Элементарные двигатели своими руками

Сделайте за 5 минут простой двигатель своими руками!

Электромотор за 5 минут

Для элементарного электромагнитного мотора нужны батарейка АА, две канцелярские скрепки, эмалированный провод диаметром 0,5 мм, клей или скотч, пластилин для крепления конструкции к столу, небольшой магнит, который должен быть не слишком большим и не слишком маленьким. Размер магнита должен быть примерно с диаметр катушки. Приобретают их в этом магазине.

Как сделать простой мотор.

Согните скрепки. Сделайте элементарную катушку в 6-7 витков из изолированного эмалью провода. Концы проволоки зафиксируйте на катушке узелком и зачистите один конец от изоляции на всю его длину, а второй также по всей длине но только с одной стороны.
Укрепите скрепки на батарейке клеем или другим материалом. Положите сверху батарейки магнит. Установите всю сборку на столе и закрепите. Установите катушку так, чтобы концы ее касались скрепки зачищенными сторонами. Когда по проводу побежит ток, возникает электромагнитное поле и катушка станет электромагнитом. Магнит следует положить так, чтобы полюса магнита и катушки были одинаковыми, тогда постоянный магнит и катушка-электромагнит будут отталкиваться друг от друга. Эта сила поворачивает катушку в самом начале поворота из-за того, что один конец зачищен по длине только с одного бока, он на мгновение теряется контакт и магнитное поле исчезает. По инерции катушка поворачивается, вновь восстанавливается контакт и цикл разворачивается снова. Как видите, сделать простейший моторчик своими руками совсем просто! Здесь более подробно описано, как сделать простой мотор, о котором шла речь выше.

Вся сборка магнитного двигателя на видео

Упрощенная модель мотора из батарейки и проволоки

Существует много типов электродвигателей, и их можно классифицировать по разным критериям. Один из них – это тип электроэнергии, поставляемой им. Мы можем различать двигатели постоянного и переменного тока.

Одним из первых двигателей постоянного тока постоянного тока был диск Faraday, который, как и многие двигатели, был реверсивной машиной. После поставки механической энергии он произвел электричество (однополярный генератор).

Сегодня мы собираемся построить простейшую, но рабочую модель двигателя постоянного тока.

Материалы

Материалы, необходимые для изготовления игрушки, можно найти в каждом доме. Нам нужно:

Небольшое количество проволоки в эмали с диаметром 0,3-0,6 мм
R6 – батарея 1,5 В
Магнит может быть небольшим
Вспомогательные материалы: олово, канифоль, фрагмент проволоки и часть универсальной печатной платы для «роскошной» версии
Конечно, нам также нужен паяльник с сопротивлением или сопротивлением трансформатора.

Мы работаем

Эмалированные провода должны быть намотаны на батарею, создавая небольшой круг, который будет служить обмоткой двигателя. Затем, с концами провода, оберните обмотку так, чтобы она не развивалась.

Чтобы крыльчатка была готова, вы все равно должны удалить изолирующую эмаль на концах провода, которая будет служить осью. Кроме того, один из них также будет примитивным коммутатором. Поэтому, если, с одной стороны, мы удаляем всю эмаль, с другой стороны, мы должны делать это только с одной стороны, сверху или снизу:

Самый простой способ сделать это – поместить выпрямленный конец провода на плоский воздух, например, на столешницу, а затем очистить эмаль сверху с помощью бритвенного лезвия. Напоминаю, что другой конец должен быть изолирован по периметру!

Наконец, выпрямите ось так, чтобы рабочее колесо было как можно более сбалансированным.

Затем сделайте два небольших обруча (подшипники), в которых ротор будет вращаться. Диаметр обода должен быть около 3 мм (лучше всего использовать гвоздь для намотки).

Куски проволоки с подшипниками необходимо припаять к батарее. Затем мы склеим из него небольшой магнит, чтобы один из его полюсов был направлен вверх. Все это должно выглядеть примерно так:

Если теперь включить ротор, он должен вращаться с высокой скоростью вокруг своей оси. Иногда требуется небольшой предварительный пуск, осторожно вращая ротор, пока он не «защелкнется». Эту модель электродвигателя, выполненную во время этого действия, можно увидеть на видео:

Мы также можем сделать более прочную версию этой физической игрушки. Я использовал большой магнит из старого динамика, который я прикреплял к универсальной печатной плате с фрагментами проводов. Также к нему припаяны более жесткие кронштейны. Плоская батарея 4,5 В находится под пластиной, а также под ней находятся кабели, которые обеспечивают напряжение на кронштейнах. Видимый с правой стороны перемычки функционирует как переключатель. Дизайн выглядит следующим образом:

Работа этой модели также изображается на видео.

Как и почему это работает?

Вся шутка основана на использовании электродинамической силы. Эта сила действует на каждый проводник, через который течет электрический ток, помещенный в магнитное поле. Его действие описано в правиле левой руки.

