Меню

Извлечение тока из постоянных магнитов

Намагничивание постоянных магнитов

Намагничивание постоянного магнита требуется, когда по каким-либо причинам произошло размагничивание: вследствие старения, удара или температурного воздействия. Намагничивают магнитную систему только в собранном виде, причем магнитопровод замыкают с помощью трубки или накладки из магнитомягкого железа.

Если магнит имеет форму скобы (1), то на керн, используя челнок, наматывают провод в эмалевой изоляции диаметром 0,35 мм до заполнения «окон». При кольцевом магните (2) необходимо намотать около 3000 витков такого же провода на специально изготовленный каркас, надеваемый на магнитную систему.

В качестве источника тока при намагничивании используют батарею электролитических конденсаторов (например, 3—4 параллельно включенных конденсатора по 800 мкФ от лампы-вспышки). Конденсаторы заряжают от сети 220 В через выпрямительный диод, например Д226, и включенный последовательно с диодом резистор сопротивлением около 2500 Ом. Конденсаторы разряжают через обмотку, при этом вследствие сильного импульса тока разряда происходит намагничивание магнита.

При отсутствии таких конденсаторов намагничивающую обмотку можно включить в электросеть, но обязательно через плавкий предохранитель. При напряжении 220 В требуется предохранитель на ток 2—3 А. Если магнит не намагнитится за один раз, нужно заменить предохранитель новым и повторить процесс.

При всех работах зазор магнитной системы необходимо тщательно закрывать, так как удаление из зазора «магнитной пыли» — трудоемкий, кропотливый процесс. Если «магнитная пыль» все же попала в зазор, можно при снятом диффузоре извлечь ферромагнитные частицы с помощью цапонлака или любого густого нитролака. Для этого поверхности в зазоре осторожно покрывают толстым слоем лака. После высыхания лак вместе с пылью удаляют из зазора.

3 комментария: Намагничивание постоянных магнитов

Насколько актуальна эта тема для старых динамиков? Например от старых приемников 50 – 60 годов? Надо ли их перемагничивать?

Если подобный вопрос обсуждался где либо то прошу поделиться ссылками.

Думаю сейчас есть услуги по такому вопросу.

Источник

Извлечение тока из постоянных магнитов

Строительные калькуляторы Расчеты онлайн

Эксперименты. Электричество и магнетизм

Устройство модулятора магнитного потока

В ходе размышлений касательно источника энергии и метода преобразования я пришел к выводу, что можно использовать постоянный магнит для этих целей. Ведь, как писал ранее, энергия это материя находящаяся в движении. И необходимо лишь придумать метод преобразования одного вида движения в другое. И магнитный поток, есть особая форма движения материи. Задавшись вопросом: как преобразовать магнитный поток постоянного магнита, был придуман соответствующи модулятор.

Принцип работы ММП основан на способности доменов ферромагнитного материала, в нашем случае трансформаторного железа, ориентироваться вдоль прохождения магнитного потока. Следовательно при расположении магнита с одной стороны железной пластинки, а съемной катушки с другой стороны пластинки, магнитные домены пластинки будут ориентированны вдоль прохождения магнитного потока от магнита к катушке съема. И если перпендикулярно пластинке подействовать другим магнитным потоком, то домены можно переориентировать, как казалось вначале повернуть на 90 градусов, тем самым магнитный поток от магнита не сможет достичь катушки и его силовые линии пойдут по другому пути, замыкаясь на противоположный полюс магнита. В результате данных действ магнитный поток через катушку будет меняться, и на ней возникнет ЭДС. Для четкого представления задуманного, я сделал следующую анимацию:

Естественно стал думать над реализацией данной идеи. В интернете есть множество идей связанных с модуляцией магнитного потока, однако большинство из решений сделаны таким образом, что магнитное поле от постоянного магнита проходит сквозь весь модулятор, тем самым модулятор становиться частью основной магнитной цепи. Я сразу отказался от подобного способа, и решил сделать иначе, использовать часть сердечника модулятора, задействовав его в основной магнитной цепи.

