Магнитный генератор на постоянных магнитах александра седова: Двигатель генератор Грамма | Свободная энергия

Двигатель генератор Грамма | Свободная энергия

Новые электрические машины с обмоткой Грамма. Н.Н. Громов

   Цель настоящей работы — доказательство теоремы о том, что принцип обратимости электрических машин не является всеобщим и выполняется не для всех схем электрических машин.

    Настоящая работа выполнена по результатам теоретических и экспериментальных исследований, проведенных автором в период с декабря 2005 г. по декабрь 2006 г. Доказана теорема опровергающая незыблемость принципа обратимости электрических машин, открытого Э.Х. Ленцем в 1838 г., и позволяющая рассматривать его только как частный случай, определяющий характеристики движения одиночного проводника или рамки с током в магнитном поле. Изложенные в настоящем документе физические принципы и рассмотренные устройства могут быть использованы любым физическим или юридическим лицом, но не могут быть запатентованы и использованы для монопольного производства технических устройств на этих физических принципах.

   Введение.

   Вплоть до 1870 г. ни одна из существовавших машин даже при употреблении вместо стальных магнитов более сильных электромагнитов не давала возможности получать мало изменяющийся по силе ток. Только в этом году, благодаря употреблению Граммом вышеописанного железного цилиндра (или кольца), обмотанного проволокой и помещенного между концами электромагнита, намагничивающегося тем же током, который развивается во вращающейся обмотке, впервые появилась электромагнитоэлектрическая машина, способная давать почти вполне постоянный ток. Железный, цилиндрический или имеющий форму кольца сердечник, окруженный кольцевой проволочной обмоткой, т. е. так называемое кольцо Грамма, представляет собой изобретение, положившее начало всей современной электротехнике.

   Машина Грамма представляла собой машину постоянного тока современного типа. Однако она была изменена в 70-80-х годах 19 века. Одно из наиболее существенных изменений заключалось в замене кольцевого якоря барабанным, и было осуществлено в 1873 г. немецким электротехником Ф. Гефнер-Альтенеком. Тогда считалось, что основным недостатком кольцевого якоря являлось плохое использование меди в его обмотке, так как части витков обмотки, находившиеся на внутренней поверхности кольца, не использовались. Другой аргументации в исторической литературе не приводится. В барабанном якоре обе стороны каждой секции участвуют в генерировании э.д.с., а не работают только лобовые части обмотки. С 1878 г. барабанный якорь стали делать зубчатым, к началу 90-х годов 19 века последовал еще ряд изменений в барабанном якоре для повышения его эффективности и кольцевой якорь Грамма перестал широко применяться. Однако до наших дней ходят слухи о каких-то особенных свойствах кольцевого якоря Грамма.

   Фролов Александр Владимирович в интервью Спецвыпуску Xakep, номер 2001-11, стр. 011-020-4 сказал «… Думаю, что многое придется заново изобретать, даже генератор Грамма. Этот тип генератора был изобретен раньше привычного нам барабанного генератора и мотора. Из генератора Грамма нельзя получить мотор, если подать на обмотку напряжение. Но именно поэтому его ротор, в отличие от ротора барабанного типа, не тормозится при подключении нагрузки. В таком генераторе слабый механический привод (тогда применялись паровые машины или водяное колесо) может производить любую мощность, которая определяется параметрами магнитов и обмотки. Тогда думали об эффективности системы и не ограничивались 100%».

   Фролов А.В. посвятил этому вопросу ряд статей и провел экспериментальные исследования с целью подтверждения этих слухов. Однако они не увенчались успехом. В период с декабря 2005 г. по декабрь 2006 г. автором проводился комплекс теоретических и экспериментальных исследований по теме «Необратимая униполярная электрическая машина» и в процессе их проведения выяснились некоторые особенности, связанные с кольцевой обмоткой Грамма. Настоящая работа выполнена по результатам этих теоретических и экспериментальных исследований.

   В настоящей работе намеренно не приводится математический аппарат, а основное внимание уделено физике процессов. Читатель может самостоятельно «привязать» математику в объеме своих знаний. Для понимания излагаемых физических процессов, достаточно математического аппарата в объеме средней школы.

Синхронный генератор с обмоткой Грамма

   Практически во всех учебниках по электротехнике приводится схема синхронного генератора с обмотками Грамма Рис. 1, которая сопровождается примерно таким «невнятным» описанием.

Рис. 1

   «Если вращать ротор генератора с помощью двигателя и подавать в обмотку возбуждения постоянный ток, то магнитное поле, создаваемое ротором, будет пересекать обмотки, расположенные на статоре, и наводить в них напряжение. Когда возле обмотки будет проходить северный полюс электромагнита, ток потечет в одном направлении, когда около этой же обмотки будет проходить южный полюс электромагнита, то ток потечет в обратном направлении. Изменение тока происходит плавно по синусоиде».

   Однако «дыма без огня не бывает». И решение о каких-то особенных свойствах кольцевого якоря Грамма должно быть очень простым, учитывая уровень развития электротехники в конце 19 века. Поэтому в длительных размышлениях о «генераторе Грамма» не имеющем сопротивления вращению ротора, секрет изготовления которого считался утерянным навсегда, пришел к выводу о том, что для устранения, тормозящего электромагнитного момента у синхронного генератора, необходимо свести к минимуму взаимодействие магнитных полюсов обмотки якоря и обмотки возбуждения. Для этого у синхронного генератора обмотки якоря необходимо намотать по схеме Грамма. Обмотки, выполненные по схеме Грамма, имеют возможность генерирования электрической мощности без взаимодействия своих полюсов с полюсами обмотки возбуждения. Генерирование электрической мощности в них осуществляется только за счет пересечения проводников с одной стороны обмотки движущимся вектором магнитной индукции обмотки возбуждения.

   В промежутках между обмотками ток нагрузки будет создавать магнитные полюсы, за счет которых возникает электромагнитный момент сопротивления вращению ротора и механическую мощность для поддержания заданной частоты вращения по мере увеличения нагрузки необходимо повышать.

   Исключить взаимодействие магнитных полюсов статора с магнитными полюсами ротора можно очень простым способом, который заключается в «развороте» магнитных полюсов обмотки якоря на 180 градусов и их «короткое магнитное замыкание» по не рабочей поверхности.