Когда ток проходит через катушку, электродинамическая сила действует на нее, потому что она находится в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом. Эта сила заставляет катушку вращаться до тех пор, пока ток не будет прерван. Это связано с тем, что одна из осей, через которые подается ток, изолирована только на половине периметра. Хотя сила больше не работает, катушка выполняет вторую половину вращения из-за своей инерции. Это продолжается до тех пор, пока ось не превратится в свою изолированную сторону. Схема будет закрыта, и цикл повторится.

Представленный электродвигатель – простая, но эффективная физическая игрушка. Отсутствие каких-либо разумных практических приложений делает игру очень приятной.

Получайте удовольствие и информативное развлечение!

Виброплита: изготовление своими руками

Строительное оборудование – удовольствие дорогостоящее. Особенно когда оно требуется на собственном дачном участке и только на период стройки. Поэтому если несложный механизм можно сделать самому, то почему бы не сэкономить. Для этого не нужно обладать специальными знаниями и навыками – достаточно желания, трудолюбия и смекалки.

В данном случае мы расскажем о том, как сделать виброплиту своими руками для утрамбовки грунта.

Конструкция виброплиты

Чтобы собрать прибор, важно знать детали, его составляющие. То есть для начала разберемся с конструкцией виброплиты. А именно:

  • металлическая платформа. Ее можно сделать из листа серого ковкого чугуна или стали, толщиной не менее 8 мм;
  • вибратор + двигатель. Движение вибратора обеспечивается за счет бензинового, дизельного или электрического двигателя;
  • металлическая опора. Нужна, чтобы закрепить вибратор и двигатель;
  • ручка. За нее вы будете держать плиту во время проведения работ, а после – вам будет удобно перенести плиту за эту ручку в место хранения;
  • два швеллера длиной до 45см.

Дополнительными комплектующими будут выступать болты М10 и М12 с гайками и шайбами соответствующей маркировки и амортизаторы.

Как сделать виброплиту своими руками: чертежи и пошаговая инструкция

Теперь пошагово разберем процесс сборки оборудования:

  1. ШАГ: из стального листа болгаркой вырезается основание размером 60х40 см (они считаются оптимальными), но не более 80х50 см;
  2. ШАГ: по краям сделайте надрезы на расстоянии 10 см спереди и 5 см сзади. Глубина надреза – 5 мм, этого достаточно, чтобы согнуть лист;
  3. ШАГ: отогните края вверх на 25°, чтобы во время движения плита не встречала препятствий и не вязла в грунте;
  4. ШАГ: к верхней части основания на одной плоскости приварите два швеллера, которые усилят края листа. Они будут выполнять функцию опорной рамы;
  5. ШАГ: сделайте в ней отверстия, чтобы закрепить двигатель и вибратор. Приварите их. Если используете электродвигатель, то его лучше закрепить болтами и ременной передачей, при этом его центр тяжести должен находиться по центру оси платформы, чтобы он не «уходил» в сторону во время работы;
  6. ШАГ: используем отрезок металлического круга диаметром 40-65 мм, чтобы сделать вибратор. Просверлите отверстие с сечением 12-14 см по всей длине параллельно оси. При этом оно должно смещаться от центра приблизительно на половину радиуса. Вставляем туда металлический пруток подходящего диаметра и надежно закрепляем его гайками. Дополняем его по обеим сторонам подшипниками или бронзовыми втулками, которые прикрепляются стойками, приваренными к швеллеру;
  7. ШАГ: закрепляем шкив для передачи вращательного движения на вибратор со стороны ременной передачи. Закройте ременную трансмиссию защитным кожухом или установите отбойный щиток, чтобы обезопасить себя от травм;
  8. ШАГ: управляющая рукоять может быть в виде одной или двух наклонных стоек с ручкой-перекладиной. Желательно оснастить ее виброгасящим устройством. Это могут быть элементарные пружины или, если позволяет возможность, сайлентблоки от авто.

На изображениях ниже представлены чертежи виброплиты своими руками, применение которых облегчит «творческий» процесс.

Советы по выбору двигателя

Когда изготавливается виброплита своими руками для домашнего использования, дизельные двигатели не используются, так как это очень дорого. Для этих целей используют бензиновые двигатели внутреннего сгорания, однако чаще всего выбор падает именно на электрический мощностью 220В.

Объяснения тому, что механизмы с электроприводом наиболее популярны, следующие:

  • они бесшумны;
  • не нуждаются в заправке топливом;
  • довольно мобильны, так как удлинитель можно протянуть к любому месту на участке проведения работ.

Обратите внимание, что соединять такой двигатель нужно при помощи болтов и ременной передачи, так как в противном случае подшипники мотора в результате сильной вибрации будут постоянно выходить из строя.

Читать еще:  Шумно работает двигатель форд транзит

Если же у вас нет времени на эксперименты, а оборудование нужно на один-два раза, то услуга аренды придет на помощь, о чем можно узнать здесь.