Естественно, что на магнитные домены действует определенная сила от постоянного магнита, следовательно сила действующая перпендикулярна на домены должна преобладать. Однако это требует затрат от источника создающего это магнитное поле. Решением данного вопроса было «сфокусировать» магнитное поле модулятора в зоне модуляции, для этого сердечник модулятора был сточен в этой зоне. Этим самым было убито два зайца, во первых при относительно малых затратах, в зоне модуляции создается довольно сильное магнитное поле, во вторых в момент насыщения участка модуляции, не весь сердечник насыщен, следовательно в этот момент нет большого броска тока. Кроме того, было решено делать сердечник модулятора без зазоров, для минимизации магнитных потерь.

Был взят тороидальный сердечник от отечественного феррорезонансного стабилизатора. Далее распилил его болгаркой на две одинаковые половины. Затем размотал ленту из полученных половинок, и разделил её смотав четыре одинаковых сердечника (предполагалась мостовая схема модуляции). Потом один сердечник сточил как было задумано для проведения экспериментов.

Фото изготовления модулятора:

Это фото первого экспериментального устройства модулятора на котором установил возможность модулировать магнитный поток.

В этом эксперименте использовал разомкнутый сердечник, элемент от Ф-образного трансформатора и замыкающая пластинка из четырех слоев трансформаторного железа. На U половинке намотана катушка на который подается сигнал от генератора. С одной стороны пластинки катушка съема из дросселя на феррите, с другой стороны постоянный магнит.

Это второй вариант с уже «нормальным» сердечником модулятора.

На фото: катушка съема расположена сверху, под сердечником модулятора неодимовый магнит от HDD диска (отломлен участок, где с одной стороны один полюс, с обратной — противоположный). И замыкающий сердечник, на котором также намотана катушка, для контроля происходящих в ней процессов. Между сердечниками введен достаточно большой воздушный зазор, с которым и был получен эффект удвоенной частоты. В предыдущих топиках уже описывал, что получал.

В ходе экспериментов было замечено много на мой взгляд интересностей, описывать все смысла нет. Однако некоторые из них следует опубликовать.

При подаче на катушку модулятора переменного синусоидального тока, рядом лежал магнит, который сразу же откликнулся, начав вибрировать. Понятное дело, большие поля рассеяния. Теперь я взял иголку и стал проводить ею вдоль тонкого участка на сердечнике модулятора в целях обнаружения «магнитного центра», участка где отсутствует магнитное влияние. Это легко определяется, в этом месте игла перестает вибрировать. Под этим местом приложил к модулятору магнит, и стал вновь проводить иглой, теперь по бокам от этого участка игла вибрирует с частотой 50гц, а в зоне «магнитного центра» — с частотой 100гц. Затем провел этот же опыт, но с катушкой съема, оказалось в этом участке наблюдается максимальная амплитуда ЭДС с удвоенной частотой. Если смещать точку съема, то амплитуда в других местах не столь большая.

Ну и как писал раннее, без воздушного зазора, если сердечник основной магнитной цепи замкнуть, удвоенной частоты не наблюдается. Однако и без замыкающего сердечника величина ЭДС небольшая. Т.е. величину зазора следует подбирать.

Далее, использовав в качестве датчика кусочек магнита, провел следующий эксперимент. Основной магнит расположил в зоне «магнитного центра», провел кусочком магнита вдоль сердечника модулятора над основным магнитом. Так как магнит-датчик повернут той же полярностью к основному, проходя над ним почувствовал отталкивание. Теперь подал на катушку постоянный ток, отталкивание сместилось в сторону. Подал ток обратной полярности, теперь участок где происходит отталкивание сместилось в противоположную сторону. Т.е. все работает как показано на анимации выше. Однако при токе который создает магнитную индукцию в сердечнике равную индукции магнита, угол разворота доменов составляет 45 градусов. И чем больше необходимо отклонить домены, тем больше необходимо затратить энергии. Из чего получается, что полученная энергия будет на уровне затраченной за вычетом потерь.

