В чем особенность двухфазной синхронной машины н. теслы?
Эту статью могут комментировать только участники сообщества.
Вы можете вступить в сообщество одним кликом по кнопке справа.
Тайна электромобиля Николы Тесла как показатель детства официальной науки
Изобретатели и ученые из числа сторонников альтернативной безтопливной энергетики вот уже много десятилетий пытаются понять одну, но важную загадку, которую оставил нам Никола Тесла. Если весь мир сумел с горем пополам понять и принять его энергосистему на переменном токе, то вот теорию Эфира Николы Тесла никто, по крайней мере в его время, так и не понял. Опираясь на свое понимание Эфира, он создавал электрогенераторы и электромоторы, технические характеристики которых остаются недостижимыми для нынешних энергетиков. Получал по собственному желанию шаровые молнии, строил башни с генераторами энергии, мощность которых была в десятки раз больше мощности самых мощных современных ТЭЦ, ГЭС и АЭС. Закладывал основы радио и телевидения, решал вопросы передачи энергии в любую точку или генерации энергии в любой точке Земли. Мир оказался недостаточно готовым к принятию его открытий и изобретений, жажда наживы и власти оказалась сильнее любви и доверия. Поэтому многие тайны Тесла, посмотрев на то, как люди с азартом убивают друг друга, унес с собой в могилу.
Рис.1. Никола Тесла.
Рис.2. Автомобиль Pierce-Arrow
В назначенное время, Никола Тесла прибыл из Нью-Йорка, и осмотрел автомобиль Pierce-Arrow. Затем он пошел в местный радио-магазин и купил 12 радиоламп, провода и разные резисторы. Коробка, имела размеры длиной 60 см., шириной 30 см. и высотой 15 см. Укрепив коробочку сзади за сиденьем водителя он присоединил провода к бесщёточному двигателю воздушного охлаждения (!). Два стержня диаметром 0.625 мм. и около 7,5 см. длинной торчали из коробки. После этого Тесла занял водительское место, подключил эти два стержня к проводам и заявил: "Теперь мы имеем энергию". Он нажал на педаль и автомобиль поехал! Это транспортное средство, приводимое в движение мотором переменного тока, развивало до 150 км/ч и обладало характеристиками лучшими, чем любой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания на то время! Испытания этого электромобиля длились одну неделю. Несколько газет в Буффало сообщили об этом. Когда Николу Тесла спрашивали: "откуда берется энергия?", то он отвечал: "Из эфира вокруг всех нас". Но люди даже понятия об эфире не имели, поэтому они решили, что Тесла был безумен или вступил в союз с дьяволом. Теслу это рассердило, он удалил таинственную коробку с транспортного средства, и возвратился в свою лабораторию в Нью-Йорке. Его тайна ушла вместе с ним!
Рис.3. Результаты моделирования АД от одной фазы
Следует пояснить, в чём суть модели. Желтый диск – это ротор, масса которого определяется регулятором жёлтого цвета. Регулятор – это такая горизонтальная полоса с ручкой, которую можно перемещать. В данном случае регулятором желтого цвета задана масса ротора в 50 кг. На роторе закреплены заклёпкой и расположены через 120 градусов диски красного цвета, заряд каждого из которых равен 7.52*10-5 кулона.
Статор моделировался тремя дисками, которые тоже фиксировались заклёпками на рабочем столе. Заряд каждого серого диска задавался по формуле –
Input[31] - это величина, которая указана на сером регуляторе, которая равна 7.52*10-5 кулона, body[1].p.r%(2*pi()) – это частота вращения ротора. То есть, частота тока (напряжения) в обмотках статора задавалось в 3 раза больше частоты вращения ротора. Форма колебаний – меандр. Но можно задать в формуле простой синус, мощность мотора от этого уменьшится всего примерно на 10%.
При этом мотор будет кроме основной нагрузки (колеса) будет вращать генератор, который будет заряжать аккумулятор, а уже с аккумулятора можно снимать необходимую энергию для создания колебаний в статорных обмотках.
Поэтому у меня есть простое объяснение работы электромобиля Николы Тесла. Ничего таинственного в нём не было. Из купленных в радиомагазине деталей Тесла сделал задающий генератор на 90 гц. Который с одной стороны питался от аккумулятора или от самого мотора. А с другой стороны направлял потоки энергии заданной частоты в статорные обмотки мотора через клеммы бесщеточного двигателя воздушного охлаждения (!). Раз у данного двигателя не было щёток, то это был асинхронный двигатель переменного тока. То есть у электромобиля Тесла в кабине стоял вентилятор, двигатель которого был под переменный ток, и, значит, работал на той же частоте, что и основной двигатель. Поэтому синхронизировать двигатель с помощью задающего генератора Тесла мог без особых проблем. Теперь остается понять, как был устроен этот задающий генератор.
У меня пока есть соображения, что этот генератора в течении какого-то отрезка времени определял частоту вращения ротора основного АД. Показания снимал с клём АД вентилятора. А затем посылал мощный импульс или серию импульсов нужной частоты, который (которые) мог (ли) быть любой формы. Либо это был синус, либо чисто положительный меандр. Скорее всего, это был меандр. Для АД форма колебаний не существенна.
А откуда в АД поступала энергия? Да из Эфира, больше неоткуда!! А заводился двигатель, конечно, от стандартного аккумулятора, как любой автомобиль со стандартным ДВС. Электромобиль Николы Тесла, таким образом, был самым настоящим вечным двигателем, точнее даровым двигателем, работающим на энергии Эфира.
Эту статью могут комментировать только участники сообщества.
Вы можете вступить в сообщество одним кликом по кнопке справа.