Как сделать реактивный двигатель своими руками: любопытный опыт

Бесклапанный ПуВРД — удивительная конструкция. В ней нет движущихся частей, компрессора, турбины, клапанов. Простейший ПуВРД может обойтись даже без системы зажигания. Этот двигатель способен работать практически на чем угодно: замените баллон с пропаном канистрой с бензином — и он продолжит пульсировать и создавать тягу. К сожалению, ПуВРД оказались несостоятельными в авиации, но в последнее время их всерьез рассматривают как источник тепла при производстве биотоплива. И в этом случае двигатель работает на графитовой пыли, то есть на твердом топливе.

Наконец, элементарный принцип работы пульсирующего двигателя делает его относительно безразличным к точности изготовления. Поэтому изготовление ПуВРД стало излюбленным занятием для людей, неравнодушных к техническим хобби, в том числе авиамоделистов и начинающих сварщиков.

Несмотря на всю простоту, ПуВРД — это все-таки реактивный двигатель. Собрать его в домашней мастерской весьма непросто, и в этом процессе немало нюансов и подводных камней. Поэтому мы решили сделать наш мастер-класс многосерийным: в этой статье мы поговорим о принципах работы ПуВРД и расскажем, как изготовить корпус двигателя. Материал в следующем номере будет посвящен системе зажигания и процедуре запуска. Наконец, в одном из последующих номеров мы обязательно установим наш мотор на самодвижущееся шасси, чтобы продемонстрировать, что он действительно способен создавать серьезную тягу.

От русской идеи до немецкой ракеты

Собирать пульсирующий реактивный двигатель особенно приятно, зная, что впервые принцип действия ПуВРД запатентовал российский изобретатель Николай Телешов еще в 1864 году. Авторство первого действующего двигателя также приписывается россиянину — Владимиру Караводину. Высшей точкой развития ПуВРД по праву считается знаменитая крылатая ракета «Фау-1», состоявшая на вооружении армии Германии во время Второй мировой войны.

Конечно же, речь идет о клапанных пульсирующих двигателях, принцип действия которых понятен из рисунка. Клапан на входе в камеру сгорания беспрепятственно пропускает в нее воздух. В камеру подается топливо, образуется горючая смесь. Когда свеча зажигания поджигает смесь, избыточное давление в камере сгорания закрывает клапан. Расширяющиеся газы направляются в сопло, создавая реактивную тягу. Движение продуктов сгорания создает в камере технический вакуум, благодаря которому клапан открывается, и в камеру всасывается воздух.

В отличие от турбореактивного двигателя, в ПуВРД смесь горит не непрерывно, а в импульсном режиме. Именно этим объясняется характерный низкочастотный шум пульсирующих моторов, который делает их неприменимыми в гражданской авиации. С точки зрения экономичности ПуВРД также проигрывают ТРД: несмотря на впечатляющее отношение тяги к массе (ведь у ПуВРД минимум деталей), степень сжатия в них достигает от силы 1,2:1, поэтому топливо сгорает неэффективно.

Зато ПуВРД бесценны как хобби: ведь они могут обходиться вообще без клапанов. Принципиально конструкция такого двигателя представляет собой камеру сгорания с подсоединенными к ней входной и выходной трубами. Входная труба гораздо короче выходной. Клапаном в таком двигателе служит не что иное, как фронт химических превращений.

Горючая смесь в ПуВРД сгорает с дозвуковой скоростью. Такое горение называется дефлаграцией (в отличие от сверхзвукового — детонации). При воспламенении смеси горючие газы вырываются из обеих труб. Именно поэтому и входная, и выходная трубы направлены в одну сторону и сообща участвуют в создании реактивной тяги. Но за счет разницы длин в тот момент, когда давление во входной трубе падает, по выходной еще движутся выхлопные газы. Они создают разрежение в камере сгорания, и через входную трубу в нее затягивается воздух. Часть газов из выходной трубы также направляется в камеру сгорания под действием разрежения. Они сжимают новую порцию горючей смеси и поджигают ее.

Выбираем дизельные генераторы: какой двигатель лучше?

Скоро на вашем объекте появится автономный источник энергии – дизель-генератор. Вы уже на полпути к покупке. Но в процессе подбора энергоустановки возник резонный вопрос – какой двигатель должен стоять в ее составе?

Универсального ответа на этот вопрос не существует. У каждого дизельного двигателя есть свои плюсы и минусы. Ни одна, даже самая респектабельная, марка, не является исключением. Выбирая электростанцию по двигателю, не стоит ориентироваться исключительно на громкое имя или страну происхождения. Не стоит также делать ставку на высокую или низкую цену. Ваше решение должно основываться на целом ряде критериев. Мы поделимся лишь некоторыми из них – самыми основными.

1. Режим работы

Автономное производство энергии служит разным целям: постоянно снабжать объект электричеством, запитать его в случае аварии, дублировать основной источник энергии или сгладить пики потребления нагрузки. Двигатель для дизельной электростанции стоит выбирать исходя из цели , которую преследуете вы.

