Электромеханическое устройство для аккумулирования энергии

Введение. Кратковременные пиковые нагрузки машин и механизмов порождают необходимость в аккумулировании механической энергии для её последующего импульсного использования. Это вполне актуально, например, для тягачей на стартовом этапе буксировки тяжёлых прицепов. Применение аккумулятора механической энергии позволит уменьшить мощность двигателя тягача и расширить его функциональные возможности.

Цель — разработка математической модели аккумулятора механической энергии.

Методы исследований. Аккумулятор механической энергии может быть выполнен в виде электрической машины постоянного тока или вентильной, на валу которой закреплён супермаховик. При подключении машины к источнику питания возникает нестационарный процесс, описываемый двумя дифференциальными уравнениями: одно — для механических величин, другое — для электрических. Решения дифференциальных уравнений повторяют соотношения для зарядки и разрядки электрического конденсатора.

Результаты. Из полученных формул следует, что для электрической цепи рассматриваемый аккумулятор механической энергии неотличим от электрического конденсатора. Из этого следует, что в данном случае можно вести речь об искусственной электрической ёмкости. Кроме того, возникает искусственное электрическое сопротивление (которое не связано с удельным сопротивлением, длиной и площадью сечения проводников). В связи с изложенным аккумулятор механической энергии можно трактовать как искусственный электрический конденсатор, который запасает не энергию электрического поля, а кинетическую энергию вращения супермаховика.

Заключение. Существуют конструкции супермаховиков, способные запасать существенную кинетическую энергию. Изучалась даже возможность установки их на легковом транспорте. В этом смысле массивные тягачи имеют бесспорное преимущество, поскольку увеличение веса для них не только не проблематично, но в некоторых случаях желательно.