Тайна электромобиля Николы Тесла как показатель детства официальной науки
Изобретатели и ученые из числа сторонников альтернативной безтопливной энергетики вот уже много десятилетий пытаются понять одну, но важную загадку, которую оставил нам Никола Тесла. Если весь мир сумел с горем пополам понять и принять его энергосистему на переменном токе, то вот теорию Эфира Николы Тесла никто, по крайней мере в его время, так и не понял. Опираясь на свое понимание Эфира, он создавал электрогенераторы и электромоторы, технические характеристики которых остаются недостижимыми для нынешних энергетиков. Получал по собственному желанию шаровые молнии, строил башни с генераторами энергии, мощность которых была в десятки раз больше мощности самых мощных современных ТЭЦ, ГЭС и АЭС. Закладывал основы радио и телевидения, решал вопросы передачи энергии в любую точку или генерации энергии в любой точке Земли. Мир оказался недостаточно готовым к принятию его открытий и изобретений, жажда наживы и власти оказалась сильнее любви и доверия. Поэтому многие тайны Тесла, посмотрев на то, как люди с азартом убивают друг друга, унес с собой в могилу.
Рис.1. Никола Тесла.
Рис.2. Автомобиль Pierce-Arrow
В назначенное время, Никола Тесла прибыл из Нью-Йорка, и осмотрел автомобиль Pierce-Arrow. Затем он пошел в местный радио-магазин и купил 12 радиоламп, провода и разные резисторы. Коробка, имела размеры длиной 60 см., шириной 30 см. и высотой 15 см. Укрепив коробочку сзади за сиденьем водителя он присоединил провода к бесщёточному двигателю воздушного охлаждения (!). Два стержня диаметром 0.625 мм. и около 7,5 см. длинной торчали из коробки. После этого Тесла занял водительское место, подключил эти два стержня к проводам и заявил: "Теперь мы имеем энергию". Он нажал на педаль и автомобиль поехал! Это транспортное средство, приводимое в движение мотором переменного тока, развивало до 150 км/ч и обладало характеристиками лучшими, чем любой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания на то время! Испытания этого электромобиля длились одну неделю. Несколько газет в Буффало сообщили об этом. Когда Николу Тесла спрашивали: "откуда берется энергия?", то он отвечал: "Из эфира вокруг всех нас". Но люди даже понятия об эфире не имели, поэтому они решили, что Тесла был безумен или вступил в союз с дьяволом. Теслу это рассердило, он удалил таинственную коробку с транспортного средства, и возвратился в свою лабораторию в Нью-Йорке. Его тайна ушла вместе с ним!
Рис.3. Результаты моделирования АД от одной фазы
Следует пояснить, в чём суть модели. Желтый диск – это ротор, масса которого определяется регулятором жёлтого цвета. Регулятор – это такая горизонтальная полоса с ручкой, которую можно перемещать. В данном случае регулятором желтого цвета задана масса ротора в 50 кг. На роторе закреплены заклёпкой и расположены через 120 градусов диски красного цвета, заряд каждого из которых равен 7.52*10-5 кулона.
Статор моделировался тремя дисками, которые тоже фиксировались заклёпками на рабочем столе. Заряд каждого серого диска задавался по формуле –
Input[31] - это величина, которая указана на сером регуляторе, которая равна 7.52*10-5 кулона, body[1].p.r%(2*pi()) – это частота вращения ротора. То есть, частота тока (напряжения) в обмотках статора задавалось в 3 раза больше частоты вращения ротора. Форма колебаний – меандр. Но можно задать в формуле простой синус, мощность мотора от этого уменьшится всего примерно на 10%.
При этом мотор будет кроме основной нагрузки (колеса) будет вращать генератор, который будет заряжать аккумулятор, а уже с аккумулятора можно снимать необходимую энергию для создания колебаний в статорных обмотках.
Поэтому у меня есть простое объяснение работы электромобиля Николы Тесла. Ничего таинственного в нём не было. Из купленных в радиомагазине деталей Тесла сделал задающий генератор на 90 гц. Который с одной стороны питался от аккумулятора или от самого мотора. А с другой стороны направлял потоки энергии заданной частоты в статорные обмотки мотора через клеммы бесщеточного двигателя воздушного охлаждения (!). Раз у данного двигателя не было щёток, то это был асинхронный двигатель переменного тока. То есть у электромобиля Тесла в кабине стоял вентилятор, двигатель которого был под переменный ток, и, значит, работал на той же частоте, что и основной двигатель. Поэтому синхронизировать двигатель с помощью задающего генератора Тесла мог без особых проблем. Теперь остается понять, как был устроен этот задающий генератор.
У меня пока есть соображения, что этот генератора в течении какого-то отрезка времени определял частоту вращения ротора основного АД. Показания снимал с клём АД вентилятора. А затем посылал мощный импульс или серию импульсов нужной частоты, который (которые) мог (ли) быть любой формы. Либо это был синус, либо чисто положительный меандр. Скорее всего, это был меандр. Для АД форма колебаний не существенна.
А откуда в АД поступала энергия? Да из Эфира, больше неоткуда!! А заводился двигатель, конечно, от стандартного аккумулятора, как любой автомобиль со стандартным ДВС. Электромобиль Николы Тесла, таким образом, был самым настоящим вечным двигателем, точнее даровым двигателем, работающим на энергии Эфира.
В октябре 1975 года изобретатель из Калифорнии, Роберт Александер, представил публике усовершенствованный привод для автомобиля. По мысли изобретателя, этот электрический привод должен был в ближайшем будущем избавить владельцев автомобилей от необходимости использовать сжигаемое топливо, от лишнего шума, и от потребности в постоянной подзарядке аккумуляторов.
Электромотор был переделан так, чтобы на его выходе получалось 12 вольт, иначе выходная мощность оказалась бы слишком большой. Сыновья Роберта и его партнер Джеймс Смит за 45 дней переделали автомобиль, чтобы продемонстрировать возможность езды без топлива и без загрязнения окружающей среды.
