Šis izgudrojums attiecas uz elektrotehnikas jomu, proti, bezsuku sistēmu elektriskās mašīnas, jo īpaši līdzstrāvas ģeneratori, un tos var izmantot jebkurā zinātnes un tehnoloģiju jomā, kur nepieciešami neatkarīgi enerģijas avoti. EFEKTS: ļoti efektīva kompakta izveide elektriskais ģenerators, kas ļauj, saglabājot salīdzinoši vienkāršu un uzticamu dizainu, plaši mainīt izvades parametrus elektriskā strāva atkarībā no ekspluatācijas apstākļiem. Izgudrojuma būtība ir tāda, ka bezsuku sinhronais ģenerators Ar pastāvīgie magnēti sastāv no vienas vai vairākām sekcijām, no kurām katrā ir rotors ar apļveida magnētisko ķēdi, uz kura ir piestiprināts pāra skaits pastāvīgo magnētu ar vienādu soli, stators, kas nes pāra skaitu pakavveida elektromagnētu, kas atrodas pa pāriem pretī katram cits un kam ir divas spoles ar virkni pretēju tinumu virzienu, ierīce elektriskās strāvas taisnošanai. Pastāvīgie magnēti ir piestiprināti pie magnētiskā serdeņa tā, ka tie veido divas paralēlas polu rindas ar garenvirziena un šķērsvirziena mainīgu polaritāti. Elektromagnēti ir orientēti pāri minētajām polu rindām tā, lai katra elektromagnēta spole atrodas virs vienas no paralēlajām rotora polu rindām. Polu skaits vienā rindā, kas vienāds ar n, apmierina attiecību: n=10+4k, kur k ir vesels skaitlis, kas ņem vērtības 0, 1, 2, 3 utt. Elektromagnētu skaits ģeneratorā parasti nepārsniedz skaitli (n-2). 12 w.p. f-ly, 9 slim.
RF patenta 2303849 rasējumi
Šis izgudrojums attiecas uz bezsuku elektriskām mašīnām, jo īpaši līdzstrāvas ģeneratoriem, un to var izmantot jebkurā zinātnes un tehnoloģiju jomā, kurā ir nepieciešami autonomi barošanas avoti.
Maiņstrāvas sinhronās mašīnas tiek visplašāk izmantotas gan ražošanā, gan patēriņā. elektriskā enerģija. Visi sinhronās mašīnas ir atgriezeniskuma īpašība, tas ir, katrs no tiem var darboties gan ģeneratora, gan dzinēja režīmā.
Sinhronais ģenerators satur statoru, parasti dobu laminētu cilindru ar gareniskām rievām uz iekšējās virsmas, kurā atrodas statora tinums, un rotoru, kas ir mainīgas polaritātes pastāvīgie magnēti, kas atrodas uz vārpstas, kuru var darbināt vienā veidā vai citādi. Rūpnieciskajos lieljaudas ģeneratoros, lai iegūtu aizraujošu magnētiskais lauks izmantojiet ierosmes tinumu, kas atrodas uz rotora. Salīdzinoši mazas jaudas sinhronajos ģeneratoros tiek izmantoti pastāvīgie magnēti, kas atrodas uz rotora.
Pie nemainīga ātruma ģeneratora ģenerētās EML līknes formu nosaka tikai magnētiskās indukcijas sadalījuma likums spraugā starp rotoru un statoru. Tāpēc, lai iegūtu spriegumu pie noteiktas formas ģeneratora izejas un efektīvai pārveidei mehāniskā enerģija elektriskajā lietošanā izvēlēties dažādu rotora un statora ģeometriju, kā arī izvēlēties optimālo pastāvīgo magnētisko polu skaitu un statora tinuma apgriezienu skaitu 2004155537). Uzskaitītie parametri nav universāli, bet tiek izvēlēti atkarībā no darbības apstākļiem, kas bieži noved pie citu elektriskā ģeneratora īpašību pasliktināšanās. Turklāt rotora vai statora sarežģītā forma apgrūtina ģeneratora ražošanu un montāžu, kā rezultātā palielinās produkta izmaksas. Sinhronā magnetoelektriskā ģeneratora rotoram var būt atšķirīga forma, piemēram, pie mazas jaudas rotoru parasti izgatavo "zvaigznītes" formā ar vidēja jauda- ar spīļveida stabiem un cilindriskiem pastāvīgajiem magnētiem. Spīļpolu rotors ļauj iegūt polu izkliedes ģeneratoru, kas ierobežo pārsprieguma strāvu pēkšņas avārijas gadījumā īssavienojumsģenerators.
Ģeneratorā ar pastāvīgajiem magnētiem, mainoties slodzei, ir grūti stabilizēt spriegumu (jo nav magnētiskās atgriezeniskās saites, kā, piemēram, ģeneratoros ar ierosmes tinumu). Izejas sprieguma stabilizēšanai un strāvas iztaisnošanai tiek izmantotas dažādas elektriskās ķēdes (GB 1146033).
Šis izgudrojums ir vērsts uz kompakta augstas efektivitātes elektriskā ģeneratora izveidi, kas ļauj, saglabājot salīdzinoši vienkāršu un uzticamu konstrukciju, plaši mainīt elektriskās strāvas izejas parametrus atkarībā no darbības apstākļiem.
Elektriskais ģenerators, kas izgatavots saskaņā ar šo izgudrojumu, ir bezsuku pastāvīgā magnēta sinhronais ģenerators. Tas sastāv no vienas vai vairākām sadaļām, no kurām katra ietver:
Rotors ar apļveida magnētisko ķēdi, uz kura ir fiksēts pāra skaits pastāvīgo magnētu ar vienādu soli,
stators ar pāra skaitu pakavveida (U veida) elektromagnētu, kas izvietoti pa pāriem viens otram pretī un kam ir divas spoles ar secīgi pretēju tinuma virzienu,
Ierīce elektriskās strāvas iztaisnošanai.
Pastāvīgie magnēti ir piestiprināti pie magnētiskā serdeņa tā, ka tie veido divas paralēlas polu rindas ar garenvirziena un šķērsvirziena mainīgu polaritāti. Elektromagnēti ir orientēti pāri minētajām polu rindām tā, lai katra elektromagnēta spole atrodas virs vienas no paralēlajām rotora polu rindām. Polu skaits vienā rindā, kas vienāds ar n, apmierina attiecību: n=10+4k, kur k ir vesels skaitlis, kas ņem vērtības 0, 1, 2, 3 utt. Elektromagnētu skaits ģeneratorā parasti nepārsniedz skaitli n-2.
Ierīce strāvas iztaisnošanai parasti ir viena no standarta taisngriežu shēmām, kas izgatavotas uz diodēm: pilna viļņa ar viduspunktu vai tiltu, kas savienota ar katra elektromagnēta tinumiem. Ja nepieciešams, var izmantot arī citu taisnošanas ķēdi.
Atkarībā no elektriskā ģeneratora darbības iezīmēm rotors var atrasties gan statora ārpusē, gan statora iekšpusē.
Elektriskais ģenerators, kas izgatavots saskaņā ar šo izgudrojumu, var ietvert vairākas identiskas sekcijas. Šādu sekciju skaits ir atkarīgs no mehāniskā enerģijas avota (piedziņas motora) jaudas un nepieciešamajiem ģeneratora parametriem. Vēlams, lai sadaļas būtu ārpus fāzes viena ar otru. To var panākt, piemēram, sākotnēji nobīdot rotoru blakus sekcijās par leņķi α robežās no 0° līdz 360°/n; vai statora elektromagnētu leņķiskā nobīde blakus esošajās sekcijās attiecībā pret otru. Vēlams, lai ģeneratorā būtu iekļauts arī sprieguma regulators.
Izgudrojuma būtību ilustrē šādi zīmējumi:
1(a) un (b) attēlā ir parādīta saskaņā ar šo izgudrojumu izgatavota elektriskā ģeneratora shēma, kurā rotors atrodas statora iekšpusē;
2. attēlā parādīts vienas ģeneratora sekcijas attēls;
3. attēlā parādīts galvenais ķēdes shēma elektriskais ģenerators ar pilna viļņa viduspunkta taisnošanas ķēdi;
4. attēlā parādīta elektriskā ģeneratora ķēdes shēma ar vienu no tilta taisnošanas ķēdēm;
5. attēlā ir shematiska shēma elektriskā ģeneratoram ar citu taisnošanas tilta ķēdi;
6. attēlā ir shematiska shēma elektriskā ģeneratoram ar citu taisngrieža tilta ķēdi;
7. attēlā ir shematiska shēma elektriskā ģeneratoram ar citu taisnošanas tilta ķēdi;
8. attēlā parādīta elektriskā ģeneratora shēma ar ārējo rotoru;
9. attēls ir daudzsekciju ģeneratora attēls, kas izgatavots saskaņā ar šo izgudrojumu.
