مولد محرك كهرومغناطيسي دائم

هذه المقالة مخصصة لتطوير ووصف مبدأ التشغيل والتصميمات والدائرة الكهربائية لمولد محرك كهرومغناطيسي أصلي بسيط "دائم" من نوع جديد مع مغناطيس كهربائي على الجزء الثابت ومغناطيس دائم واحد فقط (PM) على الدوار ، مع دوران هذا PM في فجوة العمل لهذا المغناطيس الكهربائي.

مولد كهربائي كهرومغناطيسي معرَّض كهربائي على ستاتور ومغناطيس على الدوار

1 المقدمة
2. ما مقدار الطاقة المخبأة في مغناطيس دائم ومن أين تأتي؟
3. استعراض موجز للمحركات والمولدات الكهرومغناطيسية مع PM
4. وصف التصميم والكهرباء لمولد محرك كهرومغناطيسي حديث بمغناطيس كهربائي بتيار متناوب
5. محرك كهرومغناطيسي عكسي مع PM خارجي على الدوار
6. وصف عمل المولد الكهرومغناطيسي "الدائم"
7. العقد وخوارزميات التحكم اللازمة لتشغيل مولد المحرك الكهرومغناطيسي هذا في وضع "الحركة الدائمة"
8. خوارزمية للتيار الكهربائي العكسي في لف المغناطيس الكهربائي حسب موضع المغناطيس
9. اختيار وحساب العناصر والمعدات لمجموعة EMDG
10. الكهرومغناطيسية منخفضة التكلفة EMD (أساسيات التصميم والحساب)
11. الاختيار الصحيح للمغناطيس الدائم لدوار EMD
12. اختيار مولد كهربائي لنماذج EMDG
13. مصراع دائم للمولد الكهرومغناطيسي
14. محرك كهرومغناطيسي دائم على عداد كهربائي تقليدي
15. مقارنة أداء الطاقة في EMDH الجديد مع نظائرها
16. الخلاصة

المقدمة

تثير مشكلة إنشاء آلات الحركة الدائمة لقرون عديدة عقول العديد من المخترعين والعلماء حول العالم ولا تزال ذات صلة.

لا يزال الاهتمام بهذا الموضوع الخاص بـ "آلات الحركة الدائمة" من المجتمع العالمي ضخمًا ومتزايدًا ، حيث تنمو احتياجات الطاقة للحضارة وفيما يتعلق بالاستنفاد الوشيك للوقود العضوي غير المتجدد ، وخاصة فيما يتعلق ببدء الطاقة العالمية والأزمة البيئية للحضارة. في بناء مجتمع المستقبل ، بالطبع ، من المهم تطوير مصادر طاقة جديدة يمكنها تلبية احتياجاتنا. واليوم بالنسبة لروسيا والعديد من البلدان الأخرى ، يعد هذا أمرًا حيويًا بكل بساطة. في التعافي المستقبلي للبلاد وأزمة الطاقة القادمة ، ستكون مصادر الطاقة الجديدة القائمة على التقنيات المتقدمة ضرورية للغاية.

منذ فترة طويلة تنصب أعين العديد من المخترعين والمهندسين والعلماء الموهوبين على المغناطيس الدائم (PM) وطاقتهم الغامضة والمدهشة. علاوة على ذلك ، زاد هذا الاهتمام بـ PMs في السنوات الأخيرة ، بسبب التقدم الكبير في إنشاء PMs قوية ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى بساطة التصميمات المقترحة للمحركات المغناطيسية (MF).