На демонстрацию была приглашена пресса, а позже (когда патент US3913004 был уже получен) одному из журналистов поведали детали проекта: вращение электродвигателя начинается от батареи, гидравлическая и воздушная системы автомобиля приходят в действие, при этом батарея успевает перезаряжаться от генератора. На эту переделку Александер потратил всего 500 долларов.
В основе конструкции — трансформатор (преобразующее устройство), который является одновременно ротором генератора (пересекается магнитным потоком). Выход переменного тока в результате является продуктом двух электромагнитных действий. Напомним, что скорость изменения ускорения — третья производная координаты — это рывок.
Ротор представляет собой сердечник трансформатора, и имеет на себе группы парных обмоток. В каждой секции ротора по две обмотки, одна из которых работает как первичная обмотка трансформатора и как моторная обмотка, а вторая — как вторичная обмотка трансформатора и как генераторная обмотка. При этом на статоре расположены только постоянные магниты.
В работе генератора используются известные технологии управления и взаимодействия с магнитным полем. Трансформируемая и генерируемая мощности синхронно сочетаются, что и приводит к увеличению выходной мощности.
Первичные обмотки содержат меньшее количество витков чем вторичные обмотки, в которых при пересечении силовых магнитных линий наводится большая ЭДС, чем у источника постоянного тока (которым выступает батарея). Магнитное поле статора пересекает ротор, и мотивирует его к движению, при этом генерирует во вторичных обмотках энергию.
Выход переменного тока во вторичных обмотках является по своей сути синхронизированной функцией трансформируемой энергии из первичных обмоток, объединенных в общих пазах ротора со вторичными обмотками, и генерируемой энергии. В итоге сила тока и напряжение на выходе соответственно увеличиваются.
В одной из изготовленных авторами установок, имеющей четыре коллекторные щетки и 20 ламелей, и содержащей 20 секторов на роторе, первичные обмотки состояли из нескольких витков проводника, чтобы эффективно проводиться во вращение от 48 вольт постоянного тока при 25 амперах, то есть 1200 Ватт было необходимо для вращения с частотой 1750 оборотов в минуту.
В то же самое время вторичные обмотки состояли из такого числа витков, чтобы эффективно получать на выходе 60 циклов в секунду (путем трансформации и генерирования) при напряжении в 110 вольт и с током в 32 ампера, то есть на выходе можно было получать 3520 Ватт.
AC-DC / DC-DC МОТОР-ДИНАМОМАШИНА Н.Теслы
Никола Тесла, человек и гений, которого финансовый истеблишмент во всем мире считал вышедшим из обращения , уже в 1890 году смог распределить эфирную лучистую электрическую энергию, к ужасу своих противников. Он передавал энергию воздушными и наземными волнами на здание в 26 милях отсюда , где простой приемник энергии был настроен на мощные эфирные пульсации радиостанции, зажигая далекие огни и приводя в действие приборы, моторы которых не требовали подключения проводов.
Уже в начале 1890-х годов Тесла, изобретатель поколения переменного тока, повернулся спиной к переменному току, так как он обнаружил, что излучающая электрическая сила постоянного тока с длительностью импульса менее 100 микросекунд не может быть воспринята и будет без физиологического вреда для передачи энергии, но будет проникать через всю материю.
В аппарате Тесла применялся и метод получения высоких потенциалов / высоких частот и больших токов, где в основном работают два или три двигателя-генератора. Основным устройством был двигатель переменного тока на постоянном Магните с увеличенным выходом постоянного тока, к которому он добавил еще несколько динамомашин двигателя чтобы поднять частоту и давление еще выше.
Лучистая эфирная энергия основана на очень высокой "частоте" постоянного тока, то есть серии чрезвычайно быстрых однонаправленных импульсов в секунду, которые Никола Тесла произвел с группой своих разработанных двигателей постоянного тока-динамомашин с двумя коммутаторами, см. Рисунок 18 ниже. Кстати, его первая динамомашина переменного тока, которую он спроектировал, имела две якорные обмотки под углом 90 ° и скользящие кольца на одном валу с каждой стороны якоря.
Двигатель динамомашины был рассчитан на два коллектора или скользящие кольца содна обмотка для входа двигателя / acton, в то время как другая обмотка на том же якоре была выходом динамо-машины в том же вращении. Это звучит знакомо? Если вы задумаетесь об этом на секунду, то очень быстро поймете, почему об этих мотогенераторах до сих пор ничего не слышно. Сторона генератора двигателя была обмотана обмотками с интервалом 90 ° вокруг якоря, пропуская каждую другую щель, которая использовалась для стороны генератора. Он должен был использовать по крайней мере 36 пазов/зубьев на якоре. Чем ближе сегменты коммутатора или чем больше сегментов, тем короче длительность импульса .
Как насчет генератора переменного тока с полевым кольцом из 384 полюсных выступов и дисковым якорем с катушками, намотанными в один слой, которые соединяются различными способами в соответствии с требованиями подачи синусоидальных токов от 10 000 до 20 000 циклов в секунду с способной мощностью 10 кВт, которая была Нанятый компанией Тесла в своих первых демонстрациях высокочастотных явлений перед Американским Институтом инженеров-электриков в Колумбийском колледже, 20 мая 1891 года.
Тесла также использовал скользящие кольца для переменного тока на стороне генератора для преобразования постоянного тока в переменный для высокочастотных применений.
Давайте сравним рисунки этих двух машин:
Лично я не увидел принципиальной разницы. Разница в размещении рамок у Теслы под углом 90 0 , а у Александера рамки налагаются друг на друга. Но в любом случае это чистейшая взаимоиндукция, механический электротрансформатор, к примеру идентичная конструкция электромеханического преобразователя Умформер.