Существует несколько режимов работы дизель-генераторов. Мы выделили основную характеристику двигателя, которая потребуется, чтобы справится с каждым из них. Производители двигателей обычно рекомендуют модели, подходящие для того или иного режима. При этом учитывайте, что некоторые марки хороши на малых мощностях, другие – на средних, третьи – на больших.

ESP (Emergency Standby Power)
резервно-аварийный режим

Электростанция включается только в случае внезапного исчезновения энергии в основной сети.

Двигатель должен уметь безопасно и быстро принимать нагрузку.

LTP (Limited Time Power)
режим ограниченной по времени мощности

Энергоустановка страхует сеть от кратковременных блэкаутов. Двигатель в ее составе способен принять максимум нагрузки единовременно.

Двигатель должен быть способен принять 100% нагрузки единовременно.

PRP (Prime Power)
режим основной мощности

Дизель-генератор работает постоянно не на полную мощность или используется как дополнительный источник в энергоемких отраслях промышленности.

Двигатель должен длительное время работать без сбоев.

COP (Continuous Power)
режим длительной мощности

Энергоустановка принимает на себя всю нагрузку во время длительных или часто повторяющихся перебоев в энергоснабжении, особенно на объектах, связанных с транспортом, компьютерной техникой, безопасностью государства.

Двигатель должен показать способность много часов безошибочно работать при полной нагрузке.

2. Конструкция

Простая

Не имеет в составе сложной автоматики.

Высокотехнологичная

Снабжена компьютерными мозгами, датчиками и полезными системами, вроде автоматической очистки клапанов.

Плюсы. Элементарное обслуживание и ремонт таких двигателей под силу каждому, кто разбирается в механике.

Плюсы. Двигатели умеют полностью самостоятельно регулировать свою работу.

Минусы. Простая конструкция не предусматривает никаких дополнительных систем, способствующих продлению жизни двигателя. А также ограничивает вас в возможностях контроля за параметрами его работы.

Минусы. Слишком «навороченные» двигатели часто имеют свойство капризничать по пустякам. А обслужить умный двигатель без подготовки не получится — помощь квалифицированного специалиста обязательна.

Резюме. Двигатели простой конструкции подойдут для работы в отдаленных северных поселках и котельных, на промышленных, сельскохозяйственных и горнодобывающих объектах.

Резюме. Электростанции на сложных двигателях идеальны для объектов транспорта, городской инфраструктуры (офисов, больниц), телекоммуникации (серверов, баз данных) Им не место в глубокой глуши — там, где не будет оказано должного профессионального внимания.

3. Ресурс

Чтобы электростанция прослужила вам дольше, жизнеспособность двигателя не должна подвергаться сомнению. Существует ресурс, заложенный производителем. То время, которое двигатель способен проработать до капитального ремонта. Но эта цифра рассчитана для идеальной среды, создать которую в реальности получается редко. Ведь продолжительность жизни двигателя зависит от условий эксплуатации, топлива, которое вы будете использовать, работы в нештатных режимах, своевременного технического обслуживания. Тем не менее, часть параметров, определяющих долговечность двигателя, вполне реально проверить еще до покупки.

Отсутствие конструкторских недоработок

Не важно, какая технология положена в основу двигателя: новейший проект или традиционная схема. Главное, чтобы разработкой этой технологии занимались профессионалы. Только продуманная система работает, как надо. Узнайте, как обстоят дела с инжинирингом у компании-производителя дизельного двигателя.

Какие компоненты использованы в составе двигателя? Где были произведены блок цилиндров, поршневая группа, топливный насос, турбокомпрессор? Проверьте, что производитель имеет дело только с оригинальными частями и новейшими материалами. Тогда они не подведут в процессе работы.

Отсутствие производственных дефектов – серьезный показатель долговечности двигателя. Обратите особое внимание на то, где, на каких станках и в каких условиях происходит сборка двигателя.

Хорошо если в механизме газораспределения предусмотрены гидротолкатели клапанов и гидронатяжители цепи. Они способствуют снижению ударных нагрузок и продлению жизни мотора.

Недостаточная жесткость блока цилиндров или небольшая производительность маслонасоса влияет на ресурс двигателя не в лучшую сторону.

Отклонение в процессе производства от геометрических особенностей, заложенных инженерами, недопустимо. Оно может повлечь за собой лишние вибрации и повреждения даже износостойких деталей двигателя.

4. Адаптированность к России

Некоторые регионы нашей страны по своему климату и бытовым условиям впору считать экстремальными. Между тем, автономные источники энергии требуются и там тоже. Поэтому, если вы собрались использовать дизель-генератор на суровом Севере или в безлюдной тайге – узнайте, готов ли двигатель к испытаниям. Для этого он должен обладать тремя незаменимыми характеристиками.

