Електромагнетни мотори: опис и принцип рада

Електромагнетски мотори добијају само славу, нису широко распрострањени. До данас, тема непрекидног кретања узбуђује дизајнере широм света. Трошак електричне енергије је прилично низак у поређењу са бензином или дизел горивом. Свака особа жели имати при руци вјечни уређај који ће радити без бриге и велике количине горива. Мотори са соленоидним вентилима (унутрашње сагоревање) раде ефикасније, али да би се постигла висока ефикасност и смањили трошкови енергије и даље не успева.

Као основу за своје дизајне, инжењери бирају трајне магнете. Они имају огромну енергију која само треба да буде у стању да користи. Мотори произведени таквим технологијама су прилично једноставни за производњу. Али сада је мало вероватно да свако може исциједити максималну количину енергије код куће. За то постоји много разлога, а главна је комплексност структура.

Стална магнетна енергија

Сваки перманентни магнет има врло јак терен, који има високу енергију. Због тога многи програмери електромагнетних мотора покушавају претворити магнетно поље у механичка енергија принудно ротирање ротора. За поређење:

1. Током сагоревања, угаљ може да ослободи око 33 Ј / г енергије.
2. За уље, овај индикатор је 44 Ј / г.
3. Радиоактивни уранијум има 43 милијарде Ј / г.

У теорији, перманентни магнет може да издвоји око 17 милијарди џула по граму (а то је отприлике трећина истог параметра уранијума). Али ефикасност магнета неће бити једнака 100%. Ресурсни магнети на бази ферита - не више од 70 година. Али то је упркос чињеници да на њега не утичу велики падови температуре, физичка и магнетска оптерећења. Наравно, бензинска јединица В8 неће заменити електромагнетни мотор, али се може користити на лаким возилима.

Индустрија тренутно производи магнете који су направљени од ретких метала. Они су десет пута јачи од једноставних ферита. Сходно томе, ефикасност њихове употребе је много већа. Ако такав трајни магнет изгуби снагу, онда се може лако напунити. Да би се то урадило, довољно је да се њиме утиче магнетним пољем са великом силом. Могу се користити у моторима са магнетним вентилима. Они немају брегасто вратило, електроника преузима његове функције.

Електромагнетни патенти за машине

Многи инжењери су већ патентирали своје моторе. Али нико још није успео да оствари изводљиву машину за стално кретање. Такви уређаји још нису савладани, ретко се уводе у опрему, мало је вероватно да ће се наћи у продаји. Електромагнетни вентили су много чешћи (дизел мотори су електронски контролисани и способни за испоруку веће снаге). Неки дизајнери су сигурни да се електромагнетски мотори не доводе у серијску производњу, јер се сви догађаји класификују. Већина проблема у таквим моторима још увијек није у потпуности ријешена.

Преглед познатих конструкција

Међу великим бројем дизајна магнетних мотора су:

1. Магнетни мотори типа Калинин. Дизајн је потпуно неупотребљив, јер се механизам опруге не намеће на ум.
2. Магнетно-механички дизајн мотора Дудисхев. Ако направите компетентно фино подешавање, онда ови мотори могу радити скоро заувек.
3. "Ренев" - електромагнетни мотори, направљени по класичној шеми. На ротору је уграђен компензатор, али није у стању да ради без прекидања када пролази кроз мртву тачку. А да би ротор пролазио кроз мртву тачку складишта, могуће је извршити пребацивање на два начина - уз помоћ електромагнета и механичког уређаја. Овим дизајном не може се тврдити назив "перпетуал мотион". Да, и једноставно индукцијски мотор електромагнетни тренутак ће бити много већи.
4. Електромагнетни мотори које је дизајнирао Минато. Изводи се по класичној шеми, то је обичан електромагнетни мотор, који има врло високу ефикасност. С обзиром да дизајн не може постићи ефикасност од 100%, он не функционише као "вечно кретање".
5. Јохнсон Моторс су аналози "Реневед", ​​али имају мање енергије.
6. Схкондинови мотор-генератори су структура која функционише помоћу магнетне одбојности. Компензатори у моторима се не користе. Није у стању да ради у "сталном покрету", ефикасност није већа од 80%. Дизајн је веома сложен, јер садржи колектор и склоп четкица.
7. Најнапреднији механизам је конструкција мотора-генератора Адамс. Ово је веома познат дизајн, ради на истом принципу као и мотор Схкондин. То је за разлику од потоњег, одбијање долази од краја електромагнета. Дизајн уређаја је много једноставнији од Схкондина. Ефикасност може бити 100%, али у случају, ако направите прекидачки намот електромагнета кратким пулсом са високим интензитетом из кондензатора. У "перпетуал мотион" не може радити.
8. Електромагнетни мотор реверзибилног типа. Вањски се налази магнетни ротор, унутар којег се поставља статор из електромагнета. Ефикасност је близу 100%, јер је магнетни круг отворен. Овакав електромагнетни соленоидни мотор може радити у два начина - мотор и генератор.

Отхер десигнс

Постоје многе друге структуре, укључујући и оне које се могу изводити, али су изграђене према горе наведеним схемама. Електромагнетни мотори генератори добијају огромну популарност међу ентузијастима, док се неки дизајни већ уводе у серијску производњу. Али то су обично најједноставнији механизми. Недавно је моторни точак конструкције Схкондин често кориштен на електричним бициклима. Али за нормалан рад било ког електромагнетног мотора, морате имати извор енергије. Чак и електромагнетни соленоидни мотор не може радити без додатне снаге.

Такви механизми не могу без батерије. Неопходно је напајати намотај електромагнета да би се створило поље и завртио ротор на минималну фреквенцију. Заправо, испада електромагнетни ДЦ мотор, који је способан за опоравак енергије. Другим речима, мотор ради само током убрзања, а приликом кочења се пребацује у режим генератора. Ове карактеристике имају било какве електричне аутомобиле који се могу наћи у продаји. Неки једноставно немају кочиони систем као такав, функције јастучића се изводе од мотора који раде у режиму генератора. Што је веће оптерећење на намоту, јача ће сила реакције.

Дизајн електромагнетног моторног генератора

Уређај се састоји од следећих чворова:

1. Магнетни мотор. На ротору постоји перманентни магнет, а он је електрични статор.
2. Генератор електромеханичког типа који се налази на истом месту као и мотор.

Статорски електромагнети статичког типа изводе се на магнетном кругу у облику прстена и сече сегменте.

Дизајн такође има индуктивни намотај и прекидач који му омогућава да преокрене струју. На ротору је монтиран перманентни магнет. Мора постојати мотор са електромагнетним квачилом, с њим је ротор повезан са вратилом генератора. У конструкцији мора постојати самостални инвертер, који обавља функцију најједноставнијег регулатора.

Користи се шема најједноставнијег аутономног инвертерског моста, која је повезана са излазом индуктивног намота електричног магнета. Напајање се повезује са батеријом. Електромагнетни генератор је повезан са намотом или преко исправљача са батеријом.

Електронски мост прекидач

Најједноставнији дизајн електронског прекидача се изводи на четири прекидача напајања. У сваком краку моста постоје два снажна транзистора, исти електронски прекидачи са једностраном проводљивошћу. Насупрот ротору магнетног мотора постоје два сензора који контролирају положај перманентног магнета на њему. Они су постављени што је могуће ближе ротору. Функције овог сензора се изводе најједноставнијим уређајем који је способан да ради под утицајем магнетног поља - реед прекидача.

Сензори који читају положај перманентног магнета на ротору су постављени на следећи начин:

1. Први се налази на крају соленоида.
2. Други се налази са сменом од 90 степени.

