Motor-gjenerator elektromagnetik i përhershëm

Ky artikull i kushtohet zhvillimit dhe përshkrimit të parimit të funksionimit, modeleve dhe qarkut elektrik të një gjeneratori elektromagnetik të thjeshtë origjinal "të përhershëm" të një lloji të ri me një elektromagnet në stator dhe vetëm një magnet të përhershëm (PM) në rotor, me rrotullimin e këtij PM në boshllëkun e punës të këtij elektromagneti.

MOTOR-GJENERATOR ELEKTROMAGNETIK I PËRHERSHËM ME ELEKTROMAGNET NË STATOR DHE MAGNET NË ROTOR

1. Hyrje
2. Sa energji fshihet në një magnet të përhershëm dhe nga vjen?
3. Rishikim i shkurtër i motorëve elektromagnetikë dhe gjeneratorëve me PM
4. Përshkrimi i dizajnit dhe elektricitetit të motor-gjeneratorit elektromagnetik të modernizuar me një elektromagnet të rrymës alternative
5. Motor elektromagnetik i kthyeshëm me PM të jashtëm në rotor
6. Përshkrimi i punës së motor-gjeneratorit elektromagnetik "të përhershëm".
7. Nyjet e nevojshme dhe algoritmet e kontrollit për funksionimin e këtij motor-gjeneratori elektromagnetik në modalitetin "lëvizje të përhershme".
8. Algoritmi për rrymën elektrike të kundërt në mbështjelljen e elektromagnetit në varësi të pozicionit të magnetit
9. Përzgjedhja dhe llogaritja e elementeve dhe pajisjeve për EMDG
10. EMD elektromagnet me kosto të ulët (bazat e projektimit dhe llogaritjes)
11. Zgjedhja e duhur e magnetëve të përhershëm të rotorit EMD
12. Zgjedhja e një gjeneratori elektrik për prototipin e EMDG
13. Motor-gjenerator elektromagnetik me grila të përhershme
14. Motor elektromagnetik i përhershëm në një matës elektrik me induksion konvencional
15. Krahasimi i performancës energjetike të EMDH-së së re me analoge
16. Përfundim

PREZANTIMI

Problemi i krijimit të makinave me lëvizje të përhershme për shumë shekuj ngacmon mendjet e shumë shpikësve dhe shkencëtarëve në mbarë botën dhe është ende i rëndësishëm.

Interesi për këtë temë të "makinave të lëvizjes së përhershme" nga komuniteti botëror është ende i madh dhe në rritje, pasi nevojat për energji të qytetërimit rriten dhe në lidhje me shterimin e menjëhershëm të karburanteve organike jo të rinovueshme, dhe veçanërisht në lidhje me fillimin e Kriza globale energjetike dhe mjedisore e qytetërimit. Në ndërtimin e shoqërisë së së ardhmes, natyrisht, është e rëndësishme të zhvillohen burime të reja energjie që mund të plotësojnë nevojat tona. Dhe sot për Rusinë dhe shumë vende të tjera është thjesht jetike. Në rimëkëmbjen e ardhshme të vendit dhe krizën e ardhshme energjetike, do të jenë absolutisht të nevojshme burime të reja energjie të bazuara në teknologji të reja.

Sytë e shumë shpikësve, inxhinierëve dhe shkencëtarëve të talentuar kanë qenë prej kohësh të mbërthyer nga magnetët e përhershëm (PM) dhe energjia e tyre misterioze dhe e mahnitshme. Për më tepër, ky interes për PM-të madje është rritur vitet e fundit, për shkak të përparimit të konsiderueshëm në krijimin e PM-ve të forta, dhe pjesërisht për shkak të thjeshtësisë së modeleve të propozuara të motorëve magnetikë (MF).

Sa energji fshihet në një magnet të përhershëm dhe nga vjen?

