Elektromagnetni motorji: opis in načelo delovanja

Elektromagnetni modeli motorjev dobijo slavo, ne uporabljajo se pogosto. Do danes je tema večnega gibanja vznemirila oblikovalce po vsem svetu. Stroški električne energije so precej nizki v primerjavi z bencinom ali dizelskim gorivom. Vsakdo si želi imeti večno napravo, ki bo delovala brez potrebe po oskrbi in veliki količini goriva. Motorji z elektromagnetnimi ventili (z notranjim zgorevanjem) delujejo bolj učinkovito, vendar za doseganje visoke učinkovitosti in zmanjšanje stroškov energije še vedno ne uspe.

Inženirji so kot osnovo za svoje modele izbrali stalne magnete. Imajo ogromno energije, ki jo potrebuje le za uporabo. Motorje, izdelane s takimi tehnologijami, so dokaj enostavni za izdelavo. Zdaj pa ni verjetno, da bi vsakdo lahko iztisnil največjo količino energije doma. Za to obstaja veliko razlogov, glavni pa je kompleksnost struktur.

Trajna magnetna energija

Vsak permanentni magnet ima zelo močno polje, ki ima visoko energijo. Zato mnogi razvijalci elektromagnetnih motorjev poskušajo pretvoriti magnetno polje v mehanska energija pri čemer se rotor neprekinjeno vrti. Za primerjavo:

1. Med izgorevanjem lahko premog sprosti okoli 33 J / g energije.
2. Za olje je ta kazalnik 44 J / g.
3. Radioaktivni uran ima 43 milijard J / g.

V teoriji lahko trajni magnet dodeli približno 17 milijard Joulov na gram (in to je približno tretjina istega parametra urana). Toda učinkovitost magneta ne bo enaka 100%. Resursni magneti na osnovi ferita - ne več kot 70 let. Toda to je kljub dejstvu, da nanj ne vplivajo veliki padci temperature, fizične in magnetne obremenitve. Seveda pa bencinska enota V8 ne bo nadomestila elektromagnetnega motorja, lahko pa se uporablja tudi za lahka vozila.

Industrija trenutno proizvaja magnete, ki so narejeni iz redkih kovin. Ti so desetkrat močnejši od preprostih feritov. Zato je učinkovitost njihove uporabe veliko večja. Če takšen trajni magnet izgubi svojo moč, ga je mogoče zlahka napolniti. Da bi to dosegli, je dovolj, da z njo močno vplivamo z magnetnim poljem. Uporabljajo se lahko v motorjih z magnetnimi ventili. Nimajo odmične gredi, elektronika prevzame njene funkcije.

Elektromagnetni strojni patenti

Številni inženirji so že patentirali svoje motorje. Nihče še ni uspel uresničiti delujočega stroja za večno gibanje. Takšne naprave še niso bile obvladane, le redko so vgrajene v opremo, malo verjetno je, da bodo na voljo v prodaji. Elektromagnetni ventili so veliko pogostejši (dizelski motorji so bolj elektronsko nadzorovani in omogočajo večjo moč). Nekateri oblikovalci so prepričani, da elektromagnetni motorji niso v serijski proizvodnji, ker se vsi dogodki razvrščajo. In večina težav v takih motorjih še vedno ni v celoti rešena.

Pregled znanih konstrukcij

Med veliko število modelov magnetnih motorjev so:

1. Magnetni motorji tipa Kalinin. Konstrukcija je popolnoma neuporabna, ker pomladni mehanizem za kompenzacijo ni na misel.
2. Magnetno-mehansko oblikovanje motorja Dudyshev. Če naredite kompetentno fino nastavitev, potem lahko ti motorji delajo skoraj vedno.
3. "Renew" - elektromagnetni motorji, izdelani po klasični shemi. Na rotorju je nameščen kompenzator, ki pa ne more delovati brez preklapljanja pri prehodu skozi mrtvo točko. Da bi rotor šel skozi mrtvo središče skladišča, je možno preklapljanje izvajati na dva načina - s pomočjo elektromagneta in mehanske naprave. Ta zasnova ne more zahtevati naslova "večnega gibanja". Ja in preprosto indukcijski motor elektromagnetni trenutek bo veliko višji.
4. Elektromagnetni motorji, ki jih je oblikoval Minato. Izvaja se po klasični shemi, to je navaden elektromagnetni motor, ki ima zelo visoko učinkovitost. Glede na to, da zasnova ne more doseči 100% učinkovitosti, ne deluje kot "večni gib".
5. Johnson Motors so analogi "Renewed", vendar imajo manj energije.
6. Shkondinovi motorni generatorji so struktura, ki deluje z magnetnim odganjanjem. Kompenzatorji v motorjih se ne uporabljajo. Ne morejo delati v "večni gibanja", učinkovitost ni več kot 80%. Zasnova je zelo kompleksna, saj vsebuje zbiralnik in sklop ščetk.
7. Najnaprednejši mehanizem je konstrukcija motorja generatorja Adams. To je zelo znana zasnova, deluje na enakem principu kot motor Shkondin. To je samo za razliko od slednjega, odgon se pojavi s konca elektromagneta. Zasnova naprave je veliko enostavnejša kot pri Shkondinu. Učinkovitost je lahko 100%, vendar v primeru, če naredite preklopno navitje elektromagneta z uporabo kratkega impulza z visoko intenzivnostjo iz kondenzatorja. V "večni gibanja" ne more delovati.
8. Elektromagnetni motor reverzibilnega tipa. Magnetni rotor je zunaj, stator je nameščen znotraj elektromagnetov. Učinkovitost je blizu 100%, ker je magnetni krog odprt. Tak elektromagnetni elektromagnetni motor lahko deluje v dveh načinih - motor in generator.

Drugi modeli

Obstaja veliko drugih struktur, vključno s primernimi, vendar so zgrajene po zgoraj navedenih shemah. Elektromotorni agregati pridobivajo izjemno popularnost med navdušenci, nekateri modeli pa se že uvajajo v serijsko proizvodnjo. Vendar so to navadno najpreprostejši mehanizmi. V zadnjem času se je motorno kolo konstrukcije Shkondin pogosto uporabljalo na električnih kolesih. Toda za normalno delovanje katerega koli elektromagnetnega motorja morate imeti vir energije. Tudi elektromagnetni solenoidni motor ne more delovati brez dodatne moči.

Takšni mehanizmi ne morejo brez baterije. Za ustvarjanje polja in vrtenje rotorja do minimalne frekvence je nujno napajanje elektromagnetnega navitja. Pravzaprav se izkaže elektromagnetni enosmerni motor, ki je sposoben obnovitve energije. Z drugimi besedami, motor deluje samo med pospeševanjem in se pri zaviranju prenaša v način generatorja. Te funkcije imajo vse električne avtomobile, ki jih lahko najdete v prodaji. Nekateri preprosto nimajo zavornega sistema kot takega, funkcije blazinic se izvajajo z motorji, ki delujejo v generatorskem načinu. Večja kot je obremenitev na navitju, močnejša bo reakcijska sila.

Zasnova elektromagnetnega motornega generatorja

Naprava je sestavljena iz naslednjih vozlišč:

1. Magnetni motor. Na rotorju je trajni magnet, ki je električni stator.
2. Elektromehanski generator, ki se nahaja na istem mestu kot motor.

Statorski elektromagneti statičnega tipa se izvajajo na magnetnem krogu v obliki obroča in izrežemo segmente.

Zasnova ima tudi induktivno tuljavo in stikalo, ki mu omogoča, da obrne tok. Na rotor je nameščen trajni magnet. Mora biti motor z elektromagnetno sklopko, s katerim je rotor priključen na gred generatorja. V zasnovi mora biti nameščen samostojni pretvornik, ki opravlja funkcijo najenostavnejšega regulatorja.

Uporabljena je shema najenostavnejšega avtonomnega inverterskega mostu, ki je priključen na izhod induktivnega navitja električnega magneta. Vhod za napajanje se poveže z baterijo. Elektromagnetni generator je povezan z navitjem ali preko usmernika z baterijo.

Elektronsko mostno stikalo

Najenostavnejša zasnova elektronskega stikala se izvede na štirih stikalih. V vsaki roki mostičnega vezja sta dva močna tranzistorja, enaka elektronska stikala z enostransko prevodnostjo. Nasproti rotorju magnetnega motorja sta dva senzorja, ki nadzorujeta položaj trajnega magneta na njem. Nahajajo se čim bližje rotorju. Funkcije tega senzorja se izvajajo z najenostavnejšo napravo, ki je sposobna delovati pod vplivom magnetnega polja - reed stikala.

Senzorji, ki berejo položaj trajnega magneta na rotorju, so razporejeni takole:

1. Prva se nahaja na koncu solenoida.
2. Druga se nahaja s premikom 90 stopinj.

Izhodi senzorjev so povezani z logično napravo, ki ojača signal in ga nato napaja v krmilne vhode polprevodniških tranzistorjev. S takimi tokokrogi deluje tudi elektromagnetni ventil za zaustavitev motorja z notranjim zgorevanjem.

Na navitjih nameščenega električnega generatorja. V električna vezja tuljava in stikalo sta elementa za nadzor in zaščito. S samodejnim stikalom lahko baterijo odklopite tako, da se ves stroj napaja z električnim generatorjem (samostojni način).

Značilnosti konstrukcije magnetnega motorja

V primerjavi s podobnimi napravami ima zgornja zasnova naslednje funkcije:

1. Uporabljajo se zelo ekonomični elektromagneti.
2. Na rotorju je trajni magnet, ki se vrti v elektromagnetu obloka.

V vrzelih elektromagneta se nenehno spreminja polarnost. Rotor je izdelan iz nemagnetnih materialov in je zaželeno, da je težek. Opravlja funkcijo vztrajnika vztrajnika. Toda pri načrtovanju elektromagnetnega ventila za zaustavitev motorja morate uporabiti jedro magnetnih materialov.

Izračun elektromagnetov

Za približni izračun električnega magneta morate določiti vlečno silo, ki je potrebna za motor. Recimo, da želite izračunati električni magnet z vlečno silo 100 N (10 kg). Zdaj je po tem mogoče izračunati parametre zasnove elektromagneta, če je razmik 10-20 mm. Vlečna sila, ki razvije elektromagnet, se šteje kot:

1. Pomnožite indukcijo v zračni reži in območje pola. Indukcija se meri v Tesli, površina - v kvadratnih metrih.
2. Dobljeno vrednost delimo z vrednostjo magnetne prepustnosti zraka. Je enaka 1,256 x 10 ^ -6 GN / m.

Če nastavite indukcijo na 1,1 T, lahko izračunate presečno območje magnetnega vezja:

1. Vlečna sila se pomnoži z magnetno prepustnostjo zraka.
2. Dobljeno vrednost delimo s kvadratom indukcije v reži.

Za transformatorsko jeklo, ki se uporablja v magnetnih vezjih, je indukcija povprečno 1,1 Tl. Z uporabo magnetne krivulje nizkoogljičnega jekla lahko določite povprečno vrednost magnetnega polja. Če pravilno konstruirate električni magnet, boste dosegli največjo moč pretoka. Poleg tega bo poraba energije navitja minimalna.

Parametri trajnih magnetov

Če želite izdelati elektromagnetni motor z lastnimi rokami, morate pobrati vse komponente. Najpomembnejše pa so trajni magneti. Imajo tri glavne značilnosti:

1. Preostalo magnetna indukcija ki vam omogoča, da določite količino pretoka. V primeru, da so na generatorju nameščeni trajno nameščeni magneti z zelo veliko indukcijo, se bo izhodna napetost navitja sorazmerno povečala. Posledično se poveča zmogljivost generatorskega sklopa.
2. Energetski izdelek vam omogoča, da "prebodete" pretok zračnih vrzeli. Večja kot je velikost energetskega izdelka, manjša je velikost celotnega sistema.
3. Prisilna sila določa velikost magnetne napetosti. Pri uporabi magnetov z visoko prisilno silo v generatorjih bo polje enostavno premagalo vsako zračno režo. Če je v statorju veliko obratov, se bo tok ohranil brez dodatne porabe energije.

Vrste trajnih magnetov

Za zaustavitev elektromagnetnega ventila motorja morate napajati iz močnega vira. Lahko pa uporabite močne magnete. Zato je zaželeno uporabiti takšne konstrukcije na močni opremi. Za samostojno izdelavo motornega generatorja je priporočljivo uporabiti feritne ali neodimske magnete. Značilnosti trajnih magnetov:

1. Ferit-barij: indukcija v zračni reži na ravni 0,2-0,4 T; energijski produkt 10-30 kJ / cu. m; prisilna sila 130-200 kA / m. Stroški od 100 do 400 rubljev. na kilogram. Delovna temperatura ni večja od 250 stopinj.
2. Ferit-stroncij: indukcija v zračni reži na ravni 0,35-0,4 T; energijski produkt 20-30 kJ / cu. m; prisilna sila 230-250 kA / m. Stroški od 100 do 400 rubljev. na kilogram. Delovna temperatura ni večja od 250 stopinj.
3. Neodimovi magneti: indukcija v zračni reži na ravni 0,8-1,4 T; energetski produkt 200-400 kJ / cu. m; prisilno silo 600-1200 kA / m. Strošek 2000 do 3000 rubljev. na kilogram. Delovna temperatura ni večja od 200 stopinj.

Stalni magneti Barium so dvakrat cenejši kot neodim magneti. Toda dimenzije generatorjev na takih magnetih so veliko večje. Zato je v improviziranih elektromagnetnih motorjih najbolje uporabljati neodimske magnete. Motor z elektromagnetno zavoro, izdelan iz takih materialov, bo lahko ob zaustavitvi izterjal veliko več energije.

Motorji za zavese

Generatorji, opremljeni z elektromagneti izmeničnega toka, se lahko izvedejo na drugačen način. Električni magneti se lahko tudi uspešno uporabljajo. enosmerni tok In ni potrebe po namestitvi stikala in naprave za ponovno polarizacijo koncev v vrzelih s pomočjo povratnega toka. Takšna dejanja lahko znatno poenostavijo celotno pogonsko enoto in nadzor magnetnega motorja.

Vendar pa morate namestiti magnetni zaslon, ki se bo preklopil mehansko. Magnetne pole na statorju in rotorju je potrebno sinhrono zaščititi ob pravem času. Moč elektromagnetnega motorja to ne bo utrpela, saj pri mehanski prilagoditvi praktično ne bo prišlo do izgube. Delovanje motorja z mehansko nastavitvijo se izvede na enak način kot pri elektronski.

Dudyshev motor za zavese

Fiksni obročni elektromagnet je nameščen na statorju, na katerem je navitje. Med magnetnim jedrom in rotorjem je majhen razmik. Na rotorju je trajni magnet in zavese. To so magnetni zasloni, ki se nahajajo na zunanji strani in se vrtijo neodvisno od rotorja. Na gredi motorja je vztrajnik in starter-generator. Navitje je nameščeno na elektromagnetu statorja, ki je s pomočjo usmernika povezan s starter-generatorjem.

Začetek te zasnove se izvaja z zaganjalnikom, ki se nahaja na isti gredi z motorjem. Ko se elektromotor zažene in preide v normalno delovanje, zaganjalnik začne delovati kot generator, kar pomeni, da generira napetost. Zapirala se premikajo na disku, ko se rotor obrne kolikor je mogoče sinhrono. To zagotavlja ciklično zaščito elektromagnetov istih imenskih polov.

Z drugimi besedami, nujno je s pomočjo različnih tehničnih sredstev zagotoviti premikanje diska z zavesami in rotorjem, tako da se zasloni nahajajo med istima poloma nepremičnega električnega magneta in konstanto na rotorju. Možnosti delovanja električnega magnetnega motorja v ustaljenem stanju: t

1. Ko je rotor prisiljen vrteti, je možno pridobivati ​​elektriko z generatorjem.
2. Če nanjo priključite induktivno navijanje, se stroj prenese v način motor-generator. V tem primeru se rotacija prenaša na kombinirano gred, delovanje elektromagnetnega motorja pa poteka v dveh načinih.

Najpreprostejša izvedba motornega generatorja

Trenutek elektromagnetnega motorja je lahko skoraj nič. Če izvedete preprosto zasnovo z nizko močjo, lahko to storite z običajnim električnim števcem. Res je, da se takšne strukture ne uporabljajo več za nadzor porabe električne energije. Lahko jih najdete. Števec električne energije je pripravljen motorni mehanizem. Ima:

1. Električni magnet z induktivnim navitjem.
2. Rotor iz nemagnetnega materiala.

Na rotorju in stikalu so samo stalni magneti. Razdalja med spodnjim in zgornjim delom magnetnega kroga je relativno majhna. Zaradi tega se izkaže, da poveča navor. Vendar je nujno, da je reža v magnetnem krogu zadostna, da rotor s trajnimi magneti preide skozi njo.

Zaželeno je, da uporabite od 3 do 6 močnih magnetov, višina ne sme biti večja od 10 mm. Potrebno jih je pritrditi na rotor čim bolj togo s posebnimi sponkami iz nemagnetnih materialov. Stikalna plošča je v obliki mostičnega inverterja in je priključena na izhodno navitje električnega magneta. Ko zaženete motor, se napaja iz baterije.