16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/124/9617.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 08 (124) апрель 2009 года

Электромоторы без противо-ЭДС

Новые технологии Алексей КАЗАКОВ

На сайте www.skif.biz автор встретил описание опыта, проведенного за рубежом: между двумя вращающимися барабанными магнитами установлены пластинки из магнитомягкого материала.

Во время вращения барабанов они постоянно перемагничиваются. В определенные моменты у них нет магнитных свойств, и тогда они дружно падают друг на друга. При дальнейшем повороте барабанов пластины вновь намагничиваются и отталкиваются друг от друга, приподнимаясь в воздух.

Сообщалось, что при полетах этих пластин они оказывают ровно такое же воздействие на барабаны, как и если бы они (пластины) были друг к другу приклеены. И как бы даже понятно почему.

Автор таким образом рекламировал свой «вечный двигатель», в котором опускавшиеся друг на друга грузы производили полезную работу.

При просматривании тем на различных форумах, посвященных попыткам построения электромотора без противо-ЭДС, мне пришла идея, что этот механизм можно использовать для достижения искомого эффекта применительно к мотору. Как именно?



Принцип вращения

Пусть пластины на рисунке являются ротором и статором мотора. Если вместо вращения барабанов использовать электромагнитное возбуждение, то перед нами – простейший иллюстрационный макет нового принципа. Остается лишь перевести этот принцип в реальный электродвигатель.

В показанном устройстве пластины двигаются возвратно-поступательно, и это не подходит для мотора, где два реагирующих объекта должны двигаться друг относительно друга только в одну сторону. Поэтому применим другой вариант расположения с соблюдением указанного принципа.

Мотор в этом варианте включает в себя цилиндр из не проводящего ток, прозрачного для магнитного поля материала, внутри которого закреплены пластины из магнитомягкого материала, и ротор, на котором параллельно оси также закреплены подобные пластины. Они выполняют роль полюсов. Для наведения в пластинах магнитного поля используем обмотку, которую навиваем на цилиндрическом корпусе мотора.

Работает агрегат так. Когда полюса статора и ротора находятся почти друг против друга, на обмотку подаем напряжение. Магнитное поле катушки намагничивает полюса, но намагничивает не так, как на современных моторах, по направлению силовых линий магнитного поля вдоль диаметра мотора, а по‑иному: силовые линии располагаются в полюсах параллельно оси мотора. Намагниченные полюса отталкиваются, и ротор начинает вращение. Как только полюса ротора окажутся между двумя статорными полюсами, убираем напряжение – до тех пор, пока они вновь не приблизятся к другим полюсам. Таким образом, периодически подавая и убирая напряжение на обмотку возбуждения, можно достичь непрерывного одностороннего вращения вала мотора.

Для того чтобы убрать периоды, когда вращению вала будет способствовать только инерция ротора, можно применить два аналогичных мотора, работающих на один вал, в которых периоды движения по инерции на одном моторе совпадали бы с периодами движения под воздействием поля на другом моторе. В этом случае магнитные поля, выходя из полюсов, должны попадать в воздух, у которого магнитная проницаемость очень маленькая, что приводит к их рассеиванию и вслед за этим – сильному снижению КПД мотора. Поэтому разработчики промышленного варианта могут воспользоваться предлагаемым ниже примером, где магнитное поле обмотки возбуждения доставляется непосредственно к полюсам мотора с использованием магнитопровода.



Промышленный вариант

В этом варианте используется несколько катушек с магнитопроводами. Концы магнитопроводов заканчиваются кольцом непосредственно там, где сходятся полюса ротора и статора. Кольцо охватывает весь тот участок, где полюсные наконечники находятся на самом минимальном расстояний друг от друга.

В таком варианте должна оставаться неизменной индуктивность катушки возбуждения независимо от оборотов ротора, так как неизменной остается площадь сердечника обмотки возбуждения. Магнитная проницаемость и количество силовых линий магнитного поля, проходящих по сердечнику при цикле работы, тоже не меняется. (Электродвижущую силу самоиндукций мы в расчет не берем).

При таком варианте конструкции электромотора не будет возникать и противо-ЭДС в обмотке возбуждения, приводящего в обычных моторах к ограничению оборотов электромотора при том или ином напряжении. То есть такой мотор будет после включения разгоняться до тех пор, пока центробежные силы не приведут к механическому разрушению конструкций.

Указанный вариант принципа предполагает только взаимное отталкивание статора и ротора. Можно проверить работоспособность предлагаемого мною механизма. Вставьте два гвоздя в катушку рядом друг с другом вместо сердечника и подайте на катушку напряжение. Гвозди друг от друга оттолкнутся – то есть принцип работает. В сети Интернет автор выложил видео этого опыта.

Важное уточнение: современные двигатели используют другой принцип, при котором эти «гвозди» засунуты в катушку не рядом, а последовательно, и при подаче на катушку напряжения они, наоборот, притягиваются.

В этом разница между вариантами. Отличительной чертой механизмов является то, что намагниченные полюса двигаются как бы внутри обмотки возбуждения и при работе их поля никак не воздействуют на катушку – они взаимодействуют только между собой. То есть мы посторонним источником магнитного поля возбуждаем в моторе магнитное поле, и оно самостоятельно, не влияя на внешнее поле и его источник, начинает производить работу по отталкиванию друг от друга статора и ротора мотора.



Поможет сверхпроводимость

Такого эффекта мы добиваемся, применяя пластинки из магнитомягкого материала. Какими еще способами можно получить этот результат? Можно использовать вместо пластин из магнитомягкого материала короткозамкнутые контуры или такое уникальное явление, как сверхпроводимость.

Берем круглый контур большого диаметра – он будет у нас играть роль контура возбуждения. Внутри его же плоскости располагаем два маленьких короткозамкнутых кольцеобразных контура – рабочих.

Подаем на контур возбуждения переменное напряжение. Его магнитное поле тут же возбуждает в рабочих контурах ток. Естественно, при появлении тока вокруг них возникает магнитное поле. Все три контура своими полями взаимодействуют друг с другом, в результате чего рабочие контуры притягиваются к контуру возбуждения и одновременно с этим отталкиваются друг от друга. С приближением к контуру возбуждения отдельного рабочего контура его поле вызывает в нем токи, которые в сумме не дают большого кругового тока. То есть соответственно не возникает и большой противо-ЭДС в контуре возбуждения.

Но нам нужно создать на основе всех этих фактов мотор, в котором будет вообще уничтожена любая противо-ЭДС.



Как это сделать?

Общий принцип построения этого мотора таков. В нем есть неподвижный контур возбуждения, внутри которого располагаются рабочие короткозамкнутые обмотки. Одну из них можно сделать неподвижной относительно контура возбуждения, превратив в статорную короткозамкнутую обмотку, а другую расположить на вращающемся роторе.

Кроме того, можно сделать ось мотора составной! В результате одна сторона мотора будет вращаться в одну сторону, а другая половина в другую – при этом каждая половина вращается одним из рабочих контуров.

Работает такой мотор следующим образом. В момент, когда рабочие контуры находятся рядом друг с другом, на контур возбуждения подаем напряжение. В случае использования сверхпроводимости можно подать постоянный ток. В рабочих контурах тут же возникает электрический ток и связанное с ним магнитное поле, в результате чего они отталкиваются друг от друга и начинают двигаться по кругу. В момент, когда они удаляются друг от друга на максимальное расстояние, напряжение убираем, катушки по инерции идут дальше и приблизятся друг к другу. Их необходимо расположить на статоре и роторе так, чтобы они могли пройти друг подле друга не соприкасаясь и находиться как можно ближе к одной плоскости. Как только они перестанут перекрываться – следует вновь подать импульс напряжения на обмотку возбуждения.

Цикл повторяется до достижения постоянного вращения ротора. При любых оборотах ротора подача на обмотку возбуждения тока вызывает, посредством магнитного поля, аналогичные вихревые токи в рабочих обмотках, величина которых с ростом оборотов не меняется!

В варианте с обмотками в качестве рабочих элементов не удается полностью убрать противо-ЭДС, но это не должно помешать построению мотора с обмотками, имеющего недостижимый в обычных моторах КПД, точнее – коэффициент преобразования энергии.



В чем ноу-хау?

Специалисты поняли наверно, что главная хитрость, позволяющая добиться уничтожения противо-ЭДС в рассмотренных двигателях, – это не непосредственная подача питающего тока в обмотки якоря и ротора, а возбуждение его в последних с использованием внешнего источника магнитного поля.

Так же и в варианте с намагничивающимися и отталкивающимися друг от друга полосками из магнитомягкого материала – это не непосредственное возбуждение магнитного поля намотанными на них обмотками, а использование внешнего коммутируемого источника магнитного поля.