Është e qartë se PM moderne kompakte dhe të fuqishme përmbajnë energji të konsiderueshme latente të fushës magnetike. Dhe qëllimi i shpikësve dhe zhvilluesve të motorëve dhe gjeneratorëve të tillë magnetikë është të izolojnë dhe shndërrojnë këtë energji latente të PM në lloje të tjera të energjisë, për shembull, në energjinë mekanike të rrotullimit të vazhdueshëm të rotorit magnetik ose në energji elektrike. Qymyri gjatë djegies çliron 33 J për gram, nafta, e cila në 10-15 vjet do të fillojë të marrë fund në vendin tonë, çliron 44 J për gram, një gram uranium jep 43 miliardë J energji. Një magnet i përhershëm përmban teorikisht 17 miliardë xhaulë energji. për një gram. Natyrisht, si me burimet konvencionale të energjisë, efikasiteti i magnetit nuk do të jetë njëqind për qind, për më tepër, një magnet ferrit ka një jetëgjatësi prej rreth 70 vjetësh, me kusht që të mos i nënshtrohet ngarkesave të forta fizike, temperatura dhe magnetike, megjithatë. , me një sasi të tillë energjie që përmban energjia e tij, nuk është aq e rëndësishme. Përveç kësaj, tashmë ekzistojnë magnete industriale të prodhuara në masë të bërë nga metale të rralla, të cilët janë dhjetë herë më të fortë se ata me ferrit dhe për këtë arsye më efikas. Një magnet që ka humbur forcën e tij thjesht mund të "rimbushet" me një fushë magnetike të fortë. Megjithatë, pyetja "nga vjen kaq shumë energji në Kryeministri" mbetet e hapur në shkencë. Shumë shkencëtarë besojnë se energjia në PM vjen vazhdimisht nga jashtë nga eteri (vakum fizik). Dhe studiues të tjerë argumentojnë se ajo thjesht lind në vetvete për shkak të materialit të magnetizuar të PM. Deri tani nuk ka asnjë qartësi.

RISHIKIM I SHKURTËR I MOTORËVE DHE GJENERATORËVE TË NJOHUR ELEKTROMAGNETIK

Tashmë ka shumë patenta dhe zgjidhje inxhinierike për dizajne të ndryshme të motorëve magnetikë në botë - por praktikisht nuk ka ende të shfaqura MD të tilla funksionale në modalitetin "lëvizje të përhershme". Dhe deri më tani, motorët magnetikë industrialë "të përhershëm" (IM) nuk janë krijuar dhe zotëruar në një seri dhe nuk po futen në realitet, dhe aq më tepër, ata nuk janë ende në shitje të hapur. Fatkeqësisht, informacioni i mirënjohur në internet në lidhje me gjeneratorët e motorëve magnetikë serialë nga Perendev (Gjermani) dhe Akoil-energy ende nuk është konfirmuar në realitet. Ka shumë arsye të mundshme për përparimin e ngadalshëm real në metalin në MD, por me sa duket ka dy arsye kryesore: ose për shkak të klasifikimit të këtyre zhvillimeve, ato nuk janë sjellë në prodhim masiv ose për shkak të performancës së ulët energjetike të mostrave pilot industriale. e MD. Duhet të theksohet se disa probleme të krijimit të motorëve thjesht magnetikë me kompensues mekanikë dhe ekrane magnetike, për shembull, MD e tipit perde, nuk janë zgjidhur ende plotësisht nga shkenca dhe teknologjia.

Klasifikimi dhe analiza e shkurtër e disa MD-ve të njohura

Motorë magnetikë magneto-mekanikë Dudyshev/1-3/. Me përsosjen e tyre konstruktive, ata mund të punojnë mirë në modalitetin "lëvizje të përhershme".
Motori MD Kalinina- MD reciproke jofunksionale me një ekran magnetik rrotullues - MD për shkak të kompensuesit të pranverës që nuk është sjellë në zgjidhjen e duhur të projektimit.
Motori elektromagnetik "Perendev"- një motor elektromagnetik klasik me një PM në rotor dhe një kompensator, i pafunksionueshëm pa procesin e komutimit në zonat ku kalojnë pikat e vdekura të mbajtjes së rotorit me PM. Dy lloje të ndërrimit janë të mundshme në të (duke lejuar kalimin e "pikës së mbajtjes" të PM të rotorit - mekanike dhe elektromagnetike. E para e zvogëlon automatikisht problemin në një version me unazë të SMOT'a (dhe kufizon shpejtësinë e rrotullimit, dhe pra fuqia), e dyta është më e ulët.Në "motorin e përhershëm" nuk mund të funksionojë.
Motori elektromagnetik Minato- një shembull klasik i një motori elektromagnetik me një rotor PM dhe një kompensues elektromagnetik që siguron kalimin e rotorit magnetik të "pikës së mbajtjes" (sipas Minato, "pika e kolapsit"). Në parim, ky është vetëm një motor elektromagnetik që funksionon me efikasitet të rritur. Efikasiteti maksimal i arritshëm është afërsisht 100% i paoperueshëm në modalitetin MD "të përhershëm".
Johnson Motor- një analog i motorit elektromagnetik Perendev me një kompensues, por me energji edhe më të ulët.
Motor-gjenerator magnetik Shkondin- një motor elektromagnetik me PM, që vepron në forcat e zmbrapsjes magnetike të PM (pa një kompensues). Është konstruktivisht kompleks, ka një montim kolektor-brushë, efikasiteti i tij është rreth 70-80%. I pafunksionueshëm në modalitetin MD të përjetshëm.
Motor-gjenerator elektromagnetik Adams- ky është në fakt më i avancuari nga të gjithë të njohurit - një motor-gjenerator elektromagnetik që funksionon si rrota motorike e Shkodinës, vetëm në forcat e zmbrapsjes magnetike të PM nga skajet e elektromagnetëve. Por ky motor-gjenerator me bazë PM është strukturor shumë më i thjeshtë se motor-gjeneratori magnetik i Shkodinit. Në parim, efikasiteti i tij mund të afrohet vetëm 100%, por vetëm nëse mbështjellja e elektromagnetit ndërrohet nga një puls i shkurtër me intensitet të lartë nga një kondensator i ngarkuar. I pafunksionueshëm në modalitetin MD "të përjetshëm".
Motor elektromagnetik Dudyshev. Motor elektromagnetik i kthyeshëm me rotor magnetik të jashtëm dhe elektromagnet qendror të statorit). Efikasiteti i tij nuk është më shumë se 100% për shkak të hapjes së qarkut magnetik /3/. Ky EMD është testuar në funksionim (fotoja e paraqitjes është e disponueshme).

EMD të tjera janë gjithashtu të njohura, por ato kanë përafërsisht të njëjtat parime funksionimi. Por megjithatë, zhvillimi i teorisë dhe praktikës së motorëve magnetikë në botë është ende duke vazhduar gradualisht. Dhe veçanërisht përparimi real i prekshëm në MD është përshkruar pikërisht në motorët magneto-elektromagnetikë të kombinuar me kosto të ulët me përdorimin e magneteve të përhershëm shumë efikasë në to. Këta analogë më të afërt me një rëndësi të tillë për komunitetin botëror - prototipet e motorëve magnetikë të përhershëm quhen - gjeneratorë elektromagnetikë motorikë (EMDG) me elektromagnetë dhe magnet të përhershëm në stator ose rotor. Për më tepër, ato tashmë ekzistojnë realisht, ato janë duke u përmirësuar vazhdimisht, madje disa prej tyre tashmë janë prodhuar në masë. Në internet u shfaqën mjaft mesazhe dhe artikuj për dizajnet e tyre me foto dhe studimet e tyre eksperimentale. Për shembull, janë të njohur motor-gjeneratorët elektromagnetikë Adams efektiv, tashmë të testuar në metal, me kosto relativisht të ulët /1/. Për më tepër, disa nga modelet më të thjeshta të EMDG-ve të kombinuara kanë arritur tashmë prodhimin serik dhe zbatimin masiv. Këto janë, për shembull, motor-rrotat elektromagnetike serike të Shkondin që përdoren në biçikletat elektrike.

Sidoqoftë, dizajnet dhe inxhinieria e energjisë e të gjithë EMDG-ve të njohura janë ende mjaft joefikase, gjë që nuk i lejon ata të funksionojnë në modalitetin "lëvizje të përhershme", d.m.th. pa një burim të jashtëm energjie.

Megjithatë, ka mënyra për një përmirësim konstruktiv dhe radikal të energjisë të OMDG-ve të njohura. Dhe janë pikërisht opsione të tilla më të avancuara energjikisht që mund të përballojnë këtë detyrë të vështirë - funksionim plotësisht autonom në modalitetin e një gjeneratori elektromagnetik "të përhershëm" - pa asnjë konsumim të energjisë elektrike nga një burim i jashtëm, dhe konsiderohen në këtë artikull.

Ky artikull i kushtohet zhvillimit dhe përshkrimit të parimit të funksionimit të dizajnit origjinal të një motor-gjeneratori të thjeshtë elektromagnetik të një lloji të ri me një elektromagnet me hark në stator dhe me vetëm një magnet të përhershëm (PM) në rotor, me rrotullimi polar i këtij PM në hendekun e elektromagnetit, i cili është mjaft i funksionueshëm në modalitetin "gjenerator i lëvizjes së përhershme.

Më parë dhe pjesërisht, ky dizajn i një EMD kaq të pazakontë polare në një version të ndryshëm të kthyeshëm tashmë është testuar në modelet ekzistuese të autorit të artikullit dhe ka treguar funksionueshmëri dhe performancë mjaft të lartë të energjisë.

Përshkrimi i dizajnit dhe qarkut elektrik të EMDG-së së modernizuar

Fig.1 Motor-gjenerator elektromagnetik me PM në rotor, një elektromagnet i jashtëm i rrymës alternative në stator dhe një gjenerator elektrik në boshtin magnetik të rotorit

Një dizajn i thjeshtuar i një motor-gjeneratori elektromagnetik (EMG) i këtij lloji dhe pjesa e tij elektrike janë paraqitur në fig. 1. Përbëhet nga tre njësi kryesore - direkt nga DM me një elektromagnet në stator dhe PM në rotor dhe një gjenerator elektromekanik në të njëjtin bosht me DM. Pajisja MD përbëhet nga një elektromagnet statik statori 1 i bërë në një segment unazor me një prerje ose në një qark magnetik me hark 2 me një spirale induktive 3 të këtij elektromagneti dhe një çelës elektronik për kthimin e rrymës në spiralen 3 të lidhur me të dhe një magnet i përhershëm (PM) 4 i vendosur fort në rotorin 5 në hendekun e punës të këtij elektromagneti 1. Boshti i rrotullimit të rotorit 5 të EMD lidhet me një bashkim me boshtin 7 të gjeneratorit elektrik 8. Pajisja është e pajisur me rregullatorin më të thjeshtë - një ndërprerës elektronik 6, (inverter autonom), i bërë sipas skemës së një urë të thjeshtë inverter autonom gjysmë të kontrolluar, i lidhur elektrikisht me daljen në mbështjelljen induktive 3 elektromagnet 2 dhe përmes hyrjes së furnizimit me energji elektrike - në një burim autonom i energjisë elektrike 10. Për më tepër, mbështjellja induktive e kthyeshme 3 e elektromagnetit 1 përfshihet në diagonalen e rrymës alternative të këtij ndërprerësi 6 dhe përmes qarkut DC ky çelës 6 është i lidhur me një burim DC tampon 10, për shembull, me acc prodhimi elektrik i gjeneratorit të makinës elektrike 8 është i lidhur ose drejtpërdrejt me mbështjelljet e spirales induktive 3, ose përmes një ndreqësi elektronik të ndërmjetëm (nuk tregohet) me një burim DC tampon (lloji AB) 7.

Ndërprerësi elektronik më i thjeshtë i urës (inverter autonom) është bërë në 4 valvola gjysmëpërçuese, përmban dy transistorë fuqie 9 dhe dy çelësa të pakontrollueshëm pa kontakt të përçueshmërisë njëkahëshe (diodë) 10 në krahët e urës. Dy sensorë 11 të pozicionit të magnetit PM vendosen edhe në statorin elektromagnetik 1 të këtij MD 5 të rotorit 6, pranë trajektores së lëvizjes së tij 15, dhe si sensor pozicioni i magnetit PM 5 të rotorit, sensorë të thjeshtë kontakti të magnetit. forca e fushës - përdoren çelësat e kallamit. Këta sensorë pozicioni 11 të magnetit 4 të rotorit 5 vendosen në kuadraturë - njëri sensor ndodhet afër fundit të solenoidit me shtylla dhe i dyti zhvendoset me 90 gradë (çelsat e kallamit), afër rrugës së rrotullimit të PM5 të rotori 6. Daljet e këtyre sensorëve të pozicionit 11 PM 5 të rotorit janë ndërprerës kallamishte, reletë lidhen nëpërmjet një pajisjeje logjike amplifikuese 12 me hyrjet e kontrollit të transistorëve 9. Një ngarkesë elektrike e dobishme 13 lidhet me mbështjelljen e daljes së gjeneratori elektrik 8 përmes një ndërprerësi (nuk tregohet) kaloni nga njësia e nisjes DC në furnizimin e plotë të energjisë nga gjeneratori elektrik 8 (nuk tregohet).

Ne vërejmë tiparet kryesore të projektimit të një MD të tillë në krahasim me analogët:

1. Përdoret një elektromagnet me hark ekonomik me shumë kthesa me amper të ulët.

2. Magneti i përhershëm 4 i rotorit 5 rrotullohet në hendekun e elektromagnetit të harkut 1, pikërisht nga forcat magnetike të tërheqjes dhe zmbrapsjes së PM 5. Për shkak të ndryshimit të polaritetit magnetik të poleve magnetike në hendekun e ky elektromagnet, kur drejtimi i rrymës në bobinën 3 të elektromagnetit 1 komandon sensorët e pozicionit 11 PM të magnetit 4 të rotorit 5. Gjithashtu vërejmë se është e këshillueshme që rotori 5 të bëhet masiv nga material jo magnetik në mënyrë që të kryhet funksioni i dobishëm i një volant inertioid.

Motor elektromagnetik i kthyeshëm me PM të jashtëm në rotor

Në parim, është gjithashtu i mundur një version i kthyeshëm i modelit EMD, në të cilin rotori me një magnet të përhershëm PM në buzë vendoset jashtë elektromagnetit. Më parë, një variant i tillë i një EMD të kthyeshme u zhvillua nga autori i artikullit, i krijuar dhe testuar me sukses në punë, dhe përsëri në vitin 1986. Më poshtë, në Fig. 2,3, ekziston gjithashtu një dizajn i thjeshtuar i një të tillë të testuar më parë EMDG, e përshkruar më herët në artikujt e autorit /2-3/

Dizajni (i paplotë) i paraqitjes së EMD-së më të thjeshtë me një magnet të jashtëm të përhershëm në rotor dhe me elektromagnetin e statorit EMD të hequr është paraqitur në foto (Fig. 3). Në realitet, elektromagneti vendoset rregullisht në qendër të një cilindri cilindrik dielektrik jomagnetik transparent me një mbulesë të sipërme, mbi të cilën është ngjitur boshti i rrotullimit të këtij EMD. Çelësi dhe pajisjet e tjera elektrike nuk tregohen në foto.

Fig.2 EMDG e kthyeshme me një rotor të jashtëm MP-magnetik (dizajn jo i plotë)

Emërtimet:

1. magnet i përhershëm (PM1)
2. magnet i përhershëm (PM2)
3. Rotori unazor EMD (PM1.2 i vendosur në mënyrë të ngurtë në rotor)
4. dredha-dredha e një elektromagneti të statorit fiks (suspension i pavarur)
5. qark magnetik solenoid
6. Sensorët e pozicionit të rotorit PM
7. Boshti i rotorit (kushineta jo magnetike)
8. foletë e lidhjes mekanike të rotorit unazor dhe boshtit të tij
9. bosht mbajtës
10. mbështetje
11. linjat magnetike të fuqisë së një elektromagneti
12. vijat magnetike të magnetit të përhershëm Shigjeta tregon drejtimin e rrotullimit të rotorit 3

Fig.3 Foto e paraqitjes më të thjeshtë EMDG (me elektromagnetin e hequr)

Përshkrimi i punës së motor-gjeneratorit elektromagnetik "të përhershëm" (Fig. 1)

Pajisja - ky motor elektromagnetik i përhershëm - gjenerator (Fig. 1) funksionon si më poshtë.

Nisja dhe nxitimi i rotorit magnetik EMDG në një shpejtësi të qëndrueshme

EMDG fillon duke aplikuar rrymë elektrike në bobinën 3 të elektromagnetit 2 nga njësia e furnizimit me energji 10. Pozicioni fillestar i poleve magnetike të magnetit të përhershëm 4 të rotorit është pingul me hendekun e elektromagnetit 2. Polariteti i poleve magnetike të elektromagnetit ndodh në këtë rast ashtu që magneti i përhershëm 4 i rotorit 5 fillon të rrotullohet rreth boshtit të tij të rrotullimit 16, nga forcat magnetike, duke u tërhequr nga polet e tij magnetike në polin magnetik të kundërt të elektromagnetit 2. Në këtë moment të rastësisë së poleve magnetike të kundërta të magnetit 4 dhe skajeve në hendekun e elektromagnetit 2, rryma në bobinën 3 fiket me komandën e releit magnetik të kallamishtes (ose sinusoidi i kësaj rryme kalon në zero) dhe me inerci, rotori masiv kalon këtë pikë të vdekur të trajektores së tij së bashku me PM 4. Pas kësaj, drejtimi i rrymës në bobinën 3 ndryshohet dhe polet magnetike të elektromagnetit 2 në këtë hendek pune bëhen të njëjta me atë magnetik. polet e magnetit të përhershëm 4. Si rrjedhojë forcat e zmbrapsjes magnetike Polet magnetike Iya me të njëjtin emër - një magnet i përhershëm 4 rotorë dhe vetë rotori marrin një moment përshpejtimi shtesë, duke vepruar në drejtim të rrotullimit të rotorit në të njëjtin drejtim. Pasi të keni arritur pozicionin e poleve magnetike të rotorit PM - ndërsa ai rrotullohet - përgjatë meridianit magnetik, në spiralen 3 ndryshoni përsëri drejtimin e rrymës me komandën e sensorit të dytë të pozicionit magnetik 11, përmbysja e poleve magnetike i elektromagnetit 2 përsëri shfaqet në hendekun e punës dhe magneti i përhershëm 4 përsëri fillon të tërhiqet në polet magnetike më të afërta të kundërta të elektromagnetit 2 në drejtim të rrotullimit në hendekun e tij. Dhe më pas procesi i nxitimit të PM 4 dhe rotorit - duke kthyer ciklikisht rrymën elektrike në spiralen 3 duke cikluar transistorët 8 të çelësit 7 nga sensorët e pozicionit 11 të PM të rotorit përsëritet në mënyrë të përsëritur në mënyrë ciklike. Dhe në të njëjtën kohë, ndërsa PM 4 dhe rotori 5 përshpejtohen, frekuenca e përmbysjeve të rrymës elektrike në spiralen 3 rritet automatikisht, për shkak të pranisë në këtë sistem elektromekanik të reagimeve pozitive përgjatë qarkut përmes komutatorit dhe sensorëve të pozicionit të PM 4 e rotorit.

Vini re se drejtimi i rrymës elektrike në bobinën 3 (treguar me shigjeta në Fig. 1) ndryshon në varësi të asaj se cili prej transistorëve 8 të çelësit 7 është i hapur. Duke ndryshuar frekuencën e kalimit të transistorëve, ne ndryshojmë frekuencën e rrymës alternative në spiralen 3 të elektromagnetit dhe, në përputhje me rrethanat, ndryshojmë shpejtësinë e rrotullimit të PM 4 të rotorit 5.

KONKLUZION: Kështu, magneti i përhershëm i rotorit për një rrotullim të plotë rreth boshtit të tij pothuajse vazhdimisht përjeton një moment nxitimi të njëanshëm nga bashkëveprimi magnetik i forcës me polet magnetike të elektromagnetit, i cili e vë atë në rrotullim dhe gradualisht e përshpejton atë dhe gjeneratorin elektrik. në një bosht rrotullimi të përbashkët në një rrotullim të caktuar me shpejtësi të qëndrueshme.

Metoda e drejtpërdrejtë e kontrollit elektrik të mbështjelljes së elektromagnetit të statorit EMDG në varësi të pozicionit të PM rotorit

Një risi shtesë për të siguruar një metodë të tillë të kontrollit të mbështjelljes së një elektromagneti 3 MD me rrymë alternative të frekuencës dhe fazës së kërkuar direkt nga dalja e një gjeneratori të rrymës alternative në funksionimin e gjendjes së qëndrueshme është futja në një sistem të tillë të një motori magnetik. - një gjenerator elektrik - një qark L-C rezonant paralel - në qark ka dy induktanca - nga spiralja 3 dhe mbështjellja e statorit të gjeneratorit dhe kapaciteti elektrik shtesë futja e një kondensatori elektrik shtesë 17 në qarkun elektrik të daljes së gjeneratorit 8 për të siguruar vetë-ngacmimi i tij dhe rezonanca elektrike pasuese L-C, për të reduktuar humbjet elektrike dhe për kontroll jashtëzakonisht të thjeshtë të induktivitetit 3 duke alternuar rrymën me tensionin dhe fazën e rrymës së dëshiruar direkt nga gjeneratori 8.

Mënyra plotësisht autonome ("perpetuum mobile") EMDG

Është mjaft e qartë se për të siguruar funksionimin e kësaj pajisjeje në modalitetin "lëvizje të përhershme", është e nevojshme të merret energji e lirë nga magnetët e përhershëm të rotorit, e mjaftueshme për gjenerimin e një gjeneratori elektrik në boshtin EMD të kërkuar. për këtë funksionim plotësisht autonom të sistemit - energjinë elektrike. Prandaj, kushti më i rëndësishëm është të sigurohet që rotori magnetik i këtij MD të ketë një çift rrotullues të mjaftueshëm për të gjeneruar një sasi të mjaftueshme të energjisë elektrike në boshtin e tij, i cili do të ishte më se i mjaftueshëm për të fuqizuar bobinën e elektromagnetit, ngarkesën e një vlere të caktuar dhe për të kompensuar. për humbje të ndryshme të pashmangshme në një sistem të tillë elektromekanik me PM në rotor. Pasi PM 4 është zbërthyer dhe rotori arrin 5 rrotullime nominale, ne e kalojmë furnizimin me energji të spirales 3 direkt nga gjeneratori elektrik ose përmes një konverteri shtesë të tensionit, dhe burimi i energjisë startues ose fiket plotësisht ose futet në modalitetin e rimbushjes nga gjeneratori elektrik në boshtin e kësaj EMD.

MBLEDHJE STRUKTURORE DHE ALGORITME TË KONTROLLIT TË NEVOJSHME PËR FUNKSIONIMIN E KËTIJ MOTOR-GJENERATOR NË MODERIN E “PPERP MOBILE”

Ky kusht i rëndësishëm për funksionimin e DM në modalitetin "lëvizje të përhershme" mund të plotësohet vetëm nëse plotësohen të paktën gjashtë kushte në të njëjtën kohë:

1. përdorimi i magneteve të përhershëm modernë të fortë niobium në MD, të cilët sigurojnë çift rrotullues maksimal të një rotori të tillë me dimensione minimale të PM.

2. Përdorimi i një qarku elektromagnet MD efektiv ultra me kosto të ulët në statorin MD për shkak të numrit jashtëzakonisht të lartë të rrotullimeve në mbështjelljen e elektromagnetit dhe dizajnit korrekt dhe efikas të qarkut dhe mbështjelljes magnetike të tij.

3. nevoja për një pajisje nisëse dhe një burim startues të energjisë elektrike për të nisur dhe përshpejtuar MD me furnizimin me energji të bobinës së elektromagnetit nga çelësi.

4. algoritmi i saktë për kontrollin e rrymës elektrike në mbështjelljen e elektromagnetit në drejtim, madhësi, në varësi të pozicionit të PM të rotorit.

5. koordinimi i parametrave elektrike të gjeneratorit elektrik dhe mbështjelljes së elektromagnetit.

6. algoritmi i saktë për ndërrimin e qarqeve të furnizimit me energji të dredha-dredha elektromagnetit kur qarku i gjeneratorit elektrik është i ndezur në qarkun e furnizimit me energji të mbështjelljes elektromagnet dhe burimi fillestar i energjisë elektrike, për shembull, AB, transferohet nga mënyra e shkarkimit në mënyrën e rimbushjes së tij elektrike.

ALGORITMI PËR NDRYSHIMIN E RRYMËS ELEKTRIKE NË BODINA ELEKTROMAGNETI NË VARËSITË NGA POZICIONI I ROTORIT EMD PM (Fig. 1)

Le të shqyrtojmë algoritmin për ndërrimin e rrymës elektrike në spirale në prani të një magneti me shirit në rotorin EMD për një rrotullim të rotorit (Fig. 3). Për të siguruar funksionimin efektiv të kësaj EMD (Dizajni Fig. 1) , duke përdorur diagramet e kombinuara të pozicionit të rotorit dhe drejtimit të rrjedhës së rrymës në dredha-dredha 3 elektromagneti i statorit 1. Siç vijon nga këto diagrame, thelbi i algoritmit të saktë për kontrollin e elektromagnetit 1 EMD është se një rrotullim i plotë i rotorit PM rryma elektrike në mbështjelljen induktive 3 të elektromagnetit bën dy lëkundje të plota.. Kjo është, me fjalë të tjera, frekuenca e elektrike Rryma e furnizuar në mbështjelljen 3 të elektromagnetit 1 me anë të një çelësi elektronik të bashkangjitur në të, i kontrolluar me komandat e sensorëve të pozicionit PM të rotorit, është e barabartë me dyfishin e shpejtësisë së rotorit, dhe faza e kësaj rryme elektrike sinkronizohet rreptësisht me pozicionin PM të rotorit. EMD. Meqenëse çelësi ndërron drejtimin e rrymës në mbështjelljen 3 (rryma e kundërt) ndodh rreptësisht në ekuatorin magnetik të PM kur polet magnetike të PM dhe polet magnetike të skajeve të qarkut magnetik përkojnë në hendekun e punës të qarku magnetik 2 i elektromagnetit 1, pastaj, si rezultat, për një rrotullim të plotë të PM të rotorit, ai vazhdimisht përjeton çift rrotullues përshpejtues njëdrejtues, dhe dy herë nga tërheqja e poleve magnetike të kundërta të skajeve të qarkut magnetik të elektromagneti dhe PM i rotorit, dhe dy herë - për shkak të forcave magnetike të zmbrapsjes së poleve të tyre magnetike të ngjashme.

Fig.4 Diagrami i kohës së funksionimit të një ndërprerës elektronik për kthimin e rrymës në mbështjelljen e elektromagnetit të statorit për një rrotullim të PM të rotorit

Fig.5 Ciklogrami i alternimit të poleve magnetike në hendekun e një elektromagneti për një rrotullim të PM të rotorit EMDG

Për shpjegimin e algoritmit të elektromagnetit EMD:

3.4 - polet magnetike të skajeve të qarkut magnetik të harkut 2 të elektromagnetit 1
Spiralja me mbështjelljen 3 vendoset në qarkun magnetik 2 të elektromagnetit 1
9. magnet i rotorit