Однако это не повод огорчаться, тут можно только извлечь замечательный урок: любого рода манипуляции с магнитным потоком, направленные на динамическое изменение траектории движения магнитных линий сопровождается затратами энергии ввиду их упругости. Так же механическое перемещение магнита вдоль катушки, в результате чего происходит пересечение магнитными линиями магнита витков катушки, сопровождается возбуждением ЭДС, а если катушка замкнута, то и электрическим током, который создает собственное магнитное поле, которое искривляет траекторию магнитных линий магнита, в результате чего, затрачивается энергия на преодоление «упругости» оных. Либо, любого рода трансформации связанные с пересечением силовыми линиями витков катушки, не позволяют извлечь непосредственно из магнитного поля (следует подразумевать особый род движения материи) энергию. Следовательно необходимо использовать другое свойство магнитных силовых линий, которое напрямую связанно с их природой. Но об этом потом…

Читайте также:  Индуктор в машине постоянного тока предназначен для

Источник



Электричество Магнит и его свойства

Электричество
Что собой представляет электричество, как оно выглядит, как заглянуть внутрь проводника, и как оно рождается в батарейках, каким образом электричество делает металл магнитом, а магнит вновь производит электричество, так же левитация магнита в сверх проводнике. На все эти вопросы, нет ответа, более ста лет, но давайте несколько по новому посмотрим на казалось бы, знакомые вещи.

Иногда что бы рассмотреть не видимые процессы, стоит иначе взглянуть на уже знакомые нам вещи. Предлагаю сделать контролируемое разрушение цинковой батарейки. Итак, если мы накоротко замыкаем, батарейка, начинает интенсивно разрушается, поставив реостат, мы сможем уменьшать или увеличивать разрушение.

Вот ту то, и можно увидеть какие процессы происходят в батарейке при её разрушении. Почему при разомкнутых контактах разрушение слабое, а при замыкании интенсивное. Батарейка с корпусом из цинка, заполнена агрессивным составом, и казалось бы, какая разница агрессивной среде, есть контакт или нет, и как может соединение проводов привести к резкому повышению реакции. На память приходит пример как раскачивая плоский забор с двух сторон можно его завалить, но сколько бы вы не толкали его от себя, у вас ни чего не получится. Вспомним электрическую волну, между проводниками, и приложим к нашему устройству, что мы увидим. Чтобы вырвать молекулу цинка из корпуса, требуется её расшатать.

Итак, если электричество волновой процесс, то на молекулу цинка при замыкании проводов будут действовать две силы, с внутренней стороны и снаружи, волновой процесс расшатает молекулы цинка, вырывая её из металла. При вырывании их, создаётся бегущая волна, по проводникам ударяя с обратной стороны, что делает структуру цинка нестабильной. Создаётся направленное движение волны, от внутренней стороны к внешней, так называемый постоянный ток. Становится понятным, почему батарейка всегда выдаёт полтора вольта, весь процесс распада происходит с одной стороны, в узком участке, поэтому разложение металла всегда будет давать полтора вольта, не зависимо от размеров батарейки. Перед нами контролируемый процесс разрушения, и человечество извлекает энергию разложения металлов. Но чтобы объяснить, как появляется ток от воздействия магнитов, требуется объяснить, как магнитные свойства возникают от электричества.

Магнит и его свойства

О волне в магните меня навело наблюдение за падающей тарахтящей крышкой, скорость вращения вокруг своей оси, и падение, а точка падения всегда смещалась скоростью вращения. Волна подымала и опускала крышку всякий раз чуть меньше прежнего, верхняя точка поднятия крышки соответствовала точки падения, то есть падение происходило по спирали к земле. Если проследить путь, смещающийся точки, и выпрямить спираль падения, то высота падения крышки, будет равняться нескольким метрам. Чем выше скорость вращения, тем дольше падает крышка. Так я увидел многометровое падение, на ровном месте. Желая извлечь выгоду из столь долгого и сконцентрированного падения, я долго размышлял о волне, творящей чудеса. Изучая электричество, я понял, что оно состоит из волнового процесса, а волна в куске металла творит точно такую картину, как и с крышкой. Волна, имея скорость, и пронизывающую способность, должна добираться до середины, и обратно, будучи уловленной, навсегда.

