Analysis and testing of internal combustion engine driven linear alternator
Вантажиться...
Дата
2023
Автори
DOI
doi.org/10.20998/2074-272X.2023.1.01
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Introduction. Internal combustion engine technology has been considered for the alternator system in the last two decades. Especially when considering fuel diversity, reliability, portability, power density, research studies are increasing day by day. In this respect, interest has been focused on linear generator studies. Purpose. The goal of the research is to investigate the performance of a linear generator and its application to generate electrical energy from an internal combustion engine to solve the range problem of small electric powered vehicles. The generator, unlike a traditional generator, consists of a linear generator with a crank mechanism driven by an internal combustion engine. Originality. The configuration of the linear generator with internal combustion engine crank has not previously been reported. Methods. The numerical solution of the generator was carried out by the finite element method in the Ansys Maxwell software in a cylindrical coordinate system. The effect of stroke length and frequency on voltage and output power was investigated by monitoring an external electrical load. A prototype linear generator has been designed and produced considering the sizing dimensions. The configuration can be used in power-hungry applications and increase the range of small electric vehicles. Results. The results from simulation and practice are largely in agreement. Practical value. A practical mechanical system was built comprising a linear generator connected to a 2.2 kW internal combustion engine via a crank connecting rod for analysis.
Вступ. Останні два десятиліття розглядалася техніка двигуна внутрішнього згоряння для системи генератора змінного струму. Особливо з урахуванням різноманітності видів палива, надійності, портативності, питомої потужності кількість досліджень зростає з кожним днем. У зв'язку з цим інтерес був зосереджений на дослідженнях лінійних генераторів. Мета. Метою дослідження є аналіз продуктивності лінійного генератора та його застосування для вироблення електроенергії від двигуна внутрішнього згоряння для вирішення проблеми запасу ходу малих електромобілів. Генератор, на відміну від традиційного, складається з лінійного генератора з кривошипно-шатунним механізмом, що рухається двигуном внутрішнього згоряння. Оригінальність. Про конфігурацію лінійного генератора з кривошипом двигуна внутрішнього згоряння раніше не повідомлялося. Методи. Чисельне рішення генератора проводилося методом скінченних елементів у програмі Ansys Maxwell в циліндричній системі координат. Вплив довжини та частоти ходу на напругу та вихідну потужність досліджували шляхом моніторингу зовнішнього електричного навантаження. З урахуванням габаритних розмірів розроблено та виготовлено прототип лінійного генератора. Конфігурація може використовуватися в енергоємних застосуваннях і збільшувати запас ходу невеликих електромобілів. Результати. Результати моделювання та з практики переважно збігаються. Практична цінність. Для аналізу було побудовано практичну механічну систему, що складається з лінійного генератора, з'єднаного з двигуном внутрішнього згоряння потужністю 2,2 кВт через шатун кривошипу.
Вступ. Останні два десятиліття розглядалася техніка двигуна внутрішнього згоряння для системи генератора змінного струму. Особливо з урахуванням різноманітності видів палива, надійності, портативності, питомої потужності кількість досліджень зростає з кожним днем. У зв'язку з цим інтерес був зосереджений на дослідженнях лінійних генераторів. Мета. Метою дослідження є аналіз продуктивності лінійного генератора та його застосування для вироблення електроенергії від двигуна внутрішнього згоряння для вирішення проблеми запасу ходу малих електромобілів. Генератор, на відміну від традиційного, складається з лінійного генератора з кривошипно-шатунним механізмом, що рухається двигуном внутрішнього згоряння. Оригінальність. Про конфігурацію лінійного генератора з кривошипом двигуна внутрішнього згоряння раніше не повідомлялося. Методи. Чисельне рішення генератора проводилося методом скінченних елементів у програмі Ansys Maxwell в циліндричній системі координат. Вплив довжини та частоти ходу на напругу та вихідну потужність досліджували шляхом моніторингу зовнішнього електричного навантаження. З урахуванням габаритних розмірів розроблено та виготовлено прототип лінійного генератора. Конфігурація може використовуватися в енергоємних застосуваннях і збільшувати запас ходу невеликих електромобілів. Результати. Результати моделювання та з практики переважно збігаються. Практична цінність. Для аналізу було побудовано практичну механічну систему, що складається з лінійного генератора, з'єднаного з двигуном внутрішнього згоряння потужністю 2,2 кВт через шатун кривошипу.
Опис
Ключові слова
linear generator, electric vehicle, hybrid vehicle, internal combustion engine, лінійний генератор, електромобіль, гібридний автомобіль, двигун внутрішнього згоряння
Бібліографічний опис
Arslan S. Analysis and testing of internal combustion engine driven linear alternator / S. Arslan, H. Mellah // Електротехніка і Електромеханіка = Electrical engineering & Electromechanics. – 2023. – № 1. – С. 3-9.