   На Рис. 2 приведен поперечный разрез простейшего трехфазного синхронного генератора, не имеющего тормозящих электромагнитных моментов. Принцип его работы понятен из рисунка и особых пояснений не требует. Для вращения ротора и получения максимальной электрической мощности «по железу и обмоткам» следует преодолеть только трение вращения в подшипниках, и аэродинамическое трение ротора. Исполнение может быть однофазным, двухфазным или трехфазным.

   Для подобной конфигурации ротор «не видит» магнитные полюсы статора и электромагнитного момента между ротором и статором не возникает.

   Проверить это высказывание можно элементарно с использованием законов Ома и Кирхгофа для магнитной цепи. Электромагнитные силы, создаваемые магнитным полем и током нагрузки в рабочем зазоре за счет перпендикулярного входа магнитных силовых линий в поверхность ротора прикладываются к его оси и тангенциальных составляющих для ротора не имеют.

Рис. 2

Рис. 3

   На Рис. 3 приведен поперечный разрез однофазного синхронного генератора. В принципе возможно создание генераторов с обмотками Грамма на различное количество полюсов. Генераторы, построенные по приведенным выше схемам, не могут работать в качестве электродвигателей из-за отсутствия электромагнитного момента вращения.

   Из изложенного выше можно сделать вывод о том, что открыто и экспериментально установлено неизвестное ранее объективно существующее свойство материального мира, заключающееся в том, что в синхронном генераторе с обмотками по схеме Грамма, при магнитном замыкании полюсов обмоток якоря по независимому магнитному пути, тормозящий электромагнитный момент ротора внешнему вращению исключается и остается только сопротивление трения в подшипниках и аэродинамическое сопротивление вращающегося ротора.

   На основе, проведенной инженерной оценки синхронного генератора с обмотками типа Грамма, можно сделать вывод о том, что в процессе его работы существует возможность отбора части электрической мощности и преобразования ее в механическую мощность для обеспечения собственных нужд (вращения ротора генератора). На Рис. 4 приведен один из вариантов схемы такого отбора.

Рис. 4

   Неподвижность симметричного магнитного поля относительно аксиальной оси намагничивания.

   В процессе выполнения настоящей работы столкнулся с тем, что для постоянных магнитов и электромагнитов нигде не описано экспериментально открытое А.Л Родиным свойство симметричных, относительно оси вращения, их полюсных окончаний сохранять магнитное поле неподвижным. Открытие этого свойства для постоянных магнитов и электромагнитов имеет очень большое практическое значение. Постараемся это увидеть при дальнейшем изложении результатов теоретических и экспериментальных исследований свойств постоянных магнитов и электромагнитов.

   С удовольствием прочитал вышедшую в 1994 г. книгу М. Ф. Острикова «Новые проявления магнетизма». Он нашел несколько применений для кольцевых постоянных магнитов и защитил их авторскими свидетельствами и патентами. Однако широкого применения в технике и повседневной жизни они не получили.

   Следует отметить, что в книге много внимания уделено магнитному «балджу» и теоретизированию о строении Вселенной, магнитном монополе и т.п., таким вопросам, якобы вытекающим из строения постоянного кольцевого магнита, которые далеки от реалий. Однако совсем не упоминаются эффекты, открытые А.Л Родиным которые, опубликованы в журнале «Изобретатель и рационализатор», № 2, 1962 г. «Туман над магнитным полем». О. Сердюков.

   Приведу две выдержки из этой статьи.

«…- Ну а теперь, если вращать магниты и диск вместе, соединив их в единый ротор?

— Да вроде бы не должно быть тока, — уже неуверенно сказал я. — Ведь они относительно неподвижны…

Однако вращающиеся вместе диск и магниты ток дали».

«…А затем Родин продемонстрировал мне двигатель без статора, подсоединив один из проводов, идущих от выпрямителя, к оси, на которой сидят диск и магниты, а другой поднес прямо к диску — вся система закрутилась».

   Попробуем несколько рассеять «туман над магнитным полем». Рассмотрим постоянный кольцевой магнит с точки зрения подхода Ампера к магнитным полюсам. По его теореме, эквивалентную схему постоянного кольцевого магнита можно представить двумя токами, протекающими в противоположных направлениях, по внешней и внутренней радиальным сторонам кольца. Эквивалентная схема приведена на Рис.1.

Рис. 5

   Рассматривая схему Рис.5 можно уверенно говорить, что при вращении тела магнита вокруг аксиальной оси структура магнитного поля остается неподвижной, поэтому оно и не взаимодействует с проводниками, расположенными в его силовых линиях. На вопрос – «Почему так получается?» можно ответить следующим образом – магнитное поле это результат протекания тока (движения зарядов) и дополнительное внешнее движение по ходу или против хода зарядов на структуру и положение магнитных силовых линий влияния не оказывает. С целью проверки этого утверждения был изготовлен электромагнитный аналог кольцевого магнита постоянного тока. Его схематическое изображение приведено на Рис. 6.

Рис. 6

   С его использованием были повторены опыты А.Л. Родина. Результаты опытов полностью подтвердились. На Рис. 7 – Рис. 9 приведены конструкция электрической машины А.Л. Родина и схемы ее работы в генераторном и двигательном режиме. Работу конструкции электродвигателя А.Л. Родина без статора можно объяснить тем, что проводящий диск (ротор) увлекает вместе с собой магниты статора. Магниты вращаются, но поле статора неподвижно.

   Работа в режиме генератора без статора объясняется точно так же. Проводящий диск ротора с жестко закрепленными на нем магнитами статора вращается под действием внешнего момента в неподвижном магнитном поле статора. В своих конструкциях А.Л. Родин использовал именно кольцевые постоянные магниты с аксиальным намагничиванием.

Рис. 7

Рис. 8

Рис. 9

   Исследованию подвергались также дисковые и стержневые постоянные магниты и электромагниты с аксиальным намагничиванием. В результате был сформулирован вывод: «Для постоянных магнитов и электромагнитов присуще свойство симметричных, относительно оси вращения совпадающей с осью намагничивания, их полюсных окончаний сохранять в неподвижности магнитное поле».