Умформер (с немецкого - преобразователь) представляет собой комбинацию в одной машине электродвигателя низкого напряжения и генератора постоянного тока высокого напряжения. В одних и тех же пазах якоря преобразователя раздельно заложены обмотки низкого и высокого напряжений, подведенные соответственно к коллекторам низкого и высокого напряжений. Магнитная система машины общая и имеет смешанное или параллельное возбуждение. При подаче напряжения U 1 с первичной стороны умформера машина приходит во вращение как обычный двигатель постоянного тока. На вторичных зажимах умформера возникает ЭДС Е 2 , индуцируемая в высоковольтной обмотке якоря:
(1)
где р— число пар полюсов;
п — частота вращения якоря, об/мин;
N2 — число активных проводников обмотки высоковольтного якоря;
Фа — общий магнитный поток преобразователя, Вб;
а2 — число пар параллельных ветвей высоковольтной обмотки якоря.
В умформерах магнитный поток Фа мало изменяется с изменением нагрузки. Это объясняется тем, что реакция якоря здесь весьма незначительна и почти не сказывается на рабочем процессе преобразования. В обмотке высокого напряжения ЭДС Е2 и ток I2 имеют одинаковые направления, а в обмотке низкого напряжения ЭДС E1 и ток I1 — разные направления. Таким образом, токи в обмотках якоря преобразователя имеют различные направления, вследствие чего поля реакции якоря, создаваемые этими токами, почти нейтрализуются, и основной магнитный поток Ф а остается величиной практически постоянной.
Существенными недостатками умформеров является низкий КПД (30—50%), большие масса и габариты, сравнительно малые срок службы и надежность.
Эта идея способна бросить вызов тому транспорту, который мы знаем сегодня.
Установленный электромотор производит свыше 130 лошадиных сил при 5500 об/мин. В этой машине предусмотрена трехскоростная автоматическая коробка передач, которая работает плавно и при этом является абсолютно бесшумной. Для быстрого безотказного торможения машина оснащена четырьмя тормозящими колесными дисками. Для крыловидных дверей с противовесом требуется клиренс всего в 14 дюймов. Поднимающийся спортивный люк динамически сконструирован таким образом, что эффект торможения практически исключен. Из всех этих составляющих наряду с использованием безупречного стального корпуса получается великолепная машина.
Благодаря контрольному центру блока питания делается все необходимое для того, чтобы батареи оставались заряженными во время работы машины независимо от скорости или степени разреженности блока питания. Ваша энергосистема будет заряжена в течение всего времени, пока вы ее используете. Нужно просто сесть в машину, завести ее и ехать как на любой другой.
DeLorean 1981 года был преобразован в электрический автомобиль Тилли. Переделка машины началась в конце июня 2002 года. Работа над металлическим агрегатом, а именно: разработка поддержки электрического мотора, установка блока питания, центра контроля и устройства TEV, — была закончена в июле 2002 года. Для того, чтобы убедиться в действенности технологии TEV, было проведено несколько тестов. Один из последних тестов был сделан 7 сентября 2002 года. В результате, после того как машина проехала 17,3 миль по сверхскоростному шоссе со скоростью от 80 до 90 миль в час, независимым экспертом было подтверждено, что батареи остались полностью заряженными.
28 марта 2003 года, в штате Теннеси, США, 20 вооруженных людей конфисковали все устройства, документы и арестовали банковские счета компании Tilly Foundation, Inc. До сих пор они ничего не вернули не возместили издержки, произнес Карл Тилли, президент и обладатель компании. Для того чтоб защитить технологию, всего через недельку после чего действия он уже начал строить другой электрический кар и два источника мощности для особняков. Сейчас это происходит в другом штате. Новейший электрический кар был протестирован несколькими инженерами, и был получен положительный итог.
Академическая физика ни как не объяснят как принимает участие магнитное поле якоря в преобразовании (объяснение выше не выдерживает критики, так как это объяснение работы трансформатора, но магнитный поток в сердечнике трансформатора не убывает при формировании тока во вторичном контуре). Почему нет реакции ротора в умформере? Встречные токи в обмотках первичного и вторичного контура есть, только как в трансформаторе или наложении рамок (рисунок Александера). Умформер работает как мотор постоянного тока, на валу нет нагрузки от обратного момента. А переключение в обмотках мотора формирует переменный ток в первичном контуре Взаимоиндукция не может быть больше единицы в априори. Возникает вопрос, а кто пробовал умформер подключить как электромотор для формирования момента на валу? К примеру мы можем увидеть обороты якоря умформера в данном ролике. Как вариант использование конструкции мотора постоянного тока с размещенной на якоре вторичной обмоткой к обмотке возбуждения мотора. Какую то часть в таком варианте можно будет рекуперировать но это не тот эпизод который обозначен в объяснении конструкции Роберта Александера. А вот факт демонстрации имел место. Вопрос - не мог или не хотел объяснить особенности конструкции остался за кадром.
Сегодня я могу сказать очень точно, как был устроен принцип его конструкции. Я бы назвал данный тип преобразования не трансформаторный, а трансформаторно - генераторный , при этом электрический контур мотора это первичная обмотка трансформатора. У вас возникнет вопрос но тогда должен появиться обратный момент генератора? Но почему вы так уверены в этом. С моими доводами можете ознакомиться в мое работе Ротовертер РАГЕН.
для примера реальный расчет маленькой конструкции размером как небольшой электродвигатель, радиального исполнения из двух статоров электродвигателя электродвигателя переменного тока 127В/34Вт, в котором статорное железо имеет 18 пазов.
Мощность возбуждения 3,57 Вт выходная мощность одной фазы 100 Вт, при прямом линейном преобразовании СОР=56. Разница от конструкций Тесла, Александера и возможно Стовбуненко, модуль мотор-генератор перенесен в статор а ротор имеет постоянные магниты.
Асинхронные двигатели широко применяются в современной энергетике. Они делятся на несколько шаговых вариантов по числу фаз — от одного до пяти. В этой статье мы расскажем, в каких системах применяются двухфазные моторы, в чём их отличие от других и какой принцип работы за всем этим стоит.
Электромотор стал настоящей революцией в энергетике. Однако, несмотря на то, что эта технология сравнительно молодая, сегодня в сфере присутствует множество разновидностей электродвигателей, которые используются повсеместно — от тяжёлой промышленности до частного использования. Однако наиболее популярным и распространённым типом были и являются асинхронные двигатели. Сочетая высокую мощность, КПД и эффективность, они широко применяются в различных сферах промышленности — дерево- и металлообработке, в качестве насосов, на крупных фабриках и станках. Поэтому важно понимать, как устроен асинхронный двигатель, какие у него бывают фазы и двухфазный шаговый вариант будет отличаться от одно- и трехфазного.
Что представляет собой асинхронный двигатель
Асинхронным двигателем называется электрическая машина, способная переводить электрическую энергию в механическую. Получая электроток, она приходит в движение, которое используют непосредственно агрегаты — станки, автомобили и прочее. Асинхронным же двигатель называется, поскольку его магнитное поле всегда вращается быстрее, чем ротор. Для функционирования такого типа электродвигателя используется переменный ток.
Таким образом асинхронный двигатель состоит из двух основных узлов — ротора и статора. Будучи отделёнными друг от друга, они формируют магнитное поле между собой, которое и приходит в движение.
Статор в свою очередь состоит из:
- корпуса, скрепляющего все механизмы мотора. Как правило, они цельнолитые благодаря простоте изготовления и прочности;
- сердечника, состоящего из пластин из электрической стали. Он увеличивает магнитные и индукционные свойства аппарата;
- обмотки, устанавливается в пазы сердечника. Это катушки из медной проволоки, которая подключается непосредственно к самой сети.
Ротор устроен немного проще и имеет вентиляционную крыльчатку, которая передаёт механическую энергию от статора. Существует два вида роторов:
- массивный — использует цельную схему и ферромагнитного соединения;
- короткозамкнутый — на основе колец проводников.
Несмотря на различия в структуре, работают такие асинхронные двигатели по одному принципу.
Принцип работы
Располагая обмотки и напряжение в 220 Вольт, двигатель создаёт вращающееся магнитное поле. Выступая движущей силой, оно разгоняет ротор, который, в свою очередь, превращает электрическую энергию в механическую и вращает механизм.
Двухфазный отличается от остальных соответствующими обмотками. Важно, чтобы обе фазы были расположения под прямым углом друг относительно друга. Таким образом удаётся создать устойчивое вращающееся магнитное поле при помощи идущих токов по принципу, аналогичному трёхфазному варианту.
В движение двигатель приходит благодаря постоянным токам, которые появляются в момент взаимодействия результирующего поля с роторными стержнями. Это сочетание позволяет быстро достичь предельной скорости вращения, что обеспечивает эффективность и скорость работы. Однако стоит учитывать, что такой двигатель питается только при наличии сдвига по фазе для одной из обмоток. Поэтому частью двухфазной машины неизменно выступают соответствующие конденсаторы.
Сегодня двухфазные двигатели пережили ряд усовершенствований и модернизаций. Самой популярной модификацией являются моторы с полым алюминиевым ротором. Используя вихревые токи в цилиндрах, он быстро разгоняется до предельных скоростей, обеспечивая высокий КПД.
Преимущества и недостатки двухфазного двигателя
Среди преимуществ двухфазного двигателя стоит выделить:
- простоту конструкции. За счёт малого числа элементов асинхронные двухфазные двигатели снижают стоимость при сборке. Поэтому в сравнении с двигателями аналогичной мощности они будут значительно дешевле. Также отсутствие сложных элементов увеличивает надёжность конструкции, а в случае поломки починить его будет куда проще;
- характеристики. Коэффициенты мощности и полезного действия у всех асинхронных двигателей, в том числе и у двухфазных, находятся на весьма высоком уровне. Такие моторы будут мощнее в сравнении с аналогами в той же ценовой категории. Также жёсткая механическая характеристика не допускает больших перепадов скоростей при колебаниях нагрузки — они остаются на одном уровне вне зависимости от подобных скачков;
- мощность. Асинхронные двухфазные двигатели имеют высокие значения допустимого, а также пускового момента на валу. Это позволяет быстро разгонять двигатель до предельных значений без затрат времени;
- эксплуатация. Как уже было указано выше, конструкция электродвигателей с двухфазным подключением весьма проста и имеет не так много отдельных элементов. Таким образом обслуживание таких устройств значительно проще, а вероятность поломки ниже. При своевременной очистке от пыли и подтягивании контактов подключения двигатель без замены подшипников проработает от 15 до 20 лет.
В целом, двухфазные устройства весьма популярные благодаря своей прочности и надёжности. Они не имеют отдельных коллекторных групп, поэтому не образовывают дополнительное трение и тем самым снижают износ двигателя на фоне аналогов. Для питания двигателя не требуются отдельные преобразователи — достаточно подключить их к промышленной сети и запустить.
Однако не стоит забывать и о ряде недостатков, которые не дают асинхронным двигателям занять доминирующую нишу на рынке:
- главной их проблемой является малый пусковой момент. Это несколько ограничивает сферу применения асинхронных двигателей. Например, они используются в манипуляторах, кранах, конвейерах, домашних и офисных инструментах, где вместо высокого пускового момента требуется мощность;
- также стоит отметить высокую реактивную мощность, которую они потребляют при запуске. Дело в том, что несмотря на высокие показатели, она несоизмерима с механической мощностью, поскольку никак не оказывает на неё влияние. Стоит учитывать это при подсчёте энергопотребления оборудования;
- стоит быть внимательным с показателями в принципе, поскольку некоторые значения систем могут оказаться ниже требуемых для потребления на пуске двухфазного асинхронного двигателя. Несоответствие характеристик в результате существенно снижает эффективность работы, а в некоторых случаях может привести к поломке оборудования.