ما مقدار الطاقة المخبأة في مغناطيس دائم ومن أين تأتي؟

من الواضح أن PMs الحديثة المدمجة والقوية تحتوي على طاقة كامنة كبيرة في المجال المغناطيسي. وهدف المخترعين والمطورين لهذه المحركات والمولدات المغناطيسية هو عزل هذه الطاقة الكامنة من الجسيمات وتحويلها إلى أنواع أخرى من الطاقة ، على سبيل المثال ، إلى طاقة ميكانيكية للدوران المستمر للدوار المغناطيسي أو إلى كهرباء. يطلق الفحم أثناء الاحتراق 33 جول لكل جرام ، والنفط ، الذي سيبدأ في نهايته خلال 10-15 سنة في بلدنا ، يطلق 44 جول لكل جرام ، ويعطي جرام اليورانيوم 43 مليار جول من الطاقة. يحتوي المغناطيس الدائم نظريًا على 17 مليار جول من الطاقة. جرام واحد. بالطبع ، كما هو الحال مع مصادر الطاقة التقليدية ، لن تكون كفاءة المغناطيس مائة بالمائة ، علاوة على ذلك ، فإن مغناطيس الفريت له عمر إفتراضي يبلغ حوالي 70 عامًا ، بشرط ألا يخضع لأحمال فيزيائية ودرجة حرارة ومغناطيسية قوية ، ومع ذلك ، مع مثل هذه الكمية من الطاقة الموجودة في طاقته ، فهي ليست مهمة جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، توجد بالفعل مغناطيسات صناعية متسلسلة مصنوعة من معادن نادرة ، وهي أقوى بعشر مرات من تلك الموجودة في الفريت وبالتالي فهي أكثر كفاءة. يمكن ببساطة إعادة شحن المغناطيس الذي فقد قوته باستخدام مجال مغناطيسي قوي. ومع ذلك ، يبقى السؤال "من أين تأتي الكثير من الطاقة في رئيس الوزراء" مفتوحًا في العلم. يعتقد العديد من العلماء أن الطاقة في PM تأتي باستمرار من الخارج من الأثير (الفراغ المادي). يجادل باحثون آخرون بأنه ينشأ في حد ذاته بسبب المادة الممغنطة من PM. حتى الآن لا يوجد وضوح.

استعراض موجز للمحركات والمولدات الكهرومغناطيسية المعروفة

يوجد بالفعل العديد من براءات الاختراع والحلول الهندسية للتصاميم المختلفة للمحركات المغناطيسية في العالم - ولكن لا يوجد عمليًا مثل هذه الأجهزة العاملة في وضع "الحركة الدائمة" في العرض التوضيحي حتى الآن. وحتى الآن ، لم يتم إنشاء وإتقان المحركات المغناطيسية الصناعية "الدائمة" في سلسلة ولم يتم إدخالها إلى الواقع ، والأكثر من ذلك ، أنها لم يتم طرحها للبيع المفتوح بعد. لسوء الحظ ، لم يتم تأكيد المعلومات المعروفة على الإنترنت حول مولدات المحركات المغناطيسية التسلسلية من Perendev (ألمانيا) و Akoil-energy في الواقع. هناك العديد من الأسباب المحتملة للتقدم الحقيقي البطيء في المعادن في MD ، ولكن من الواضح أن هناك سببين رئيسيين: إما بسبب تصنيف هذه التطورات ، لم يتم إحضارها إلى الإنتاج الضخم أو بسبب انخفاض أداء الطاقة للعينات الصناعية التجريبية من MD. وتجدر الإشارة إلى أن بعض المشكلات المتعلقة بإنشاء محركات مغناطيسية بحتة ذات معوضات ميكانيكية وشاشات مغناطيسية ، على سبيل المثال ، نوع الستارة MD ، لم يتم حلها بالكامل بعد عن طريق العلم والتكنولوجيا.

