A Tehetetlen Tömeg Lendkerék Működése és Alkalmazásai

A tehetetlen tömeg lendkerék egy olyan mechanikai eszköz, amely energiát tárol forgó mozgás formájában. Használata számos területen elterjedt, ahol egyenletesebb mozgást vagy energia tárolást igényelnek. A következőkben bemutatjuk, hogyan működik ez az eszköz, és milyen alkalmazásai vannak a hűtőkompresszoroktól a dinamikus UPS rendszerekig.

A Lendkerék Alapelve

A lendkerék alapelve egyszerű: minél nagyobb a tömege és minél gyorsabban forog, annál több energiát tárol. Amikor a lendkerék energiát ad le, a forgási sebessége csökken, míg energia felvételekor a sebessége nő. Ezt az elvet használják ki számos mechanikai rendszerben a mozgás egyenletesebbé tételére.

A rezgést az okozza, hogy a léptetőmotor hirtelen nagy nyomatékkal lép egyet, majd hirtelen nagy nyomatékkal megáll. Nyilván a fém fogaskerekek közel torzítatlanul átviszik ezt a darabos mozgást.

Ennek ellensúlyozására:

Alacsonyabb árammal kell hajtani a léptetőmotort.
A hajtásláncba be kell építeni egy rugalmas tagot, ami elnyeli a dinamikus mechanikai impulzust.
Nagyobb áttételt alkalmazol, és tesztelsz, hátha a hosszabb hajtáslánc jobban elnyeli az impulzusokat.
A gyári léptetőmotor vezérlő IC-k tudnak microsteppinget (ez a neve) feleznek, negyedelnek, ..16odolnak.

Alkalmazások a Hűtőkompresszorokban

A hűtőkompresszorok a hűtőberendezések szívei, és a lendkerék fontos szerepet játszhat a működésükben. A kompresszoroknak egyenletes mozgásra van szükségük a hatékony működéshez, amit a lendkerék biztosíthat.

BMW E46 320d - Műszaki leírás

Joggal mondható, hogy a kompresszor a hűtőberendezés szíve. Ha egy hűtőberendezés hosszú élettartamú, üzembiztos és energiatakarékos, akkor elvárjuk, hogy élettartama hosszú legyen. A hűtőkompresszorok villamos hajtása során fontos, hogy minél csendesebbek legyenek.

Hűtőkompresszor típusok:

Alternáló dugattyús kompresszorok
Gördülődugattyús kompresszorok
Forgólapátos kompresszorok
Csavarkompresszorok
Spirálkompresszorok
Turbókompresszorok

A nyitott hűtőkompresszor a hajtómotorjától elkülönített egység. A nyitott hűtőkompresszorok háza általában öntött kivitelű. A kompresszorház feltétlenül nyomásállónak és gáztömörnek kell lennie.

Dinamikus UPS (szünetmentes áramforrás) rendszerek

A dinamikus UPS technika ma is létezik és a prémium igényű, professzionális fogyasztók ellátásában használatban áll. Ezzel ugyanis nagy teljesítmény és magas ellátási minőség biztosítható, és könnyen integrálható dízel aggregáttal, tehát a szünetmentes tápegység áthidalási idő jelentősen kitolható. A dinamikus UPS technológiának olyan előnyei vannak, amit a félvezetős ipari és IT szünetmentes tápokkal ma még nem tudnak elérni vagy nem gazdaságosan, a korábbi hátrányokat pedig sikerült teljesen kiküszöbölni.

A szünetmentes tápegység áthidalási idejét szolgáló energiatárolás akkumulátorok helyett dinamikus energiatárolóval valósul meg. Kimenő paraméterei - feszültség, felharmonikus szűrés, túlterhelhetőség, zárlati áramképesség - a korábbi rendszer paramétereivel egyezőek.

Hálózatkimaradáskor, illetve ha a hálózat a beállított paramétertűrésből kilép, az energia a POWERBRIDGE - áramirányítók - UNIBLOCK gép - fojtó útvonalon jut a fogyasztókhoz a szünetmentes tápegység áthidalási ideje alatt. Az áramirányítók egy közbenső DC körös csatolással biztosítják, hogy az energiatároló üzemállapottól függő különböző fordulatszáma, frekvenciája ne okozzon a rendszerben problémát.

Jogger használhatósági teszt

Az alkalmazott POWERBRIDGE energiatároló egy függőleges tengelyű lendkerék, a tengelyén egy villamos szinkron géppel. Ez lehetővé teszi az energia villamos úton való betöltését és kivételét. A tárolt energia mennyiség 16,5 MWs, ami a rendszer teljesítményétől - 150 - 1670 kVA - függően 120 - 12 sec szünetmentes áthidalási időt biztosít.

A dinamikus UPS esetén már van egy, sőt kettő generátorunk, lássuk milyen előnnyel jár, ha ezt kihasználjuk. A megoldás lényege, hogy az UNIBLOCK gépegységet egy túlfutó tengelykapcsolón (K) keresztül egy dízelmotor tengelyére csatlakoztatjuk, természetesen módosított fekvő kivitelben. Alapállapotban, azaz ameddig van hálózati áramellátás, a dízelmotor áll, a rendszer többi része pedig a korábban leírt módon működik. A rövid hálózat-kimaradásokat a rendszer a dízelmotor indítása nélkül kezeli.

A megfelelő dízel fordulat elérésekor a motor összekapcsolódik az UNIBLOCK gép tengelyével és elkezdi azt hajtani. Ezt követően a vezérlő elektronika a terhelést az energia tárolóról lágyan „átúsztatja” a dízel tengelyére. A rendszer az ábrán látható módon, egy beépített statikus átkapcsolón keresztül egy második kimenettel is ellátható. A dízel-dinamikus berendezés kevesebb alkatrésszel és vezérelt terhelés átadással valósítja meg az áramellátó rendszert, ezáltal megbízhatósága lényegesen magasabb, mint a hagyományos rendszereké.

A bemutatott dinamikus rendszerek teljesítmény tartománya: 150 kVA - 1670 KVA. A bemutatott berendezések a legfelső kategóriát képviselik, osztott digitális vezérlésűek, a felhasználónak a ma elvárt teljes kezelési-szolgáltatási skálát kínálják. A kialakítás szempontja az igazán kényes fogyasztók igényeinek kielégítése volt a szünetmentes tápegység szolgáltatta áthidalási idő alatt és normál hálózati ellátás idején egyaránt.