой живой силой, способной поглощать периодические избытки работы двигателя над полезным сопротивлением и затем отдавать их обратно… … Технический железнодорожный словарь
маховик — – массивная деталь двигателя, повышающая равномерность его вращения за счет своей инерции. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 … Автомобильный словарь
маховик — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия EN flywheel … Справочник технического переводчика
dic.academic.ru
МАХОВИК — это… Что такое МАХОВИК?
Маховик — со сферическими грузами, построенный по чертежам … Википедия
МАХОВИК — (Fly wheel) деталь, связанная с вращающимся валом двигателя или др. неравномерно нагруженных машин; имеет вид шкива с массивным ободом и обладает большой инертностью. При вращении М. накапливает кинетическую энергию за счет неполного потребления… … Морской словарь
маховик — кулак, здоровяк, маховичок, силач, рука, колесо Словарь русских синонимов. маховик сущ., кол во синонимов: 7 • здоровяк (42) • … Словарь синонимов
маховик — МАХОВИК, а, м. 1. Сильный человек. 2. Рука, кулак (обычно большой). маховик с три головы … Словарь русского арго
МАХОВИК — (маховое колесо) колесо с массивным ободом, устанавливаемое на валу двигателя (машины). Используется в качестве инерционного аккумулятора механической энергии, для уменьшения неравномерности вращения валов компрессоров, насосов и т. п … Большой Энциклопедический словарь
МАХОВИК — МАХОВИК, маховика, муж. (тех.). Маховое колесо. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
МАХОВИК — МАХОВИК, а, муж. То же, что маховое колесо. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
МАХОВИК — колесо с тяжелым ободом, насаживаемое на вал машины для уменьшения неравномерности вращения вала. Обладая необходимой живой силой, способной поглощать периодические избытки работы двигателя над полезным сопротивлением и затем отдавать их обратно… … Технический железнодорожный словарь
маховик — – массивная деталь двигателя, повышающая равномерность его вращения за счет своей инерции. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 … Автомобильный словарь
маховик — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия EN flywheel … Справочник технического переводчика
dic.academic.ru
МАХОВИК — это… Что такое МАХОВИК?
Маховик — со сферическими грузами, построенный по чертежам … Википедия
МАХОВИК — МАХОВИК, массивное твердое колесо с тяжелым ободом. Приводит во вращение от ведущего вала машины для сглаживания резких колебаний числа оборотов этого вала при перемене скорости за счет накопленной кинетической энергии. Инерция большого колеса в… … Научно-технический энциклопедический словарь
маховик — кулак, здоровяк, маховичок, силач, рука, колесо Словарь русских синонимов. маховик сущ., кол во синонимов: 7 • здоровяк (42) • … Словарь синонимов
маховик — МАХОВИК, а, м. 1. Сильный человек. 2. Рука, кулак (обычно большой). маховик с три головы … Словарь русского арго
МАХОВИК — (маховое колесо) колесо с массивным ободом, устанавливаемое на валу двигателя (машины). Используется в качестве инерционного аккумулятора механической энергии, для уменьшения неравномерности вращения валов компрессоров, насосов и т. п … Большой Энциклопедический словарь
МАХОВИК — МАХОВИК, маховика, муж. (тех.). Маховое колесо. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
МАХОВИК — МАХОВИК, а, муж. То же, что маховое колесо. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
МАХОВИК — колесо с тяжелым ободом, насаживаемое на вал машины для уменьшения неравномерности вращения вала. Обладая необходимой живой силой, способной поглощать периодические избытки работы двигателя над полезным сопротивлением и затем отдавать их обратно… … Технический железнодорожный словарь
маховик — – массивная деталь двигателя, повышающая равномерность его вращения за счет своей инерции. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 … Автомобильный словарь
маховик — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия EN flywheel … Справочник технического переводчика
dic.academic.ru