20_Book_2_part_20
Вернуться к оглавлению книги 2.
Взгляд с другого ракурса.
Глава 20. НЭГ – причины неудач.
Раздел 1. От автора.
В Интернете уже долгое время держится устойчивый интерес к НЭГ (Неподвижный Электрический Генератор). Надо признать идея НЭГ – красивейшая. Вот только реализовать ее пока не удалось никому. И не удастся. По крайней мере, в том варианте, в котором она известна.
Для того, что бы разобраться в причинах неудач предлагаю провести формально-логический анализ создавшейся ситуации.
Раздел 2. Введение в тему.
Итак НЭГ… Это трехфазный электрический генератор не имеющий ни одной вращающейся (подвижной) детали. Заявленный КПД его больше 1,0. Описание НЭГ смотрите в http://www.skif.biz/index.php?name=Pages&op=page&pid=138..
Принцип действия – сверхъединичная генерация электроэнергии тремя фазными обмотками за счет индукции от вращающегося магнитного поля, образующегося в пространстве между тремя фазными сердечниками, при запитке их обмоток от трехфазного источника тока. С последующим переходом в режим самоподпитки (автогенерация).
В основе – опять же «вращающееся магнитное поле» (см. главы 18 и 19).
На нем и остановимся.
Из учебников физики мы знаем, что вращающееся магнитное поле можно получить разными способами:
Первые два способа применяются при реализации обычных электрогенераторов. Третий – тема предыдущих двух глав. Четвертый – база для проектирования электромоторов и (!) НЭГ. Последнее уже интересно…
Первое, что бросается в глаза – это то, что механическое вращение магнитного поля используется в основном для генерации электроэнергии, а электрическое вращение – для обратной задачи – превращения энергии вращающегося магнитного поля в механическую энергию вращения.
НЭГ с этой точки зрения – попытка решения суперобратной задачи – превращения энергии вращающегося магнитного поля полученного электрическим путем в энергию электрическую же, без движущихся конструктивных элементов.
Но для этой цели существуют трехфазные трансформаторы, имеющие КПД близкий к 1,0.
Отличается ли НЭГ от обычного трехфазного трансформатора – вот тот вопрос, ответ на который прояснит ситуацию.
Заявленная разница: В НЭГ магнитное поле вращающееся – отсюда КПД больше 1,0 (ожидание), в трансформаторе – поле не вращается – отсюда КПД меньше 1,0.
С трансформатором все ясно. Он работает в строгом соответствии с законами физики.
А вот тезис о том, что в НЭГ магнитное поле вращающееся поставим под сомнение.
Раздел 3. А все таки оно не крутится!...
Да, мы все со школьных лет и до старости свято верим, что три расположенных через 120 градусов, обмотки запитанные трехфазным током создают вращающееся магнитное поле. Школа и быт крепко вбили в наши головы этот тезис. Он уже в наших генах.
На самом деле никакого вращающегося магнитного поля между тремя фазными обмотками мотора НЕТ!
Каждая обмотка создает вокруг себя изменяющееся по синусу (во времени) неподвижное (силовые линии его всегда строго вдоль оси обмотки – т.е. по радиусу (у них нет тангенциальной составляющей), т.е. не смещаются ни на градус, ни в одну, ни в другую сторону, магнитное поле.
Суммарное магнитное поле от трех обмоток создает в пространстве между ними вращающееся поле градиентов сил магнитной природы (своеобразную вращающуюся стабильную по конфигурации, картину чередующихся магнитных «бугров» и «ям»), на которое реагируют ферромагнетики (и замкнутые проводники – см. примечание).
Они перемещаются из области пространства, в которой магнитное поле уменьшается, в область пространства, в которой магнитное поле возрастает. Т.е. магнитное поле обмоток как эстафету передает конкретный намагниченный участок ротора от одного сектора в 120 градусов, к другому трижды за период. И это повторяется 50 (60) раз в секунду.
Плавность (по синусу) изменения интенсивности магнитных полей в сердечниках обмоток сдвинутых на 120 градусов, задает равномерность крутящего момента ротора.
Примечание: Замкнутые проводники (конструктивные элементы ротора) образуют контура со своими встречными магнитными полями. Чем больше отставание контуров (влияние механической нагрузки на ротор) от вращающегося поля градиентных сил, тем больше возбуждаемые проводниками поля – тем больше крутящий момент ротора, тем больше токи в статорных обмотках. Это составляющие принципа работы асинхронного трехфазного электродвигателя.