   Этот вывод дает ответ на многие вопросы, связанные с использованием кольцевых, дисковых и стержневых постоянных магнитов и электромагнитов в качестве роторов электродвигателей. Его всегда следует учитывать при конструировании электрических машин.

   Электродвигатель с обмоткой Грамма.

   В процессе проведения комплекса теоретических и экспериментальных исследований по темам «Необратимая униполярная электрическая машина» и «Электрическая машина с вращающимися полюсами в цепи возбуждения» рассматривалась возможность применения кольцевой обмотки Грамма.

Рис. 10

 Эксперименты и теоретические исследования показали высокую эффективность применения обмотки Грамма при построении униполярных электродвигателей постоянного тока. На Рис. 10 приведена схема одного из экспериментов с использованием обмотки Грамма.

Рис. 11

 При проведении эксперимента наличие вращательного движения было четко выражено. Этот факт был положен в основу разработанного электродвигателя постоянного тока торцевой конструкции без коллектора и инвертора Рис. 11. Разработанная схема электродвигателя без коллектора и инвертора предназначена для работы в сложных условиях (вакууме, при наличии легковоспламеняющихся смесей в атмосфере и т.п.). Вместо постоянного кольцевого магнита для возбуждения электродвигателя применен электромагнит, у которого более подходящая картина магнитного поля для работы электродвигателя. Якорь из двух обмоток типа Грамма, соленоид возбуждения и магнитная система двигателя выполнены неподвижными. Силовое взаимодействие между якорем и ротором в рабочих зазорах обеспечивается за счет «магнитных линз». Эти взаимодействия могут быть использованы при получении СЭ без «абракадабры» об эфире и т.п., а на основе только классических физических законов и понятий.

   Дальнейшее изучение обмотки типа Грамма применительно к электродвигателям постоянного тока дало результаты, которые не ожидались:

  1. Открыто и экспериментально установлено неизвестное ранее объективно существующее свойство материального мира, заключающееся в том, что тороидальный сердечник с обмотками по схеме Грамма, в комбинации с постоянными магнитами или электромагнитами может вращаться вокруг аксиальной оси, образуя электродвигатель постоянного тока без статора и при этом ЭДС вращения в обмотках не индуцируется.

  2. Открыто и экспериментально установлено неизвестное ранее объективно существующее свойство материального мира, заключающееся в том, что тороидальный сердечник с обмотками по схеме Грамма, в комбинации с постоянными магнитами или электромагнитами может осуществлять движение без опоры за счет протекания постоянного тока через обмотки и при этом противодействующая ЭДС в обмотках не индуцируется.

   Это привело меня в шок, который до сих пор не прошел. Не буду детально расписывать процессы, происходящие в двигателе и движителе без опоры. Приведу только рисунки и данные по сердечникам и обмоткам.

   Эксперименты проводились с двумя типами кольцевых сердечников 64х37х12 2500 НМ и 35х25х20 пермаллой. Две обмотки располагались симметрично по диаметру сердечников и содержали по 200 витков провода ПЭЛ 0,35 намотанных виток к витку в пять слоев. Магниты использованы «разнокалиберные» ферритовые от магнитных защелок. В качестве дополнительных магнитопроводов использовались четырехслойные конструкции из белой жести от консервных банок. Испытания проводились на крутильных весах с подвесом 12 см из мононити (рыболовная леска 0,1 мм). Питание подавалось о выпрямителя =14 В через ограничительное сопротивление R = 8 Ом. Эффекты, отраженные на рисунках настолько отчетливы, что просто шокируют.

Рис. 12

Рис. 13

   Теорема о том, что принцип обратимости электрических машин не является всеобщим и выполняется не для всех схем электрических машин, доказана.

   В условиях действующих промышленных предприятий выпускающих электродвигатели можно в кратчайшие сроки наладить серийное производство, как энергосберегающих электродвигателей, так и движителей, не требующих опоры.

   Тот, кто будет первым, тот и выиграет. Жаль, что Российские бизнес и власть не понимают этого.

   Литература:

1. Физический энциклопедический словарь. Гл. ред. А.М. Прохоров. Ред. кол. Д.М. Алексеев, А.М. Бонч-Бруевич, А.С. Боровик- Романов и др. – М.: Сов. энциклопедия, 1983.

2. Хвостов В.С. Электрические машины. Машины постоянного тока: Учеб. для студ. электром. спец. вузов / Под ред. И.П. Копылова. – М.: Высш . шк., 1988.

3. Бут Д. А. Бесконтактные электрические машины. – М.: Высшая школа, 1990.

4. Громов Н.Н. Электрическая машина с вращающимися полюсами в магнитной цепи возбуждения. Нижний Новгород, 2006.

5. Громов Н.Н. Необратимая униполярная электрическая машина. Нижний Новгород, 2001.

Н.Н. Громов

Нижний Новгород

2006 г.

Материал взят с сайта www.skif.biz

Cамодельный генератор для ветряка | Сам Себе Строитель

Как сделать низкооборотный генератор для ветряка из неодимовых магнитов. Самодельный генератор для ветряка, схемы, фото, видео.

Для изготовления самодельного ветряка в первую очередь требуется генератор, при чём, предпочтительней низкооборотный. В этом и заключается основная проблема, найти такой генератор достаточно сложно. Первое что приходит в голову, взять стандартный автомобильный генератор, но все автомобильные генераторы рассчитаны на высокие обороты, зарядка аккумулятора начинается от 1000 об/мин. Если установить автогенератор на ветряк, то достичь таких оборотов будет сложно, понадобится делать дополнительный шкив с ременной или цепной передачей, всё это усложняет и утяжеляет конструкцию.

Для ветряка нужен низкооборотный генератор, оптимальный вариант генератор аксиального типа на неодимовых магнитах. Поскольку таких генераторов по доступной цене в продаже практически нет, аксиальный генератор можно изготовить самостоятельно.

Самодельный генератор для ветряка из неодимовых магнитов.

Для изготовления генератора аксиального типа понадобятся:

  • Ступица от авто, тормозные диски.
  • Неодимовые магниты.
  • Медная проволока (0,7мм).
  • Эпоксидная смола.
  • Крепёжные элементы.