Найти в отдаленных регионах рекомендованное производителем топливо бывает крайне затруднительно. Приходится выходить из положения, и заливать то единственное, что доступно. Но дизельное топливо, выпускаемое в России, по многим параметрам не соответствует европейским стандартам (цетановое число, содержание серы). Как отнесется двигатель к такому питанию? Некоторые моторы, особенно иностранные, крайне чувствительны к загрязнению механическими частицами, водой, посторонними химическими элементами. Топливо низкого качества очень быстро приводит к коррозии и выводит весь агрегат из строя. Поэтому выбирайте двигатель, который без колебаний примет любую предложенную солярку или заранее проверьте, сможете ли обеспечить снабжение двигателя жидкостями должного уровня.

Читать еще:  Ваз 2114 не показывает температуру двигателя а вентилятор срабатывает

Тяжелые условия эксплуатации снижают ресурс и приводят к ускоренному износу поршневой группы. Как поведет себя двигатель в этой ситуации? Потребует ремонта или наотрез откажется работать? В российской действительности благоразумнее отдать предпочтение тому двигателю, чей ремонт не потребует особых навыков и не повлечет длительного простоя оборудования. К тому же, если вы вынуждены использовать некачественное топливо, приготовьтесь часто менять элементы фильтрации топлива и регулировать необходимые узлы. Лучше научиться справляться с этим самостоятельно и отказаться от моделей, которые снабжены топливными насосами высокой точности.

Безопасность запуска двигателя стремится к нулю, когда за окном -50. Хотя, конечно, само исполнение дизельного агрегата (утепленный контейнер и предпусковой подогреватель) поможет справиться с погодными ненастьями. Но для двигателя нахождение на морозе само по себе не должно стать шоком. В этом случае хорошо, если среди его технических характеристик упомянут мягкий зимний запуск.

5. Топливная экономичность

Абсолютное большинство владельцев ДГУ предпочитает экономить на производстве энергии. Поэтому одно из главных требований, предъявляемых к электростанции, – бережливость. Хотя на эту характеристику сильно влияют конструкция установки, условия и режимы эксплуатации, обеспечить экономичность сможет именно правильно выбранный двигатель. Советуем уже на этапе первого знакомство с ним обратить внимание на следующие показатели. Учитывайте, что их замеряют не при полной, а при 50-75% нагрузке на двигатель.

Количество часов, которые сможет проработать двигатель на одной заправке.

Чем выше эта цифра, тем лучше.

Количество топлива, расходуемого за час работы.

Чем ниже эта цифра, тем лучше.

6. Распространенность

Известность — не всегда результат доблести. Но иногда все же широкая популярность может стать преимуществом. Хотя бы тогда, когда марка двигателя хорошо известна:

Электростанция работает эффективно, когда эффективно работает ее двигатель. Чтобы не терять полезные Джоули, лучше выбирать те двигатели, которые были собраны с учетом всех потерь, возможных в энергоустановке. Обращайте внимание на то, как часто используется та или иная марка в составе автономных источников энергии, а лучше – присмотритесь к образцам, спроектированным специально для работы в составе дизель-генераторов. С такими двигателями установка с большей вероятностью будет работать на максимум.

В вашей сфере деятельности

У двигателей, давно представленных на рынке, репутация уже сформирована. Есть марки, зарекомендовавшие себя в службе на нефтяных разработках, на железной дороге, в сельском хозяйстве, на морских судах. Считается, что их характеристики отлично подходят для решения конкретных отраслевых задач. Уделяйте больше внимания тем двигателям, которые принято использовать в вашей сфере деятельности.

В вашем парке техники

Если электрогенератор для вас — очередной экземпляр в целой коллекции техники, то неплохо будет подумать о взаимозаменяемости запчастей внутри парка. Единая марка двигателя на всех агрегатах позволит вам экономить на обслуживании: общаться с одной сервисной командой, держать при себе запас ходовых запчастей, использовать одинаковое топливо. Вообще, если вы давно и хорошо знакомы с тем или иным двигателем, то наверняка заходите увидеть его и в составе дизель-генератора.

В сервисных компаниях

Своевременные диагностика, техническое обслуживание и устранение неисправностей должны стать правилом при общении с дизель-генератором. Эти процессы проходят гладко, если достаточное количество сервисных организаций в курсе, как устроен двигатель вашей установки. Узнайте заранее, сколько авторизованных центров находится поблизости и не являются ли запчасти для выбранной марки большой редкостью на российских просторах.

7. Дополнительные преимущества

Если основные рабочие критерии у нескольких моделей двигателей кажутся одинаковыми, то в поле зрения попадают другие не обязательные, но полезные особенности. Иногда именно они могут стать решающим аргументом в деле выбора. Но чаще все же рассматриваются как приятный бонус.

Габариты

Небольшие размеры двигателя — это плюс. Они обеспечат достаточно пространства внутри электростанции для проведения технических работ или установки дополнительного оборудования. Если к тому же речь идет о моделях большой мощности — это еще и показатель конструкторского мастерства создателей двигателя.

