Пристрій для генерації електроенергії з використанням щіткового джерела постійного струму, що обертається разом з генератором полюса поля, пристрій для генерації джерела постійного струму US8629588B2 (Простіше кажучи, твердотільний генератор з механічним перемикаючим пристроєм)
Даний винахід відноситься до пристрою для генерування енергії за допомогою щіткового джерела постійного струму, яке обертається разом з генератором полюса збудження, причому пристрій містить: генератор полюса збудження, що має безліч залізних сердечників, навколо яких намотана котушка або дріт; дріт обмотки, що використовується для генерування енергії, причому дріт обмотки формується для намотування навколо генератора полюса збудження; комутатор, який розташований на одному кінці генератора .
Тип установки з патенту
Винахід досить простий, з дизайнерської точки зору. Якщо в колекторному генераторі обертається якір з колекторними лопатями в нерухомих щітках. У пропонованому варіанті якір нерухомий, розміщений в статорі, з щілинною обмоткою обмотки генератора. Невеликий приводний двигун обертає щітки навколо колектора, таким чином перемикаючи електромагніти якоря і створюючи ефект обертання поля якоря.
(додаток)
Минулого року схожий принцип також запропонував пошуковик із Росії. На жаль, він не зміг відійти далі від досягнутого. Ротор і статор нерухомі, тільки щітки обертаються навколо колекторно-ламелевого вузла, нерухомого разом з ротором. Мої ескізи, пропозиції, які досить перегукуються з проектом, розглянутим у статті .
Колектор і щітка в зборі Тип експериментальної установкиРотор повинен утворювати двополюсну або більш ефективно чотириполюсну конструкцію. Двофазна обмотка генератора. Для початку слід виготовити ротор з силовим приводом до обертових щіток. У пази укладають одну котушку фази і визначають найкращу ЕРС. Потім розрахувати фазу і зробити укладання її обмотки. РЕЗЮМЕ: Все, що присутнє в цьому винаході, - це та сама технологія Клементе Фігераса. Ймовірно, цей принцип реалізував іспанський інженер Клементе Фігуера. Чому я так вважаю, ви можете прочитати в матеріалі: ГЕНЕРАТОРИ CLEMENTE FIGUERA 1902
[ПРОБЛЕМИ] Реалізувати недорогий генератор електроенергії шляхом мінімізації кількості перетворювачів, таких як інвертори, і компонентів, необхідних для з’єднання звичайних систем.
Машина, що обертається, обертає сердечник 5 ротора, навколо якого намотана обмотка 4 ротора разом з комутатором 8 для сердечника 2 статора, навколо якого намотана і збуджена обмотка 1. Щітка 12, що обертається синхронним двигуном 9, контактуючи з 8; джерело 14 живлення постійного струму, що подає напругу постійного струму між щітками 12; вітряк 7, що обертає ротор 6; він має джерело живлення змінного струму, підключене як джерело живлення приводу для синхронного двигуна 9.
Генератор електроенергії, який містить ротор з обмотками ротора та статор із обмотками статора та генерує вихідну потужність від обмоток статора, коли ротор обертається. Генератор електроенергії, який відрізняється тим, що обмотки ротора збуджуються джерелом живлення постійного струму через засоби контактного перемикання, який подається під напругу з заданим циклом. Пристрій для генерування електроенергії за п. 1, в якому обмотка статора підключена до джерела живлення змінного струму і збуджується змінним струмом. (2) Електричний генератор за п. 1, який відрізняється тим, що обмотка ротора утворена розташуванням блокових обмоток в окружному напрямку сердечника ротора, причому всі блокові обмотки є електрично з'єднаними обмотками. Обмотка ротора має електричну вхідну/вихідну клему для кожної блокової обмотки, і електричний вхідний/вихідний термінал живиться від джерела живлення постійного струму через контактний комутаційний засіб, і кожна блокова обмотка виконана.4. Генератор за п. 3, в якому сердечник ротора обертається із заданим циклом в окружному напрямку. Сердечник ротора має набір одиничних обмоток, кожен набір має електричну вхідну/вихідну клему, і живлення подається на електричну вхідну/вихідну клему від джерела живлення постійного струму через контактний комутаційний засіб. 3, який відрізняється тим, що сердечник ротора, в якому розміщена кожна одинична обмотка, приводиться в обертання із заданим циклом в окружному напрямку. Генератор електроенергії за п. 1, який відрізняється тим, що джерело живлення постійного струму містить як джерело напруги, так і джерело струму. Генератор електроенергії за п. 1, який відрізняється тим, що засіб контактного перемикання має комутатор, який обертається як єдине ціле з ротором, і щітки, які обертаються незалежно в контакті з комутатором. Генератор електроенергії за п. 7, який відрізняється тим, що щітка приводиться в обертання синхронним двигуном .
Досить поглянути на картинку і дату, як питання пріоритетності ідеї все більше відсувається в глибину минулих років. Патент Shoji Haneda, заснований на моделі найпростішого електромагнітного генератора з сердечником, при розгляді деталей якого відразу видно весь алгоритм роботи по індукції ЕРС в обмотці генератора. Автор взяв конструкцію найпростішого електромагнітного генератора ( позиція А ) і замінив у ньому обертовий магнітний ротор статичним магнітним ротором, в якому електромагніти вмикаються на основі щіткового вузла колектора ( позиція Б ) .
Індукція ЕРС в обмотці генератора виникає тільки на тій ділянці провідника, яка індукується всередині магнітопровода. Це повністю відповідає формулі ЕРС трансформатора. Магнітні силові лінії магнітного потоку не перетинають (перетинають) провідник.
E = 2π ( Φ = ∆B*S )f / √2 ; на даний момент ( 2π/√2=4,44 )
Е = 4,44 Φ f
На слайді показано всі фази одного періоду індукції ЕРС під час обертання магнітного потоку в роторі. Чи має значення фізичне обертання чи обертання магнітного поля постійного струму в системі комутації електромагніту. Слід врахувати те, що перетин магнітопровода в загальній сумі сердечників електромагнітів має відповідати (а краще трохи перевищувати) перерізу магнітопровода статора, на якому розміщена обмотка генератора. .
На мій погляд UFOpolitic помилився, коли орієнтував максимальну ЕРС на розміщення фазних обмоток в пазах і охоплення полюсного випромінювання ротора на статор.
Ось так виглядає це рішення, яке ви знайдете в будь-якому звичайному шкільному підручнику. Він повторює обмотку обмотки збудження в звичайному однофазному синхронному генераторі. Але силова обмотка укладається в пази так, щоб її вкладка акуратно розташовувалася в просторі між полюсами. Зазвичай для укладання однієї опори використовують 4-5 пазів і стільки ж пазів з іншого боку. Розташування фазних проводів (1/2 фази) на малюнку я позначив прямокутниками і червоними стрілками. Додавши трохи фантазії, я помістив ротор UFOpolitic у статор із 48 пазами. Я отримав шестифазну конструкцію . Ютуб-канал з НЛОполітичними експериментами .
Кожна фаза має 4*2=8 слотів. Таким чином, з 48 слотів отримуємо 6 фаз (48/8=6). Кожну фазу можна відобразити окремо або об'єднати в складну зірку. Усе треба перевірити дослідним шляхом. Перевірити це також можна, поставивши між випрямлячем і фазою трансформатор.
Особливістю моделювання обертання має бути постійна складова магнітної індукції на реальних полюсах ротора під час його руху.
UFOpolitic створив форум, де обговорюватиметься цей дизайн та інші подібні. overunitymachines.com
Особливістю моделювання обертання має бути постійна складова магнітної індукції на фактичних полюсах ротора при його русі відносно статора!
(Додаток 2024, 3 січня)
Мені нещодавно стало доступне відео експерименту з подібною конструкцією статичного генератора, де електромагніти статичних роторів перемикаються через зовнішній колекторно-щітковий комутатор.
На малюнку нижче фото монтажу, показання вольтметра на мультиметрі, заряд батареї перед запуском №1 ( 10,57 В ) і в процесі №2 ( 11,57 В ) . Праворуч спрощена схема перемикання конструкції на загальну батарею. Дозвольте мені пояснити, що ми бачимо. Бачимо підвищення напруги на акумуляторі, що говорить про те, що він заряджається під час роботи. Головне, що батарея не може одночасно заряджатися і подавати струм в навантаження. Таким чином, для роботи системи збудження (колекторний двигун і електромагнітне збудження ротора) струм надходить від фаз статора, з’єднаних паралельно, через діодні мости. Таким чином, в системі спостерігається явний надлишок потужності, що забезпечує енергетичний саморух системи, збудження електромагнітів ротора, обертання комутатора і заряд акумулятора.
При аналізі обмотки статора установки, умовно видно, що автори зробили обмотку для чотирьох активних магнітних полюсів ротора. Власне, все, що я пропонував, аналізуючи роботу електрогенератора Роберта Холкомба . [ Енергетична система Холкомба - БЕЗКОШТОВНА ЕНЕРГІЯ ]. Немає різниці, як активувати перемикання електромагнітів за заданим алгоритмом, якщо певна частина електромагнітів завжди включена на активному полюсі. Наприклад, у нас є два електромагніти, які в якийсь момент включені на максимум. Між активними магнітами один електромагніт (сірий) вимкнений, якраз та зона, де утворюється фокус магнітного потоку для максимальної ЕРС. Один вимикається в кінці ланцюга, один включається перед ланцюгом для створення руху магнітних полюсів, а третій залишається включеним. На малюнку нижче показано, як саме соленоїди перемикаються для створення полюсного крутного моменту в щіткових і твердотільних машинах постійного струму.
Судячи з інформації, що надходить, автор відео використовував стандартну арматуру від двигуна постійного струму, перемотуючи тільки статор, а при з'єднанні якоря і статора зазору між ними практично немає. При цьому арматура має два полюси, укладання фазних обмоток для генерації може здійснюватися тільки діаметрально. Перемотав тільки статор. Виходячи з дев'яти задіяних діодних мостів, можна зробити висновок, що автор має дев'ять окремих фаз.
Щоб зрозуміти, яка саме ЕРС повинна бути створена, просто вивчіть матеріал, де я на прикладі простих розрахунків розжував усі моменти : ЕРС і силу струму .
PS .
Мені сказали, що автор відео не погоджується з моїм баченням суті процесів. Шановний, тобі ніхто не заважає викласти та оприлюднити суть свого зібрання та довести, що я неправий. Я заявив те, до чого дійшов у своєму дослідженні, набагато раніше, ніж ваша копія патенту US8629588B2 2014-01-14 ( пріоритет претензій 2009-07-09 KR1020090062765A Корея ). Незалежно від того, як ви перемикаєте котушки, алгоритм не може бути іншим, оскільки в подібних пристроях (провід у гнізді статора) силові лінії магнітного потоку не перетинаються/не перетинаються. Є ще одна цікава комутація, але вона має дещо інший дизайн .
Щоб не було жодних сумнівів у тому, чи працює ваша установка Overunity, схему підключення для установки слід зібрати відповідно до схеми нижче:
У нас є ланцюг постійного струму з навантаженнями: механічний комутатор для соленоїдів ротора, двигун постійного струму для переміщення щіток колектора, додаткове стороннє навантаження, баластна батарея та ланцюг змінного струму від фаз статора генератора, які замкнуті на Схема постійного струму через діодні випрямні мости.
Перед запуском системи попередньо увімкніть тільки перемикач S1, зафіксуйте силу струму (А) на амперметрі в ланцюзі мінусової клеми акумулятора. Напруга в ланцюзі має трохи просісти. Це і буде струм розряду акумулятора (амперметр покаже напрямок струму розряду). Далі включити перемикач S2, підключити в якості джерела ЕРС фази генератора. Перевірте напругу в колі та силу струму двома амперметрами. Якщо напрямок струму на амперметрі батареї змінився, це означає, що батарея заряджається, і в цьому випадку батарея стала навантаженням. Далі додатково увімкніть перемикач S3 і перевірте можливості системи .
Якщо батарея продовжує розряджатися, коли фази підключені до ланцюга системи, система не має достатньої потужності, виробленої фазами статора генератора, за умови, що батарея заряджена або струм на амперметрі батареї дорівнює нулю, система працює в режим самоходу..
***
Якщо хтось цікавиться цим питанням і має бажання поекспериментувати, поділіться своїми результатами в коментарях до цієї статті.
Додавання: 2025-04-25
Я готую невелику демонстраційну модель такого електромагнітного генератора без обертового магнітного ротора.
Блок поворотних перемикачів довелося переробляти двічі. Остання версія витримує обертання при 16 000 - 18 000 об / хв. Статор від невеликого двигуна змінного струму, який має 24 пази для укладання обмотки. Якір стандартно від електроінструменту з 12 шліцами (двополюсний).
Першим завданням після складання генератора було визначення можливостей при 3000 об/хв і 50 Гц. На жаль, контакт щітки з колекторною ламеллю не забезпечує постійного замикання ланцюга при обертанні поворотного елемента колектора. При 3000 об / хв контакт повністю переривається. При 2000 об / хв графік ЕРС від однієї фази генератора виглядає так:
При 2700 об/хв графік виглядає так:
Як ми бачимо, розмірність величини фазової ЕРС практично не змінилася, змінилася лише форма графіка, що свідчить про погіршення і без того непостійного контакту щіток і колекторних ламелей. На графіку ми бачимо ЕРС взаємної індукції в фазній обмотці, від імпульсів самоіндукції в якірній обмотці. Для отримання генерації від зміни магнітної індукції при обертанні постійного магнітного поля необхідно забезпечити протікання постійного струму в якірній обмотці без мікророзривів в ланцюзі. Необхідний елемент для притискання щітки до ламелі колектора на основі інерційного елемента.
При цьому ми не отримали ніякої реальної генерації ЕРС в фазних проводах статора. Припустимо, що максимальна ЕРС становить 1,5 вольта / 20 витків = 0,07 вольта і 0,035 вольта в слоті на одному провіднику. Я провів розрахунок і отримав ефективне значення магнітної індукції в ланцюзі магнітного потоку, що відповідає Bm = 0,15 Тесла. Струм збудження становив 1,7 Ампера для цього значення ЕРС.
Якір був придбаний у ударного дриля потужністю 700 Вт. Максимальний струм такої потужності складе 700 Вт / 220 В = 3,2 Ампера. Беручи до уваги середньоквадратичне значення, максимальний робочий струм дрилі складе 2,2 Ампера, якір ми збуджували струмом 1,7 А до умовного значення 250 - 500 Вт (виходячи з потужності дрилі і з урахуванням всіх параметрів).
Таким чином, ми бачимо, що ми не досягли генерації, ЕРС генерації має бути в кілька разів більшою. Причина виходу з ладу - розрив в ланцюзі збудження самоіндукції і взаємної індукції.
Наступне завдання полягає в тому, щоб зробити поворотний перемикач з високим вмістом калію для замикання ланцюга збудження при розмиканні ланцюга електричного збудження.
Я спеціально показав вам, в чому полягає головна помилка при виготовленні такого генеруючого пристрою. Ця умова для збудження має доленосне значення.
***
У міру надходження інформації матеріал буде доповнюватися .
Як зробити свій власний Нерухомий Альтернатор (з нерухомим ротором) все є в моїй публікації англійською та українською мовами: Alternator without rotationtitled video
Першим завданням після складання генератора було визначення можливостей при 3000 об/хв і 50 Гц. На жаль, контакт щітки з колекторною ламеллю не забезпечує постійного замикання ланцюга при обертанні поворотного елемента колектора. При 3000 об / хв контакт повністю переривається. При 2000 об / хв графік ЕРС від однієї фази генератора виглядає так:
Немає коментарів:
Дописати коментар