Начнем немного с одного эпизода истории, создания твердотельного электромагнитного преобразователя.
В начале ХХ века испанский инженер Клементе Фигуэра явил миру твердотельный генератор/преобразователь (без физического вращения ротор-статор) . Это был первый патент и действующая модель в 1902 году, в 1908 году второй патент. Права на первый патент у Фигуэра выкупила дирекция международного банка. за 60 млн. песет ( эквивалент 320 кг золота на день продажи), для того чтобы похоронить. Вторую публикацию инженер уже не пережил. Замечу, нет ничего удивительного и особо секретного в данной технологии, вот почему прошло 114 лет, до реализации идей Фигуэра, в практической действующей модели, совсем не понятно.
В 2020-21 годах появилась система названная по фамилии четы авторов^
Из статьи интернет издания:highways.todayи других ресурсов.
Holcomb Scientific Research представила новый источник энергии с нулевым уровнем выбросов
Holcomb Scientific Research Ltd (HSR), научно-исследовательская компания, объявила о научном прорыве в производстве 100-процентной чистой энергии с запуском Holcomb Energy System (HES). HES, состоящая из набора новаторских запатентованных технологий, представляет собой совершенно новый источник истинной выработки электроэнергии, способный решать критические глобальные проблемы, такие как изменение климата, загрязнение окружающей среды и всеобщий доступ к электроэнергии.
Используя ранее неиспользованную энергию электронного спина в электротехнической стали, ХЭС устраняет необходимость в любом внешнем источнике энергии, таком как солнце, ветер или ископаемое топливо.Продукция проверяется и засвидетельствована - сертифицирована SGS и DNV-GL, ведущими мировыми фирмами по проверке свидетелей, а также сертифицирована по стандартам UL и NEC (National Electric Code).
Хотя это и не святой Грааль вечного двигателя, как теоретизировал Никола Тесла, если утверждения, выдвинутые Holcomb Scientific Research в отношении ее систем HES, окажутся точными, эта технология может стать полезным дополнением к рынку производства электроэнергии.
Сообщается, что системы HES уже питают промышленную площадку и еще два коммерческих объекта площадью 2400 квадратных футов.
Все что сделано это организовано вращение магнитного поля без физического вращения ротора, путем поэтапного переключения электромагнитов согласно отработанного алгоритма. Основой для создания генератора Роберта Холкомбапослужило создание твердотельного ротора.
Синхронная твердотельная машина Роберта Холкомба, работает по алгоритму традиционной электромеханической синхронной машины генерации электроэнергии. Твердотельный ротор - это система электромагнитов, которые повторяют действие механического магнитного ротора. Задача создать магнитный поток возбуждения, удерживать его и перемещать в статоре и роторе, синхронно наведению ЭДС в фазах генератора. При подключении нагрузки, возбуждаемая сила тока в проводах фазы, усиливает магнитное поле магнитного потока системы. Магнитный поток [ϕ] имеет постоянную составляющую, как для машины традиционного электромеханического генератора, так и для твердотельной машины Холкомба. Машина Холкомба, как и синхронный генератор, сильно зависит от подключаемой нагрузки, для создания рабочего вращающегося поля.
Мои пояснения: Давайте представим традиционный синхронный механический электрогенератор (для примера, который устанавливается на автомобиль). Из курса электромеханики и электродинамики нам утверждают, что электрический механический генератор является устройством, который преобразует механическую энергию вращения в электрическую энергию. Я с этим утверждением не согласен категорически. Во первых силу Лоренса можно объяснить с большой натяжкой, только к открытому проводнику, который перемещается в магнитном поле, или наоборот. В автомобильном генераторе, провод уложен в паз магнитопровода. Движение поля в магнитопроводе, объясняется изменением магнитного насыщения сердечника, при вращении полюсов диполя в теле сердечника. Конструкторы и физики это объясняют ЭДС в таком генераторе, появлением вихревого электрического поля вокруг проводника (электродвижущей силы ЭДС), при изменении параметра магнитного поля во времени. В случае неподвижных проводников, ЭДС индукции является следствием действия на свободные заряды вихревого электрического поля, возникающего при изменении магнитного поля. Представление о вихревом электрическом поле было введено в физику великим английским физиком Дж. Максвеллом в 1861 году.