تصنيف وتحليل موجز لبعض MDs المعروفة

  1. محركات مغناطيسية ميكانيكية مغناطيسية Dudyshev/ 1-3 /. مع صقلها البناء ، قد تعمل بشكل جيد في وضع "الحركة الدائمة".
  2. محرك MD كالينينا- MD الترددية غير القابلة للتشغيل مع شاشة مغناطيسية دوارة - MD بسبب عدم إحضار المعوض الزنبركي إلى حل التصميم الصحيح.
  3. محرك كهرومغناطيسي "بيريندف"- محرك كهرومغناطيسي كلاسيكي به PM على العضو الدوار ومعوض ، غير قابل للتشغيل بدون عملية التبديل في المناطق التي تمر فيها النقاط الميتة لعقد الدوار مع PM. هناك نوعان من التبديل ممكنان فيه (السماح بعبور "نقطة تثبيت" PM للدوار - ميكانيكي وكهرومغناطيسي. الأول يقلل تلقائيًا المشكلة إلى إصدار حلقي من SMOT'a (ويحد من سرعة الدوران ، و ومن هنا تأتي القوة) ، والثاني أقل. في "المحرك الدائم" لا يمكن أن يعمل.
  4. محرك ميناتو الكهرومغناطيسي- مثال كلاسيكي لمحرك كهرومغناطيسي بدوار PM ومعوض كهرومغناطيسي يضمن مرور الدوار المغناطيسي لـ "نقطة التثبيت" (وفقًا لميناتو ، "نقطة الانهيار"). من حيث المبدأ ، هذا مجرد محرك كهرومغناطيسي يعمل بكفاءة متزايدة. الحد الأقصى من الكفاءة التي يمكن تحقيقها هو حوالي 100٪ غير قابل للتشغيل في وضع MD "الدائم".
  5. محرك جونسون- نظير لمحرك Perendev الكهرومغناطيسي مع معوض ، ولكن مع طاقة أقل.
  6. شكوندين مولد محرك مغناطيسي- محرك كهرومغناطيسي مع PM ، يعمل على قوى التنافر المغناطيسي للـ PM (بدون معوض). إنه معقد هيكليًا ، به مجموعة فرشاة مجمعة ، وكفاءته حوالي 70-80٪. غير صالح للعمل في وضع MD الأبدي.
  7. مولد محرك كهرومغناطيسي آدمز- هذا هو في الواقع الأكثر تقدمًا على الإطلاق - مولد محرك كهرومغناطيسي يعمل مثل عجلة محرك Shkondin ، فقط على قوى التنافر المغناطيسي لـ PM من نهايات المغناطيس الكهربائي. لكن هذا المولد المحرك القائم على PM هو أبسط بكثير من الناحية الهيكلية من مولد المحرك المغناطيسي Shkondin. من حيث المبدأ ، لا يمكن أن تقترب كفاءتها إلا من 100٪ ، ولكن فقط إذا تم تبديل الملف الكهربائي بواسطة نبضة قصيرة عالية الكثافة من مكثف مشحون. غير قابل للتشغيل في وضع MD "الأبدي".
  8. محرك Dudyshev الكهرومغناطيسي. محرك كهرومغناطيسي عكسي مع دوار مغناطيسي خارجي ومغناطيس كهربائي للجزء الثابت المركزي). كفاءتها لا تزيد عن 100٪ بسبب انفتاح الدائرة المغناطيسية / 3 /. تم اختبار EMD أثناء التشغيل (تتوفر صورة التخطيط).

تُعرف EMD الأخرى أيضًا ، لكن لديهم نفس مبادئ التشغيل تقريبًا. ولكن مع ذلك ، فإن تطوير نظرية وممارسة المحركات المغناطيسية في العالم لا يزال مستمراً تدريجياً. وقد تم تحديد التقدم الحقيقي الملموس بشكل خاص في MD بدقة في المحركات المغناطيسية الكهرومغناطيسية المركبة منخفضة التكلفة مع استخدام مغناطيس دائم عالي الكفاءة فيها. هذه النظائر الأقرب من هذا القبيل للمجتمع العالمي - تسمى النماذج الأولية للمحركات المغناطيسية الدائمة - مولدات المحركات الكهرومغناطيسية (EMDG) مع المغناطيسات الكهربائية والمغناطيس الدائم على الجزء الثابت أو الدوار. علاوة على ذلك ، فهي موجودة بالفعل ، ويتم تحسينها باستمرار ، وحتى بعضها يتم إنتاجه بكميات كبيرة بالفعل. ظهرت الكثير من الرسائل على الإنترنت ومقالات حول تصاميمهم بالصور ودراساتهم التجريبية. على سبيل المثال ، من المعروف أن المولدات الكهرومغناطيسية الفعالة ، التي تم اختبارها بالفعل في المعدن ، منخفضة التكلفة نسبيًا من Adams / 1 /. علاوة على ذلك ، فإن بعض أبسط تصميمات مجموعات EMDG المدمجة قد وصلت بالفعل إلى الإنتاج التسلسلي والتنفيذ الشامل. هذه ، على سبيل المثال ، عجلات Shkondin ذات المحركات الكهرومغناطيسية التسلسلية المستخدمة في الدراجات الكهربائية.