Стоит также рассмотреть, чем же отличаются двигатели с другим числом фаз — одной, тремя и пятью.
В чём отличие трёхфазных двигателей
Принцип работы трёхфазного двигателя не отличается от двухфазного, однако разницу можно заметить в конструкции. Вместо двух магнитных потоков их три, при этом они смещены относительно друг друга в пространстве и времени, что позволяет создать магнитный поток, вращающийся в нужном направлении и с нужной скоростью.
Стоит отметить, что при вращении поток создаёт ЭДС в роторных проводниках. В результате ротор продолжает вращаться даже в том случае, если пусковой момент превышает тормозной. Это явление получило название скольжения, который является если не ключевым, то очень важным параметром для двигателя. Именно от него зависит безопасность работы, поскольку достижение критического уровня скольжения снижает стабильность, и двигатель может пострадать от опрокидывания.
Таким образом, принцип асинхронного трёхфазного двигателя строится на взаимодействии ротора, создающего магнитное поле, и токов, которые присутствуют в данном поле. При этом без разницы частот вращения полей движение не начнётся. В широком применении униполярные трёхфазные двигатели применяются в циркулярке.
Особенности однофазных двигателей
Любой асинхронный двигатель по своей сути является трёхфазным, поскольку для работы требуется сеть напряжением 380 В и три фазы. Двух- или однофазным двигатель делает подключение двигателя к другой сети, с двумя фазами и низким напряжением. В итоге вместо трёх обмоток питание подаётся всего на две.
В отличие от обычной схемы, в этом случае рабочая обмотка является основной и принимает чистую фазу от сети. Для создания вращения же на другую обмотку фаза поступает через посредник, в данном случае некий фазосдвигающий элемент. Чаще всего в этом качестве используются специализированные конденсаторы.
Без посредника однофазная система не сможет набрать достаточно индукции для запуска смещения ротора. Однако после включения необязательно поддерживать напряжение пусковой обмотки, которая подключена к конденсатору — двигатель будет работать в любом случае.
Это происходит благодаря конструкции и принципу работы трёхфазного двигателя в целом. Одной из его особенностей является продолжение работы даже в том случае, если один из проводов попросту вышел из строя, и подача тока от него отключилась. Фактически, в этот момент трёхфазная конструкция имитирует однофазную, а результирующее магнитное поле сохраняет вращение. Такие моторы в быту используются в пылесосах.
Пятифазные двигатели
На фоне перечисленных выше вариантов пятифазные двигатель гораздо больше похож на двухфазный из-за особенностей конструкции. В большинстве случаев для работы хватает и обычного, однако пятифазный двигатель находит своё применение в тех случаях, когда системе не хватает разрешения, разгона и торможения. Кроме того он имеет сниженную вибрацию и повышенную точность.
В чём же состоит отличие этих моторов? В первую очередь в конструкции — 2-фазный двигатель имеет восемь магнитных полюсов, в то время как 5-фазный целых десять. Каждый из них оснащён обмоткой, что приводит нас ко второму важному отличию — числу фаз. Как легко понять по названию двигателя, в двухфазном их всего две, условно обозначаемые как А и В. Пятифазные же имеет сразу пять фаз — от А до Е. Таким образом, пока первый вариант мотора работает в строго ограниченном режиме, второй может с лёгкостью переключаться между разными параметрами, подключая фазы в различных комбинациях. Это позволяет широко варьировать производительность, стабильность и интенсивность работы устройства. Фактически, пятифазный двигатель имеет лучшие характеристики по всем основным параметрам устройства, включая драйвер, но в большинстве случаев они попросту не нужны в системе, поскольку ей достаточно и стандартных мощностей. Таким образом пятифазные двигатели имеют свою, строго ограниченную нишу и не получают широкого распространения — перед покупкой стоит проверить описание.
Выводы
Таким образом асинхронные двигатели заняли прочную нишу в современной индустрии, предлагая множество преимуществ при сравнительно низкой стоимости покупки и обслуживания. Однако стоит отметить, что в большинстве систем используются в первую очередь универсальные трёхфазные моторы, которые при этом могут свободно конвертироваться в однофазные при определённых параметрах системы.
Двухфазные двигатели же имеют свою собственную нишу, которую они делят вместе с пятифазными. Обладая иными параметрами и особенностями системы, они находят своё применение в автоматических устройствах, таких как компенсационные или мостовые системы. Кроме того, благодаря возможности регулировать ряд ключевых параметров, такие моторы имеют простое управление и будут меньше греться. Например, можно изменять вращающий момент и частоты вращения через фазы напряжения двух обмоток. А умельцы изготавливают такие моторы из автомобильного генератора.
В октябре 1975 года изобретатель из Калифорнии, Роберт Александер, представил публике усовершенствованный привод для автомобиля. По мысли изобретателя, этот электрический привод должен был в ближайшем будущем избавить владельцев автомобилей от необходимости использовать сжигаемое топливо, от лишнего шума, и от потребности в постоянной подзарядке аккумуляторов.
Электромотор был переделан так, чтобы на его выходе получалось 12 вольт, иначе выходная мощность оказалась бы слишком большой. Сыновья Роберта и его партнер Джеймс Смит за 45 дней переделали автомобиль, чтобы продемонстрировать возможность езды без топлива и без загрязнения окружающей среды.