Теперь представим конструкцию генератора, статор с пазами в который произведена укладка генераторной трехфазной обмотки для двенадцати полюсного магнитного ротора (шесть пар полюсов). Ротор представляет из себя электромагнит, выполненный на оси, с двумя полюсными блинами с разветвлениями, которые формируют по шесть полюсов одного полюса. Данные разветвления загнуты к середине катушки на оси, таким образом, что формируют двенадцать (6Х6) электромагнитных полюсов. При вращении оси формируется вращение этих полюсов относительно статора. Магнитное поле в на полюсах ротора, является следствием работы электромагнита, который имеет свою потребляемую электрическую мощность. Бортовое напряжение сети 12 Вольт, максимальный ток возбуждения 5 Ампер. Максимальная мощность возбуждения 12В *5А = 72 Ватта. Для создания пикового значения магнитной индукции в статоре, необходима затрачиваемая мощность возбуждения электромагнита равная 72 Вт, в сравнении, с выходной максимальной мощностью электрогенератора 1,5 кВт. Возникает вопрос, откуда такой результат. Ответ можете посмотреть в учебнике физики НАМАГНИЧИВАНИЕ СТАЛИ. Вращение же ротора на валу, от внешней механической приводной силы, обеспечивает "вращение" поля или как для сердечника статора, синхронное изменение магнитного поля (магнитной индукции) в конкретной точке. Причиной же торможения вала генератора, является магнитная блокировка электромагнитно притяжения двух электромагнитов ротора и статора. При замыкании цепи фазы в электрический контур с нагрузкой, в проводах формируется сила тока, которая в свою очередь формирует электромагнитную силу "электромагнита статора". Преодоление электромагнитных сил притяжения ротор/статор и есть электромагнитный момент генератора. Это и есть необходимая механическая энергия, которая не преобразуется, а формирует переменную составляющую магнитной индукции от электромагнита ротора, путем его вращения в статоре генератора. Как видим, ни каких признаков преобразования механической энергии в энергию электрическую, мы не обнаружили. Можем условно не учитывать ее для прямого преобразования входной электрической мощности возбуждения Рr, к выходной мощности фаз генератора Pg. Опять Условно можем определить КПД преобразования:
Механическое вращение магнитных полюсов в статоре, а если выполнить устройство где движение поля будет симулироваться включением и выключением электромагнитов по специальному алгоритму. Допустим у нас увеличится затратная часть для возбуждения до 200 Вт (0,2 кВт), в любом случае КПД составит = Pg / Pr = 1,5 кВт / 0,2 кВт = 7,5 (750%).
Хочу отметить, что речь идет о текущем генераторе OverUnity. Устройство для получения энергии за счет электромагнитной индукции. Для усиления магнитного потока используется очень распространенный метод усиления магнитного потока в электротехнической стали за счет магнитной проницаемости.
Все, что было сделано доктором Холкомбом, - это решение оригинальной конструкции: (замена ротора) на традиционный электромагнитный синхронный генератор с постоянным источником магнитного потока (электромагнитом), на твердотельную конструкцию, с динамическим переключением числа электромагнитов, имитирующих вращение магнитного поля. полюса ротора традиционного генератора.
Обратите внимание, что в синхронном электрогенераторе динамический ротор заменен твердотельным! Нет физического вращения тел, нет физической скорости.
Доказано, что генератор не является устройством для преобразования механической энергии (Pk=F*v) в электрическую энергию (Pe=I*U). Если посмотреть на формулы, то это утверждение современной науки, образования и устоявшегося понятия абсурда.
Гениально просто! Синхронный генератор является основным источником электроэнергии в электрических сетях.
Еще проще для домашнего хозяйства нужен небольшой твердотельный генератор для замены мини-гидроэлектростанции, ветряка или комплекса солнечных панелей.
Доктор Холкомб не только озвучил и оформил эту идею в патентах, но и реализовал ее в многочисленных существующих проектах. Кроме того, его устройство уже используется на коммерческом объекте.
Вопрос в том, что еще нужно для этого доказать? Тролли промывают мозги горожанам! Даже если они решат это сделать, им придется изучать инженерное проектирование. Это на первый взгляд простой метод, метод не может быть освоен без хороших знаний и навыков.
Я рад, что доктор Холкомб смог реализовать эту идею. Не могу поверить, что до этого никто не додумался.
Реализовать патент Холкомба пытаются различные исследователи:
*****
Как проектировать твердотельный ротор, взамен традиционного магнитного ротора!
Твердотельный ротор Холкомба (так же изобретателя Парка Джэ Суна) работает по алгоритму механического синхронного генератора.