Attēlā 1(a) un (b) parādīts ģenerators, kas izgatavots saskaņā ar šo izgudrojumu un ietver korpusu 1; rotors 2 ar apļveida magnētisko ķēdi 3, uz kura ir fiksēts pāra skaits pastāvīgo magnētu 4 ar vienādu soli; stators 5, kurā ir pāra skaits pakavveida elektromagnētu 6, kas izvietoti pa pāriem viens otram pretī, un līdzeklis strāvas iztaisnošanai (nav parādīts).
Ģeneratora korpuss 1 parasti ir izliets no alumīnija sakausējuma vai čuguna vai izgatavots no metināšanas. Elektriskā ģeneratora uzstādīšana tā uzstādīšanas vietā tiek veikta ar ķepām 7 vai ar atloka palīdzību. Statoram 5 ir cilindriska iekšējā virsma, uz kuras ar vienādu soli ir uzstādīti identiski elektromagnēti 6. Šajā gadījumā desmit. Katram no šiem elektromagnētiem ir divas spoles 8 ar tinumiem virknē pretējā virzienā, kas atrodas uz U veida serdes 9. Serdes pakete 9 ir salikta no sasmalcinātām elektrotērauda plāksnēm ar līmi vai kniedēta. Elektromagnētu tinumu secinājumi caur vienu no taisngriežu ķēdēm (nav parādīts) ir savienoti ar ģeneratora izeju.
Rotors 3 ir atdalīts no statora ar gaisa spraugu, un tajā ir pāra skaits pastāvīgo magnētu 4, kas izvietoti tā, lai izveidotu divas paralēlas polu rindas, kas atrodas vienādā attālumā no ģeneratora ass un mainās pēc polaritātes garenvirzienā un šķērsvirzienā. (2. attēls). Polu skaits vienā rindā apmierina attiecību: n=10+4k, kur k ir vesels skaitlis, kas ņem vērtības 0, 1, 2, 3 utt. Šajā gadījumā (1.attēls) n=14 (k=1) un attiecīgi kopējais pastāvīgo magnētisko polu skaits ir 28. Ģeneratoram griežoties, katra no elektromagnēta spolēm iet pāri attiecīgajai mainīgo polu rindai. Pastāvīgie magnēti un elektromagnētu serdeņi ir veidoti tā, lai samazinātu zudumus un panāktu magnētiskā lauka vienmērīgumu (cik vien iespējams) gaisa spraugā ģeneratora darbības laikā.
Elektriskā ģeneratora darbības princips, kas izgatavots saskaņā ar šo izgudrojumu, ir līdzīgs tradicionālā sinhronā ģeneratora darbības principam. Rotora vārpsta ir mehāniski savienota ar piedziņas motoru (mehānisko enerģijas avotu). Piedziņas motora griezes momenta ietekmē ģeneratora rotors griežas ar noteiktu frekvenci. Šajā gadījumā elektromagnētu spoļu tinumā saskaņā ar elektromagnētiskās indukcijas fenomenu tiek inducēts EML. Tā kā atsevišķa elektromagnēta spolēm ir atšķirīgs tinuma virziens un tās jebkurā brīdī atrodas dažādu magnētisko polu darbības zonā, katrā no tinumiem inducētais EML tiek summēts.
Rotora griešanās laikā pastāvīgā magnēta magnētiskais lauks griežas ar noteiktu frekvenci, tāpēc katrs no elektromagnētu tinumiem pārmaiņus atrodas ziemeļu (N) magnētiskā pola zonā, pēc tam magnētiskā pola zonā. dienvidu (D) magnētiskais pols. Šajā gadījumā polu maiņu pavada EML virziena maiņa elektromagnētu tinumos.
Katra elektromagnēta tinumi ir savienoti ar strāvas taisngriezi, kas parasti ir viena no standarta taisngriežu shēmām, kas izgatavotas ar diodēm: pilns vilnis ar viduspunktu vai viena no tilta ķēdēm.
3. attēlā parādīta pilna viļņa taisngrieža shēma ar viduspunktu, elektriskajam ģeneratoram ar trim elektromagnētu pāriem 10. 3. attēlā elektromagnēti ir numurēti no I līdz VI. Viena no katra elektromagnēta tinuma izejām un pretējā elektromagnēta tinuma pretēja izeja ir savienota ar vienu ģeneratora izeju 12; citi nosaukto elektromagnētu tinumu secinājumi ir savienoti caur diodēm 11 ar citu ģeneratora izeju 13 (ieskaitot diodes, izeja 12 būs negatīva, bet izeja 13 būs pozitīva). Tas ir, ja elektromagnētam I tinuma sākums (B) ir savienots ar negatīvo kopni, tad pretējā elektromagnēta IV tinuma gals (E) ir savienots ar negatīvo kopni. Tas pats attiecas uz citiem elektromagnētiem.
Attēlos 4-7 parādītas dažādas taisnošanas tilta shēmas. Tiltu savienojums, kas iztaisno strāvu no katra elektromagnēta, var būt paralēls, sērijveida vai jaukts. Parasti tiek izmantotas dažādas shēmas, lai pārdalītu ģeneratora izejas strāvu un potenciālos raksturlielumus. Vienam un tam pašam elektriskajam ģeneratoram atkarībā no darba režīmiem var būt viena vai cita labošanas shēma. Vēlams, lai ģenerators satur papildu slēdzi, kas ļauj izvēlēties vēlamo darbības režīmu (tilta savienojuma shēmu).
4. attēlā parādīta elektriskā ģeneratora shēma ar vienu no tilta taisnošanas ķēdēm. Katrs no elektromagnētiem I-VI ir savienots ar atsevišķu tiltu 15, kas savukārt ir savienoti paralēli. Parastās riepas ir savienotas attiecīgi ar ģeneratora negatīvo izeju 12 vai pozitīvo 13.
5. attēlā parādīta elektriskā ķēde ar seriālais savienojums visi tilti.
6. attēlā parādīta elektriskā ķēde ar jauktu savienojumu. Tilti, kas taisno strāvu no elektromagnētiem: I un II; III un IV; V un VI ir savienoti pa pāriem virknē. Un pāri savukārt ir savienoti paralēli caur kopējiem autobusiem.
7. attēlā parādīta elektriskā ģeneratora shēma, kurā atsevišķs tilts iztaisno strāvu no diametrāli pretēju elektromagnētu pāra. Katram diametrāli pretēju elektromagnētu pārim līdzīgi spailes (šajā gadījumā "B") ir elektriski savienotas viena ar otru, bet atlikušās spailes ir savienotas ar taisngriežu tiltu 15. Kopējais tiltu skaits ir m/2. Tiltus savā starpā var savienot paralēli un/vai virknē. 7. attēlā parādīts paralēlais savienojums tilti.
Atkarībā no elektriskā ģeneratora darbības iezīmēm rotors var atrasties gan statora ārpusē, gan statora iekšpusē. 8. attēlā parādīta elektriskā ģeneratora shēma ar ārējo rotoru (10 elektromagnēti; 36=18+18 pastāvīgie magnēti (k=2)). Šāda elektriskā ģeneratora dizains un darbības princips ir līdzīgi iepriekš aprakstītajiem.
Elektriskais ģenerators, kas izgatavots saskaņā ar šo izgudrojumu, var ietvert vairākas sadaļas A, B un C (9. att.). Šādu sekciju skaits ir atkarīgs no mehāniskā enerģijas avota (piedziņas motora) jaudas un nepieciešamajiem ģeneratora parametriem. Katra no sadaļām atbilst vienam no iepriekš aprakstītajiem dizainparaugiem. Strāvas ģenerators var ietvert gan identiskas sekcijas, gan sekcijas, kas viena no otras atšķiras ar pastāvīgo magnētu un/vai elektromagnētu skaitu vai rektifikācijas ķēdi.
Vēlams, lai identiskas sadaļas būtu ārpus fāzes viena ar otru. To var panākt, piemēram, ar sākotnējo rotora nobīdi blakus esošajās sekcijās un statora elektromagnētu leņķisko nobīdi blakus sekcijās attiecībā pret otru.
Īstenošanas piemēri:
1. piemērs. Saskaņā ar šo izgudrojumu tika ražots elektriskais ģenerators, lai darbinātu elektroierīces ar spriegumu līdz 36 V. Elektriskais ģenerators ir izgatavots ar rotējošu ārējo rotoru, uz kura ir novietoti 36 pastāvīgie magnēti (18 katrā). rinda, k=2) izgatavota no Fe-Nd sakausējuma -AT. Statoram ir 8 elektromagnētu pāri, no kuriem katram ir divas spoles, kas satur 100 apgriezienus PETV stieples ar diametru 0,9 mm. Komutācijas ķēde ir tilts, ar to pašu secinājumu diametrāli pretēju elektromagnētu savienojumu (7. att.).
ārējais diametrs - 167 mm;
izejas spriegums - 36 V;
maksimālā strāva - 43 A;
jauda - 1,5 kW.
2. piemērs Saskaņā ar šo izgudrojumu tika izveidots elektriskais ģenerators pilsētas elektrisko transportlīdzekļu barošanas avotu (24 V akumulatoru pāris) uzlādēšanai. Elektroģenerators ir izgatavots ar rotējošu iekšējo rotoru, uz kura novietoti 28 pastāvīgie magnēti (14 katrā rindā, k=1), izgatavoti no Fe-Nd-B sakausējuma. Statoram ir 6 elektromagnētu pāri, no kuriem katram ir divas spoles, kas katra satur 150 apgriezienus, kas aptītas ar PETV stiepli ar diametru 1,0 mm. Komutācijas ķēde ir pilna viļņa ar viduspunktu (3. attēls).
Strāvas ģeneratoram ir šādi parametri:
ārējais diametrs - 177 mm;
izejas spriegums - 31 V (24 V akumulatora bloka uzlādei);
maksimālā strāva - 35A,
maksimālā jauda - 1,1 kW.
Turklāt ģeneratorā ir automātisks sprieguma regulators 29,2 V.
PRETENZIJA
1. Elektriskais ģenerators, kas satur vismaz vienu apļveida sekciju, ieskaitot rotoru ar apļveida magnētisko ķēdi, uz kura ir piestiprināts pāra skaits pastāvīgo magnētu ar vienādu soli, veidojot divas paralēlas polu rindas ar garenvirziena un šķērsvirziena mainīgu polaritāti, stators ar pāra skaitu pakavveida elektromagnētu, kas atrodas pa pāriem viens pret otru, elektriskās strāvas taisnošanas ierīce, kur katram no elektromagnētiem ir divas spoles ar virkni pretēju tinumu, bet katra no elektromagnētu spoles atrodas virs vienas no paralēlajām rotora polu rindām un polu skaits vienā rindā, kas vienāds ar n, atbilst attiecībai
n=10+4k, kur k ir vesels skaitlis, kas ņem vērtības 0, 1, 2, 3 utt.
2. Elektroģenerators saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīgs ar to, ka statora elektromagnētu skaits m atbilst attiecībai m n-2.
3. Elektroģenerators saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīgs ar to, ka elektriskās strāvas taisnošanas ierīce satur diodes, kas savienotas ar vismaz vienu no elektromagnētu tinumu izejām.
4. Elektroģenerators saskaņā ar 3. punktu, kas raksturīgs ar to, ka diodes ir savienotas pilna viļņa ķēdē ar viduspunktu.
5. Elektroģenerators saskaņā ar 3. punktu, kas raksturīgs ar to, ka diodes ir savienotas tilta ķēdē.
6. Elektroģenerators saskaņā ar 5. punktu, kas raksturīgs ar to, ka tiltu skaits ir vienāds ar m un tie ir savienoti viens ar otru virknē vai paralēli, vai virknē-paralēli.
7. Elektriskais ģenerators saskaņā ar 5. punktu, kas raksturīgs ar to, ka tiltu skaits ir vienāds ar m/2 un katra diametrāli pretējo elektromagnētu pāra viena no tāda paša nosaukuma izejām ir savienota savā starpā, bet pārējie ir savienoti viens tilts.
8. Elektroģenerators saskaņā ar jebkuru no 1. līdz 7. pretenzijai, kas raksturīgs ar to, ka rotors atrodas statora ārpusē.
9. Elektroģenerators saskaņā ar jebkuru no 1. līdz 7. pretenzijai, kas raksturīgs ar to, ka rotors atrodas statora iekšpusē.
10. Elektroģenerators saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīgs ar to, ka tajā ir vismaz divas identiskas sekcijas.
11. Elektroģenerators saskaņā ar 10. punktu, kas raksturīgs ar to, ka vismaz divas sekcijas ir viena pret otru fāzē nobīdītas.
12. Elektroģenerators saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīgs ar to, ka tajā ir vismaz divas sekcijas, kas atšķiras ar elektromagnētu skaitu.
13. Elektriskais ģenerators saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīgs ar to, ka tas papildus satur sprieguma regulatora bloku.
Dragons Lord (2003)
Uzdevums: Izveidojiet vairākas elektromagnētiskā ģeneratora variācijas, novērtējiet ievades un izejas parametrus, izmēģiniet vairākas idejas, kas parasti atrodamas citu pētnieku pieteiktajos dizainparaugos, pieskarieties garšas un smaržas indukcijas procesam ar savām rokām. Novērtējiet labākos magnētiskās ķēdes izmērus, uztveršanas spoļu topoloģiju, spoļu izmērus, stieples biezumu un apgriezienu skaitu.
Tika uzbūvēti trīs principiāli atšķirīgi ģeneratoru modeļi ar pastāvīgajiem magnētiem. Pirmais ir ģenerators ar slēģiem, kurā no feromagnētiska materiāla izgatavoti slēģi pārnes pastāvīgā magnēta magnētisko plūsmu uz induktora kodolu. Aizvars pārvietojas spraugā starp magnētu un spoli un pārslēdz magnētiskās līnijas, pateicoties logiem pašā slēģā. Tika pieņemts, ka aizkars ir pietiekami viegls un tā rotācijai tiek tērēts maz enerģijas, kā rezultātā ģenerēšanas procesam būs labs līdzsvars efektivitātes ziņā (piedziņas izmaksas / izejas jauda). Pastāvīgie magnēti ir fiksēti nekustīgi, spoles arī ir fiksētas nekustīgi uz ierīces rāmja. Kustās tikai daudzlapu aizkari.
Otrais ģeneratora modelis bez slēģiem. Kustīgā rotora daļa satur pastāvīgos magnētus. Enerģijas uztveršanas spoles ir uzstādītas nekustīgi uz ierīces rāmja. Saprata, ka ir izdevīgi, ja rotorā ir pastāvīgie magnēti, jo mēs netērējam ārējo enerģiju magnētiskā lauka uzturēšanai, mēs tikai kustinām rotora magnētus telpā (rotējam rotoru). Arī šajā dizainā tika pārbaudīti moduļi, kas ir pārī savienotas spoles uz slēgta gredzena kodola, saskaņā ar F-mašīnas ideju, kur pret-EMF plūsmas tiek savstarpēji kompensētas. Diemžēl nav saglabājusies neviena ģeneratora otrā modeļa fotogrāfija, lai gan tā bija visinteresantākā, praktiskākā un tehnoloģiski attīstītākā versija no visiem trim.
Trešajā ģeneratora versijā bija fiksēti statora magnēti, kas uzstādīti rāmī ap apkārtmēru, un rotējošajai rotora daļai bija "uz klāja" spoles, lai savāktu radīto enerģiju. Ierīces ideja bija šāda: optimizētās spoles bija vieglākas par rotora magnētiem ierīces otrajā versijā, kas nozīmēja šāda rotora komplekta rotācijas izmaksu samazinājumu. Tiesa, radās problēma ar strāvas savākšanas organizēšanu no rotējoša rotora, taču tā ātri tika atrisināta ar elastīgu lameļu un divu vadošu sliežu palīdzību uz rotora ass.
Ko mums izdevās noskaidrot: Pirmkārt, kā cilvēks, kurš pirmo reizi veido ģeneratoru, mani interesēja spoļu izmēri un citi parametri. Man radās diezgan godīgs jautājums - kuri no tiem būs visproduktīvākie? Eksperimentos ļoti ātri nonācu pie secinājuma, ka diametru attiecība ir vispieņemamākā: ja ņemam serdes diametru kā vienību, tad spoles diametrs būs trīs. Eksperimentos ar pirmo ģeneratoru tika izmantotas spoles ar 8 mm serdi un attiecīgi spoļu diametrs bija 24 mm. Otrajā ģeneratora versijā bija spoles uz 10 mm serdes un spoles diametrs 30 mm. Pēdējie izskatījās šādi:
Mēs arī pārbaudījām vairākas vienāda izmēra spoles, bet uztītas ar dažāda biezuma stiepli un uzzīmējām (tabulas) izejas jaudas efektivitāti. Rezultāti bija tādi, kā gaidīts: jo biezāks ir vads, jo lielāka spoles efektivitāte jaudas ziņā. Tomēr vērtības nemaz tik globāli neatšķiras viena no otras, burtiski par dažiem procentiem. Tāpēc es nevēršu jūsu uzmanību uz to.
Otrais jautājums attiecās uz magnētiskās plūsmas ekranēšanu ar feromagnētiskiem slēģiem. Būtībā pats princips. Vai noteikts telpas apgabals ir ekranēts (izolēts) no magnētiskajām līnijām? Vai magnētiskās līnijas tiek iznīcinātas? Kas notiek sistēmā no fiziskā viedokļa? Šie un citi jautājumi tika pārbaudīti uz primitīviem trešo pušu modeļiem ar pastāvīgajiem magnētiem un dažādu formu ekrāniem. Rezultātā bija iespējams izsecināt stingru noteikumu: magnētiskās līnijas nevar iznīcināt - cik līniju (nosacīti) atstāja ziemeļpolu, tieši tikpat daudz ieies dienvidos, mēs varam mainīt tikai šo līniju trajektoriju kosmosā. - viņi labprātāk plūst magnētiski caurlaidīgākā vidē (mūsu aizkars) nekā gaisā. Pateicoties šiem secinājumiem, jums jau ir atšķirīgs skatījums uz ģeneratoru modeļiem ar aizkariem un to dizainu. Nekavējoties jāiegulda ierīcē nepārtraukts ceļš magnētiskajām līnijām, kuras vēlaties atņemt no noteikta telpas apjoma, nevis veikt magnētiskās plūsmas modulāciju tieši šajā tilpumā.
Tad radās jautājums par nepieciešamo tērauda aizkaru loksnes biezumu. Fizikas mācību grāmatā teikts, ka feromagnētiskā ekrāna ierobežotais tilpums ir izolēts no ārējā magnētiskā lauka no visām pusēm. Banāli eksperimenti ir parādījuši, ka šis noteikums ne vienmēr ir patiess nepilnības dēļ. Nepietiekams novērtējums attiecas uz feromagnētiskā materiāla biezumu (galu galā - tilpumu), ar kuru mēs aizsargājam. Relatīvi runājot, ir noteikta vērtība, cik daudz magnētisko līniju var uzņemt noteikts feromagnēta tilpums. Pieņemsim, ka nosacīti 1 kvadrātcentimetra ekrāna sekcija var uzņemt 100 magnētiskās līnijas. Ja pielietosim blīvāku (jaudīgāku) magnētisko lauku, tad feromagnēts nonāks piesātinājumā - tas nevar uzņemt vairāk par 100 līnijām un visas līnijas, kas savā skaitā pārsniedz šo skaitli. robežvērtība mūsu ekrāns vairs netiks aizsargāts. Viņi to vienkārši nepamanīs un izies cauri. Tādējādi nekāds skrīnings nenotiks, precīzāk, notiks tikai daļēja skrīnings.
Saistībā ar iepriekšminētajiem nosacījumiem tiem, kas vēlas to uzbūvēt, tiek piedāvāts šāds uzlabota ģeneratora ar aizkariem modelis. Ir svarīgi izgatavot aizkarus no pietiekami biezas loksnes ar labu caurlaidību. Ar elastīgo būs dažas tehnoloģiskas problēmas, lai fiksētais statora magnēts būtu iekšā tādā "ziedē". Starp citu, gredzenu magnētu izmantošana ir arī mans uzlabojums, kas iepriekš nav izmantots. Gredzena magnēts ļauj noņemt aizkara pretestību rotācijai ar nelīdzenām malām, jo. jebkurā rotācijas apļa punktā, no slēģu viedokļa - mums ir vienāda magnētiskā lauka intensitāte. Visiem man zināmajiem šādu ģeneratoru modeļiem bija diskrēti statora magnēti, kas padara tos a priori nederīgus. Es neuzņemos sniegt novērtējumu par piedāvātā modeļa kopējo efektivitāti. Viss parādīs eksperimentu, ja jūs to veiksit. Veiksmi.
Tālāk daži vārdi par otro ģeneratora modeli ar rotējoša rotora magnētiem. Eksperimentu procesā šaubas iezagās vienā patiesībā, ko veicina mūsu izglītība. Proti, tiek uzskatīts, ka magnētiskais lauks slēgtā kodolā ir vienāds jebkurā patvaļīgā sadaļā, kopš šķiet, ka magnētiskās līnijas ir slēgtas, un induktīvā transformācija parastajā transformatorā tiek domāta, izmantojot noteikta skaita šo pašu magnētisko līniju darbu. Tas ir, no mūsdienu zinātnes viedokļa nav svarīgi, kur tieši transformatorā uztīt sekundāro uz gredzena serdes, jo it kā vienmēr vienāds magnētisko līniju skaits caurdurs apgabalu, ko aptver vienāds pagriezienu skaits, un tādējādi radīs to pašu EML.
Bet mēs atgriezīsimies pie slēgtiem kodoliem. Parādīsim, ka tādas pašas šaubas var izteikt arī attiecībā uz atvērtām stieņu serdenēm. Tika veikts papildu eksperiments, kurā kā sensors tika izmantots ļoti īss solenoīds aksiālā virzienā, lai mērītu inducēto EML gar salīdzinoši garu stieņa serdi. Izrādījās acīmredzami: magnētiskā lauka stiprums samazinās gar serdes asi, kā tas būtu visiem laukiem apgriezti attāluma kvadrātam. Klasika to interpretē šādi: viņi saka, ka ne visas magnētiskās līnijas sasniedz mūsu feromagnētiskā stieņa pretējo galu, bet daudzas atstāj to agrāk, caur sānu virsmu un atgriežas pa gaisu. Tādējādi kodola beigās ir mazāk līniju nekā sākumā. Šis apgalvojums ir pilnīgi nepatiess, kas vēlākos eksperimentos tika pierādīts arī uz gredzenu serdeņiem. Faktiski kodols neatšķiras no jebkuras citas vides, un lauks tajā izplatās un dilst atbilstoši klasiskajai vērtībai, apgriezti proporcionāli attāluma kvadrātam. Ir nepareizi aplūkot magnētisko lauku no mehānistiskā modeļa viedokļa un jo īpaši no magnētisko līniju paradigmas viedokļa.
Saistībā ar šiem atklātajiem jaunajiem datiem, koniskas spoles. Spole tiek uztīta uz parastā stieņa serdes, un katrs nākamais slānis ir saīsināts aksiālā virzienā. Stingri sakot, attāluma kvadrāts nosaka lauka blīvuma samazināšanās hiperbolisko likumu, kas diagrammā grafiski atbildīs arī spoles kontūras ārējās līnijas ģeometrijai. Bet nosacīti tuvinot, mēs varam padarīt to tīri konisku bez izliekuma. Atšķirība galarezultātā nav būtiska. Viss iepriekš minētais attiecas arī uz spolēm uz gredzenveida slēgtiem serdeņiem. Atgriešanās no koniskas spoles pēc manas metodes ir gandrīz divas reizes lielāka nekā no klasiskās cilindriskās. Vēlākajos darba periodos, kad mana zināšanu bāze aptvēra pietiekamu skaitu visu veidu izgudrotāju un to ierīču, dažos no tiem novēroju līdzīgu pieeju spoļu topoloģijai. Žēl, ka zinātne šo faktu neaptver.
Ir vērts pieminēt vēl vienu būtisku uzlabojumu, kas būtu jāpiemēro visplašākajā gadījumu lokā. Es runāju par feromagnētisko ekrānu uz magnēta darba zonas aizmugurē (augšējā attēlā divas šādas "pankūkas" ir norādītas ar punktētu līniju). Šādi ekrāni pārvieto iedomāto magnētiskā lauka centru ekrānam pretējā virzienā, kas it kā stiprina magnētu. Efektivitātes pieaugums ar šādu uzlabojumu būs diezgan augsts.
Ļaujiet man pateikt dažus vārdus par F-mašīnas moduļiem. Tie izrādījās pilnīgi neefektīvi un viduvēji. Fakts ir tāds, ka primārā plūsma ir sadalīta divos kanālos. Tas ir, matemātiski, mums ir plūsma katrā plecā, kas vienāda ar vienu sekundi no kopējās. Turklāt mēs zinām, ka jo lielāks spriegums, jo lielāka ir strāva, ja ir slodze. Neiedziļinoties precīzos aprēķinos, šos divus lielumus (spriegumu un strāvu, kas rodas zem slodzes) var uzskatīt par tieši proporcionāliem. Tādējādi, nosacīti runājot, ja spriegums samazināsies uz pusi, tad arī strāva samazināsies uz pusi, jo. vairs nav tā jaudīgā dipola, kas atbalstītu šo strāvu. Un, atceroties, ka jauda ir sprieguma un strāvas reizinājums, un zinot, ka katrā plecā esam samazinājuši primāro plūsmu uz pusi, mēs iegūstam, ka gala jauda tajā pašā rokā samazinās 2x2 = 4 reizes. Līdz ar to visa šīs idejas neefektivitāte.
Trešais modelis, protams, paaugstināja efektivitāti, taču visi trīs modeļi skaidri parādīja, ka galvenais kaitējums sistēmai rodas no apgrieztās kaitīgās ietekmes, kad tiek noslogotas izejas spoles. Un jo vairāk izvades spoļu ir uzstādīts, jo skaidrāk var redzēt šo negatīvo efektu.
Lai uzlabotu šādu ierīču veiktspēju, es varu ieteikt palielināt pastāvīgo magnētu īpatnējo jaudu (izmantojot NdFeB), vienlaikus samazinot to kopējo masu (ar to saprotot otro ģeneratora modeli), kā arī palielinot magnētiskās plūsmas modulācijas ātrumu, t.i. griešanās ātrums, ko var veikt, izmantojot ātrdarbīgus un ekonomiskus pašmāju dzinējus:
 |
| Es iesaku šos vietējā ražojuma motorus (DPM un DPR). |
Man šķiet ļoti problemātiski panākt ierīces kopējo efektivitāti vairāk nekā 100% paša reversā EMF pastāvēšanas apstākļos. Drīzāk pat neiespējami. Atpakaļ EMF nav pārbaudīto ģeneratoru iezīme, tā ir pati indukcijas procesa iezīme, elektroenerģijas "izvilkšanas" metode, ko pašlaik izmanto cilvēce. Tāpēc pārtraucu darbu ar mehāniskajiem ģeneratoriem un dodos pētīt statisko (bez kustīgām daļām) sistēmu jomu. Un es novēlu jums visu to labāko, jo jebkurā gadījumā šādu progresīvu elektromagnētisko ģeneratoru efektivitāte būs daudz augstāka nekā klasiskajiem. Tāpat, manuprāt, bija svarīgi savus atklājumus nodot lasītājam, jo tos var izmantot visplašākajā ierīču klāstā.
Fakts, ka neodīma magnētu ģenerators, piemēram, vēja ģenerators, ir noderīgs, vairs neapšauba. Pat ja visas mājas ierīces šādā veidā nevar nodrošināt ar enerģiju, galu galā, ilgstoši lietojot, tas parādīsies no uzvarētāja puses. Ierīces izgatavošana ar savām rokām padarīs darbību vēl ekonomiskāku un patīkamāku.
Neodīma magnētu raksturojums
Bet vispirms noskaidrosim, kas ir magnēti. Viņi parādījās ne tik sen. Veikalā magnētus ir iespējams iegādāties jau kopš pagājušā gadsimta deviņdesmitajiem gadiem. Tie ir izgatavoti no neodīma, bora un dzelzs. Galvenais elements, protams, ir neodīms. Šis ir lantanīdu grupas metāls, ar kura palīdzību magnēti iegūst milzīgu adhezīvu spēku. Ja paņemat divus lielus gabalus un savelciet tos kopā, tad tos atvienot būs gandrīz neiespējami.
Pārdošanā pamatā, protams, ir miniatūras sugas. Jebkurā dāvanu veikalā jūs varat atrast bumbiņas (vai citas formas), kas izgatavotas no šī metāla. Neodīma magnētu augstā cena ir izskaidrojama ar izejvielu ieguves sarežģītību un to ražošanas tehnoloģiju. Ja bumbiņa ar diametru 3-5 milimetri maksās tikai dažus rubļus, tad par magnētu, kura diametrs ir 20 vai vairāk milimetri, jums būs jāmaksā 500 vai vairāk rubļu.
Neodīma magnēti tiek ražoti īpašās krāsnīs, kur process notiek bez skābekļa pieejamības, vakuumā vai atmosfērā ar inertu gāzi. Visizplatītākie ir magnēti ar aksiālo magnetizāciju, kuros lauka vektors ir vērsts pa vienu no plaknēm, kur mēra biezumu.
Neodīma magnētu īpašības ir ļoti vērtīgas, taču tos var viegli sabojāt un nelabojami. Tātad spēcīgs trieciens var atņemt viņiem visas īpašības. Tāpēc jācenšas izvairīties no krišanas. Arī plkst dažādi veidi ir temperatūras ierobežojums, kas svārstās no astoņdesmit līdz divsimt piecdesmit grādiem. Temperatūrā, kas pārsniedz robežvērtību, magnēts zaudē savas īpašības.
Pareiza un rūpīga lietošana ir atslēga, lai saglabātu kvalitāti trīsdesmit gadus vai ilgāk. Dabiskā demagnetizācija ir tikai viens procents gadā.
Neodīma magnētu pielietojums
Tos bieži izmanto eksperimentos fizikas un elektrotehnikas jomā. Bet praksē šie magnēti jau ir atrasti plašs pielietojums, piemēram, rūpniecībā. Bieži vien tos var atrast suvenīru sastāvā.
Augstā saķeres pakāpe padara tos ļoti noderīgus, meklējot pazemes metāla priekšmetus. Tāpēc daudzas meklētājprogrammas izmanto aprīkojumu, kas izmanto neodīma magnētus, lai atrastu aprīkojumu, kas palicis no kara laika.
Ja vecie akustiskie skaļruņi knapi strādā, tad reizēm ir vērts pie ferīta magnētiem piestiprināt neodīma magnētus, un iekārta atkal skanēs lieliski.
Tātad uz motora vai ģeneratora varat mēģināt nomainīt vecos magnētus. Tad pastāv iespēja, ka tehnika darbosies daudz labāk. Patēriņš arī samazināsies.
Cilvēce jau ilgu laiku ir meklējusi neodīma magnētus, kā daži uzskata, ka tehnoloģija var iegūt reālu formu.
Gatava vertikāli orientēta vēja turbīna
Vēja turbīnām, īpaši pēdējie gadi, atjaunota interese. Ir jauni modeļi, kas ir ērtāki un praktiskāki.
Vēl nesen galvenokārt tika izmantotas horizontālās vēja turbīnas ar trim lāpstiņām. Un vertikālie skati neizplatījās lielās slodzes dēļ uz vēja riteņa gultņiem, kā rezultātā radās palielināta berze, absorbējot enerģiju.
Bet, pateicoties magnētiskās levitācijas principu izmantošanai, vēja ģeneratoru uz neodīma magnētiem sāka izmantot precīzi vertikāli orientēti, ar izteiktu brīvu inerciālo rotāciju. Pašlaik tas ir izrādījies efektīvāks par horizontālo.
Viegla iedarbināšana tiek panākta, pateicoties magnētiskās levitācijas principam. Un pateicoties daudzpolaritātei, kas dod Nominālais spriegums pie maziem ātrumiem ir iespējams pilnībā atteikties no ātrumkārbām.
Dažas ierīces spēj sākt darboties, kad vēja ātrums ir tikai pusotrs centimetrs sekundē, un, kad tas sasniedz tikai trīs četrus metrus sekundē, tas jau var būt vienāds ar ierīces ģenerēto jaudu.
Pielietojuma zona
Tādējādi vēja ģenerators atkarībā no jaudas spēj nodrošināt enerģiju dažādām konstrukcijām.