На демонстрацию была приглашена пресса, а позже (когда патент US3913004 был уже получен) одному из журналистов поведали детали проекта: вращение электродвигателя начинается от батареи, гидравлическая и воздушная системы автомобиля приходят в действие, при этом батарея успевает перезаряжаться от генератора. На эту переделку Александер потратил всего 500 долларов.
В основе конструкции — трансформатор (преобразующее устройство), который является одновременно ротором генератора (пересекается магнитным потоком). Выход переменного тока в результате является продуктом двух электромагнитных действий. Напомним, что скорость изменения ускорения — третья производная координаты — это рывок.
Ротор представляет собой сердечник трансформатора, и имеет на себе группы парных обмоток. В каждой секции ротора по две обмотки, одна из которых работает как первичная обмотка трансформатора и как моторная обмотка, а вторая — как вторичная обмотка трансформатора и как генераторная обмотка. При этом на статоре расположены только постоянные магниты.
В работе генератора используются известные технологии управления и взаимодействия с магнитным полем. Трансформируемая и генерируемая мощности синхронно сочетаются, что и приводит к увеличению выходной мощности.
Первичные обмотки содержат меньшее количество витков чем вторичные обмотки, в которых при пересечении силовых магнитных линий наводится большая ЭДС, чем у источника постоянного тока (которым выступает батарея). Магнитное поле статора пересекает ротор, и мотивирует его к движению, при этом генерирует во вторичных обмотках энергию.
Выход переменного тока во вторичных обмотках является по своей сути синхронизированной функцией трансформируемой энергии из первичных обмоток, объединенных в общих пазах ротора со вторичными обмотками, и генерируемой энергии. В итоге сила тока и напряжение на выходе соответственно увеличиваются.
В одной из изготовленных авторами установок, имеющей четыре коллекторные щетки и 20 ламелей, и содержащей 20 секторов на роторе, первичные обмотки состояли из нескольких витков проводника, чтобы эффективно проводиться во вращение от 48 вольт постоянного тока при 25 амперах, то есть 1200 Ватт было необходимо для вращения с частотой 1750 оборотов в минуту.
В то же самое время вторичные обмотки состояли из такого числа витков, чтобы эффективно получать на выходе 60 циклов в секунду (путем трансформации и генерирования) при напряжении в 110 вольт и с током в 32 ампера, то есть на выходе можно было получать 3520 Ватт.
AC-DC / DC-DC МОТОР-ДИНАМОМАШИНА Н.Теслы
Никола Тесла, человек и гений, которого финансовый истеблишмент во всем мире считал вышедшим из обращения , уже в 1890 году смог распределить эфирную лучистую электрическую энергию, к ужасу своих противников. Он передавал энергию воздушными и наземными волнами на здание в 26 милях отсюда , где простой приемник энергии был настроен на мощные эфирные пульсации радиостанции, зажигая далекие огни и приводя в действие приборы, моторы которых не требовали подключения проводов.
Уже в начале 1890-х годов Тесла, изобретатель поколения переменного тока, повернулся спиной к переменному току, так как он обнаружил, что излучающая электрическая сила постоянного тока с длительностью импульса менее 100 микросекунд не может быть воспринята и будет без физиологического вреда для передачи энергии, но будет проникать через всю материю.
В аппарате Тесла применялся и метод получения высоких потенциалов / высоких частот и больших токов, где в основном работают два или три двигателя-генератора. Основным устройством был двигатель переменного тока на постоянном Магните с увеличенным выходом постоянного тока, к которому он добавил еще несколько динамомашин двигателя чтобы поднять частоту и давление еще выше.
Лучистая эфирная энергия основана на очень высокой "частоте" постоянного тока, то есть серии чрезвычайно быстрых однонаправленных импульсов в секунду, которые Никола Тесла произвел с группой своих разработанных двигателей постоянного тока-динамомашин с двумя коммутаторами, см. Рисунок 18 ниже. Кстати, его первая динамомашина переменного тока, которую он спроектировал, имела две якорные обмотки под углом 90 ° и скользящие кольца на одном валу с каждой стороны якоря.
Двигатель динамомашины был рассчитан на два коллектора или скользящие кольца содна обмотка для входа двигателя / acton, в то время как другая обмотка на том же якоре была выходом динамо-машины в том же вращении. Это звучит знакомо? Если вы задумаетесь об этом на секунду, то очень быстро поймете, почему об этих мотогенераторах до сих пор ничего не слышно. Сторона генератора двигателя была обмотана обмотками с интервалом 90 ° вокруг якоря, пропуская каждую другую щель, которая использовалась для стороны генератора. Он должен был использовать по крайней мере 36 пазов/зубьев на якоре. Чем ближе сегменты коммутатора или чем больше сегментов, тем короче длительность импульса .
Как насчет генератора переменного тока с полевым кольцом из 384 полюсных выступов и дисковым якорем с катушками, намотанными в один слой, которые соединяются различными способами в соответствии с требованиями подачи синусоидальных токов от 10 000 до 20 000 циклов в секунду с способной мощностью 10 кВт, которая была Нанятый компанией Тесла в своих первых демонстрациях высокочастотных явлений перед Американским Институтом инженеров-электриков в Колумбийском колледже, 20 мая 1891 года.
Тесла также использовал скользящие кольца для переменного тока на стороне генератора для преобразования постоянного тока в переменный для высокочастотных применений.
Давайте сравним рисунки этих двух машин:
Лично я не увидел принципиальной разницы. Разница в размещении рамок у Теслы под углом 90 0 , а у Александера рамки налагаются друг на друга. Но в любом случае это чистейшая взаимоиндукция, механический электротрансформатор, к примеру идентичная конструкция электромеханического преобразователя Умформер.
Умформер (с немецкого - преобразователь) представляет собой комбинацию в одной машине электродвигателя низкого напряжения и генератора постоянного тока высокого напряжения. В одних и тех же пазах якоря преобразователя раздельно заложены обмотки низкого и высокого напряжений, подведенные соответственно к коллекторам низкого и высокого напряжений. Магнитная система машины общая и имеет смешанное или параллельное возбуждение. При подаче напряжения U 1 с первичной стороны умформера машина приходит во вращение как обычный двигатель постоянного тока. На вторичных зажимах умформера возникает ЭДС Е 2 , индуцируемая в высоковольтной обмотке якоря:
(1)
где р— число пар полюсов;
п — частота вращения якоря, об/мин;
N2 — число активных проводников обмотки высоковольтного якоря;
Фа — общий магнитный поток преобразователя, Вб;
а2 — число пар параллельных ветвей высоковольтной обмотки якоря.
В умформерах магнитный поток Фа мало изменяется с изменением нагрузки. Это объясняется тем, что реакция якоря здесь весьма незначительна и почти не сказывается на рабочем процессе преобразования. В обмотке высокого напряжения ЭДС Е2 и ток I2 имеют одинаковые направления, а в обмотке низкого напряжения ЭДС E1 и ток I1 — разные направления. Таким образом, токи в обмотках якоря преобразователя имеют различные направления, вследствие чего поля реакции якоря, создаваемые этими токами, почти нейтрализуются, и основной магнитный поток Ф а остается величиной практически постоянной.
Существенными недостатками умформеров является низкий КПД (30—50%), большие масса и габариты, сравнительно малые срок службы и надежность.
Эта идея способна бросить вызов тому транспорту, который мы знаем сегодня.
Установленный электромотор производит свыше 130 лошадиных сил при 5500 об/мин. В этой машине предусмотрена трехскоростная автоматическая коробка передач, которая работает плавно и при этом является абсолютно бесшумной. Для быстрого безотказного торможения машина оснащена четырьмя тормозящими колесными дисками. Для крыловидных дверей с противовесом требуется клиренс всего в 14 дюймов. Поднимающийся спортивный люк динамически сконструирован таким образом, что эффект торможения практически исключен. Из всех этих составляющих наряду с использованием безупречного стального корпуса получается великолепная машина.
Благодаря контрольному центру блока питания делается все необходимое для того, чтобы батареи оставались заряженными во время работы машины независимо от скорости или степени разреженности блока питания. Ваша энергосистема будет заряжена в течение всего времени, пока вы ее используете. Нужно просто сесть в машину, завести ее и ехать как на любой другой.
DeLorean 1981 года был преобразован в электрический автомобиль Тилли. Переделка машины началась в конце июня 2002 года. Работа над металлическим агрегатом, а именно: разработка поддержки электрического мотора, установка блока питания, центра контроля и устройства TEV, — была закончена в июле 2002 года. Для того, чтобы убедиться в действенности технологии TEV, было проведено несколько тестов. Один из последних тестов был сделан 7 сентября 2002 года. В результате, после того как машина проехала 17,3 миль по сверхскоростному шоссе со скоростью от 80 до 90 миль в час, независимым экспертом было подтверждено, что батареи остались полностью заряженными.
28 марта 2003 года, в штате Теннеси, США, 20 вооруженных людей конфисковали все устройства, документы и арестовали банковские счета компании Tilly Foundation, Inc. До сих пор они ничего не вернули не возместили издержки, произнес Карл Тилли, президент и обладатель компании. Для того чтоб защитить технологию, всего через недельку после чего действия он уже начал строить другой электрический кар и два источника мощности для особняков. Сейчас это происходит в другом штате. Новейший электрический кар был протестирован несколькими инженерами, и был получен положительный итог.
Академическая физика ни как не объяснят как принимает участие магнитное поле якоря в преобразовании (объяснение выше не выдерживает критики, так как это объяснение работы трансформатора, но магнитный поток в сердечнике трансформатора не убывает при формировании тока во вторичном контуре). Почему нет реакции ротора в умформере? Встречные токи в обмотках первичного и вторичного контура есть, только как в трансформаторе или наложении рамок (рисунок Александера). Умформер работает как мотор постоянного тока, на валу нет нагрузки от обратного момента. А переключение в обмотках мотора формирует переменный ток в первичном контуре Взаимоиндукция не может быть больше единицы в априори. Возникает вопрос, а кто пробовал умформер подключить как электромотор для формирования момента на валу? К примеру мы можем увидеть обороты якоря умформера в данном ролике. Как вариант использование конструкции мотора постоянного тока с размещенной на якоре вторичной обмоткой к обмотке возбуждения мотора. Какую то часть в таком варианте можно будет рекуперировать но это не тот эпизод который обозначен в объяснении конструкции Роберта Александера. А вот факт демонстрации имел место. Вопрос - не мог или не хотел объяснить особенности конструкции остался за кадром.
Сегодня я могу сказать очень точно, как был устроен принцип его конструкции. Я бы назвал данный тип преобразования не трансформаторный, а трансформаторно - генераторный , при этом электрический контур мотора это первичная обмотка трансформатора. У вас возникнет вопрос но тогда должен появиться обратный момент генератора? Но почему вы так уверены в этом. С моими доводами можете ознакомиться в мое работе Ротовертер РАГЕН.
для примера реальный расчет маленькой конструкции размером как небольшой электродвигатель, радиального исполнения из двух статоров электродвигателя электродвигателя переменного тока 127В/34Вт, в котором статорное железо имеет 18 пазов.
Мощность возбуждения 3,57 Вт выходная мощность одной фазы 100 Вт, при прямом линейном преобразовании СОР=56. Разница от конструкций Тесла, Александера и возможно Стовбуненко, модуль мотор-генератор перенесен в статор а ротор имеет постоянные магниты.
Читайте также: