up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله چرخ طيار PDF
QR code - چرخ طيار

چرخ طيار

سيستم هاي جديد ذخيره سازي انرژي در چرخ طيار

سيستم هاي جديد ذخيره سازي انرژي در چرخ طيار
در دهه اخير، تکنولوژي هاي جديدي در زمينه ي ذخيره سازي انرژي به بازار آمده اند .اين تکنولوژي ها انتقال سريع انرژي را فراهم مي نمايند. اين پيشرفت نسبت به باطري هاي الکتروشيميايي قديمي به قدري عجيب و جالب توجه بود که مي توان آن را با پيدايش الکترومغناطيس هاي فوق سرد و يا موتورهاي استارت سريع (که با کمک انرژي پنوماتيک يا هيدروليک ساخته شدند) مقايسه کرد.
اخيرا صنعت شاهد پيدايش مجدد يکي از قديمي ترين تکنولوژي هاي ذخيره سازي انرژي يعني فلايويل بوده است. چرخ طيار هاي جديد داراي اشکال متنوعي هستند. از چرخ طيار هاي کامپوزيتي که براي سرعت هاي دوراني بسيار بالا مناسب هستند گرفته تا چرخ هاي فولادي قديمي که به موتور هاي دوراني کوپل مي گردند.
در اين مقاله، ما انواع مختلفي از چرخ طيارها که امروزه مورد استفاده قرار مي گيرند را بررسي مي کنيم. علاوه بر آن به برسي باطري هاي فعال مکانيکي نيز مي پردازيم. واحدي که يکي از جالب ترين گونه هاي چرخ طيارهاي نوين و قديمي مي باشد. اين سيستم در حاليکه فضايي در حدود ۱۱ فوت مربع را اشغال مي کند قادر است تواني برابر ۵۰۰ کيلو وات را منتقل نمايد.
● معرفي:
چرخ طيارها نسبت به تکنولوژي هاي قديمي ذخيره انرژي داراي برتري هاي خاصي مي باشند .يکي از اين برتري ها به ساختار ساده ذخيره انرژي در آنها بر مي گردد. يعني ذخيره انرژي به صورت انرژي جنبشي در يک جرم در حال دوران.
سالها از اين ايده براي نرم و يکنواخت کردن حرکت موتورها استفاده مي شد. در بيست سال اخير به تدريج يک منبع جديد انرژي در اختيار طراحان و مخترعان قرار گرفت و طراحان از اين منبع جديد در وسايل نقليه الکتريکي و تجهيزات کنترل ماهواره استفاده کردند. اين منبع داراي ويژگي هاي زير بود:
ايمني بالا، حجم کم، سازگاري با محيط زيست، پايين بودن هزينه تعمير و نگه داري و داشتن عمر مفيد بالا و قابل پيشبيني.
اخيرا براي کنترل و ثابت نگه داشتن سرعت وقتي که منبع اصلي انرژي به طور متناوب قطع و وصل مي شود از چرخ طيار استفاده مي گردد. به دليل نارضايتي مصرف کننده گان از باطري هاي الکتروشيميايي و از طرف ديگر به علت پايين بودن هزينه توليد و عمر مفيد بالاي چرخ طيار اکنون در بسياري از سيستم ها از اين وسيله استفاده مي شود.
پس از پيشرفت هاي پي در پي در زمينه ي الکترونيک قدرت اولين بار از چرخ طيار به عنوان محافظ رادار استفاده شد و امروزه يک ابزار قدرت مند و کم هزينه ،در حجم بالا به بازار تجهيزات انتقال قدرت ارائه مي شود.
چرخ طيار هاي قديمي:
پيش از اين، تنها کاربرد چرخ طيار، در مجموعه موتور-ژنراتور بود. که در آن چرخ هاي فولادي به سيستم کوپل مي شدند تا در زمان قطع و وصل شدن متناوب نيرو، دوران پايدارو طولاني تري را فراهم کنند. اين امر توسط افزايش اينرسي دوراني و افزايش انرژي جنبشي ذخيره شده انجام مي گرفت.
افزايش موثر زمان دوران براي چنين سيستم هايي به ندرت از حد يک ثانيه در بار نامي فراتر مي رفت.
اين مشکل به اين علت ايجاد مي شد که تنها ۵ درصد انرژي ذخيره شده از چرخ طيار به موتور انتقال مي يافت. انتقال بيشتر انرژي موجب کاهش سرعت دوراني و نتيجتا کاهش فرکانس الکتريکي مي شد که امري نامطلوب بود.
با وجود اينکه اين سيستم ها مانع ضعيف شدن و يا قطع طولاني مدت جريان برق مي شدند، ولي تواناييِ تامين برق کافي براي يک فرايندre-closure کامل يا تامين انرژي لازم براي استارت يک ژنراتور را نداشتند.
با اعمال چند تغيير در طرح مي توان زمان انتقال قدرت را در سيستم نشان داده شده در شکل يک افزايش داد. تحت تمامي بارها، کاهش فرکانس و ولتاژ و همچنسن کاهش سرعت دوراني ژنراتور نامطلوب مي باشد.
با اضافه کردن يک يکسو کننده بعد از ژنراتور، سيستم اين قابليت را پيدا مي کند تا ۷۵ درصد انرژي چرخ طيار را منتقل کند. پس از آن جريان DC بايد ***** شده و مجددا به جريان AC با فرکانسي برابر با ۶۰ هرتز تبديل شود. افزودن يک محرک چند سرعته به سيستم اين امکان را به ما ميدهد تا بتوانيم از سرعت هاي دوراني پايين، اينرسي زيادي را به دست بياوريم و در نتيجه به موتور کوچک تري براي تامين اين منبع انرژي نياز باشد.
افزايش موثر در مدت زمان حرکت که توسط سيستم بهبود يافته چرخ طيار ايجاد مي شود، حفاظت بهتري را نسبت به نوع قديمي فراهم مي آورد. اما اين افزايش در مدت زمان حرکت لزوما هزينه بر هم خواهد بود. در ضمن به تجهيزات و فضاي بيشتري نيز نياز دارد.
نمونه هاي قديمي چرخ طيار نيز نسبت به تنواع مدرن خود داراي مزايايي مي باشند. در اين چرخ طيار ها از فولاد استفاده مي شد. ماده اي که به سهولت قابل دسترسي است و به راحتي مي توان شرايط مکانيکي آن را پيشبيني کرد. فولاد اين امکان را براي طراحان فراهم مي آورد تا علاوه بر ملاحظات مالي، شرايط ايمني را نيز به خوبي تحت کنترل داشته باشند.
به دليل اينکه چرخ طيار هاي فولادي نسبت به انواع کامپوزيتي داراي وزن بيشتر و همچنين مقاومت بالاتري هستند، بايد در سرعت هاي دوراني نسبتا پاييني کار کنند. اين ويژگي باعث مي شود که براي چرخ طيار هاي فولادي بتوان از ياتاقان هاي مدل قديمي استفاده کرد.
اما يکي از معايب چرخ طيار هاي فولادي اين است که آنها نسبت به چرخ هاي کامپوزيتي جديد، انرژي و قدرت پايين تري دارند. چرخ طيار هاي قديمي معمولاي در هوا کار مي کنند. که اين مسئله باعث مي شود تا استهلاک بالايي داشته باشند و همچنين هنگام فعاليت صداي بيشتري توليد کنند. علاوه براين، يک سيستم چرخ طيار خارجي نياز به چندين مجموعه ياتاقان دارد. که اين مسئله خود باعث مي شود که قابليت اعتماد کل مجموعه پايين آمده و هزينه توليد آن بالا برود.
مزايا چرخ طيار هاي قديمي:
▪ جنس فولادي- ايمن قابل پيشبيني
▪ سرعت هاي دوراني پايين که باعث ساده شدن طراحي مي شود.
▪ مواد اوليه ارزان قيمت باعث کاهش هزينه تمام شده مي گردد.
معايب:
▪ انرژي و قدرت پايين
▪ نياز به چندين مجموعه ياتاقان
▪ استهلاک آيروديناميکي و صداي بيشتر