Pilsētas dzīvokļi.
Privātmājas, vasarnīcas, veikali, automazgātavas.
Bērnudārzi, slimnīcas, ostas un citas pilsētas iestādes.
Priekšrocības
Ierīces tiek iegādātas gatavas vai izgatavotas neatkarīgi. Iegādājoties vēja ģeneratoru, atliek tikai to uzstādīt. Visas regulēšanas un izlīdzināšanas jau ir pabeigtas, ir veikti testi dažādos klimatiskajos apstākļos.
Neodīma magnēti, kas tiek izmantoti pārnesumkārbas un gultņu vietā, ļauj sasniegt šādus rezultātus:
tiek samazināta berze un palielināts visu detaļu kalpošanas laiks;
darbības laikā pazūd ierīces vibrācija un troksnis;
izmaksas tiek samazinātas;
ietaupa elektroenerģiju;
novērš nepieciešamību pēc regulāras apkopes.
Vēja ģeneratoru var iegādāties ar iebūvētu invertoru, kas lādē akumulatoru, kā arī ar kontrolieri.
Visizplatītākie modeļi
Ģeneratoru uz neodīma magnētiem var izgatavot uz viena vai dubultā stiprinājuma. Papildus galvenajiem neodīma magnētiem dizainā var nodrošināt papildu ferīta magnētus. Spārna augstums ir izgatavots dažādi, galvenokārt no viena līdz trim metriem.
Jaudīgākiem modeļiem ir dubults stiprinājums. Viņi arī uzstāda papildu ģeneratorus uz ferīta magnētiem, un tiem ir atšķirīgs spārnu augstums un diametrs.
Pašdarināti dizaini
Ņemot vērā, ka ne visi var atļauties iegādāties ar vēju darbināmu neodīma magnētu ģeneratoru, viņi bieži vien nolemj uzbūvēt konstrukciju ar savām rokām. Apsveriet dažādas iespējas ierīces, kuras varat viegli izgatavot pats.
DIY vēja ģenerators
Tam ir vertikāla rotācijas ass, un tai parasti ir no trim līdz sešiem asmeņiem. Konstrukcijā ietilpst stators, asmeņi (fiksēti un rotējoši) un rotors. Vējš ietekmē lāpstiņas, turbīnas ieeju un izeju. Automobiļu rumbas dažreiz tiek izmantotas kā atbalsts. Šāds ģenerators uz neodīma magnētiem ir kluss, saglabājas stabils pat stiprā vējā. Viņam nav vajadzīgs augsts masts. Kustība sākas pat ar ļoti vāju vēju.
Kas var būt fiksēta ģeneratora ierīce
Ir zināms, ka elektromotora spēks caur vadu tiek ģenerēts, mainot magnētisko lauku. Stacionārā ģeneratora kodols ir izveidots ar elektronisku vadību, nevis mehāniski. Ģenerators automātiski kontrolē plūsmu, darbojoties rezonansi un patērējot ļoti maz enerģijas. Tās vibrācijas novirza dzelzs vai ferīta serdeņu magnētiskās plūsmas uz sāniem. Jo augstāka ir svārstību frekvence, jo spēcīgāka ir ģeneratora jauda. Palaišana tiek realizēta ar īslaicīgu impulsu ģeneratoram.
Kā izveidot mūžīgo kustību mašīnu
Uz neodīma magnētiem tie būtībā ir vienāda tipa saskaņā ar darbības principu. Standarta opcija jau ir aksiālais tips.
Tā pamatā ir rumba no automašīnas ar bremžu diskiem. Šāda bāze kļūs uzticama un spēcīga.
Pieņemot lēmumu par tā lietošanu, rumba ir pilnībā jāizjauc un jāpārbauda, vai ir pietiekami daudz eļļošanas, un, ja nepieciešams, notīriet rūsu. Tad gatavā ierīce būs patīkami nokrāsota, un tā iegūs “mājīgu”, koptu izskatu.
Vienfāzes ierīcē polu skaitam jābūt vienādam ar magnētu skaitu. Trīsfāzēs jāievēro attiecība divi pret trīs vai četri pret trīs. Magnēti tiek novietoti ar mainīgiem stabiem. Tiem jābūt precīzi novietotiem. Lai to izdarītu, varat uzzīmēt veidni uz papīra, izgriezt to un precīzi pārsūtīt uz disku.
Lai nesajauktu stabus, atzīmes tiek veiktas ar marķieri. Lai to izdarītu, magnēti tiek atnesti ar vienu pusi: to, kas pievelk, apzīmē ar zīmi "+", bet to, kas atgrūž - "-". Magnētiem ir jāpievelk, tas ir, tiem, kas atrodas viens otram pretī, jābūt ar dažādiem stabiem.
Parasti tiek izmantota superlīme vai tamlīdzīgi, un pēc tam, kad uzlīme tiek pārlieta ar vairāk epoksīda stiprības palielināšanai, iepriekš izveidojot “apmales”, lai tā neizplūst.
Trīs vai vienfāzes
Neodīma magnēta ģenerators parasti ir paredzēts darbam ar vibrāciju zem slodzes, jo tas nenodrošina pastāvīgu strāvas izvadi, kā rezultātā radīsies pēkšņa amplitūda.
Bet ar trīsfāzu sistēmu jebkurā laikā tas tiek garantēts pastāvīga jauda fāzes kompensācijas dēļ. Tāpēc nebūs vibrācijas, nebuzz. Un darba efektivitāte būs par piecdesmit procentiem augstāka nekā ar vienu fāzi.
Spoles uztīšana un montāža
Ģeneratora aprēķins uz neodīma magnētiem galvenokārt tiek veikts ar aci. Bet labāk, protams, sasniegt precizitāti. Piemēram, zema ātruma ierīcei, kur akumulatora uzlāde sāktu darboties ar 100–150 apgriezieniem minūtē, būs nepieciešami 1000–1200 apgriezieni. Kopējais skaits tiek dalīts ar spoļu skaitu. Tik daudz pagriezienu būs nepieciešams katrā no tiem. Spoles tiek uztītas ar iespējami biezāko vadu, jo ar mazāku pretestību strāva būs lielāka (ar lielu spriegumu pretestība aizņems visu strāvu).
Parasti viņi izmanto apaļas, bet labāk ir uztīt iegarenas formas spoles. Iekšējam caurumam jābūt vienādam ar magnēta diametru vai lielākam par to. Turklāt optimālais magnēts izrādīsies taisnstūra, nevis paplāksnes formā, jo pirmajam ir magnētiskais lauks, kas izstiepts visā garumā, bet otrais ir koncentrēts centrā.
Statora biezums ir vienāds ar magnētu biezumu. Veidlapai varat izmantot saplāksni. Stikla šķiedra tiek novietota tās apakšā un spoļu augšpusē, lai nodrošinātu izturību. Spoles ir savienotas viena ar otru, un katra fāze tiek izvadīta, lai savienotu ar trīsstūri vai zvaigzni.
Atliek izgatavot mastu un uzticamu pamatu.
Protams, šī nav mūžīgā kustība uz neodīma magnētiem. Taču ietaupījums, izmantojot vēja ģeneratoru, tiks nodrošināts.
Sūtīja:
1. daļa. Detalizēti apskatīta klasiska zema ātruma pastāvīgā magnēta ģeneratora izgatavošana ar jaudu aptuveni 35W pie 200 apgr./min un aptuveni 160W pie 400 apgr./min.
1. Ievads
Šī ir instrukcija pastāvīgā magnēta ģeneratora (PMG) ražošanai, kas ražo maiņstrāva. Tas ģenerē nevis "industriālo" spriegumu 220 V, bet zemu Maiņstrāvas spriegums trīs fāzēs, kas pēc tam tiek rektificēta un pievadīta izejai līdzstrāvas veidā ar 12V akumulatoru uzlādei piemērotiem parametriem.
Šādus ģeneratorus plaši izmanto pašmāju mini hidroelektrostacijās, vējdzirnavās un citās "dari pats" spēkstacijās. Aprakstu izstrādāja Dr Smale Hennas, kas publicēts slavenā Skotijas DIYer un daudzu rokasgrāmatu autora Hjū Pigota tīmekļa vietnē.
Šis pastāvīgā magnēta ģenerators sastāv no šādām sastāvdaļām:
1. Tērauda asis un zari (vārpstas un muguriņas)
2. Stators, kurā ir stiepļu spoles (stators)
3. Divi magnētiskie rotori (magnēta rotors)
4. Taisngriezis
Stators satur sešas spoles vara stieple pildīts ar epoksīda sveķiem. Statora korpuss ir fiksēts ar stieņiem un negriežas. Vadi no spolēm ir savienoti ar taisngriezi, kas ražo D.C. 12V akumulatoru uzlādēšanai. Taisngriezis ir piestiprināts pie alumīnija radiatora, lai tas nepārkarstu.
Magnētiskie rotori ir piestiprināti pie saliktas konstrukcijas, kas rotē ap asi. Aizmugurējais rotors ir uzstādīts aiz statora un ar to ir aizvērts. Priekšējais rotors atrodas ārpusē un ir piestiprināts pie aizmugurējā rotora ar gariem spieķiem, kas iet caur statora centrālo caurumu. Gadījumā, ja tiek izmantots pastāvīgā magnēta ģenerators ar vējdzirnavām, vējdzirnavu asmeņi tiks uzstādīti uz tiem pašiem spieķiem. Tie griezīs rotorus un tādējādi pārvietos magnētus gar spolēm. Rotoru mainīgais magnētiskais lauks rada strāvu spolēs.
Šis pastāvīgā magnēta ģenerators ir paredzēts lietošanai ar nelielu vēja turbīnu. Lai izgatavotu pašu vēja ģeneratoru, jums ir nepieciešami šādi mezgli:
Masts: tērauda caurule, kas piestiprināta ar kabeļiem (tornis)
"Rotējoša galva", kas ir uzstādīta masta augšpusē
Aste, vējdzirnavu pagriešanai vējā (aste)
Asmeņu komplekts (asmeņi)
Pastāvīgā magnēta ģenerators darbojas ar mazu ātrumu. Zemāk esošajā grafikā ir parādīta ģeneratora jauda, uzlādējot 12 V akumulatoru. Pie 420 apgr./min tas ražo 180 vatus = 15 A x 12 V
Plkst lielāks ātrumsģenerators, lai ražotu vairāk enerģijas. Bet lielāka strāva uzsilda spoles un efektivitāti. kritieni. Lai izmantotu ģeneratoru lieliem ātrumiem, labāk ir uztīt spoles ar citu vadu, biezāku un veikt mazāk apgriezienu spolē. Bet tajā pašā laikā zemā ātrumā ģenerators darbosies slikti.
Lai izmantotu šo ģeneratoru lielā un mazā ātrumā, varat mainīt spoļu savienošanas veidu: pārslēgties no zvaigznītes uz trīsstūri un otrādi.
Grafikā parādīta izejas jaudas atkarība no ātruma dažādiem savienojuma veidiem. "Zvaigzne" sāk darboties ar mazu ātrumu (170 apgr./min.). "Trijstūris" dod vairāk jaudas bet tikai pie lieliem apgriezieniem. Zvaigzne ir laba ar mazu vēju, trīsstūris ar lielu.
Ja palielināsiet pastāvīgā magnēta ģeneratora izmēru, tad ar tādiem pašiem ātrumiem tas var ražot vairāk enerģijas.
Uzmanību
Ražojot ģeneratoru ar pastāvīgajiem magnētiem, īpašu uzmanību pievērsiet magnētu stiprinājumam – nekādā gadījumā tos nedrīkst atdalīt no sēdekļa! Karājošais magnēts sāk plosīt statora korpusu un neatgriezeniski sabojāt ģeneratoru.
Stingri ievērojiet norādījumus par rotora liešanu - nekādā gadījumā neaprobežojieties ar magnētu pielīmēšanu pie tērauda diskiem.
Veicot montāžu, nesitiet pret rotoru ar āmuru
Atstājiet vismaz 1 mm atstarpi starp rotoriem un statoru (lielāka atstarpe lielas slodzes darbiem)
Nedarbiniet pastāvīgā magnēta ģeneratoru ar ātrumu virs 800 apgr./min. (Kad vējdzirnavas griežas ar šādu ātrumu, tajās rodas žiroskopiski spēki, kas var saliekt asis un likt magnētiem pieskarties rotoram)
Nepievienojiet asmeņus tieši pie ārējā rotora, piestipriniet tikai pie spieķiem.
Piestiprinot asmeņus pie spieķiem, turiet ģeneratoru tā, lai tā griešanās ass būtu vertikāla, nevis horizontāla.
Rotors, gultņu komplekts, profils ar asi
Materiāli liešanas veidnēm un instrumentiem.- Grīdas dēļi un koka līme
- Smilšpapīrs, vaska pulēšana (ja ir - poliuretāna laka + šķidrums tās noņemšanai)
- Krāsu otas, sūklis to tīrīšanai
- Saplāksnis 13 mm instrumentiem un veidnēm
- Tērauda stienis vai caurule tinējam
- Biezas metāla loksnes gabali
Rīki
- Brilles, maska, cimdi
- Darbagalds ar skrūvspīlēm
- Metināšanas iekārta
- leņķa slīpmašīnas
- zāģis, āmurs, perforators, kalts
- mērlente, kompasi, transportieri
- uzgriežņu atslēgas: 8, 10, 13, 17, 19 mm, 2 no katra veida
- pogu un piesitiet M10, lai izveidotu caurumus magnētiskajā rotorā
- vara stieple magnēta pozicionēšanai
- vertikālā urbjmašīna
- urbji 6, 8, 10, 12 mm
- urbis caurumu izgatavošanai 25 mm, 65 mm
- koka virpas
- virpas griezējs
- finierzāģis kokam
- svari epoksīda svēršanai. Katalizatora smidzinātājs, plastmasas paplātes, šķēres
- lodāmurs, lodmetāls ar plūsmu, stiepļu griezēji, ass nazis
Šajā sadaļā ir aprakstīta ražošana īpašas ierīces(iekārtas) un veidnes liešanai. Ir daudz veidu, kā ražot šādas ierīces, viens no tiem ir aprakstīts šeit. Liešanas veidnes un pastāvīgo magnētu ģeneratora instrumentus var izmantot atkārtoti.
3.1 Uztinējs
Ģeneratora statorā ir 6 spoles pa 100 apgriezieniem vara stieples.
Spoles tiek izgatavotas, uztinot uz saplākšņa veidnes. Veidne ir uzstādīta roktura galā, starp saplākšņa vaigiem.
Pildspalvas izgatavošana
Nogrieziet tērauda plāksnes gabalu 60x30x6 mm (dodiet vai paņemiet) un droši piestipriniet to (vai piemetiniet) roktura galā, kā parādīts zemāk.
Mēs urbjam 2 caurumus ar diametru 6 mm 40 mm attālumā viens no otra
Izgrieziet 3 13 mm saplākšņa gabalus, kā parādīts zemāk.
Veidnes izmēri ir 50 x 50 mm, un tās biezums ir 13 mm. Malas ir noapaļotas. Divi vaigi - 125 x 125 mm, ar 20 mm dziļiem izgriezumiem augšā un apakšā. Izgriezumi ir nepieciešami, lai pēc uztīšanas spoli nostiprinātu ar elektrisko lenti.
Mēs saliekam visas detaļas, kā parādīts zemāk, un 40 mm attālumā izurbjam caurumus skrūvēm ar diametru 6 mm. Vislabāk ir izmantot vertikālo urbjmašīnu.
Ievietojiet divas skrūves caur caurumiem tērauda plāksnē un salieciet visu konstrukciju, veidni starp vaigiem. Vislabāk ir izmantot spārnu uzgriežņus.
Montāžas caurumu veidne.
Magnētiskie rotori ir uzstādīti uz gultņa rumbas. Montāžai ir atloks ar caurumiem. Piemēram, tas var būt 4 caurumi, kas atrodas uz apļa, kura diametrs ir 102 mm (angļu valodā ir īpašs termins pitch circle diametrs, PCD). Vai arī varat izveidot atšķirīgu caurumu skaitu atkarībā no gultņa komplekta. Tālāk mēs aplūkojam PCD 102 mm.
PCD veidne tiks izmantota, lai urbtu caurumus rotorā, kā arī lai līdzsvarotu rotoru. Caurumi ir jāmarķē un jāizurbj ar vislielāko precizitāti.
a) izgrieziet 125 x 125 mm kvadrātveida tērauda plāksni
b) novelciet diagonāles un ieduriet centru
c) izvērsiet kompasu līdz 51 mm rādiusam, uzzīmējiet apli
d) apļa diametrs ir PCD
e) atzīmējiet 2 apļa un vienas diagonāles krustpunktus
f) ievelciet kompasu par 72 mm (skaitlis ir pareizs PCD 102 mm). Atzīmējiet divus punktus uz apļa precīzi 72 mm attālumā no iepriekšējiem diviem.
g) Izurbiet 4 caurumus 72 mm attālumā viens no otra, vispirms izmantojiet maza diametra urbi.
Veidne magnētu pozicionēšanai
a) Atzīmējiet saplākšņa sagataves centru
b) No atzīmētā punkta novelciet 3 apļus ar diametru 50mm, 102mm un 200m
c) Novelciet 2 paralēlas līnijas kā pieskares 50 mm aplim (attēlā iepriekš)
d) Iztērējiet vēl 3 pārus paralēlas līnijas 45 un 90 grādos pret pirmo pāri.
e) Izmantojot līnijas, atzīmējiet vietas magnētiem un izgrieziet veidni gar smago līniju (attēls augstāk)
f) Novelciet līniju starp divu pretējo magnētu centriem
g) Uzlieciet tērauda PCD montāžas cauruma veidni uz 102 mm apļa, izlīdziniet to ar līniju starp magnētu centriem un izurbiet caurumus tērauda veidnē.
3.3. Veidnes un instrumenti: liešanas veidņu izgatavošana
Sāksim izgatavot veidnes rotora un statora liešanai. Tie var būt izgatavoti no koka vai alumīnija. Vēl viens veids ir veidot veidnes no māla un līdzināt tās uz podnieka ripas kā podu. Veidnes virsma būs statora vai rotora ārējā virsma. Pēc tam veidnes iekšpusē tiks pievienoti stikla šķiedras ieliktņi. Veidnes virsmai jābūt pēc iespējas gludākai.
Formām jābūt stiprām. Statoru vai rotoru pēc sacietēšanas nav viegli izsist no formas, var būt nepieciešami pāris sitieni ar āmuru.
Izgrieziet dažus diskus no grīdas dēļa (attēls zemāk), apmēram 500 mm diametrā.
Visos diskos, izņemot vienu, izgrieziet apaļus caurumus 360 mm diametrā, lai iegūtu gredzenus.
Uz atlikušā diska uzzīmējiet apli ar diametru 360 mm
Izurbiet 12 mm caurumu diska centrā
Līmējiet gredzenus pie diska, lai izveidotu 60 mm augstu kaudzi. Iekšā iesmērē vairāk līmes.
Izgrieziet disku no 15 mm saplākšņa ar 140 mm diametru, tā centrā izurbiet 12 mm caurumu
Ievietojiet 12 mm skrūvi caur abiem caurumiem un pielīmējiet mazo disku lielā diska centrā. Ap diska malām iesmērējiet vairāk līmes
Pievienojiet konstrukciju citam paštaisītam diskam, virpas diskam vai ritenim. Kopumā jums ir nepieciešams tā sauktais priekšējais panelis (turētājs) attēlā zemāk.
Pagriežot turētāju, ar zīmuli uzzīmējiet apli tā centrā.
Šajā centrā izurbiet 12 mm caurumu. Sējmašīnai jābūt stingri paralēlai asij.
Pieskrūvējiet līmētos diskus (turpmāk tekstā - sagatave) pie turētāja ar 12 mm skrūvi. Nostipriniet ar papildu 4 skrūvēm.
Pārbaudiet sagataves rotāciju. Lai to izdarītu, zīmulis jātur pie virsmas, kad sagatave griežas. Ja zīmulis atstāj nospiedumu, tad šajā vietā uz virsmas ir izspiedums. Atskrūvējiet skrūves un ievietojiet papīra gabalus starp turētāju un apstrādājamo priekšmetu pretējā sagataves virsmā pret zīmuļa atzīmēm. Pievelciet skrūves un mēģiniet vēlreiz
Tagad jūs varat apstrādāt sagatavi ar griezēju.
Izgrieziet līdzenu virsmu sagataves iekšpusē.
Uz iekšējās virsmas izveidojiet 7 grādu slīpumu
Kopējam iekšpuses diametram jābūt 380 mm
Plakanās daļas diametrs 360mm (skatīt attēlu zemāk)
Iekšējie stūri ir noapaļoti, nav asi
Sasmalciniet iekšējo disku līdz 130 mm diametram. Arī stūri ir noapaļoti (attēls zemāk)
Pārbaudiet, vai spole brīvi iekļaujas savā vietā - ja nē, tad vai nu nedaudz izurbiet iekšējo virsmu, vai arī samaziniet iekšējā diska diametru.
Noņemiet sagatavi no virpas.
Izurbiet 4 urbumus centrālajā daļā (tie ir nepieciešami, lai atdalītu ārējā un iekšējā statora veidnes, iekšējā veidne ir aprakstīta nākamajā sadaļā). Ieduriet mazus saplākšņa gabalus caurumu aizmugurē, lai izveidotu "apstāšanos".
3.3.2 Statora iekšējā veidne.Griezuma diski ar diametru 370 mm
Katra centrā izurbiet 12 mm caurumu
Līmējiet tos kaudzē (att. augšā), nostipriniet ar 12 mm skrūvi
Kaudzītei jābūt vismaz 45 mm biezai, vēlams 50 mm
Pavelciet 20 grādu griezēju gar malu, nogrieziet stūri tā, lai diametrs samazinātos no 368 mm līdz 325 mm
Pārbaudiet, vai ārējā veidne atrodas uz iekšējās veidnes ar 6 mm atstarpi ap malu. Pēc tam noņemiet iekšējo veidni no iekārtas.
Atzīmējiet divas līnijas uz lielākās veidnes virsmas 340 mm attālumā viena no otras.
Izgrieziet slīpās malas, kā parādīts zemāk
Fasādes ļaus šajās vietās iepludināt pildījuma materiālu un tādējādi nostiprināt statora stiprinājuma punktus.
3.3.3. liešanas veidne rotoram.Ģeneratoram nepieciešami 2 magnētiskie rotori. Viņiem ir nepieciešama viena liešanas veidne, bet labāk ir divas, lai paātrinātu procesu.
Rotora ārējā forma (attēls zemāk) ir līdzīga statora ārējai formai, bet vienkāršāka:
Izmantojot montāžas cauruma veidni (apskatīts iepriekš), izurbiet 4 caurumus, lai vēlāk uzstādītu magnētiskos rotorus.
Magnētiskā rotora liešanai nepieciešama arī iekšējā liešanas veidne (att. zemāk), ar tādu pašu stiprinājuma caurumu marķējumu.
Visas formas ir jānoslīpē, lai iegūtu ļoti gludu virsmu, kas jāapstrādā ar javu ar poliuretāna sūkli, kas ieeļļota ar vasku.
Veidnes nav nepieciešams krāsot: karsējot, krāsa saplaisās un sabojās lējuma virsmu.
3.3.4 Statora veidnes
Veidne tapām.
Ielejot statorā, jānoblīvē 4 atbalsta tapas 8 mm. Lai tie nelocītu, kamēr laikmets žūst, tie tiek fiksēti vietā, izmantojot veidni, ko mēs tagad izveidosim. Veidne ir izgatavota no koka klucīša 380 x 50 x 25 mm. Izmēri ir precīzi jāsaglabā, pretējā gadījumā tapas nesakritīs ar montāžas tapām.
a) atzīmējiet stieņa centru uz lielākās malas (attēls zemāk)
b) uzzīmējiet ar kompasu divus lokus ar rādiusu 178 mm
c) atzīmējiet 2 punktus katrā lokā 30 mm attālumā viens no otra un 10 mm no malas.
d) Izurbiet 4 8 mm caurumus, vislabāk ar urbjspiedi
e) Uzmanīgi notīriet izejas caurumus, lai neatstātu pēdas uz lējuma.
papīra veidne
Statora ražošanai tiek izmantots tā sauktais pulvera stikla paklājs (stikla materiāls ar pulvera saistvielu). Lai no tā izgrieztu statora sastāvdaļas, izveidojiet papīra veidnes. Tos var apvilkt ar flomāsteru un izgriezt iegūto figūru no stikla paklājiņa.
Aptiniet formu ar papīra lapu un atzīmējiet malu.
Turpinājums sekos.