Экологичность

Tier 3 и Евро 5 — это стандарты, регулирующие чистоту и токсичность выхлопных газов. Обратите внимание на двигатели, соответствующие этим показателям, если собираетесь использовать дизельную установку в населенных пунктах, природных заповедниках, охранных зонах или просто беспокоитесь о защите окружающей среды.

Внешний вид

Иметь дело с техникой, внешний вид которой оставляет желать лучшего, неприятно. Пусть даже с ее рабочими свойствами все в порядке. Поэтому если вам не нравится перспектива регулярно наблюдать неаккуратные швы и дефекты покраски, выбирайте образцы, у которых в этой области все безупречно.

Теперь вы знаете, что двигатель, на базе которого собран дизель-генератор, определяет все основные рабочие характеристики энергоустановки. Поэтому к его выбору стоит отнестись с особенной внимательностью. Мы подсказали вам, на каких критериях разумнее всего строить этот процесс. Надеемся, эти советы помогут найти тот самый двигатель, который лучше всего подходит именно для вашего случая. Удачи!

Приложение. Характеристика некоторых двигателей, использующихся в составе ДГУ (дата исследования — 2015 год)

  • ММЗ, ЯМЗ, ТМЗ
  • Doosan
  • Mitsubishi
  • Volvo Penta
  • MTU
  • Perkins
  • FAW

Элементарные двигатели своими руками

Электромагнитный двигатель

Альтернативный источник энергии

Стремительный рост цен на ископаемое топливо, заставил весь мир срочно искать альтернативные источники энергии. Уже предлагается масса вариантов замены традиционному способу производства энергии. Однако все они пока уступают хоть и устаревшим, но испытанным видам производства по многим показателям.

Чтобы стать коммерчески выгодным, новый источник энергии должен обладать рядом свойств:

1.Быть достаточно мощным в сравнительно небольших габаритах.

2.Независимым от внешних условий.

4.Использовать более дешёвое топливо, либо вообще быть без топливным.

В полной мере, таким источником энергии может служить только электромагнитный двигатель, с возбуждением от постоянных магнитов.

Принцип действия данного электромагнитного двигателя основан на законе Ампера для проводника с электротоком в магнитном поле.

Сила, действующая на проводник с электротоком в магнитном поле прямо пропорциональна индукции магнитного поля B, длине проводника L, и силе тока в нём I.

Если принять, силу F за мощность электромагнитного двигателя.

Значение B- за мощность магнитного поля постоянных магнитов, а произведение LI за мощность электромагнитной обмотки, то не сложно заметить, что мощность электромагнитного двигателя с постоянными магнитами может расти только за счёт роста мощности постоянных магнитов. А поскольку — «… постоянный магнит ниоткуда не получает энергию, а его магнитное поле не расходуется, когда им что либо притягиваешь….». «Магнит за три тысячелетия». В.П. Карцев. Стр. 155 , можно утверждать, что при потреблении подобным двигателем электроэнергии мощностью в 1 КВт. Мощность его может составить и 2 и 3 КВт.

Так гласит закон. Более того. Если

Закон Ампера для проводника с электротоком известен уже давно и не раз проверялся на практике. Пока претензий к нему не было.

Это значит, что используя постоянные магниты в качестве неисчерпаемого источника энергии можно создать электромагнитный двигатель с КПД больше 100 % , о чем долгие годы мечтало всё человечество и с таким упорством отрицали учёные – физики.

Но почему до сих пор такой источник энергии не был создан?

На это есть целый ряд причин:

1. Учёные не могут признать постоянный магнит неисчерпаемым источником энергии. Это, по их мнению, прямое нарушение закона о сохранении энергии. И хотя постоянный магнит существует реально и его магнитное поле действительно не уменьшается при совершении работы, признать этот факт никто не решается.

2. Достаточно сильные постоянные магниты были изобретены сравнительно недавно. А способ концентрации магнитного потока, ещё позже. Но без концентрации источника энергии, электростанция не может получиться достаточно компактной, что является одним из основных условий практичности электростанции.

3. Природа постоянного магнита описана учёными не правильно. В учебниках нам объясняли, что ферромагнетики не могут стать магнитами, поскольку домены, носители магнитного заряда, расположены в ферромагнетиках хаотично. И их поля нивелируют друг друга. (Рис.1.)

Однако это утверждение неверно.

Если взять энное количество прямоугольных магнитов и соединить их разноимёнными полюсами, то в результате получим замкнутый круг. Рис.2

Точно также ведут себя и домены, которые по своей сути являются элементарными магнитами. Рис.3

Причём домены пытаются сжаться в минимальное кольцо, что бы занять наименьшее энергетическое положение.