اجزاء چرخ گوشت معمولي: 1-قيف و کانال گوشت 2- صفحه برش (پنجره) 3- تيغه که سه پر يا چهار پر است 4- دنده مارپيچ يا محور خرد کننده يا غلتک 5 - اهرم 6- مهر ...

الف) اجزاي اصلي اجزاي اصلي يک دوچرخه عبارتند از : ۱) تنه : تنه دوچرخه اصلي ترين قسمت دوچرخه و مهمترين ملاک در تعيين کيفيت و کارايي آن است . تنه ها از ...

الف) اجزاي اصلي اجزاي اصلي يک دوچرخه عبارتند از : ۱) تنه : تنه دوچرخه اصلي ترين قسمت دوچرخه و مهمترين ملاک در تعيين کيفيت و کارايي آن است . تنه ها از ...

آب در زندگي بشر اهميت بنيادي دارد. از اينرو آب را مايه حيات گويند. در روز گرم تابستان وقتي شير آب قطع مي شود ، ضرورت وجود آب در زندگي انسان نمايان مي ...

از زمان اختراع موتورهاي درونسوز تاکنون، مهندسان خودرو و طراحان خودروهاي سرعت، همواره به دنبال راهي براي افزايش و ارتقاي قدرت موتور بوده اند. يک راه اف ...

اگر بشقاب پنده واقعيت داشت به علت پيچيدگي و افزاش حساسيت رادارها در طي گذشت زمان تعداد اشياء پرنده ديده شده بر روي صفحهٔ رادارها بايد افزايش مي يافتند ...

● طبقه بندي ماهواره ها : ۱) ماهواره هاي سنجش از راه دور ۲) ماهواره هاي مخابراتي ۳) ماهواره هاي ناوبري ۴) ماهواره هاي تحقيقاتي ماهواره هايي که به عنوان ...

ايزيکوپتر نسل جديدي از عمود پروازان (هليکوپتر) هممحور است که براي به تحقق رساندن رؤياي پروازهاي شخصي عمودي طراحي شده است. (توضيح هممحور: ملخ يا چرخانه ...

دانلود نسخه PDF - چرخ طيار