Волновой процесс электричества объясняет работу магнитов. На металлический прут намотана катушка, и по ней пропускается электрический ток, изменяя полярность электричества, меняем полярность магнита. Прямая зависимость от электричества доказывает, магнитные свойства возникают от направленного воздействия, на кусок метала. В нашем случае с магнитом, электрическая волна перемещаясь по проводнику вокруг куска железа, возмущает тонкий верхний слой, как резец от токарного станка углубляется в тело железа виток за витком. Колебания волны направленные к центру и по касательной к железу, стремятся пройти через кусок металла, из за большой скорости успевает пройти по окружности тонкую полосу в теле металла, устремляясь к центру, а достигнув центра, волна вновь устремляется к поверхности, и оказывается запертой. Этим объясняется, почему магниты сохраняют свои свойства, волна как спутник вечно вращается в теле магнита.
В опытах металлические опилки, располагаются вдоль магнитно силовых линий, мы видим срез, на самом деле волна рисует спираль, идущую к центру, Волну проходящую воздушное пространство сносит, указывая на распространение магнитно силовых линий, в иной отличной от металла материи, это Эфир. Под действием магнитно силовых линий, Эфир, в местах прохождения волны становится плотным, для электромагнитного воздействия. Помните как волна собрала опилки, устроив из них себе дорогу. Так проходя Эфир, волна делает его плотным для электромагнитного воздействия, так же как опилки собираются в каркас, собран Эфир, с каждой стороны, со своим вращением.

Магнитно силовые линии одной полярности построят Эфир как расширяющийся гриб у каждого, с разным направлением вращения волны. Скорость электрической волны в магнитно силовых линиях делает Эфир плотным, связывая в каркас, как пластичный кусок материи, Если мы поднесём другой магнит, такой же полярности, с каждой стороны Эфир будет выглядеть как пружина. Когда направление вращения волны будет совпадать, расширяющиеся магнитно силовые линии станут друг для друга как резьба для гайки, стягивая в единый кусок. Притяжение и отталкивание происходит из за расширения магнитно силовых линий в Эфире, если бы не сносило волну в эфире, не было бы эффекта магнита.

Сверхпроводники охлаждённые в азоте, в отличии от Эфира, напротив сузят магнитно силовые линии как линза, и это вызовет уже другой эффект закрепление в теле сверхпроводника. От магнита, магнитно силовые линии проходя через Эфир, расширяются, за тем в сверх проводнике сужаются, и выходя из сверх проводника вновь расширяются. Этим уступом из магнитно силовых линий, в сверхпроводнике, магнит висит в воздухе, так называемая левитация с вращением. Всё это доказывает наличие Эфира, как материи, играющей огромную роль в мироздании.

— Ваш «доклад» требует детального расследования на предмет колебательных контуров, резонации и интерференции т.д.,т.п. — Скажу коротко и понятно каждый химический элемент состоит из атомов и субатомной материи, энергии (квантовая физика), которая находится в постоянной вибрации. Менделеев в своё время создавая периодическую таблицу поместил эфир на самое почётное место. Но после благодаря лжеучёным, которые хотели скрыть настоящее положение вещей в мироздании, чтоб опять знания не достались не посвящённым, упразднили этот элемент. Что касается химическореактивных процессов внутри и с наружи аккумуляторной батарейки, её процессе разрушения, объяснятся следующими факторами кислотощелочная реакция внутри и воздействие атмосферных факторов. При коротком замыкании химический обмен происходит быстрее с выделением тепла и свободных электронов и прочих частиц, элементов реакции на стенки корпуса батарейки. — О вибрации и волновых колебаний; — любой материал, предмет имеют свою «номинированную» частоту, амплитуду, фазу т.п., в данном случае взаимодействие резонансных частот между поверхности твердого пола и падающей мет.крышкой. Упала бы крышка на мягкую поверхность вибрация погасилась быстрее. — А так этот эффект называется интерференцией. — Советую использовать в процессах описания правильную атрибутику,терминологию и т.д.,т.п.