Магнитная энергия заключена в это кольцо, и наружу вырваться не может. Это явление используют для защиты механических часов от магнитного поля. Механизм элементарно помещают внутрь железного кольца, которое является магнитным проводником, и магнитное поле двигаясь по пути наименьшего сопротивления, обходит механизм часов вокруг не проникая внутрь железного кольца.

Читать еще:  Great wall hover h3 что за двигатель

Чтобы получить постоянный магнит, необходимо кольца доменов разорвать, сориентировать параллельно и закрепить.

Что бы удостовериться в том, что постоянный магнит обладает энергией достаточно поднести железный предмет к современному магниту из редкоземельных материалов.

Сила, с которой предмет притянется к магниту, развеет все сомнения.

Но энергию постоянного магнита необходимо преобразовать в иную, более привычную и изученную. Например, в механическую.

Это можно сделать лишь, создав электромагнитный двигатель, у которого, за счёт мощных постоянных магнитов, КПД будет значительно превышать 100%.

Конечно, двигатель с КПД больше 100% противоречит закону о сохранении энергии. Но этот закон гласит, что подобное невозможно лишь в замкнутой системе. То есть там, где нет внешнего источника энергии. В данной же конструкции внешним источником энергии служит постоянный магнит.

Если взять постоянный магнит в виде кольца и удалить некоторую часть его, получится подковообразный магнит с двумя полюсами. Между этими полюсами поместить якорь электродвигателя с электропроводящей обмоткой. Обмотка состоит из ряда катушек размеры, которых соответствуют размеру зазора между полюсами. Если по катушке пропустить постоянный электроток, то в катушке возникнет электромагнитное поле, которое заменит недостающее звено постоянного магнита и замкнёт собою кольцо магнитного поля постоянного магнита. А катушка притянется к магниту. Но если направление тока в катушке поменять, то катушка оттолкнётся от магнита.

Разместив на статоре ряд подковообразных магнитов, а на якоре ряд электромагнитных катушек, получим электромагнитный двигатель. Рис.5.

Похожие двигатели широко используются в промышленности. Но не один из них не имеет КПД больше 100%. Почему? Теперь уже дело в неправильной трактовке природы как магнитного и электромагнитного поля, так и электрического тока.

Учёные утверждают, что магнитное поле сплошное. Однако это физически невозможно.

Любая материя состоит из атомов, и даже сами атомы из элементарных частиц. Нет ничего сплошного. Мир вокруг нас дискретный.

Постоянный магнит состоит из доменов. Из групп атомов. По своей сути, это уже кристаллы. А из чего же состоит магнитное поле? Из силовых линий. Их легко обнаружить с помощью листа бумаги и железных опилок. Энергия магнита заключена в силовых линиях. Вся беда в том, что никаких полей не существует. Но учённые верят в поля и совершенно не признают силовые линии. Хотя и пользуются ими для объяснения некоторых физических явлений.

И хотя никто не знает, что такое энергия, и каким образом она держится в силовой линии? Что из себя представляет сама силовая линия, и какова её природа, мы, обязаны использовать это природное явление для своих нужд, оставив поиск ответов будущим поколениям.

Итак, магнитное поле, это пучок силовых линий. Предположительно каждый домен на поверхности магнитного полюса, содержит одну силовую линию. Но силовая линия должна содержать ещё одну характеристику, толщину. Толщина силовой линии зависит от количества доменов выстроенных в один ряд. Словно ручейки воды сливаясь, образуют большую реку. И чем длиннее постоянный магнит, чем толще силовые линии на его полюсах, а значит и магнитное поле на его полюсах.

Но и электромагнитное поле должно иметь подобную природу. Однако доменов там нет.

Отчего же может зависеть количество силовых линий и их толщина в катушке намотанной проводником электрического тока? Наверняка, количество от напряжения, а толщина от силы тока.

Ведь известно, что по тонкому проводнику можно пропустить электроток практически любого напряжения, если сила тока будет мала. Всё просто. Много тонких линий можно разместить в проводнике, а вот много толстых там не помещаются. Отсюда и падение напряжения при протекании через проводник электротока большой силы. Лишние силовые линии просто выталкиваются из проводника.

Итак, выясняется, чтобы замкнуть магнитное кольцо электромагнитной катушкой, требуется подать на катушку электроток высокого напряжения и малой силы.

К сожалению, пока нет методик подсчёта силовых линий постоянного магнита в зависимости от индукции магнитного поля и количество силовых линий электромагнита в зависимости от напряжения электротока протекающего по этой катушке. Поэтому приходится устанавливать величину напряжения индивидуально для каждой конструкции двигателя и подбирать экспериментально.

Наилучшим показателем для двигателя по мощности и экономичности будет момент, когда силовые линии и статора и якоря совпадут как по количеству, так и по толщине. Если силовые линии якоря будут тоньше силовых линий статора, КПД такого двигателя возрастёт, однако мощность уменьшится.