ومع ذلك ، فإن التصميمات وهندسة الطاقة لجميع مجموعات EMDG المعروفة لا تزال غير فعالة تمامًا ، مما لا يسمح لها بالعمل في وضع "الحركة الدائمة" ، أي بدون مصدر طاقة خارجي.

ومع ذلك ، هناك طرق لتحسين الطاقة البناء والجذري لمجموعة EMDGs المعروفة. وهي على وجه التحديد خيارات أكثر تقدمًا من حيث الطاقة يمكنها التعامل مع هذه المهمة الصعبة - التشغيل المستقل تمامًا في وضع مولد محرك كهرومغناطيسي "دائم" - دون أي استهلاك للكهرباء من مصدر خارجي ، ويتم تناولها في هذه المقالة.

هذه المقالة مخصصة لتطوير ووصف مبدأ تشغيل التصميم الأصلي لمولد محرك كهرومغناطيسي بسيط من نوع جديد مع مغناطيس كهربائي قوس على الجزء الثابت ومع مغناطيس دائم واحد فقط (PM) على الدوار ، مع الدوران القطبي لهذا PM في فجوة المغناطيس الكهربائي ، وهو قابل للتشغيل تمامًا في وضع "مولد الحركة الدائمة.

سابقًا وجزئيًا ، تم بالفعل اختبار هذا التصميم لمثل هذا EMD القطبي غير العادي في إصدار مختلف قابل للانعكاس على النماذج الحالية لمؤلف المقال وأظهر قابلية التشغيل وأداء طاقة مرتفع إلى حد ما.

وصف التصميم والدائرة الكهربائية لمجموعة EMDG الحديثة

الشكل 1 مولد محرك كهرومغناطيسي مع PM على الجزء المتحرك ، ومغناطيس كهربائي تيار متناوب خارجي على الجزء الثابت ومولد كهربائي على عمود الدوار المغناطيسي

يظهر في الشكل تصميم مبسط لمولد محرك كهرومغناطيسي (EMG) من هذا النوع وجزءه الكهربائي. 1. يتكون من ثلاث وحدات رئيسية - مباشرة من DM مع مغناطيس كهربائي على الجزء الثابت و PM على الدوار ومولد كهروميكانيكي على نفس العمود مع DM. يتكون جهاز MD من مغناطيس كهربائي ثابت ثابت 1 مصنوع على مقطع حلقي مع قطع أو على دائرة مغناطيسية قوسية 2 مع ملف استقرائي 3 من هذا المغناطيس الكهربائي ومفتاح إلكتروني لعكس التيار في الملف 3 المرفق به و يتم وضع المغناطيس الدائم (PM) 4 بشكل صارم على الدوار 5 في فجوة العمل لهذا المغناطيس الكهربائي 1. يتم توصيل عمود الدوران للعضو الدوار 5 من EMD عن طريق اقتران بالعمود 7 للمولد الكهربائي 8. الجهاز مجهز مع أبسط منظم - مفتاح إلكتروني 6 ، (عاكس مستقل) ، مصنوع وفقًا لمخطط جسر بسيط عاكس مستقل شبه متحكم فيه ، متصل كهربائيًا بالإخراج بالملف الاستقرائي 3 مغناطيس كهربائي 2 ومن خلال إدخال مصدر الطاقة - إلى مصدر مستقل للكهرباء 10. علاوة على ذلك ، يتم تضمين الملف الاستقرائي القابل للانعكاس 3 للمغناطيس الكهربي 1 في قطري التيار المتردد لهذا المفتاح 6 ومن خلال دائرة التيار المستمر ، يتم توصيل هذا المفتاح 6 بمصدر عازلة DC 10 ، على سبيل المثال ، لـ acc يتم توصيل الخرج الكهربائي لمولد الآلة الكهربائية 8 إما مباشرة بملفات الملف الاستقرائي 3 ، أو من خلال مقوم إلكتروني وسيط (غير موضح) بمصدر عازلة DC (نوع AB).

أبسط مفتاح إلكتروني للجسر (عاكس مستقل) مصنوع من 4 صمامات شبه موصلة ، ويحتوي على ترانزستورات طاقة 9 ومفتاحين غير متصلين لا يمكن التحكم فيهما للتوصيل أحادي الاتجاه (الصمام الثنائي) 10 في أذرع الجسر. مستشعران 11 للموضع يتم وضع مغناطيس PM أيضًا على الجزء الثابت الكهرومغناطيسي 1 من هذا MD 5 من الدوار 6 ، بالقرب من مسار حركته 15 ، وكمستشعر موضع لمغناطيس PM 5 من الدوار ، مستشعرات تلامس بسيطة للمغناطيسية شدة المجال - تستخدم مفاتيح القصب. يتم وضع مستشعرات الموضع 11 للمغناطيس 4 للعضو الدوار 5 في التربيع - يوجد مستشعر واحد بالقرب من نهاية الملف اللولبي بأقطاب والثاني يتم إزاحته بمقدار 90 درجة (مفاتيح القصب) ، بالقرب من مسار الدوران لـ PM5 من 6. مخرجات مستشعرات الموضع هذه 11 م 5 من الدوار عبارة عن مفاتيح قصب يتم توصيل المرحلات من خلال جهاز منطق تضخيم 12 بمدخلات التحكم في الترانزستورات 9. يتم توصيل الحمل الكهربائي المفيد 13 بملف الخرج الخاص بـ المولد الكهربائي 8 من خلال مفتاح (غير موضح) التبديل من وحدة بدء التشغيل DC إلى مصدر الطاقة الكامل من المولد الكهربائي 8 (غير موضح).

نلاحظ ميزات التصميم الرئيسية لمثل هذا MD بالمقارنة مع نظائرها:

1. يتم استخدام مغناطيس كهربائي قوسي اقتصادي منخفض الأمبير متعدد الأدوار.

2. يدور المغناطيس الدائم 4 للعضو الدوار 5 في فجوة المغناطيس الكهربائي القوسي 1 ، على وجه التحديد بواسطة القوى المغناطيسية لجذب وتنافر PM 5. بسبب التغيير في القطبية المغناطيسية للأقطاب المغناطيسية في فجوة هذا المغناطيس الكهربائي ، عندما يكون الاتجاه الحالي في الملف 3 للمغناطيس الكهربائي 1 أمرًا لمستشعرات الموضع 11 م من المغناطيس 4 من الدوار 5. نلاحظ أيضًا أنه من المستحسن جعل الدوار 5 كتلة ضخمة من مادة غير مغناطيسية من أجل أداء وظيفة مفيدة من دولاب الموازنة الخامل.

محرك كهرومغناطيسي عكسي مع PM خارجي على الدوار

من حيث المبدأ ، من الممكن أيضًا إصدار نسخة قابلة للانعكاس من تصميم EMD ، حيث يتم وضع الدوار مع المغناطيس الدائم PM على الحافة خارج المغناطيس الكهربائي. في السابق ، تم تطوير مثل هذا البديل من EMD القابل للانعكاس بواسطة مؤلف المقال ، وتم إنشاؤه واختباره بنجاح في العمل ، والعودة مرة أخرى في عام 1986. أدناه ، في الشكل 2 ، 3 ، يوجد أيضًا تصميم مبسط لمثل هذا الاختبار السابق EMDG ، الموصوفة سابقًا في مقالات المؤلف / 2-3 /

يظهر في الصورة تصميم (غير مكتمل) لتخطيط أبسط EMD مع مغناطيس دائم خارجي على الدوار ومع إزالة المغناطيس الكهربائي الثابت EMD (الشكل 3). في الواقع ، يتم وضع المغناطيس الكهربائي بانتظام في وسط أسطوانة شفافة عازلة للكهرباء غير مغناطيسية ذات غطاء علوي ، حيث يتم تثبيت عمود الدوران الخاص بـ EMD. لا يتم عرض المفتاح والكهرباء الأخرى في الصورة.

الشكل 2 EMDG القابل للانعكاس مع دوار مغناطيسي MP خارجي (تصميم غير مكتمل)

التعيينات:

1. مغناطيس دائم (PM1)
2. مغناطيس دائم (PM2)
3. EMD الدوار الحلقي (PM1.2 موضوعة بشكل صارم على الدوار)
4. لف مغناطيس كهربائي ثابت للجزء الثابت (تعليق مستقل)
5. الدائرة المغناطيسية الملف اللولبي
6. مستشعرات موضع الدوار PM
7. عمود الدوران (محمل غير مغناطيسي)
8. برامق التوصيل الميكانيكي للدوار الحلقي والعمود الخاص به
9. دعم رمح
10. الدعم
11. خطوط الطاقة المغناطيسية لمغناطيس كهربائي
12. الخطوط المغناطيسية للمغناطيس الدائم يوضح السهم اتجاه دوران الدوار 3

الشكل 3 صورة لأبسط تخطيط EMDG (مع إزالة المغناطيس الكهربائي)

وصف عمل المولد الكهرومغناطيسي "الدائم" (الشكل 1)

الجهاز - هذا المحرك الكهرومغناطيسي الدائم - المولد (الشكل 1) يعمل على النحو التالي.

بدء وتسريع الدوار المغناطيسي EMDG إلى سرعة ثابتة

يبدأ EMDG بتطبيق تيار كهربائي على الملف 3 للمغناطيس الكهربائي 2 من وحدة إمداد الطاقة 10. يكون الموضع الأولي للأقطاب المغناطيسية للمغناطيس الدائم 4 من الدوار متعامدًا على فجوة المغناطيس الكهربائي 2. القطبية من الأقطاب المغناطيسية للمغناطيس الكهربائي يحدث في هذه الحالة بحيث يبدأ المغناطيس الدائم 4 للعضو الدوار 5 بالدوران على محور دورانه 16 ، بواسطة قوى مغناطيسية ، تنجذب بواسطة أقطابها المغناطيسية إلى القطب المغناطيسي المقابل للمغناطيس الكهربائي 2. في هذه اللحظة من المصادفة للأقطاب المغناطيسية المتقابلة للمغناطيس 4 والنهايات الموجودة في فجوة المغناطيس الكهربائي 2 ، يتم إيقاف التيار في الملف 3 بواسطة أمر مرحل القصب المغناطيسي (أو يمر الجيب الجيبي لهذا التيار عبر الصفر) و عن طريق القصور الذاتي ، يمر الدوار الضخم هذه النقطة الميتة من مساره مع PM 4. بعد ذلك ، يتغير اتجاه التيار في الملف 3 وتصبح الأقطاب المغناطيسية للمغناطيس الكهربائي 2 في فجوة العمل هذه مماثلة للمغناطيسية أقطاب المغناطيس الدائم 4. ونتيجة لذلك ، قوى التنافر المغناطيسي ia من نفس الأقطاب المغناطيسية - يتلقى المغناطيس الدائم 4 للعضو الدوار والدوار نفسه عزم تسريع إضافي يعمل في اتجاه دوران الجزء المتحرك في نفس الاتجاه. بعد الوصول إلى موضع الأقطاب المغناطيسية لدوار PM - أثناء دورانه - على طول خط الزوال المغناطيسي ، في الملف 3 مرة أخرى ، قم بتغيير اتجاه التيار بأمر من مستشعر الموضع المغناطيسي الثاني 11 ، انعكاس الأقطاب المغناطيسية من المغناطيس الكهربائي 2 يحدث مرة أخرى في فجوة العمل ويبدأ المغناطيس الدائم 4 مرة أخرى في الانجذاب إلى أقرب أقطاب مغناطيسية متقابلة للمغناطيس الكهربائي 2 في اتجاه الدوران في فجوته. ثم يتم تكرار عملية تسريع PM 4 والدوار - عن طريق عكس التيار الكهربائي دوريًا في الملف 3 عن طريق تدوير الترانزستورات 8 من المحول 7 من مستشعرات الموضع 11 من PM للدوار بشكل دوري. وفي الوقت نفسه ، مع تسارع PM 4 والدوار 5 ، يزداد تكرار انعكاسات التيار الكهربائي في الملف 3 تلقائيًا ، نظرًا لوجود ردود فعل إيجابية في هذا النظام الكهروميكانيكي على طول الدائرة من خلال المبدل ومستشعرات الموضع PM 4 من الدوار.

لاحظ أن اتجاه التيار الكهربائي في الملف 3 (كما هو موضح بالأسهم في الشكل 1) يتغير اعتمادًا على أي من الترانزستورات 8 من المفتاح 7 مفتوح. من خلال تغيير تردد تبديل الترانزستورات ، نقوم بتغيير تردد التيار المتردد في الملف 3 للمغناطيس الكهربائي ، وبناءً عليه ، نغير سرعة دوران PM 4 للعضو الدوار 5.

الخلاصة: وهكذا ، فإن المغناطيس الدائم للجزء المتحرك من أجل ثورة كاملة حول محوره يمر بشكل شبه مستمر بلحظة تسريع أحادية الاتجاه من تفاعل القوة المغناطيسية مع الأقطاب المغناطيسية للمغناطيس الكهربائي ، مما يجعله في حالة دوران ويسرعه تدريجياً والمولد الكهربائي على عمود دوران مشترك لدوران سرعة ثابت معين.

طريقة مباشرة للتحكم الكهربائي في لف المغناطيس الكهربائي للجزء الثابت EMDG اعتمادًا على موضع الدوار PM

هناك ابتكار إضافي لتوفير مثل هذه الطريقة للتحكم في لف المغناطيس الكهربائي 3 MD مع التيار المتردد للتردد والطور المطلوبين مباشرة من خرج مولد التيار المتردد في عملية الحالة المستقرة وهو إدخال محرك مغناطيسي في مثل هذا النظام - مولد كهربائي - دائرة L-C رنانة متوازية - يوجد في الدائرة محاثان - من الملف 3 ولف الجزء الثابت للمولد وإدخال السعة الكهربائية الإضافية لمكثف كهربائي إضافي 17 في الدائرة الكهربائية الناتجة للمولد 8 لضمان الإثارة الذاتية ورنين L-C الكهربائي اللاحق ، لتقليل الخسائر الكهربائية وللتحكم البسيط للغاية في الحث 3 عن طريق التيار المتردد بالجهد المطلوب والمرحلة الحالية مباشرة من المولد 8.

الوضع المستقل بالكامل ("الأبدية المتنقلة") EMDG

من الواضح تمامًا أنه لضمان تشغيل هذا الجهاز في وضع "الحركة الدائمة" ، من الضروري الحصول على طاقة مجانية من المغناطيس الدائم للدوار ، وهو ما يكفي لتوليد مولد كهربائي على عمود EMD المطلوب لهذا التشغيل المستقل تمامًا للنظام - الكهرباء. لذلك ، فإن الشرط الأكثر أهمية هو التأكد من أن الدوار المغناطيسي لهذا MD لديه عزم دوران كافٍ لتوليد كمية كافية من الكهرباء على عمودها ، والتي ستكون أكثر من كافية لتشغيل ملف المغناطيس الكهربائي ، والحمولة الصافية بقيمة معينة والتعويض للعديد من الخسائر الحتمية في مثل هذه الأنظمة الكهروميكانيكية مع PM على الدوار. بعد فك PM 4 ووصول الدوار إلى 5 دورات اسمية ، نقوم بتبديل مصدر الطاقة للملف 3 مباشرة من المولد الكهربائي أو من خلال محول جهد إضافي ، ويكون مصدر طاقة البادئ إما متوقفًا تمامًا أو يتم وضعه في وضع إعادة الشحن من المولد الكهربائي على عمود EMD هذا.

التجميع الهيكلي الضروري وخوارزميات التحكم لتشغيل هذا المولد المحرك في طريقة "PPERP MOBILE"

لا يمكن تلبية هذا الشرط المهم لتشغيل DM في وضع "الحركة الدائمة" إلا إذا تم استيفاء ستة شروط على الأقل في وقت واحد:

1. استخدام مغناطيس نيوبيوم قوي دائم في MDs ، والذي يوفر أقصى عزم دوران لمثل هذا الدوار مع أبعاد صغيرة من PM.