Генератор аксиального типа для ветряка представлен на схеме.

В данном случае в роли статора будет диск с катушками, ротором будут два диска с постоянными магнитами. При вращении ротора в катушках статора будет генерироваться ток, который нужен нам для зарядки аккумуляторов.

Самодельный генератор: изготовление статора.

Статор – неподвижная часть генератора состоит из катушек, которые размещаются напротив магнитов ротора. Внутренний размер катушек обычно равен внешнему размеру магнитов, которые используются в роторе.

Для намотки катушек можно изготовить простое приспособление.

Толщина медной проволоки для катушек примерно 0,7 мм, количество витков в катушках нужно подсчитывать индивидуально, общее количество витков во всех катушках должно быть не менее 1200.

Катушки размещаются на статоре, выводы катушек можно подключить двумя способами, в зависимости от того на сколько фаз будет генератор.

Трёхфазный генератор будет более эффективным для ветрогенератора, поэтому рекомендуется соединить катушки по типу звезда.

Чтобы катушки зафиксировать на статоре их заливают эпоксидной смолой. Для этого нужно сделать форму для заливки из куска фанеры, чтобы жидкая смола не растеклась, нужно сделать борта из пластилина или аналогичного материала. На этом этапе нужно предусмотреть проушины для крепления статора.

Важно чтобы получилась идеально ровная плоскость, поэтому перед заливкой матрицу с катушками нужно установить на ровную поверхность. Катушки перед заливкой нужно тщательно проверить мультиметром и выложить на матрицу по кругу с таким расчётом, чтобы потом магниты ротора находились напротив катушек.

В матрицу заливается жидкая эпоксидная смола по уровень края катушек, перед заливкой форму нужно смазать вазелином.

Когда смола полностью застынет, матрицу разбираем и извлекаем готовый статор с катушками.

Статор фиксируется на корпусе генератора с помощью болтов или шпилек с гайками.

Самодельный генератор: изготовление ротора.

В этой конструкции ротор будет двусторонним, статор с катушками будет посредине между вращающимися дисками с магнитами.

На каждом диске ступицы нужно по кругу расположить магниты, в последовательности поочерёдно меняя полюса.

Когда диски ротора будут установлены, магниты должны быть направлены друг к другу разными полюсами.

Магниты нужно приклеить к дискам суперклеем и залить эпоксидной смолой, верхняя часть магнитов должна остаться непокрытой.

Изготовление ротора для самодельного генератора видео.

Чтобы закрепить статор на ветрогенераторе нужно изготовить металлическое основание, статор крепится к нему с помощью болтов или шпилек.

Собираем всю конструкцию, при этом нужно оставить минимальный зазор между статором ротором, чем меньше зазор, тем эффективней генератор будет вырабатывать энергию. На выход из катушек нужно подключить диодный мост.

В итоге у вас получится аксиальный генератор на неодимовых магнитах. Самодельный генератор может работать на низких оборотах и при этом вырабатывать достаточно энергии для зарядки аккумуляторных батарей, что немаловажно при установке ветогенератора в районах, где преобладают слабые ветра.

Генератор для ветряка видео.

Самодельный генератор для ветряка на 2,5 кВт видео.

Ветрогенератор своими руками для частного дома

«Нам электричество сделать всё сумеет …» — так пели студенты электротехнических ВУЗов середины прошлого века. В этой юмористической «оде» электричеству отведено много фантастики, но сегодня мы можем с уверенностью сказать, что современный человек без электричества просто пропал бы. Если свечи и могли бы нам заменить «лампочку Ильича», то как быть со всем остальным?

К настоящему времени человеком открыты разные способы получения электрического тока:

  • гальванические элементы, в которых химическая энергия преобразуется в электрическую;
  • термогенераторы, в которых в электричество преобразуется тепловая энергия;
  • солнечные батареи, где в электроэнергию преобразуется солнечная энергия.

Каждый из таких источников имеет свои достоинства и недостатки. Однако преимущественное распространение получили генераторы, в которых механическая энергия преобразуется в энергию переменного электрического тока. Это так называемые индукционные генераторы, действие которых основано на явлении электромагнитной индукции.

Немного истории и теории

Вспомним немного школьный курс физики, из которого нам известно, что явление электромагнитной индукции было открыто в 1831 году английским физиком Майклом Фарадеем. А заключается оно в следующем: при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый проводящий контур, в этом контуре возникает электрический ток.

То есть в простейшем виде такой генератор выглядит как рамка, помещенная в поле постоянного магнита, вращающаяся под действием механической силы. Однако такой тип генератора переменного тока с неподвижной магнитной системой (индуктором) и вращающимися витками проводника (якорем) применяется очень редко. Связано это с тем, что для отведения тока от движущейся катушки требуются подвижные контакты, а при токе высокого напряжения в таких контактах будет иметь место сильное искрение. Поэтому в подавляющем большинстве индукционных генераторов переменного тока обмотку (якорь), в которой наводится ток, делают неподвижной и называют статором, а вращают магнитную систему (индуктор), который называют ротором. В мощных генераторах магнитное поле создают обычно с помощью электромагнита, питаемого от источника постоянного тока — возбудителя.

Однако с появлением магнитов из сплава неодим-железо-бор, которые по своим характеристикам значительно превосходят другие виды постоянных магнитов, появилась возможность изготавливать ротор генератора на основе постоянных магнитов. Неодимовые магниты, разработанные в 70–80-е годы прошлого века, отличаются высокими и стабильными магнитными свойствами при малых размерах.

Теперь несколько слов о механической энергии, которую генератор преобразует в электричество. Для вращения ротора генератора используются энергия воды (гидрогенераторы), энергия пара (парогенераторы). Существуют генераторы, работающие от дизельных и бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Забота же об окружающей среде и об экономии собственных средств заставила человека вспомнить о таком «неутомимом работнике» как ветер. С незапамятных времен люди использовали энергию ветра для движения кораблей и для превращения зерна в муку. Современные ветряные двигатели для электрогенераторов ведут свою родословную именно от ветряных мельниц. Соединив ветряной двигатель (ветряк) с электрогенератором, изготовленным с применением современных магнитов, получим ветрогенератор на неодимовых магнитах — экологически безопасный и экономичный источник электрической энергии.

Чем хорош ветрогенератор

Сегодня даже заядлый скептик не будет оспаривать пользу этого вида источников переменного тока.

Конечно, величины напряжения, мощности и тока, полученных от генератора для ветряка, сделанного своими руками не позволят запитать все электроприборы в достаточно большом загородном доме. Но вот снабдить электричеством небольшой дачный домик, особенно если он расположен далеко от электрической сети, вполне рациональное решение. И даже если только часть потребляемой электроэнергии для дома вы получите от ветряка, то в перспективе экономия будет ощутимой.

Кроме того, сделать генератор для ветряка — это интересная творческая работа, выполнив которую вы по праву сможете гордиться собой.

Из чего состоят ветрогенераторы и какие они бывают?

Обязательными элементами такого ветрогенератора на магнитах являются:

1)    Мачта, на которой установлены ветровое колесо и генератор. Ее высота выбирается исходя их конкретных природных условий и потребностей человека.

2)    Двигатель для ветряка — ветровое колесо с лопастями, которое преобразует движение ветра во вращательное движение вала ротора генератора.

3)    Генератор, вырабатывающий переменный электрически ток, величина которого зависит и от параметров статора и ротора генератора, и от скорости вращения ветрового колеса, дающего движение ротору.

Кроме того в состав системы могут входить ряд вспомогательных устройств, обеспечивающих управление работой системы и улучшающие качество получаемого тока: контроллер, аккумуляторные батареи, преобразователи, стабилизаторы.

В зависимости от направления оси вращения различают два типа ветрогенераторов — вертикальные и горизонтальные.

Горизонтальные (пропеллерные) имеют больший КПД, но они более сложны по конструкции, так как включают систему, ориентирующую пропеллер по ветру. Изготовление таких ветрогенераторов сложнее, а работают они только при достаточно больших скоростях ветра. Кроме того, ветряки с горизонтальной осью вращения требуют достаточно большого пространства, а модели с вертикальной осью вращения значительно компактнее.

Вертикальные ветряки проще по конструкции, дешевле, но их КПД ниже.

Но обратимся к сердцу любого ветряка — электрогенератору переменного тока, ротор которого выполнен на неодимовых магнитах.

Как собрать генератор на магнитах

Собираем ротор

Ротор такого магнитного ветрогенератора конструктивно представляет собой сборку из двух стальных дисков, расположенных параллельно друг другу. Диски жестко скреплены между собой через распорную втулку и установлены на валу, вращение которого обеспечивает турбина ветряка. Можно рекомендовать сделать ротор из автомобильной ступицы в сборе с тормозными дисками. Это надежная и хорошо сбалансированная основа для ротора. Дешевле будет взять б/у ступицу. В этом случае ее необходимо разобрать, тщательно почистить, проверить и смазать подшипники. Можно диски для ротора изготовить самостоятельно из низкоуглеродистой стали. Конечно, можно взять и другой материал, но следует учесть, что при использовании немагнитного материала эффективность генератора значительно снижается.

По периметру каждого диска располагаются магниты. Какие магниты нужны для ветрогенератора? Можно взять дисковые, прямоугольные, но наилучший эффект дают неодимовые магниты-сектора. Их размер и количество могут быть разными в зависимости от вашей цели и возможностей. Однако число пар полюсов магнитов должно быть четным, причем для однофазного генератора их должно быть столько же, сколько и катушек в статоре, а для трехфазного — четыре или две пары на три катушки. Магниты по периметру диска устанавливаются с чередованием полюсов: N–S–N–S…. Для этого предварительно следует изготовить шаблон, где точно обозначить место каждого магнита.

Размеры дисков ротора рассчитываются, исходя из размеров магнитов и их количества. Толщина диска для ротора должна быть порядка толщины магнита.

Магниты приклеиваются к диску суперклеем, а затем диск заливается эпоксидной смолой. Чтобы избежать ее стекания по внутренней и наружной окружности диска делаются бортики из скотча, пластилина или другого подручного материала. Перед тем, как залить диск эпоксидкой рекомендуем пометить на каждом диске по магниту, полюса которых направлены встречно, чтобы затем не перепутать при сборке. При сборке генератора следует следить за тем, чтобы магниты на дисках ротора располагались точно напротив и были направлены противоположными полюсами друг к другу. Схематический чертеж ротора ветряка с распределением магнитных силовых линий представлен на рис. 1.

Рис. 1

Изготовление статора ветрогенератора

Теперь сформированное магнитное поле нужно преобразовать в электричество. Для этого служит статор — неподвижная обмотка из медного провода, расположенная так, чтобы силовые магнитные линии, образуемые магнитами ротора, при его вращении пересекали провода обмотки.

Статор генератора располагается в зазоре между дисками ротора. Состоит он из неподвижных плоских катушек без сердечников. В каждой катушке при пересечении силовыми линиями магнитного поля возникает ЭДС индукции, переменная по величине и направлению. Величина напряжения, значит, и эффективность ветрогенератора, зависят от скорости вращения ротора, от количества витков в каждой катушке, от числа самих катушек и диаметра медного провода, используемого для их изготовления.

Генератор может быть однофазным или трехфазным. Первый проще, но второй предпочтительнее по двум причинам. Во-первых, в ветряке с трехфазной схемой генератора отсутствуют вибрации, которыми в нагруженном состоянии грешит однофазный. Кроме того, трехфазный генератор эффективнее однофазного более чем в 1,5 раза.

Расчет числа и параметров катушек для ротора ведется исходя из числа магнитов, их ширины, выбранного соотношения 4/3, или 2/3 и диаметра провода.

Если для обмотки взять тонкий провод, то катушки статора можно намотать с большим количеством витков, напряжение на выходе генератора будет более высоким, но его нагрузочная способность ниже. При использовании более толстого провода с меньшим сопротивлением в зазоре для статора поместятся обмотки с меньшим числом витков, в результате выходное напряжение будет ниже, но выше нагрузочная способность. Форма катушек определяется формой магнитов, а оптимальной толщиной статора считается величина, равная толщине магнитов. Число витков каждой катушки получается делением общего числа витков обмотки на число катушек, а общее число витков обмотки статора определяется, исходя из ЭДС, величины магнитной индукции, средней скорости вращения ротора.

Намотав катушки, их раскладывают на предварительно подготовленном шаблоне с размеченными секторами, соединяют между собой в зависимости от выбранной схемы. В однофазном варианте все катушки соединяются между собой последовательно. При этом нужно учесть, что токи в соседних катушках будут иметь противоположные направления, поэтому соединяются начало с началом соседней, а конец с концом следующей. Провода от начала первой и конца последней катушек выводятся наружу. При трехфазном варианте между собой соединяются каждая третья катушка. Провода каждой фазы выводятся наружу и впоследствии соединяются звездой или треугольником. Схемы соединения обмоток генератора представлены на рис. 2.

Рис. 2

Для прочности под катушки и на них кладется стеклоткань, и вся конструкция заливается эпоксидной смолой. После ее застывания сверлятся отверстия для крепежных болтов.

Оба диска ротора устанавливаются на валу с двух сторон от статора на расчетном расстоянии, на передний диск ротора крепится ветроприемное устройство.

Заглянем в будущее

Человеческая мысль не стоит на месте и самые распространенные сегодня горизонтальные ветрогенераторы постепенно уступают свое место вертикальным. Связано это с появлением технологии магнитной левитации, или так называемых ветрогенераторов на магнитной подушке. В такой конструкции лопасти крыльев при малых габаритах максимально используют энергию ветра, то есть КПД тут будет значительно выше.

Первенство в применении этой технологии принадлежит китайцам, но сейчас во многих странах мира инженеры работают над созданием мощных ветрогенераторов с магнитной левитацией, позволяющих осуществить переход к источникам возобновляемой энергии в промышленном масштабе.

Мониторинг состояния синхронного генератора с постоянным магнитом

с двойным питанием по току статора

СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ Геометрия синхронной машины очень похожа на геометрию индукционной машины.Сердечник статора и обмотки трехфазной синхронной машины практически идентичны

Дополнительная информация

Теория асинхронного двигателя

Курс PDHonline E176 (3 PDH) Инструктор по теории асинхронных двигателей: Джерри Р. Беднарчик, P.E. 2012 PDH Online PDH Center 5272 Meadow Estates Drive Fairfax, VA 22030-6658 Телефон и факс: 703-988-0088 www.pdhonline.org

Дополнительная информация

Научная библиотека ученых

Доступно на сайте www.scholarsresearchlibrary.com Научная библиотека Архив прикладных научных исследований, 2010, 2 (2): 380-387 (http://scholarsresearchlibrary.com/archive.html) ISSN 0975-508X

Дополнительная информация

AC-синхронный генератор

Описание конструкции Генераторы переменного тока бывают двух основных типов: синхронные и несинхронные. Синхронные генераторы синхронизируются с частотой основной линии и вращаются с синхронной скоростью, соответствующей

.

Дополнительная информация

Ключевые слова: синхронный генератор, синхронный двигатель, автоматический регулятор напряжения, V-образные кривые, синхронизирующая мощность, охота, система возбуждения.

СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ Tze-Fun Chan Гонконгский политехнический университет, Гонконг, Китай Ключевые слова: синхронный генератор, синхронный двигатель, автоматический регулятор напряжения, V-образные кривые, синхронизирующая мощность, охота,

Дополнительная информация

ПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЧАСТОТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

ДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЧАСТОТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ 1.0 Характеристики стандартных электродвигателей переменного тока Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором — это электродвигатель, наиболее широко используемый в промышленности. Эта лидирующая позиция приводит в основном к

Дополнительная информация

Основы электричества

Основы теории электрогенераторов Государство и члены PJM Департамент обучения PJM 2014 8/6/2013 Цели Студент сможет: Описать процесс электромагнитной индукции. Определить основные компоненты.

Дополнительная информация

ТЕХНОЛОГИЯ ВЕТРОВОЙ ТУРБИНЫ

Модуль 2.2-2 ТЕХНОЛОГИЯ ВЕТРОВОЙ ТУРБИНЫ Электрическая система Герхард Дж. Гердес Семинар по возобновляемым источникам энергии 14-25 ноября 2005 г. Нади, Республика острова Фиджи Содержание Модуль 2.2 Типы генераторных систем

Дополнительная информация

Основы моторики. Двигатель постоянного тока

Основные принципы работы двигателя Прежде чем мы сможем исследовать функцию привода, мы должны понять основные принципы работы двигателя. Он используется для преобразования электроэнергии, подаваемой контроллером, в механическую энергию

.

Дополнительная информация

Бумага по качеству электроэнергии №3

Влияние провалов напряжения на асинхронные двигатели Автор: М. Д. Маккалок 1.ВВЕДЕНИЕ Падения напряжения, вызванные неисправностями в системе, влияют на производительность асинхронных двигателей с точки зрения производства

Дополнительная информация

Глава 3 АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Глава 3 АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ. ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМУ ВОЗБУЖДЕНИЯ Основная функция системы возбуждения заключается в обеспечении необходимого постоянного тока в обмотке возбуждения синхронного генератора.

Дополнительная информация

Индуктивность.Моторы. Генераторы

Индуктивные двигатели Генераторы Самоиндукция Самоиндукция возникает, когда изменяющийся поток через цепь возникает из самой цепи. По мере увеличения тока магнитный поток через петлю из-за

Дополнительная информация

C Стандартные двигатели переменного тока

C Стандартный AC Стандартный AC C-1 Обзор, серия продуктов . .. C-2 Постоянный … C-9 C-21 C-113 Реверсивный C-147 Обзор, серия продуктов Реверсивный электромагнитный тормоз постоянного действия C-155 Электромагнитный тормоз

Дополнительная информация

Глава 12: Трехфазные схемы

Глава 12: Трехфазные схемы 12.1 Что такое трехфазная цепь? 12.2 Уравновешивание трехфазных напряжений 12.3 Уравновешивание трехфазного соединения Y-Y 12.4 Другие балансные трехфазные соединения 12.5 Мощность в

Дополнительная информация

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА Магистерская программа подготовки преподавателей в области электронной техники предназначена для развития у выпускников компетенций в области разработки учебных программ и обучения

Дополнительная информация

Установка 33 Трехфазные двигатели

Модуль 33 Трехфазные двигатели Задачи: Обсудить работу двигателей с фазным ротором. Обсудите работу сельсиновых моторов. Обсудите работу синхронных двигателей. Определить направление вращения

Дополнительная информация

Качество энергии ветряных турбин

ДАННАЯ СТЕПЕНЬ ДОКТОРА ФИЛОСОФИИ Качество энергии ветряных турбин Окэ ЛАРССОН Кафедра электроэнергетики Технологический университет Чалмера Гетеборг, Швеция 2000 Качество энергии

Дополнительная информация

Генератор магнитных звеньев

Генератор магнитных звеньев

Магнитные звенья

Магнитные ссылки — это альтернативный способ загрузки файлов BitTorrent и обмена ими.Магнитная ссылка, по сути, представляет собой ссылку, содержащую короткий уникальный код для идентификации конкретного торрент-файла под названием hash . С помощью магнитной ссылки торрент-клиенты могут загружать торрент-файл, а затем файл или файлы, совместно используемые торрентом, без каких-либо дополнительных действий.

Magnet-ссылками легче обмениваться между пользователями по сравнению с торрент-файлами, но их также можно использовать не только для торрентов.

Магнитные ссылки и торрент-файлы

Магнитные ссылки отличаются от торрент-файлов.Торрент-файл — это небольшой файл, содержащий всю необходимую информацию для загрузки файла большего размера. Магнитная ссылка — это просто ссылка, которая позволяет загрузить торрент-файл с использованием торрент-клиента.

Когда вы используете магнитные ссылки, вы по-прежнему загружаете торрент-файлы. Просто более удобным для пользователя способом.

Как использовать магнитные ссылки?

Чтобы использовать магнитные ссылки (также известные как магнитные URI), вам нужен только клиент bittorrent, который их поддерживает.Подавляющее большинство популярных торрент-клиентов уже поддерживают магнитные ссылки. Вам не нужно ничего делать, кроме как открывать ссылку.

Зачем вам нужен генератор магнитных звеньев?

Многие веб-сайты предоставляют только хэш-часть магнитной ссылки, хотя очень легко создать магнитную ссылку самостоятельно, генератор может быть более быстрым способом для подавляющего большинства пользователей.

Как создается магнитная ссылка?

Магнитная ссылка создается путем размещения вместе различных частей информации:

  • хэш : это единственная обязательная информация.Он используется для однозначной идентификации торрент-файла или других типов или ресурсов.
  • отображаемое имя : необязательный параметр для присвоения имени магниту
  • трекеры : необязательный параметр для добавления трекеров непосредственно в магнитный файл. Вы можете добавить трекеры в магнитную ссылку генератора. Список трекеров собирает newtrackon.com.

Что такое трекер?

Торрент-сеть p2p состоит из узлов.Каждый узел действует как трекер. Торрент-клиенты поставляются с несколькими известными узлами отслеживания (DHT). Как правило, вам не нужно добавлять трекеры к магнитной ссылке.

Может быть полезно включить трекеры, когда ресурс, определяемый хешем, не очень популярен.

Что такое хэш?

Это ключ для получения торрент-файла.

Законны ли магнитные ссылки?

Магнитные ссылки похожи на любые другие ссылки.Они законны, если не используются для незаконного распространения контента, защищенного авторским правом.

Безопасны ли магнитные ссылки?

Загрузка торрента с помощью магнитной ссылки с точки зрения безопасности не отличается от загрузки с помощью торрент-файла.

PPT — Разработка и управление генератором на постоянных магнитах для больших ветряных турбин, часть первая. Презентация в PowerPoint

  • Конструкция и управление генератором на постоянных магнитах для больших ветряных турбин часть первая.Советник : Dr. Юань-Кан Ву Студент : По-Кай Линь Дата : 2013.03.27 1 1

  • РЕЗЮМЕ 1. Генераторы на постоянных магнитах с прямым приводом (PMG) все чаще используются в крупных наземных и морских установках. 2. предоставить краткий обзор конструкции генератора с постоянными магнитами и связанных с ними вопросов управления 3. Типы генераторов с постоянными магнитами и методы управления

  • ВВЕДЕНИЕ 1. Всемирная ассоциация ветроэнергетики (WWEA) 2. Различные типы генераторов и методы управления 3 .Снижение затрат и повышение надежности 4. Генераторы на постоянных магнитах (PMG) привлекают все больше внимания

  • СИСТЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЕТРА ЭНЕРГИИ • 1. Фиксированная или регулируемая скорость • 2. Редукторный или прямой привод • 3.Асинхронные генераторы или синхронные генераторы

  • Асинхронные генераторы

  • 1. (SCIG) индукционный генератор с короткозамкнутым ротором с фиксированной скоростью, близкой к , и напрямую подключенный к сети.Преимущества: простая и дешевая конфигурация. Недостатки: неконтролируемая скорость, сложность коробки передач и ток возбуждения от сети 2. (WRIG) Индукционный генератор с обмоткой ротора с блоком внешних резисторов, подключенным к ротору, и силовой электронной схемой для управления током ротора. Преимущества: Повышение эффективности Недостатки: сложность конфигурации

  • 3. (DFIG) Индукционный генератор с двойным питанием Преимущества: регулирование скорости вращения Недостатки: редуктор увеличивает вес и увеличивает потери мощности и увеличивает затраты

  • Синхронные генераторы 1 . Синхронный генератор с электрическим возбуждением Преимущества: не нужны постоянные магниты и преобразование силовой электроники Недостатки: нужны редкоземельные материалы

  • Преимущества: высокая эффективность с устранением потерь поля, маленький и легкий Недостатки: не нужны Схема возбуждения постоянного тока 2. Генераторы на постоянных магнитах (ГПМ).