Для начала нужно разобрать, как работает традиционный магнитный ротор в простейшем синхронном генераторе переменного тока. Если вы начнете искать устройство простейшего генератора, вам любой поисковик выдаст вот эту конфигурацию:
В данном варианте ЭДС индукции будет рассчитана по формуле, где магнитные линии выходящие из полюса магнита, пересекают фазный провод: Е = Blv*sina.
Данный тип не относится к конструкции, где провод фазы укладывается в паз или мотается на стержни статора с полюсными наконечниками в виде катушек. Есть еще один тип простейшего синхронного генератора переменного тока, с обязательным элементом как магнитно- проводящий сердечник.
На рисунке а), как раз схематическое отображение искомой нами конструкции.
В чем же особенность такой машины? Электромагнитная Индукция наводится в проводе фазы, который размещен в окне магнитопровода, и ограничен магнитным потоком в магнитном контуре сердечника [Ф=BS].
Рассчитывается такая ЭДС по формуле трансформаторной ЭДС:Е = [2πФf / √2] =[4,44Фf].
Особенность этого патента в том, что в простейшем генераторе, о котором мы говорили выше, механический магнитный ротор заменен на твердотельный (статический), в котором электромагниты переключаются через подвижные щетки и статический коллектор на статическом роторе.
Идея твердотельного ротора , полностью пересекается патентом Парка Джэ Суна, где электромагнитный ротор применен с другим статоромUS8629588B2 2014-01-14.
Особенность этого патента заключается в том, что статический ротор с электромагнитами, управляемыми через коллекторно-щеточный коммутационный узел, крепится к статору генератора, обмотка которого уложена в пазах.
отличается от данных двух патентов, отмеченных выше, только системой электронного управления силовой электроники.
***
Из данных особенностей выходит задание для конструирования.
Магнитный ротор это постоянный магнит или электромагнит, который формирует постоянное магнитное поле на своих полюсах. Магнитный ротор перемещается, перемещая постоянный магнитный поток
Задача состоит в том, чтобы обеспечить постоянный магнитный поток между полюсами электромагнита. Четыре петли магнитного потока [ϕ] образованы в сердечнике ротора/статора четырех полюсной конструкции. Вторая задача заключается в синхронном перемещении магнитных полюсов и зацикленных магнитных потоков [ϕ] на полный оборот [2π] в кольце статора.
Для небольших систем нужно ориентироваться на повторение ротора постоянными магнитами, а не делать сложную машину с поддержанием промышленной частоты и напряжения сети на выходе фазы генератора под нагрузкой.
Таким образом возможна только одна конструкция, это система электромагнитов которые постоянно включены для формирования магнитного полюса с постоянным магнитным потоком. Движение магнитных полюсов организовывать отключением и включением двух электромагнитов в цепочке электромагнитов, которые формируют основной магнитный полюс.
К примеру основной магнитный поток формируют одного полюса формируют три электромагнита, для четырех полюсной конструкции (3*4=12) электромагнитов (6х6). Для обеспечения зоны формирования окна, подобного трансформаторному, добавляем еще по одному электромагниту (12+4= 16). Для перемещения магнитного полюса, выключенный магнит включается для формирования знака надвигающегося полюса, а замыкающий выключается. Таким образом будет достигнута имитация вращения постоянного магнитного потока [Ф] состоящего из четырех закольцованных магнитных потоков.
Плоскость полюсного наконечника одного электромагнита. для простейшей конструкции должна покрывать пазы, где заложены провода фазы. Если вы будет больше пазов. эффект будет слабее для пикового значения ЭДС и соответственно тока.
Традиционные варианты выпрямителя для трехфазного генератора:
Для такой конфигурации эффективно сделать выборку через управляемый выпрямитель для зарядки аккумулятора вашей бытовой энергосистемы. Который может очень эффективно заменить или дополнить ветрогенератор, мини ГЭС или солнечные батареи.
Если делать упрощенный вариант обмоток статора, то моя рекомендация - изолировать каждую фазу через выпрямительный диодный мост. Регулировка напряжения производится с помощью тиристора, установленного в фазной цепи перед диодным мостом.
Чтобы понять как работает традиционный любой синхронный генератор с сердечником, и статичный генератор Роберта Холкомба, достаточно понять, как работает простейший синхронный генератор с сердечником и магнитным ротором. В системе не важно что будет вращаться между полюсами сердечника, магнитный ротор или переключаться электромагниты имитируя вращение магнитного ротора.
Немає коментарів:
Дописати коментар