Излази сензора су повезани са логичким уређајем, који појачава сигнал, а затим га доводи до управљачких улаза полуводичких транзистора. Користећи таква кола, ради и електромагнетни вентил за заустављање мотора са унутрашњим сагоревањем.

На намотима инсталираног електричног генератора. Ин струјни кругови завојница и прекидач су елементи дизајнирани за контролу и заштиту. Помоћу аутоматског прекидача можете одвојити батерију тако да се читава машина напаја електричним генератором (самостални режим).

Карактеристике дизајна магнетног мотора

У поређењу са сличним уређајима, горе наведени дизајн има следеће карактеристике:

1. Користе се веома економични електромагнети.
2. На ротору постоји перманентни магнет, који се ротира унутар електромагнета лука.

У празнинама електромагнета стално се мења поларитет. Ротор је направљен од немагнетних материјала и пожељно је да буде тежак. Он обавља функцију инерцијског замајца. Али у дизајну електромагнетног вентила за заустављање мотора, морате користити језгро магнетних материјала.

Елецтромагнет Цалцулатион

Да бисте направили приближан прорачун електричног магнета, морате навести тракторски напор потребан за мотор. Претпоставимо да желите да израчунате електрични магнет са силом извлачења од 100 Н (10 кг). Сада, након тога, могуће је израчунати параметре дизајна електромагнета, ако је зазор 10-20 мм. Вучна сила која развија електромагнет, сматра се следећим:

1. Помножите индукцију у зрачном распору и подручју пола. Индукција се мери у Тесли, а површина у квадратним метрима.
2. Резултирајућа вриједност мора бити подијељена с вриједношћу магнетне пермеабилности зрака. Он је једнак 1.256 к 10 ^ -6 ГН / м.

Ако подесите индукцију на 1,1 Т, онда можете израчунати површину пресека магнетног кола:

1. Вучна сила се множи магнетном пропустљивошћу ваздуха.
2. Резултујућа вредност мора бити подељена квадратом индукције у празнини.

За трансформаторски челик, који се користи у магнетним круговима, индукција је у просјеку 1,1 Тл. Користећи криву магнетизације ниско угљеничног челика, можете одредити просечну вредност магнетног поља. Ако правилно конструишете електрични магнет, тада ћете постићи максималну снагу протока. Осим тога, потрошња енергије намота ће бити минимална.

Параметри трајних магнета

Да бисте направили електромагнетни мотор властитим рукама, морате покупити све компоненте. А најважнија ствар су трајни магнети. Они имају три главне карактеристике:

1. Резидуал магнетна индукција што вам омогућава да одредите количину протока. У случају када се на генератору инсталирају трајно инсталирани магнети са великом индукцијом, излазни напон намота ће се пропорционално повећати. Сходно томе, капацитет генератора се повећава.
2. Енергетски производ вам омогућава да "пробушите" проток ваздушних зазора. Што је већи енергетски производ, то је мања величина целог система.
3. Присилна сила одређује величину магнетног напона. Када се користе магнети са високом коефицијентном силом у генераторима, поље ће лако превладати било који ваздушни зазор. Ако је много окретаја у статору, струја ће се одржавати без додатне потрошње енергије.

Типови трајних магнета

За заустављање електромагнетног вентила мотора мора се напајати из снажног извора. Или можете користити јаке магнете. Због тога је пожељно користити такве конструкције на снажној опреми. А да би се самостално произвео мотор-генератор, препоручује се употреба феритних или неодимијумских магнета. Карактеристике перманентних магнета:

1. Ферит-баријум: индукција у зрачном распору на нивоу од 0.2-0.4 Т; енергетски производ 10-30 кЈ / цу. м; коерцирајућа сила 130-200 кА / м. Цена од 100 до 400 рубаља. по килограму. Радна температура није већа од 250 степени.
2. Ферит-стронцијум: индукција у зрачном распору на нивоу од 0.35-0.4 Т; енергетски производ 20-30 кЈ / цу. м; коерцитивна сила 230-250 кА / м. Цена од 100 до 400 рубаља. по килограму. Радна температура није већа од 250 степени.
3. Неодимијумски магнети: индукција у зрачном распору на нивоу од 0.8-1.4 Т; енергетски производ 200-400 кЈ / цу. м; коерцибилну силу од 600-1200 кА / м. Цена од 2000 до 3000 рубаља. по килограму. Радна температура није већа од 200 степени.

Стални магнети баријума двоструко су јефтинији од неодимијумских магнета. Али димензије генератора на таквим магнетима су много веће. Због тога је најбоље користити неодимијске магнете у импровизованим електромагнетним моторима. Мотор са електромагнетном кочницом, направљен од таквих материјала, моћи ће да поврати много више енергије када се заустави.

Мотори завеса

Генератори опремљени електромагнетом измјеничне струје могу се извести на другачији начин. Електрични магнети се такође могу успешно користити. директна струја И нема потребе да се инсталира прекидач и уређај за реполарност крајева у празнинама користећи струју реверзног тока. Овакви поступци могу значајно поједноставити комплетну погонску јединицу и контролу магнетног мотора.

Али морате инсталирати магнетни екран који ће се пребацити механички. Неопходно је синхроно заштитити магнетне полове статора и ротора у право време. Снага електромагнетног мотора неће патити од тога, јер практично неће бити губитака током механичког подешавања. Рад мотора са механичким подешавањем се одвија на исти начин као код електронских.

Дудисхев цуртаин енгине

Фиксни прстенасти електромагнет је монтиран на статору, на којем се налази намот. Постоји мали процјеп између магнетног језгра и ротора. На ротору се налази перманентни магнет и завесе. То су магнетни екрани, они се налазе са спољне стране и ротирају се независно од ротора. На осовини мотора налази се замашњак и стартер-генератор. Намотај се налази на електромотору статора, који је преко исправљача повезан са стартером-генератором.

Лансирање овог дизајна врши се помоћу стартера, који се налази на истој осовини са мотором. Након покретања електромотора и преласка у нормалан рад, стартер почиње да ради као генератор, тј. Генерише напон. Затварачи се померају на диску када се ротор окреће што је могуће више синхроно. Тиме се обезбеђује циклична заштита електромагнета истог назива.

Другим речима, неопходно је уз помоћ различитих техничких средстава обезбедити кретање диска са завесама и ротора тако да се екрани налазе између истих полова стационарног електричног магнета и константе на ротору. Могућности рада електричног магнетног мотора у стабилном стању:

1. Када је ротор присиљен ротирати, могуће је генерирати електричну енергију помоћу генератора.
2. Ако на њега прикључите индуктивни намот, машина се пребацује у режим мотор-генератор. У овом случају, ротација се преноси на комбиновано вратило, рад електромагнетног мотора се одвија у два начина.

Најједноставнији дизајн генератора мотора

Тренутак електромагнетног мотора може бити готово све. Ако имплементирате једноставан дизајн са малом снагом, то се може урадити помоћу обичних електричних бројила. Истина, такве структуре се више не користе за контролу потрошње електричне енергије. Али можете их наћи. Мерач електричне енергије је спреман механизам мотора. Има:

1. Електрични магнет са индуктивним намотом.
2. Ротор од немагнетног материјала.

На ротору и прекидачу постоје само трајни магнети. Размак између доњег и горњег дијела магнетног круга је релативно мали. Због тога испада да се повећа обртни момент. Међутим, неопходно је да размак у магнетном кругу буде довољан да ротор са перманентним магнетима прође кроз њега.

Пожељно је користити од 3 до 6 моћних магнета, висина не смије бити већа од 10 мм. Неопходно је монтирати их на ротор што је више могуће са специјалним спајалицама од немагнетних материјала. Разводна табла је направљена у облику инвертера типа моста и спојена је на излазни намотај електричног магнета. Када покренете мотор се напаја из батерије.