Олег я самоучка, и могу ошибаться в терминологии, потому прошу заранее прощения.
\\\— Трансформатор так и называется, потому что накапливает и выдаёт, так как имеет сердечник, ТПЮ принцип заложен в резонировании «межполюсных» зазоров в частотах, между макс. и минимум, то есть в пределе диапазонов стоячих волн на разных частотах. — В основном используются два модуля сверху и снизу, другой диапазонный модуль между. \\\

Читайте также:  Потребляемый ток при напряжении 12в

Олег левитация в сверх проводнике магнита доказывает, что в магните вращается электричество как спутник над землёй. Стоит поднести электрическую волну к сверх проводнику она начинает взаимодействовать. Мало того закрепляется в нём будто имеет плечи с двух сторон в сверх проводнике. Всё это доказывает что в магните электричество поймано в ловушку, а значит может и должно использоваться. Потому все возникающие эффекты дополнительной энергии всего лишь использование запасённой энергии магнита.

— Углубитись в состав магнитов, при их зарядке силовые поля формируются в одном направлении замкнутого контура, а не по спирали как электромагнитов, да своего рода генератор постоянных магнитных полей.

Олег я говорю о классическом магните, используемый вами даёт возможность вынимать из магнита запасённую энергию, и всего лишь. Вообще это перспективное направление создание аккумуляторов на основе магнитов, мгновенный заряд и вечное хранение энергии. Думаю наша страна могла бы стать лидером в производстве таких батарей.

— Безусловно и такие разработки уже в использовании по всему Миру. Возьмите к примеру заряжаемую пальчиковую батарейку и примагнитьте к неодимовому магниту, она будет сама заряжаться, правда мощность будет минимальной, Я делаю проще притянул к своиму пульту дистанционного управления и переодически пальчиками тереблю или прокручиваю уже более 6 лет не заряжал на устройстве.

Я имею в виду спиральный генератор http://www.youtube.com/watch?v=IB2t6Ujv3C4 Здесь получают энергию от разряжения магнитной индукции. Однажды я взял два кольцевых магнита и сложил их одинаковыми полюсами друг к другу, в начале они отталкиваются но при минимальном сближении всё таки слипаются. По прошествии нескольких дней я обнаружил их сильно разряженными потерявшими былую силу. Так я узнал что происходит взаимное гашение магнитной индукции, магнитная индукция ушла на сопротивление. Значит можно как в спиральном генераторе извлекать из магнита прежде запасённое электричество. Плюсы данного генератора, мгновенный заряд, и весьма долгое хранение запасённой энергии. В автомобилестроении на электрической тяге, это весьма привлекательная технология.

///Коль скорость электричества в магнитной катушке одинаковая, то как может быть волна в ней разная. К примеру, подаём постоянное напряжение на каркас катушки не имеющий сердечника, и получаем магнитную индукцию, из постоянного тока. Здесь не может образоваться волна в принципе, тем более разной амплитуды, так как нет никаких условий.///

Полая катушка имеет точно такое магнитное поле как и постоянный магнит. Значит состав магнита не трансформирует энергию, а накапливает её в том виде как она находится в катушке. Именно по этому мы имеем трансформаторы, где электричество через сердечник передаётся катушке.

Портал Проза.ру предоставляет авторам возможность свободной публикации своих литературных произведений в сети Интернет на основании пользовательского договора. Все авторские права на произведения принадлежат авторам и охраняются законом. Перепечатка произведений возможна только с согласия его автора, к которому вы можете обратиться на его авторской странице. Ответственность за тексты произведений авторы несут самостоятельно на основании правил публикации и законодательства Российской Федерации. Данные пользователей обрабатываются на основании Политики обработки персональных данных. Вы также можете посмотреть более подробную информацию о портале и связаться с администрацией.

Ежедневная аудитория портала Проза.ру – порядка 100 тысяч посетителей, которые в общей сумме просматривают более полумиллиона страниц по данным счетчика посещаемости, который расположен справа от этого текста. В каждой графе указано по две цифры: количество просмотров и количество посетителей.

© Все права принадлежат авторам, 2000-2021. Портал работает под эгидой Российского союза писателей. 18+

Источник

Проект Заряд

Автономное энергоснабжение. Свободная и альтернативная энергия будущего. Бестопливные генераторы и «вечные двигатели» в каждый дом!

Экспериментальные исследования энергетической эффективности получения электрической энергии из магнитного поля постоянных магнитов.

Испытательный стенд к статье №1

От Фарадея с его дисковым генератором и до настоящего времени, людей интересует проблема получения электрической энергии без затрат топливных ресурсов, то есть без превращения вещества в энергию, в том числе и в атомных электростанциях.

Источником энергии может быть любая сила от движущегося, твердого, жидкого или газообразного вещества.

В качестве природных источников такой силы уже используются: вода в гидроэлектростанциях и ветер в ветрогенераторах. Такой же природной силой является и сила магнитного поля постоянных магнитов. Однако эффективность получения электрической энергии из такого поля в индукторных генераторах изучена недостаточно и бытующее утверждение о возможности получения в таких генераторах коэффициента полезного действия более 100% требует экспериментального подтверждения. Целью настоящих исследований и было проведение экспериментов по оценке энергетической эффективности работы таких генераторов и опровержение возможности получения в них КПД более 100%.

Рассмотрим индукторный генератор теоретически, как преобразователь механической энергии на его валу в электрическую энергию нагрузки. Как известно, механическая входная мощность на валу генератора определяется выражением:

где F — вращающая сила
r — радиус действия этой силы
ω — угловая скорость вращения

Электрическая же выходная мощность генератора определяется выражением :

(2) P = (B l r ω )(B l r ω) / R

где B — магнитная индукция в генераторе
l — общая длина проводников обмотки генератора
ω — угловая скорость вращения ротора генератора
r — радиус ротора генератора
R — активное сопротивление нагрузки генератора

Чтобы оценить энергетическую преобразовательную эффективность гомополярного генератора , нам необходимо знать соотношение электрической и механической мощностей. Для этого надо выражение (2) разделить на выражение (1). После такого деления и сокращений одинаковых значений «ω,, и «r,, получаем некий коэффициент преобразования — К, назовем его коэффициентом преобразования энергий/коэффициентом получения энергии, сокращено КПЭ.

Поскольку нас интересуют только изменяемые (переменные) величины КПЭ, то можно не учитывать постоянные значения величин — B, l, r и R. Тогда мы получим интересующее нас расчетное значение коэффициента — К :

Эта формула подтверждает, что существует прямопропорциональная зависимость КПЭ от скорости вращения ротора генератора и обратнопропорциональная от усилия вращающей силы. Однако рассчитать теоретически коэффициент «К» по этой формуле не представляется возможным, поскольку даже для постоянной угловой скорости вращения этот коэффициент будет зависеть от конструкции генератора, величины воздушного зазора в магнитной цепи и напряженности магнитного поля создаваемого постоянными магнитами. Поэтому и возникла необходимость экспериментального определения коэффициента «К» на опытном образце гетерополярного генератора. Можно сделать некоторый общий вывод о значении этого коэффициента на основании анализа соотношений один и два. Во-первых, следует сказать, что для создания магнитной индукции поля в постоянном магните не требуется затрат электрической энергии, как в электромагните — магнит сам является источником энергии. Во-вторых, механическая мощность на валу генератора линейно возрастает с ростом угловой скорости вращения ротора, о чем говорит первое соотношение, а электрическая на выходе имеет квадратичную возрастающую зависимость от угловой скорости вращения, ибо она прямо пропорциональна квадрату генерируемого напряжения, а оно линейно зависит от угловой скорости ротора при любом вращающем усилии. То есть электрическая мощность всегда возрастает гораздо быстрее механической, и это говорит о том, что она всегда больше механической, и тем больше, чем больше угловая скорость. Другими словами, если принять механическую мощность на валу за единицу, то коэффициент повышения энергии всегда будет больше единицы, и никогда не не станет равным ей, ибо это означало прекращение вращения ротора генератора. Но по какому закону будет расти КПЭ с увеличением угловой скорости вращения ротора теоретически рассчитать не представляется возможным, поскольку вращающее механическое усилие на валу генератора зависит от электрической нагрузки, изменяющейся в свою очередь также. Но при постоянной электрической нагрузке это возможно сделать экспериментально: можно утверждать, что этот закон будет нелинейно возрастающим с КПЭ всегда большим единицы.
Для проведения таких экспериментальных исследований был разработан специальный испытательный стенд и создан дисковый двенадцатиполюсный гетерополярный генератор переменного тока. Фотография этого стенда изображена на фото №1, а магнитный диск генераторa на фото №2. На фото №1 можно увидеть диск с плоскими катушками генератора, установленный на динамометрическом диске, цифровой динамометр для измерения усилий на радиусе динамометрического диска и цифровые электроизмерительные приборы. На фото № 2 показаны двенадцать магнитов, радиально расположенных по периметру дискового магнитопровода. Диаметр магнитного диска 6 дюймов (магниты имеют дюймовые размеры), а толщина диска с магнитами чуть больше дюйма. Неодимовые магниты №42 — 13200 Гаус имеют размеры 2 дюйма на 0,5 дюйма, и размещены в два слоя, воздушный зазор в генераторе 0,3 мм. Приводной двигатель постоянного тока серии S001 на 2,5 лс., напряжением 130 Вольт и током до 10 Ампер. На стенде размещены: портативный цифровой динамометр с точностью до 0,01 кгс, цифровые вольтметры и амперметры типа DT9205A, установленные на пределах 200 Вольт и 20 Ампер. Обороты магнитного диска измерялись цифровым лазерным тахометром типа GM1A. Динамометрический диск диаметром 160 мм установлен на шариковых подшипниках, но все же создавал до начала своего движения усилие в 0,5 кгс.
По данным силы, измеренной на радиусе динамометрического диска и числу оборотов магнитного диска, рассчитывалась механическая мощность на валу генератора в Ваттах. Электрическая мощность измерялась на постоянном токе при постоянной нагрузке в 5,6 Ом после выпрямления и фильтрации переменного напряжения генератора. В процессе испытаний обороты магнитного диска изменялись в пределах от 150 до 2000 ( в пределах механической прочности крепления магнитов на диске). Все данные полученных замеров сводились в таблицу, по которой и строились графические зависимости входной механической и выходной электрической мощностей генератора от его оборотов. На рис.1 представлены зависимости этих мощностей под названиями Рвх и Рвых от оборотов генератора. Эти зависимости имеют нелинейный характер с преобладанием выходной электрической мощности над входной механической во всем диапазоне скоростей от 150 до 2000 оборотов в минуту. Это преобладание сохраняется и далее, по мере увеличения числа оборотов. Характерно для данного гетерополярного генератора то, что примерно до 1000 оборотов в минуту, такое преобладание относительно невелико, однако затем кривые мощностей сильно расходятся, крутизна кривой электрической выходной мощности резко возрастает и отношение выходной мощности к входной увеличивается. Неоспорим тот факт, что это отношение не может быть не только меньше единицы, но даже равным ей, поскольку это означало бы остановку генератора. Но это же отношение может быть и гораздо больше единицы, по мере увеличения числа оборотов генератора. Так при 2000 оборотах в минуту КПЭ равен шести, и кривые мощностей продолжают все более расходиться с все большим преобладанием выходной электрической мощности над входной механической и стремлением её к бесконечности. Это указывает на то, что реально КПЭ может доходить до десяти и более, в пределах механической прочности крепления магнитов на диске генератора, если ротором является магнитный диск. Кривые же механического усилия Fвх и КПЭ, наоборот, имеют сходящийся характер. Для получения более высоких КПЭ требуется все меньшее механическое усилие Fвх, создающее вращающий момент в генераторе. Что касается коэффициента полезного действия генератора (КПД), то он может быть рассчитан по выходной мощности генератора и потерям энергии от тока в его обмотках с известным сопротивлением в 1,4 Ома. Для сравнения с кривой КПЭ на рис.1 приведена и кривая КПД генератора. В отличие от КПЭ, кривая КПД имеет линейную зависимость, и как для обычных маломощных электрических машин, КПД изменяется от 68% при 340 оборотах в минуту до 77% при 2000 оборотах в минуту(потери в стали не учитывались, поскольку обмотки генератора не имеют сердечников, а магнитное поле постоянных магнитов было неизменным). При мощности генератора в 250 Ватт наблюдался допустимый нагрев его обмоток, а магниты вообще не нагревались.
Для изучения изменений токов с перспективой возможности самовращения генератора избыточной выходной мощностью, заменим механическую мощность на валу генератора гипотетическим электрическим двигателем той же мощности с КПД равным 100%. На рис.2 представлены расчетные графики изменений мощности такого двигателя «Рдв» и мощности генератора «Рген». Характерно, что эти графики нелинейны и имеют слабо сходящийся характер, практически идут параллельно, но в начальной области малых оборотов генератора наблюдается значительная нелинейность в кривой мощности двигателя. В токах «Iген» и токах «Iдв» также наблюдается значительная нелинейность в области малых оборотов, но затем эта нелинейность уменьшается, и в токах «Iген» и «Iдв» наблюдается расхождение, аналогичное кривым мощностей на рис.1. Характерно, что если мощность генератора всегда больше мощности двигателя, то токи «Iдв» и «Iген» ведут себя по-разному. Примерно до 500 оборотов в минуту и выходном напряжении генератора около 9 Вольт, ток двигателя преобладает над током генератора, а затем происходит перелом в их соотношениях — токи генератора становятся больше токов двигателя. Это говорит о том, что генератор достаточно раскручен и может уже обеспечить током как собственный двигатель, так и создавать, при дальнейшем увеличении оборотов, полезную мощность в нагрузке. Такое поведение токов двигателя и генератора объясняется тем, что мощность на валу двигателя зависит от тока в его обмотках, а мощность генератора от вырабатываемого им напряжения. Конечно, цифра в 500 оборотов в минуту весьма условна и будет зависеть от конструкции генератора и применяемых магнитов, то есть от его способности развивать при данных оборотах мощность, обеспечивающую ток самовращения генератора. Однако непосредственный пуск такого двигателя от генератора без его предварительной раскрутки (для данного образца до 500 оборотов в минуту) оказался невозможен.
При оценке энергетической эффективности гомополярных генераторов не следует путать их КПД с КПЭ — это разные энергетические характеристики. Иными словами, если КПД характеризует потери энергии, то КПЭ её получение(извлечение). Если КПД не может быть больше единицы, то КПЭ наоборот, всегда больше единицы и не может быть равен ей. Графики на рисунках 1 и 2 показывают, что в зависимости от числа оборотов, опытный образец данного генератора (при его самовращении) может выдавать в нагрузку полезную мощность в пять раз большую, чем он потребляет сам, даже при 2000 оборотах в минуту, и рост этого соотношения возможен при еще больших оборотах. В энергетической характеристике гомополярного генератора следует указывать эти оба энергетических параметра.
Не следует считать такую электроэнергию бесплатной, редкоземельные постоянные магниты стоят дорого и производство таких генераторов не будет дешевым. Кроме того, индукторные генераторы не следует относить и к «вечным двигателям» , ибо постоянные магниты теряют свою силу примерно 1% в год. Такие генераторы могут найти применение в неэлектрофицированных районах Земли и в космосе, во всех тех случаях, где требуется автономный, мобильный источник электроэнергии, например в различных экспедициях, палатке бедуина, юрте эскимоса или яранге чукчи. Не следует также путать понимание полезной мощности в термине КПД с полезной мощностью генератора на постоянных магнитах в режиме самовращения и КПЭ большем единицы. Оба коэффициента характеризуют разность между электрической и механической мощностями, но в самовращающемся генераторе часть выходной электрической мощности тратится на его вращение и преобразование электрической энергии в механическую, поэтому его полезная мощность будет равна разности между электрической выходной мощностью и электрической мощностью затраченной на его вращение. Проведение полномасштабных исследований данных устройств предполагают наличие хороших и оснащенных помещений, а найти такие, всегда большая проблема. Но вот например V IP аре нда офисов в Санкт-Петербурге, Вас ждет на http://airportcity.spb.ru/location/airportcity/ . Москов ский район…

Читайте также:  Линейные цепи синусоидального тока векторная диаграмма






Кухлин Хорст. Справочник по физике: Пер. с нем. 2-е изд. — М.: Мир,1985. — 520с.

Источник