Сами по себе перемещающиеся (вращающиеся – вращение задается конфигурацией расположения обмоток НЭГ или моторов) градиенты сил, здесь есть суперпозиция от трех источников магнитного поля.
Перемещающиеся градиенты сил ПРИНЦИПИАЛЬНО не имеют собственных силовых линий т.к. они есть производная от нескольких источников магнитных силовых линий, т.е. каждый источник (обмотка) оперирует (во времени) своим набором силовых линий.
Значит, сами по себе градиенты сил не могут создавать условий для электромагнитной индукции. В НЭГ, в каждой из неподвижных силовых обмоток, электромагнитная индукция возникает только от изменяющегося во времени по синусу, магнитного поля своей (находящейся рядом и напротив) опять же неподвижной, обмотки возбуждения.
Еще один признак, характеризующий перемещающийся градиент сил – это полное отсутствие магнитных полюсов, как следствие отсутствия своих магнитных силовых линий.
Настоящее же вращающееся магнитное поле, во-первых, имеет тангенциальную составляющую, т.е. силовые линии единого источника постоянно изменяют свою ориентацию в пространстве согласно положению соленоида или постоянного магнита, которое механически изменяется внешним приводом, во-вторых, вне зависимости от положения количество магнитных силовых линий одинаково (в большинстве конструкций).
Таким образом, в электротехническую терминологию для формально-логической развязки напрашивается новый термин –«перемещающееся (вращающееся) поле градиентных магнитных сил». Введение этого термина раз и навсегда поставит точку в вопросе о вращающемся магнитном поле.
Т.е. поставит на свои места настоящее вращающееся магнитное поле, получаемое механическим вращением двухполюсного ротора, и поле созданное тремя (любое количество) разнесенными на 120 градусов в пространстве статора, обмотками запитанными трехфазным током.
Таким образом, вывод однозначный: НЭГ – это обычный трехфазный (многофазный) ТРАНСФОРМАТОР, в котором помимо привычных потерь, дополнительно присутствуют потери от деформирующего вращающегося силового поля (следствие присутствия вращающегося поля градиентных магнитных сил), действующего на неподвижные магнитопроводы статора и ротора.
Отсюда – КПД НЭГ должен быть ниже КПД трехфазного трансформатора, т.к. в последнем нет потерь от деформирующего вращающегося силового поля.
Cледствия вытекающие из вышеприведенных рассуждений:
А. В главе 18, в разделе 2, учитывая изложенный здесь материал, следует читать:
«Действительно вращающееся магнитное поле (H rot), и вращающееся поле градиентных магнитных сил F rot (H grad) можно получить разными способами:
Б. В главе 17 в разделе 3 (подраздел А) есть такая фраза:
Конкретизация понятия «перемещающееся (вращающееся) поле градиентных магнитных сил» в данном материале, есть еще один маленький плюс в пользу вышеприведенного тезиса.
В. Более детальный анализ механизмов и природы возникновения сил и силовых полей позволит избавить физику от совпадающих внешне, но глубоко различных по принципу возникновения и существования, пар разных физических явлений, пока объединенных каким-либо ОДНИМ названием-ярлыком. Это даст в руки технической творческой части населения новые более корректные подходы к пониманию сути вещей. С «вращающимся магнитным полем» мы практически уже разобрались.
Г. Теперь, уважаемый читатель, вы сами, сможете откорректировать этот материал в части до пункта «А». Хотя это и не обязательно.
Раздел 4. Выводы.
Дополнение от 25 октября 2012 г.
Спустя несколько лет, разобравшись в общих чертах, с электромагнитными явлениями в средах, я могу сказать следующее: НЭГ – это идея-фикс.
Причина проста: Вращающееся магнитное поле, и поле механических сил, сопровождающее его, в обычном генераторе (с вращающимся якорем) НЕПРЕРЫВНО как во времени, так и в пространстве. Это обусловлено КОНСТРУКТИВНО.
В НЭГ непрерывности НЕТ. Но именно НЕПРЕРЫВНОСТЬ создает правильный (плавный) ТАНГЕНЦИАЛЬНЫЙ магнитный индукционный момент. В НЭГ этот момент ИМПУЛЬСНЫЙ с РЕЗКИМИ фронтами. Соответственно эффективной индукции нет.
Вместе с тем, отчаиваться не нужно. Идея может быть реализована при соблюдении ряда условий. Такие условия могут создаваться, например, режимом электрического или механического РЕЗОНАНСА.