Вернуться к оглавлению книги 2.
Взгляд с другого ракурса.
Глава 18. Обычный промышленный электрогенератор.
(Второй этап – поиск технического решения обеспечивающего сохранение или восстановление требуемой скорости изменения магнитного потока при минимальном радиусе магнитной коммутации – начало темы в главе 15).
Раздел 1. Введение.
В главе 15 мы достаточно подробно рассмотрели конструкцию электрогенератора в основе которой лежит идея «Магнитные коммутаторы» (Тема – «Механическая коммутация магнитных потоков в конструкциях энерговырабатывающих и энергопотребляющих устройств»).
Рассмотренный электрогенератор имеет ряд технических и технологических достоинств, что позволяет отнести его конструкцию к устройствам способным составить адекватную конкуренцию уже известным и используемым.
Однако, в контекстной тематике, этот генератор вряд ли имеет перспективы.
В предлагаемом ниже материале мы рассмотрим возможность использования идеи «Магнитные коммутаторы» именно с целью создания генератора сверхъединичной энергии.
При этом все основные тезисы, предположения, ожидания и пр. изложенные в главе 15 останутся в силе. Изменится лишь конструкция самого магнитного коммутатора.
Раздел 2. Некоторые технические нюансы конструкций электрогенераторов и электромоторов.
Зададимся школьными вопросами: «Что такое трехфазный электрогенератор, и что такое трехфазный электромотор?»
И тут же ответим сами для себя:
«Трехфазный электрогенератор – это техническое устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в энергию электрическую, путем создания вращающегося магнитного поля от ротора, обегающего последовательно соответствующим образом расположенные на статоре, фазные обмотки, в которых, при работе на электрическую нагрузку, индукционным способом возбуждается движение электронов, т.е. электрический ток».
« Трехфазный электромотор – это техническое устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии от трехфазного генератора, в энергию механическую, путем создания вращающегося магнитного поля, тремя, соответствующим образом включенными и расположенными в теле статора, обмотками, увлекающего за собой индукционным способом электропроводную внешнюю периферию ротора».
Я специально выделил цветом общий для генераторов и моторов момент – «вращающееся магнитное поле».
Вообще – это школьная истина – Америку здесь не откроешь.
Но она позволит нам порассуждать в несколько абстрактном ключе, и сделать кое-какие полезные для дальнейшей работы, выводы.
Прежде всего: И генераторы, и моторы работают только при наличии вращающегося (изменяющегося) магнитного поля.
Вращающееся магнитное поле можно получить разными способами:
- Механически вращая двухполюсный ротор в генераторе.
- Электрически, подключив соответствующие обмотки мотора к фазным линиям от трехфазного генератора.
- Электрически, подключив соответствующие обмотки мотора к фазным линиям от преобразователя подключенного к своему источнику питания.
Это общеизвестно…
Но мы пойдем в рассуждениях несколько дальше. Так, например никто не запретит нам сформулировать еще несколько абсурдных, с общепринятой точки зрения, способов получения вращающегося магнитного поля:
1. Механически вращая двухполюсный ротор в моторе.
2. Механически вращая многополюсный ротор в моторе.
Предвижу вопрос:
«А зачем нам в моторе, который сам должен выдавать механическую энергию, применять дополнительное механическое вращение?»
Отвечаю: Это необходимо для того, что бы выйти на новый класс механических и электромеханических устройств – на усилители механической и электрической мощности. Их место где-то посредине между обычными устройствами и «перпетуум мобиле». Каскадное их применение позволяет организовывать системы с общим КПД>>1,0.
Раздел 3. Магнитные коммутаторы. Виды. Особенности.
С одним из видов (первым) магнитных коммутаторов вы уже знакомы. Он достаточно подробно описан в главе 15. Конструкция простейшая. Позволяет компоновать электрогенераторы по новому, более технологичному варианту.
Я бы дал ему название «Вращающийся магнитный коммутатор» - ВМК.
Второй и третий виды мы рассмотрим ниже.
Их названия:
Второй – «Радиальный вращающийся магнитный коммутатор» - РВМК. Предпочтительно использование в усилителях механической мощности.
Третий – «Радиальный вращающийся магнитный коммутатор с синхронизатором» - РВМКС. Предпочтительно использование в усилителях (генераторах) электрической мощности (энергии).
Оба магнитных коммутатора базируются на свойстве радиально организованных магнитных систем сохранять угловую скорость перемещения магнитного поля на любом, в рамках разумного, радиусе его использования. Т.е. с увеличением радиуса использования магнитного поля, увеличивать его линейную скорость, и соответственно - увеличивать скорость изменения магнитного потока. Последний параметр энергетический – от него напрямую зависят магнитные и электромагнитные взаимодействия, их величины.
РВМК и РВМКС обладают еще одним замечательным свойством: однонаправленностью, т.е. реакции на увеличение радиуса использования магнитного поля практически нет (в разумных пределах величин радиуса). Поэтому их можно назвать М-вентилями.
А сами свойства увеличения скорости изменения магнитного потока и однонаправленность, вкупе можно обозначить как «Магниторадиантный эффект».
Но вернемся к первому виду… т.е. к ВМК.
Раздел 4. Вращающийся магнитный коммутатор ВМК.
ВМК за счет своей конфигурации производит коммутацию магнитных потоков только на три, жестко расположенных в пространстве генератора, магнитопровода (на три направления). Как результат - ВМК в таком генераторе выполняет только роль магнитного коммутатора, причем в чистом виде. Количество коммутируемых магнитопроводов может быть и большим. Но вследствие конфигурационной ограниченности, скорость изменения магнитного потока в обмотках генератора равна скорости изменения магнитного потока на радиусе коммутации. Т.е. магнитопроводы просто переносят ее на обмотки.
Анимацию работы ВМК смотрите в приложении 39.
Раздел 5. Радиальный вращающийся магнитный коммутатор РВМК.
РВМК устроен принципиально по другому:
Во первых – направлений коммутаций у него много (чем больше, тем лучше), и они охватывают все 360 градусов поворота.
Во вторых – магнитная коммутация производится на двух разных радиусах: на малом – первичная активная магнитная коммутация, на большом – вторичная.
В третьих – вторичная активная коммутация производится через дополнительный, свободно вращающийся двуплечий (многоплечий) магнитопровод, одновременно являющийся силовым элементом, с которого снимается механическая энергия.
Вкратце работа РВМК выглядит следующим образом:
При принудительном механическом вращении магнитного коммутатора через вал привода, магнитные потоки (на Рис. 1. изображен активный магнитный коммутатор, имеющий два одинаковых – северных полюса коммутации) от полюсов магнитного коммутатора последовательно, по часовой стрелке, обегают радиальные неподвижные магнитопроводы.
Если вращающегося двуплечего магнитопровода нет, то со стороны радиальных неподвижных магнитопроводов тормозящего момента на ротор магнитного коммутатора нет, т.к. он находится в поле уравновешенных магнитных сил.
Но! На периферии внешних торцов радиальных неподвижных магнитопроводов будет присутствовать вращающееся (два северных полюса) магнитное поле, имеющее угловую скорость численно равную скорости вращения вала привода коммутатора (анимацию см. в приложении 40), имеющее индукцию практически равную (при условии замкнутости внешней периферии неподвижных радиальных магнитопроводов на второй – южный полюс ротора, см. ниже) индукции на радиусе коммутации (малом), но перенесенную на радиус большой!
При наличии вращающегося двуплечего магнитопровода, он увлекается вращающимся магнитным полем, имеющим вышеуказанные параметры.
Анимацию работы РВМК в присутствии двуплечего магнитопровода смотрите в приложении 41.
А это означает, что с вращающегося магнитопровода можно снимать механическую мощность (энергию) во столько раз больше мощности (энергии) затраченной на вращение магнитного коммутатора, во сколько раз большой радиус превышает малый. Т.е. налицо усиление (генерация) механической энергии.
Вариант устройства усилителя механической мощности на РВМК показан на Рис. 2.
Из Рис. 2 видно, что в качестве возбудителя магнитного поля можно без всяких сомнений применять достаточно сильный постоянный магнит(ы). Это обещает существенное упрощение конструкции.
Ну и, наверное, излишне вспоминать о том, что последовательное механическое соединение усилителей механической мощности на РВМК (УММ РВМК) дает соответствующее возрастание КПД (КПЭ – кому как угодно).
Третий вид магнитного коммутатора и его применение – «Радиальный вращающийся магнитный коммутатор с синхронизатором» - РВМКС – мы рассмотрим в главе 19.
Вернуться к оглавлению книги 2.