Автору представляется, что точно таким же способом после небольшой переделки можно будет нейтрализовать противо-ЭДС и в используемых ныне электродвигателях. А какие перспективы будут у обновленных двигателей, думаю, объяснять не нужно. Это, в первую очередь, построение принципиально новых источников дешевой энергии с помощью магнитного поля.

Всем известно, что механическая мощность, вырабатываемая на валу электромотора, прямо пропорциональна крутящему моменту на валу, помноженному на циклическую частоту вращения ротора. То есть с чем большими оборотами вращается вал электромотора, тем большая механическая мощность выделяется на нем. Поэтому мы должны как можно больше раскрутить вал, чтобы получить как можно большую механическую энергию. Обычные моторы для достижения этого должны потреблять все большую и большую электрическую мощность, которая все же меньше, чем вырабатываемая ими механическая мощность, так как с увеличением оборотов на обычном двигателе появляется противодействующая источнику питания электродвижущая сила, для нейтрализации которой необходимо все время повышать питающее напряжение, то есть – потребляемую электрическую мощность.

Построенные на новом принципе моторы могут достичь любых оборотов без дополнительного повышения питающего напряжения, так как не будет возрастающей с повышением оборотов противодействующей источнику питания электродвижущей силы и, значит, не требуется повышения питающего мотор напряжения – читайте: мощности. К тому же часть энергии, израсходованной для питания мотора, можно будет вернуть посредством ЭДС самоиндукций (которую не следует путать с противо-ЭДС).



Проверим на практике

Для проверки – на самом ли деле двигающиеся вдоль контура возбуждения рабочие пластины ротора не будут наводить ЭДС, противодействующей дальнейшему нарастанию оборотов мотора, – был проведен следующий опыт.

На катушке диаметром около 100 миллиметров была намотана обмотка из 300 витков провода диаметром 0,2 миллиметра. На концах загнутых Г-образных проводов нужным образом были приклеены два отталкивающихся друг от друга магнита. Эти магниты были введены в контур.

Два этих магнита аналогичны намагниченным пластинам из магнитомягкого материала, отталкивающимся друг от друга и двигающимся вдоль обмотки возбуждения в работающем моторе.

Если бы в обмотке возбуждения мотора поля этих пластин наводили какую‑то противо-ЭДС, ограничивающую обороты мотора, то в контуре двигающиеся вдоль обмотки магниты аналогично наводили бы ЭДС. Возможные наводки проверялись с применением осциллографа, настроенного на самую большую чувствительность. Осциллограф при вводе и выводе магнитов из катушки показывал явное наличие ЭДС. Но если Г-образные оси с магнитами располагались на оси катушки и затем магниты вначале прижимались друг к другу, а затем отпускались и двигались вдоль обмотки – то, как и следовало ожидать, никаких наводок осциллограф не показывал. Это подтверждает уверенность автора в том, что представленный им принцип построения электромоторов без противо-ЭДС совершенно реален.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 08 (124) апрель 2009 года:

  • Встроенные трансформаторы в современных условиях
    Встроенные трансформаторы в современных условиях

    В связи с обновлением оборудования, устаревшего не только морально, но – что еще хуже – физически, совершенствованием релейной защиты и внедрением АИИСКУЭ идет активная замена старых трансформаторов на новые, отвечающие современным требованиям. ...

  • Движение в эпоху перемен
    Движение в эпоху перемен

    В апреле в Москве состоялась XIX научно-практическая конференция «Релейная защита и автоматика энергосистем-2009». ...

  • Блиц

    «Газпром» начал переговоры с французской компанией Gaz de France (GDF) по соглашению об участии в проекте «Северный поток» (Nord Stream). Французская Total уже входит в число разработчиков Штокмановского газоконденсатного месторождения, и GDF явно решила не отставать от своего основного конкурента. «Северный поток» позволит снизить цену на российский газ для французских потребителей, поскольку отпадет необходимость отчислений посредн...

  • Двадцатилетние поставки гарантируются
    Двадцатилетние поставки гарантируются

    Третье рабочее колесо турбины для строящейся Богучанской ГЭС успешно прошло проверку и принято заказчиком. Кроме того, стали известны первые потребители будущей электростанции. ...

  • Проходной роторно-поршневой двигатель
    Проходной роторно-поршневой двигатель

    Двигатели внутреннего сгорания по праву занимают в современной технике доминирующее положение: они обеспечивают энергией легковые автомобили, катера и значительную часть грузового парка. ...