Но из за большой индукции магнитного поля статора, применение классического, железосодержащего якоря невозможно. Якорь просто намагнитится под действием магнитного поля статора в местах против магнитных полюсов до насыщения, и чтобы перемагнитить его потребуется электроток большой мощности. Именно поэтому в классических электродвигателях, магнитное поле статора значительно слабее магнитного поля якоря.

Якорь данного электродвигателя должен быть не только немагнитным, но и диэлектрическим.

Причина этому, большие вихревые токи при движении проводников в сильном магнитном поле. Материалом для якоря может служить текстолит или стеклотекстолит.

Главным, в конструкции данного двигателя является концентрация магнитного потока постоянных магнитов. Для этого, к магнитному полюсу из материала с максимальной степенью магнитного насыщения, например «Пермендюр», присоединяются постоянные магниты с пяти сторон одноимёнными полюсами. Шестая грань обращена к якорю, куда и выходит концентрированный магнитный поток. Рис.6.

Изобретение данного концентратора в основном и способствовало созданию электромагнитного двигателя с КПД больше 100%.Ведь любой энергоноситель необходимо сконцентрировать. Воду в водохранилище с помощью огромной плотины, пар в турбине, повышая температуру и давление, энергию атома, обогащая урановое топливо. Только та энергия которую есть возможность сконцентрировать с большой плотностью в относительно небольших объёмах, способна служить альтернативой классическим видам энергии.

Но магнитное поле увеличивается только за счёт увеличения количества силовых магнитных линий. Поэтому в двигателе площадь магнитных полюсов желательно уменьшить, чтобы напряжение в обмотке якоря было меньше, а количество полюсов можно увеличить. Рис7.

Конечно, при увеличении количества полюсов ,потребляемый ток тоже будет расти. Но если двигатель будет потреблять даже 10 КВт. электроэнергии , а его мощность составит 20 КВт. это будет выгодно.

Правда, дешёвым такой двигатель не назовёшь. И редкоземельные магниты, и магнитные полюса из сплава «Пермендюр», достаточно дороги.

Но эти материалы могут служить десятки лет. И обязательно себя окупят. В данном двигателе изнашиваются только подшипники, контактные кольца и щётки контактных колец. Но эти комплектующие сравнительно не дороги и применяются в обычных электродвигателях много лет.

Применение постоянных магнитов в качестве источника энергии ограничивает мощность двигателя. С их помощью и помощью сплава «Пермендюр» возможно получение магнитных полей всего до 2,5 Тл. И совокупную мощность до 100КВт. Но если применить в качестве источника магнитного поля сверхпроводящий магнит, мощность можно резко увеличить и уже говорить о нескольких мегаваттах.

Постоянный магнит, или постоянное магнитное поле сверхпроводящего магнита, уникальный источник энергии. Без топливный, компактный, экологически безвредный. Он отвечает всем требованиям, предъявляемым к источникам энергии как традиционным, так и альтернативным. И достаточно лишь соединить такой двигатель с самым обычным генератором электротока, и добавить пару аккумуляторов, как мы получим автономную электростанцию, которая будет вырабатывать электроэнергию круглосуточно и круглогодично, не взирая ни на погоду, ни на географическое положение.

Конечно, в теории кажется всё очень просто. Сконцентрировали магнитный поток. Замкнули полюса искусственным магнитным полем и всё. Но это в теории. На практике всё гораздо сложнее.

Предположим, каждый домен постоянного магнита содержит одну силовую линию. По крайней мере, это логично. А размер домена всего 4 микрона. Значит, на один квадратный сантиметр магнитного полюса, приходится примерно 25 000 силовых линий. Если предположить, что один вольт напряжения тоже даёт одну силовую линию, то не трудно понять, какое напряжение необходимо подать на одну катушку якоря. Теоретически это конечно возможно, но практически сделать очень сложно. Напряжение необходимо снижать. Либо увеличить размер домена. Теоретически это тоже возможно, но пока никто не пытался это сделать.

Можно также разделить катушку якоря на множество параллельных ветвей.

Профрезеровать в якоре максимально возможное число пазов и одну катушку уложить в один паз. А каждую катушку подключить параллельно. Тогда напряжённость электрических полей будет суммироваться, а не вычитаться как при последовательном подключении.

Но традиционными методами этого сделать не удастся. Альтернативный двигатель требует альтернативных решений.

Есть два решения этой проблемы.

Первый способ решение это создание многофазного ротора. Каждая секция должна быть отдельной фазой. И с помощью электроники подавать на контактные кольца переменное напряжение чередуя фазы. Ничего сложного в этом нет, хотя колец потребуется больше чем привычных три.

Второй способ коллекторный. Но тоже необычный. Коллекторов должно быть два. Один с положительным током, а второй с отрицательным.

В общем, нет ничего невозможного. Просто необходимо это делать на высоком профессиональном уровне. Конечно, сложно. Но ведь не сложнее термоядерной энергетики. Но зато безопасно и значительно дешевле.

Владимир Чернышов. Приморский край. e-mail— [email protected]

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector