Inventory number IRN Number of state registration
0225РК01017 AP19174361-OT-25 0123РК00761
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Заключительный Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 2 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 2
Number of books Appendicies Sources
1 3 84
Total number of pages Patents Illustrations
127 1 72
Amount of funding Code of the program Table
7790097 AP19174361 5
Name of work
Повышение эффективности преобразования энергии ветра путем применения пневмо - демфирующих устройств в актуаторах
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Applied Технологическая документация
Report authors
Кабанбаев Айбек Батырбекович
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Таразский университет имени М.Х. Дулати"
Abbreviated name of the service recipient Некоммерческое акционерное общество "Таразский университет имени М.Х. Дулати"
Abstract

Объектом исследования данного проекта является актуатор манипуляторного преобразователя парусной ветровой электростанции, оснащённый пневмо-демпфирующей системой подвески

Зерттеу нысаны – пневмо-демпферлік ілініс жүйесімен жабдықталған парус жел электр станциясының манипуляторлық түрлендіргішінің атқуаторы болып табылады.

Целью проекта является совершенствование парусной ветровой электростанции (ПВЭС) созданной ранее на базе параллельного манипулятора путем исследования и разработки конструкции актуатора манипуляторного преобразователя

Жобаның мақсаты — бұрын параллельді манипулятор негізінде жасалған парус жел электр станциясын жетілдіру, яғни манипуляторлық түрлендіргіштің атқуаторының құрылымын зерттеу және әзірлеу арқылы оның тиімділігін арттыру

В рамках данного проекта применяются комплексные теоретические и вычислительные методы, направленные на разработку, анализ и совершенствование конструкции актуатора с пневмо-демпфирующей системой подвески для парусной ветровой электростанции

Осы жоба шеңберінде желкенді жел электр станциясына арналған аспалы пневмо-демпферлік жүйесі бар актуатор конструкциясын әзірлеуге, талдауға және жетілдіруге бағытталған кешенді теориялық және есептеу әдістері қолданылады

В результате выполнения научно-исследовательской работы «Повышение эффективности преобразования энергии ветра с применением пневмо-демпфирующих устройств в актуаторах» достигнуты поставленные цели и решены все задачи программы. Разработана конструкция актуатора парусной ветровой электростанции (ПВЭС) с пневмо-демпфирующей подвеской на базе параллельного манипулятора, проведены аналитические и компьютерные исследования, определены оптимальные параметры демпфирующих элементов. Моделирование показало, что применение полуактивных пневмо-демпфирующих устройств снижает динамические потери и повышает КПД установки на 10–15% по сравнению с базовой схемой. Подготовлены конструктивные схемы демпфера и системы отбора мощности, обеспечивающие согласованную работу актуатора и генератора. Практические расчёты подтвердили эффективность решения — пневмопривод повышает устойчивость установки и сокращает срок её окупаемости на 1,5–2 года. Научная новизна проекта заключается в использовании полуактивной пневмо-демпфирующей системы, отличающейся простотой, адаптивностью и высокой энергоэффективностью, что обеспечивает стабильную работу ПВЭС при низких скоростях ветра. Результаты исследования имеют практическую и теоретическую ценность, подтверждены патентной заявкой и публикациями, и соответствуют современным тенденциям развития мировой ветроэнергетики

"Актуаторларда пневматикалық-демпферлік құрылғыларды қолдана отырып, жел энергиясын түрлендіру тиімділігін арттыру" ғылыми-зерттеу жұмысын орындау нәтижесінде қойылған мақсаттарға қол жеткізілді және бағдарламаның барлық міндеттері шешілді. Параллель манипулятор негізінде пневматикалық-демпферлік суспензиясы бар желкенді жел электр станциясының (ПВЭС) актуаторының дизайны жасалды, аналитикалық және компьютерлік зерттеулер жүргізілді, демпферлік элементтердің оңтайлы параметрлері анықталды. Модельдеу көрсеткендей, жартылай белсенді пневматикалық демпферлік құрылғыларды қолдану динамикалық шығындарды азайтады және негізгі схемамен салыстырғанда қондырғының тиімділігін 10-15% арттырады. Актуатор мен генератордың келісілген жұмысын қамтамасыз ететін демпфердің конструктивті схемалары мен қуат алу жүйелері дайындалды. Практикалық есептеулер шешімнің тиімділігін растады–пневматикалық жетек қондырғының тұрақтылығын арттырады және оның өтелу мерзімін 1,5-2 жылға қысқартады. Жобаның ғылыми жаңалығы желдің төмен жылдамдығында ПВЭС-тің тұрақты жұмысын қамтамасыз ететін қарапайымдылығымен, бейімделгіштігімен және жоғары энергия тиімділігімен ерекшеленетін жартылай белсенді пневмо-демпферлік жүйені пайдалану болып табылады. Зерттеу нәтижелері практикалық және теориялық құндылыққа ие, патенттік өтініммен және басылымдармен расталған және әлемдік жел энергетикасының қазіргі даму тенденцияларына сәйкес келеді

Разработанная парусная ветровая электростанция (ПВЭС) мощностью до 10 кВт оснащена актуаторами с пневмодемпфирующей системой подвески на базе параллельного манипулятора Sholkor. Установка эффективно работает при низких скоростях ветра от 2,5 м/с и может использоваться в удалённых районах со средней скоростью ветра около 3 м/с. Применение полуактивных пневмодемпфирующих устройств повысило КПД на 10–15 %, снизило потери энергии и повысило устойчивость работы системы. Отсутствие промежуточных передач упростило конструкцию и уменьшило износ. Экономические расчёты показали сокращение срока окупаемости оборудования на 1,5–2 года, что делает ПВЭС эффективным решением для автономного энергоснабжения и развития локальной ветроэнергетики.

Қуаты 10 кВт-қа дейінгі желкенді жел электр станциясы (ПВЭС) Sholkor параллель манипуляторы негізінде пневмодемпферлік суспензия жүйесі бар актуаторлармен жабдықталған. Орнату 2,5 м / с төмен жел жылдамдығында тиімді жұмыс істейді және шалғай аудандарда орташа жел жылдамдығы шамамен 3 м/с болуы мүмкін.жартылай белсенді пневмодемпферлік құрылғыларды қолдану тиімділікті 10-15% - ға арттырды, энергия шығынын азайтты және жүйенің тұрақтылығын арттырды. Аралық берілістердің болмауы дизайнды жеңілдетіп, тозуды азайтты. Экономикалық есептеулер жабдықтың өтелу мерзімінің 1,5–2 жылға қысқарғанын көрсетті, бұл ПВЭС-ті дербес энергиямен жабдықтау және жергілікті жел энергетикасын дамыту үшін тиімді шешім етеді.

Разработанные в проекте решения уже прошли проверку в виде расчётов и компьютерного моделирования. Конструкция нового актуатора готова к изготовлению опытного образца и может быть применена в маломощных парусных ветростанциях. Полученные результаты можно использовать для создания реальной установки, подачи патента и дальнейшего внедрения в практику автономного энергоснабжения.

Жобада әзірленген шешімдер есептеу және компьютерлік модельдеу түрінде тексеруден өтті. Жаңа актуатордың дизайны прототип жасауға дайын және оны төмен қуатты желкенді жел станцияларында қолдануға болады. Алынған нәтижелерді нақты қондырғыны құру, патент беру және автономды энергиямен жабдықтау тәжірибесіне енгізу үшін пайдалануға болады.

Разработанная конструкция актуатора с пневмо-демпфирующей системой значительно повышает эффективность работы парусной ветровой электростанции. За счёт уменьшения потерь в промежуточных механических передачах и применения пневмо-демпферов улучшается преобразование колебательного движения в энергию вращения генератора. Моделирование показало, что установка способна стабильно работать при низких скоростях ветра от 2,5 м/с, что недоступно для большинства традиционных турбин. Это делает систему эффективной для регионов с малым ветровым потенциалом и расширяет зоны применения ВЭС. Дополнительная эффективность достигается за счет: более плавного движения каретки благодаря полуактивной пневмоподвеске; уменьшения вибраций и нагрузок на механические узлы; повышения КПД отбора мощности через оптимизированную систему тросового и ременного привода; исключения сложных и энергоёмких гидравлических систем.

Пневматикалық-демпферлік жүйесі бар актуатордың жобаланған дизайны желкенді жел электр станциясының тиімділігін едәуір арттырады. Аралық механикалық берілістердегі шығындарды азайту және пневматикалық демпферлерді қолдану арқылы тербелмелі қозғалыстың генератордың айналу Энергиясына айналуы жақсарады. Модельдеу қондырғының 2,5 м/с төмен жел жылдамдығында тұрақты жұмыс істей алатындығын көрсетті, бұл көптеген дәстүрлі турбиналар үшін қол жетімді емес. Бұл жүйені жел әлеуеті төмен өңірлер үшін тиімді етеді және ЖЭС қолдану аймақтарын кеңейтеді. Қосымша тиімділікке қол жеткізіледі: жартылай белсенді пневматикалық суспензияның арқасында каретканың тегіс қозғалысы; механикалық түйіндердегі діріл мен жүктемені азайту; оңтайландырылған кабельдік және белдік жетек жүйесі арқылы қуат алу тиімділігін арттыру; күрделі және энергияны қажет ететін гидравликалық жүйелерді алып тастау.

Разработанный актуатор с пневмодемпфирующей системой подвески предназначен для применения в составе парусных ветровых электростанций нового поколения, работающих при низких скоростях ветра. Он может использоваться при создании маломощных автономных ветроустановок, а также в других мехатронных и энергетических системах, где требуется преобразование колебательного движения в вращательное с одновременным демпфированием

Пневмодемпферлік жетекті жүйесі бар әзірленген актуатор желдің төмен жылдамдығында жұмыс істейтін желкенді жел электр станцияларының жаңа буынының құрамында қолдануға арналған. Ол төмен қуатты автономды жел қондырғыларын құруда, сондай-ақ тербелмелі қозғалысты бір мезгілде демпфермен айналмалы қозғалысқа түрлендіруді қажет ететін басқа мехатронды және энергетикалық жүйелерде қолданыла алады

UDC indices
621.548:621.6.04:519.6
International classifier codes
44.39.29;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
возобновляемый источник энергии; парусная ветровая электростанция; актуатор; манипулятор; пневмо демпферная подвеска;
Key words in Kazakh
жаңартылатын энергия көзі; желкенді жел электр станциясы; актуатор; манипулятор; пневмо демпферлік аспа;
Head of the organization Байжуманов Мухтар Казбекович Кандидат физико-математических наук, PhD / Доцент
Head of work Кабанбаев Айбек Батырбекович Phd / associate professor
Native executive in charge