Pusiau aktyvaus valdomo virpesių slopintuvo - energijos rinktuvo sistemos kūrimas ir tyrimas

Abstract

Disertacijoje nagrinėjama virpesių valdymo problema esant stochastiniams virpesiams. Pagrindinis tyrimo objektas – virpesių slopintuvas, kurio slopinimo valdymas grindžiamas magnetinio slopinimo ir energijos generavimo iš virpesių į elektros energiją. Disertacijos tikslas – sukurti virpesių slopintuvą su magnetinio slopinimo galimybe ir ištirti virpesių energijos generavimo bei virpesių valdymo galimybes. Darbe sprendžiami keli uždaviniai: pasiūloma virpesių energijos generavimo į elektros energiją metodika tiesiniam slopintuvui ir nustatoma galimybė naudoti šį procesą virpesių slopinimui valdyti. Pirmasis uždavinys suformuluotas, nes, atlikus literatūros apžvalgą, nustatyta, jog virpesių energija nepanaudojama, nors jos kiekis yra svarbus šiuolaikinių sistemų maitinimui ir lengvai integruojamas į bendras prietaisų maitinimo sistemas. Antrasis siejasi su pirmuoju, nes virpesių slopinimo valdymas sunkiai įgyvendinamas ir reikalauja papildomos išorinės energijos, tad šie du procesai galėtų būti sujungti. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, rezultatų apibendrinimas, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame pateikiama virpesių slopintuvų konstrukcijų, virpesių valdymo principai ir techninis realizavimas bei virpesių energijos generatorių apžvalga. Skyriaus pabaigoje formuluojamos išvados ir tikslinami disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje pateiktas viso automobilio dinaminis modelis, kuriame yra virpesių slopintuvas. Skyriuje taip pat pateikti magnetinio lauko simuliacijos modelis, kurio rezultatai leido suformuoti mechatroninio įrenginio modelio struktūrą ir pagaminti įrenginį. Trečiajame skyriuje aprašyti virpesių slopintuvo eksperimentiniai tyrimai. Nurodoma naudojama įranga, eksperimentų metodika ir pateikti rezultatai, kurie leidžia įvertinti tiriamosios problemos sprendimo galimybes. Disertacijos tema yra atspausdinti šeši moksliniai straipsniai, trys – mokslo žurnaluose, įtrauktuose į Clarivate Analysis Web of Science duomenų bazę su citavimo rodikliu sąrašą; trys – mokslo žurnaluose, įtrauktuose į kitas tarptautines duomenų bazes. Disertacijoje atliktų tyrimų rezultatai buvo paskelbti dviejose konferencijose užsienyje.

The dissertation investigates the issue of vibration control during stochastic vibra-tions. The main research object is the mechatronic damper that controls the damping force by using generated vibration energy. The dissertation aims to design a mechatronic damper harvester and examine the possibilities of energy harvesting from vibrations. The dissertation addresses several major tasks, such as proposing the methodology for the vibration energy conversion to electricity by using a linear generator and determining its use in the damping control process. Task 1 is formulated considering a literature review in which damping systems dissipate vibration energy to the environment. Task 2 is related to the first task because controlling the damping force requires external energy, so these two processes could be combined. The dissertation consists of an introduction, three chapters, conclusions and references. The introduction reveals the investigated problem, the importance of the dissertation, and the object of research, and describes the aim and tasks of the dissertation, research methodology, scientific novelty, and the practical significance of results examined in the dissertation and defended statements. The introduction ends with lists of the author’s publications on the topic of the dissertation and the material presented at conferences, and the defined structure of the dissertation. The First Chapter reviews the used literature, including the construction of dampers and the control of the vibration-damping process, technical solutions, and energy harvesting from vibrations. The chapter ends with conclusions and specifies dissertation tasks. The Second Chapter provides a full car dynamic model with the damper and presents magnetic field simulations, which allowed to determine investigated is-sue-solving possibilities. The Third Chapter provides the methodology of the experiment, describes the equipment used and describes the results of the experiments, that allows to evaluate the solution to the research problem. Trečiajame skyriuje aprašyti virpesių slopintuvo eksperimentiniai tyrimai. Nurodoma naudojama įranga, eksperimentų metodika ir pateikti rezultatai, kurie leidžia įvertinti tiriamosios problemos sprendimo galimybes. Six articles focusing on the topic of the discussed dissertation were published: three in Clarivative Web of Science and three in other international databases. Two presentations on the subject have been given at conferences at the international level.