  • КОНЕЦ Спасибо за внимание 10 10

  • Оптимизация конструкции нового типа внутреннего генератора с постоянными магнитами для расширителя диапазона электромобилей

    Нацеленность на недостатки большого потока рассеяния и низкой плотности магнитного потока магнитопровод и тангенциальный магнитопровод, предлагается новый тип ротора с постоянными магнитами (ПМ) с параллельными тангенциальным и радиальным магнитопроводами.На основе закона Ома и закона Кирхгофа о магнитных цепях разработаны эквивалентные магнитные цепи для полюсов ротора. Предварительно определены структурные параметры генератора. В то же время с помощью метода Тагучи и анализа методом конечных элементов полюса ротора генератора оптимизируются для улучшения магнитной плотности воздушного зазора, крутящего момента и искажения формы сигнала обратной ЭДС. Наконец, обоснованность предлагаемых методов проектирования подтверждается аналитическими и экспериментальными результатами.

    1. Введение

    Электромобили широко используются в повседневной жизни людей благодаря их преимуществам низкого уровня загрязнения, низкого уровня шума и нулевых выбросов. Но ограниченный ассортимент стал узким местом, ограничивающим его развитие. До того, как технология хранения аккумуляторов электромобилей сделала крупный прорыв, добавление генератора увеличенного диапазона для электромобилей было одним из важных способов увеличения долговечности [1, 2]. Итак, генераторное устройство является ключевым компонентом системы электроснабжения электромобилей.С совершенствованием электромобиля потребление энергии возрастает, и кремниевый выпрямляющий генератор не может удовлетворить потребности электрического оборудования в потребляемой мощности. Однако генератор с постоянными магнитами возбуждается PM без обмотки электрического возбуждения и имеет преимущества простой конструкции, высокой плотности мощности, высокой надежности и т. Д., Поэтому он имеет широкую рыночную перспективу в системе электроснабжения электромобилей. [3, 4].

    В литературе [5] был предложен новый синхронный генератор с двойным радиальным постоянным магнитом, устанавливаемый на поверхность и внутри, с использованием метода эквивалентной магнитной цепи (ЭМС).Проанализированы магнитная проницаемость и магнитная проницаемость рассеяния генератора, определены оптимальные конструктивные параметры генератора. Одно исследование [6] показало, что при использовании метода установки уровня для оптимизации синхронного генератора с постоянными магнитами крутящий момент генератора уменьшается, а производительность двигателя улучшается. В литературе [7] предложен генератор осевой магнитной цепи, в котором полюс ротора состоит из сердечника и PM, а за счет оптимизации формы магнитного полюса содержание гармоник уменьшается. В литературе [8] представлен новый тип конструкции ротора, в котором основной магнитный поток и поток утечки PM рассчитываются методом EMC, итерация не сходится, когда железный сердечник сильно насыщен. В литературе [9] установлена ​​модель ЭМС разомкнутой цепи для поверхностного и внутреннего синхронного двигателя с постоянными магнитами и модель ЭМС при реакции якоря. Решены магнитное поле воздушного зазора и обратная ЭДС якоря двигателя; Точность аналитического расчета подтверждается результатами конечных элементов.В литературе [10] используется генетический алгоритм и оптимизация роя частиц для улучшения всесторонних характеристик двигателя, но установление и анализ решения целевой функции в этих алгоритмах довольно сложны, что не только затрудняет реализацию быстрого вычисления оптимальные параметры, но также имеет определенную локализацию в многоцелевом оптимизирующем дизайне. Однако метод Тагучи — это алгоритм локальной оптимизации, который может реализовать многокритериальную оптимизацию генератора. Он не только может реализовать быструю конструкцию генератора, но также имеет высокую точность конструкции. В последние годы он широко применяется при разработке и проектировании генераторов [11, 12].

    Чтобы точно спроектировать и проанализировать взаимосвязь между выходными характеристиками тангенциального и радиально-параллельного генератора постоянного магнита (ITQPMG), определены параметры магнитного полюса. При создании модели ЭМС предварительно определяются параметры магнитного полюса, а затем оптимизируются методом Тагучи.В данном исследовании параметры магнитного полюса были выбраны в качестве горизонтальных переменных. Реализована многокритериальная оптимизация выходных характеристик, таких как пиковое значение магнитной плотности воздушного зазора, коэффициент искажения формы сигнала обратной ЭДС без нагрузки и пиковое значение крутящего момента зубчатого зацепления, поэтому может быть получена оптимальная комбинация параметров для улучшения характеристик ITQPMG.

    2. Определение основных параметров

    Магнитная цепь обычного генератора с постоянными магнитами разделена на радиальные и тангенциальные направления.Хотя генератор радиальной магнитной цепи имеет меньшую утечку, а форма сигнала обратной ЭДС имеет хорошие синусоидальные свойства, пиковое значение плотности потока в воздушном зазоре ниже. Внутренний радиальный генератор с постоянными магнитами (IRPMG) показан на рисунке 1 (а); Когда утечка в генераторе тангенциальной магнитной цепи велика, тангенциальные магнитные полюса могут создавать определенную степень эффекта объединения магнитов. Таким образом, пиковое значение плотности воздушного зазора является высоким, а коэффициент искажения формы сигнала обратной ЭДС — низким [13].Внутренний тангенциальный генератор с постоянными магнитами (ITPMG) показан на Рисунке 1 (b). В этом исследовании обсуждаются преимущества двух типов PM-генераторов магнитной цепи и предлагается новый тип PM-генератора, который уменьшает утечку магнетизма между магнитными полюсами и делает формы сигналов обратной ЭДС синусоидальными. Радиальный и тангенциальный потоки вместе создают магнитный поток и синтезируют его в воздушном зазоре, который имеет замечательный эффект магнитной концентрации, компенсирует депрессию формы сигнала обратной ЭДС и повышает эффективность генератора.Структура ITQPMG показана на рисунке 1 (c). Исходные расчетные параметры приведены в таблице 1.


    Параметры Значения

    Внутренний диаметр статора (мм) 106 106 106 902 (мм) 135
    Осевая длина (мм) 30
    Длина воздушного зазора (мм) 0.5
    Количество пазов статора 36
    Номинальная мощность (Вт) 500
    Номинальное напряжение (В) 28
    Номинальная скорость (об / мин)
    Пары полюсов 6
    Обмотка на паз 11

    3.