2. استخدام دائرة مغناطيسية كهربائية MD فعالة منخفضة التكلفة للغاية على الجزء الثابت MD نظرًا للعدد الكبير للغاية من الدورات في لف المغناطيس الكهربائي والتصميم الصحيح والفعال لدائرتها المغناطيسية واللف.

3. الحاجة إلى جهاز بدء ومصدر بداية للكهرباء لبدء وتسريع MD مع إمداد الطاقة لملف المغناطيس الكهربائي من المحول.

4. الخوارزمية الصحيحة للتحكم في التيار الكهربائي في لف المغناطيس الكهربائي في الاتجاه ، المقدار ، اعتمادًا على موضع الدوار PM.

5. تنسيق المعلمات الكهربائية للمولد الكهربائي ولف المغناطيس الكهربائي.

6. الخوارزمية الصحيحة لتبديل دوائر إمداد الطاقة لملف المغناطيس الكهربائي عندما يتم تشغيل دائرة المولد الكهربائي في دائرة إمداد الطاقة لملف المغناطيس الكهربائي ويتم نقل مصدر بدء الكهرباء ، على سبيل المثال ، AB ، من وضع التفريغ إلى وضع إعادة الشحن الكهربائي.

الخوارزمية لتبديل التيار الكهربائي في الملف الكهرومغناطيسي اعتمادًا على موضع PM الدوار EMD (الشكل 1)

دعونا نفكر في خوارزمية تبديل التيار الكهربائي في الملف في وجود قضيب مغناطيسي واحد على دوار EMD لكل دورة واحدة من الدوار (الشكل 3). لضمان التشغيل الفعال لهذا EMD (تصميم الشكل 1) ، باستخدام المخططات المجمعة لموضع الدوار واتجاه التدفق الحالي في المغناطيس الكهربائي للجزء الثابت 3 المتعرج 1. على النحو التالي من هذه الرسوم البيانية ، فإن جوهر الخوارزمية الصحيحة للتحكم في المغناطيس الكهربائي 1 EMD هو أن ثورة واحدة كاملة لدوار PM يقوم التيار الكهربائي في الملف الاستقرائي 3 للمغناطيس الكهربائي بعمل تذبذبين كاملين .. بمعنى آخر ، تردد التيار الكهربائي التيار الموفر للملف 3 للمغناطيس الكهربي 1 عن طريق مفتاح إلكتروني متصل به ، يتم التحكم فيه بأوامر مستشعرات موضع الدوار PM ، تساوي ضعف سرعة الدوار ، ويتم مزامنة طور هذا التيار الكهربائي بشكل صارم مع موضع PM الدوار. EMD. نظرًا لأن المفتاح يغير اتجاه التيار في اللف 3 (عكس التيار) يحدث بشكل صارم على خط الاستواء المغناطيسي لـ PM عندما تتزامن الأقطاب المغناطيسية لـ PM والأقطاب المغناطيسية لنهايات الدائرة المغناطيسية في فجوة العمل لـ الدائرة المغناطيسية 2 للمغناطيس الكهربي 1 ، ونتيجة لذلك ، من أجل ثورة كاملة واحدة من PM للعضو الدوار ، فإنها تواجه باستمرار عزم دوران أحادي الاتجاه متسارع ، ومرتين من جذب الأقطاب المغناطيسية المعاكسة لنهايات الدائرة المغناطيسية لـ المغناطيس الكهربائي و PM من الدوار ، ومرتين - بسبب القوى المغناطيسية لتنافر أقطابها المغناطيسية المشابهة.

الشكل 4 مخطط توقيت تشغيل مفتاح إلكتروني لعكس التيار في لف المغناطيس الكهربائي للجزء الثابت لدورة واحدة من الجزء المتحرك PM

الشكل 5 مخطط دائري لتناوب الأقطاب المغناطيسية في فجوة المغناطيس الكهربائي لثورة واحدة من PM لدوار EMDG

لشرح خوارزمية المغناطيس الكهربائي EMD:

3.4 - الأقطاب المغناطيسية لنهايات قوس الدائرة المغناطيسية 2 للمغناطيس الكهربائي 1
يتم وضع الملف مع الملف 3 على الدائرة المغناطيسية 2 للمغناطيس الكهربائي 1
9. المغناطيس الدوار

نوصي بالقراءة