Вся схема магнитного двигателя

Сила и слабость постоянных магнитов

Что такое постоянный магнит и чем его магнитное поле отличается от магнитного поля контура с током? Есть ли разница в магнитных полях одиночного и составного магнита? Что происходит «внутри» постоянного магнита при взаимодействии с другим постоянным магнитом или контуром с током? Можно ли эффективно использовать постоянные магниты с целью получения механической или электрической энергии? Подобных вопросов множество, и многие из них связаны с понятием электрический ток.

Чистым или нейтральным током можно, по всей видимости, назвать ситуацию, когда имеются условно удаленные от других заряды, состоящие из равного количества отрицательно и положительно заряженных частиц, одни из которых двигаются относительно других в преобладающем направлении. Именно взаимное движение зарядов противоположного знака друг относительно друга – и есть нейтральный ток. Другие варианты движения зарядов, допустим, с преобладанием зарядов одного знака, будут в своем роде производными от нейтрального тока и соответственно иметь некоторые особенности электрических взаимодействий.

Во многих ситуациях мы имеем дело далеко не с нейтральными токами, поскольку существуют как неравномерное распределение зарядов по длине проводников с током, так и скачки напряженности электрического поля на некоторых границах проводников (наличие вызывающего ток ЭДС и т. п.). Поэтому для изучения свойств нейтрального тока следует пользоваться либо кольцевым сверхпроводником с током, либо постоянными магнитами, которые в данном случае условно можно рассматривать как систему с кольцевым нейтральным током.

Кольцевые токи магнитов

Рассматривая постоянные магниты, как кольцевые нейтральные токи, можно сделать некоторые общие замечания. Электрический кольцевой ток поддерживается без внешней подпитки достаточно длительное время. Процесс протекания нейтрального тока не сопровождается тепловыделением или электромагнитными излучениями (просто поддерживается тепловой баланс с окружающей средой и телом постоянного магнита).

Несмотря на то что «магнитные» нейтральные кольцевые токи, будем считать, постоянны по величине, при взаимодействии магнитов между собой возникают ситуации, когда возможны как некоторые переходные процессы, так и взаимное влияние токов друг на друга. Другими словами, возникает явление электрической взаимной индукции.

Взаимная индукция двух контуров с током при наличии магнитной связи достаточно подробно описана в литературе. Известно, что энергия двух контуров с током, обладающих магнитной связью, отличается от суммы собственных энергий токов на величину взаимной энергии двух токов. Распространяя это правило на взаимодействие постоянных магнитов, можно сказать, что энергия системы магнитов отличается от суммарной энергии каждого магнита. Это понятно, поскольку при сближении или удалении магнитов происходит механическая работа.

Но так ли постоянны по величине эквивалентные круговые токи постоянных магнитов? Действительно, они представляют, упрощенно, сумму огромного числа элементарных молекулярных токов. Но в отличие от прочих материальных тел постоянный магнит имеет внешнее и внутреннее магнитное поле, которое «связывает» все элементарные токи, и каждый круговой ток реагирует на колебания остальных, как и они в свою очередь на его колебания. Другими словами, в постоянном магните все элементарные токи представляют как бы единый «организм», что и делает его собственно постоянным магнитом. Если разрушить данный «организм» и каждый элементарный ток начнет независимое «существование», магнитные свойства у данного объекта пропадают.

Вращение – залог эффективности

В группе из трех магнитов средний магнит «модулирует» суммарное магнитное поле всех трех магнитов. Причем максимум плотности смещается в одну сторону, а с противоположной стороны магнитное поле практически отсутствует. При изменении магнитной силы среднего магнита происходит плавное изменение суммарного поля, причем плотность магнитного потока как бы перемещается на другую сторону.

Что в конечном итоге это дает? Поскольку средний магнит можно просто вращать, будет происходить и перемещение максимума плотности суммарного магнитного потока по кругу, равное частоте вращения среднего магнита. Другими словами, один средний магнит может управлять суммарным полем, которое складывается из силы трех магнитов. Причем при вращении среднего магнита не происходит изменения суммарной энергии магнитного поля, т. е. вращение среднего магнита происходит без затрат энергии.

Вращающийся или меняющий свое направление максимум магнитного потока можно использовать в различных устройствах – начиная от простейших вариантов насосов и заканчивая двигателями или генераторами. Все устройства будут отличаться высокой эффективностью и низким энергопотреблением.

Конечно, вращение среднего постоянного магнита – не единственный вариант практического использования группы из трех постоянных магнитов в генераторах или двигателях. Данный средний магнит можно заменить на электромагнит, через обмотку которого пропускают переменный ток различной формы (в зависимости от назначения или конструкции).

Наибольший интерес представляет использование этого эффекта в двух видах двигателей: с линейным возвратно-поступательным движением и вращательных. Момент вращения таких двигателей может достигать значительных величин при относительно небольших рабочих оборотах.

Где можно использовать постоянные магниты?

Одной из особенностей двигателей с активным использованием постоянных магнитов является возможность использования электрического резонанса. Поскольку управляющий электромагнит периодически меняет полярность, т. е. питается переменным током, от частоты которого зависят обороты (в случае вращательного двигателя) в соотношении 1 / К, где К – число полюсов, электромагниты можно включить в состав колебательного контура с емкостью. Соединение электромагнитов может быть последовательное, параллельное или комбинированное, а емкость подбирается по резонансу на рабочей частоте двигателя, при этом среднее значение тока, проходящего через электромагниты, будет большим, а внешняя подпитка по току будет компенсировать в основном активные потери.

Данный режим работы будет наиболее привлекательным с точки зрения экономичности, а двигатель, в котором он используется, будет называться магнитно-резонансный шаговый. Обороты двигателя в этом случае практически не зависят от нагрузки и определяются частотой электрического резонанса, разделенного на число полюсов, несмотря на увеличение потребляемого тока при увеличении нагрузки. С целью повышения рабочих оборотов возможно применение многофазных схем питания электромагнитов двигателей. Среднее ожидаемое снижение потребляемой электрической энергии данными магнитно-резонансными шаговыми двигателями может достигать 60‑75 % по сравнению с обычными электрическими двигателями. Подобные двигатели отличаются большим моментом вращения, достаточно жесткой нагрузочной характеристикой, стабильной частотой вращения, высокой надежностью (якорь не имеет токонесущих элементов), отсутствием подвижных контактов и искрения и т. п., поэтому область их применения будет иметь свои особенности.

Читать еще:  Greenfield бензиновый двигатель неисправности

Несмотря на это, они могут превосходить по некоторым параметрам как трехфазные асинхронные и синхронные машины, так и коллекторные двигатели постоянного тока. Одно из основных преимуществ – низкое энергопотребление.

Генератор с повышенным КПД

Применение постоянных магнитов эффективно, например, в конструкции электрического генератора с неподвижным ротором. Достоинство подобных генераторов – отсутствие подвижных частей, высокая надежность, экономичность, простота конструкции. Применение магнитных материалов с особыми свойствами позволит получить еще большую экономичность. Среднее сокращение энергозатрат при производстве электроэнергии на генераторах такого типа может достигать 50% и более.

В основе их конструкции лежит принцип модуляции суммарного магнитного поля трех постоянных магнитов средним магнитом, в качестве которого выступает электромагнит. Применение постоянных магнитов позволяет достичь снижения энергетических затрат при генерации электрической энергии.

Магнитная система данного генератора представляет в общем виде «крест в кольце», где одна из перекладин креста представляет собой постоянные магниты, а другая – электромагнит управления, катушка которого может быть разбита на две части или использоваться в виде единой катушки. Кольцо представляет собой магнитопровод с низкими потерями на вихревые токи, на котором располагаются 4 рабочие обмотки (выходные обмотки), соединение которых осуществляется попарно. Выходное напряжение имеет удвоенную частоту по отношению к частоте тока, питающего электромагнит управления.

Если при работе обычного генератора (с вращающимся ротором) неизменный магнитный поток ротора (постоянные магниты или электромагнит), вращаясь от приводного внешнего двигателя, периодически изменяет магнитный поток в статорных обмотках, то увеличиваются механические затраты со стороны приводного двигателя.

В случае с неподвижным ротором отсутствуют потери на трение и противодействующий вращательный момент приводного двигателя. По сути это особый вид трансформаторного преобразователя с дополнительной подпиткой от магнитного поля постоянных магнитов. В процессе преобразования входного переменного тока происходит удвоение частоты выходного тока. Поскольку магнитное поле постоянных магнитов не меняет своего направления – происходит лишь периодическое перераспределение его по секторам кольца ‑то оно активно работает, вкладывая свой «вклад» в генерацию ЭДС.

Магнитный поток управляющей или первичной обмотки электромагнита меняет знак, т. е. происходит процесс, аналогичный процессу простого трансформатора. КПД трансформаторного преобразования достаточно велик. Другими словами, мы получаем трансформатор-удвоитель частоты с повышенным КПД.

Что в конечном итоге это дает? Получается, что входная мощность как минимум меньше выходной. Превышение выходной мощности над входной происходит за счет энергии постоянных магнитов, которые, в отличие от привычной схемы генерации, неподвижны.

Дополнительные возможности данного генератора можно получить, применив для кольцевого сердечника статора магнитные материалы с особыми свойствами.
К недостаткам устройства можно отнести следующее: удвоение частоты выходного напряжения, некоторую сложность изготовления магнитопроводов и обмоток, необходимость компенсационных обмоток для задания необходимой нагрузочной характеристики. Максимальная мощность определяется в основном энергией применяемых постоянных магнитов, от которых зависят все остальные параметры.

Для создания трехфазного тока можно применить либо 3 подобных преобразователя (питание управляющих обмоток синхронизировано), либо аналогичную конструкцию, изготовленную в трехфазном варианте.

«Неоднократно просили принять меры»: в Москве предложили ужесточить наказание за нарушение тишины водителями

Мэр российской столицы Сергей Собянин внёс в Московскую городскую думу поправки, направленные на ужесточение наказаний за преднамеренное нарушение тишины автомобилистами в ночное время. Об этом он сообщил в своём персональном блоге.

«Сегодня внёс в Мосгордуму пакет поправок в московское и федеральное законодательство об усилении ответственности за нарушение тишины и покоя в ночное время. К сожалению, проблема хорошо известна жителям многих районов Москвы», — написал Собянин.

«Отдельные отмороженные автомобилисты всю ночь напролёт гоняют на машинах и мотоциклах без глушителей и с громкой музыкой. Меня неоднократно просили принять меры, чтобы положить этому конец», — подчеркнул он.

Градоначальник предложил запретить использование в Москве машин и мотоциклов с полностью или частично модифицированными глушителями, если они нарушают тишину и покой горожан в ночное время. При этом он выступил за то, чтобы задерживать и помещать на спецстоянку такие транспортные средства — до тех пор, пока глушитель не будет возвращён в штатный режим.

Собянин также предложил в десять раз повысить штраф за преднамеренное нарушение тишины автомобилистами — с 500 до 5 тыс. рублей. При этом, если мощность двигателя легковой машины превышает 200 л. с., то штраф будет ещё больше: плюс 250 рублей за каждые 10 л. с. после 200.

«Владелец спорткара с 400 «лошадками» под капотом заплатит уже 10 тыс. рублей. Для мотоциклов «прогрессивный» штраф будет начинаться с 50 л. с., для грузовых автомобилей — с 250 л. с.», — пояснил он.

При этом штрафовать за нарушение тишины предлагается в автоматическом режиме с помощью камер фото- и видеофиксации, оснащённых специальными устройствами — шумомерами, которые обеспечат системный характер привлечения к ответственности и неотвратимость наказания.

Читать еще:  Датчик давления масла в двигателе чери амулет

«Надеюсь, что депутаты федерального и городского парламентов нас поддержат и оперативно примут законы, которые вернут москвичам право на спокойный отдых по ночам», — подчеркнул Собянин.

В конце августа мэр Москвы уже затрагивал эту тему, называя «совсем никакими» существующие федеральные административные наказания.

«Штраф 500 рублей с учётом того, что владельцы этих мотоциклов и авто люди далеко не бедные, — им как мёртвому припарка», — констатировал Собянин.

5 сентября в МВД предупредили о штрафах за установку в машину дополнительных динамиков и усилителей звука. Наказание будет грозить водителю в том случае, если аудиосистемы не будут соответствовать положениям по допуску автомобиля к эксплуатации.

«Согласно ч. 1. ст. 12.5 КоАП, за управление автомобилем с неисправностями или при наличии запрета его использования из-за угрозы безопасности дорожного движения предусматривается ответственность в виде предупреждения или штрафа в 500 рублей», — приводил ТАСС текст сообщения пресс-службы МВД.

Напомним, что с июля в России действуют новые «правила тюнинга» автомобилей. Теперь любые изменения в конструкции машин, которые не оформлены производителем как заводские, считаются незаконными. Установка подобного оборудования возможна только после согласования с ГИБДД, а соответствующая информация должна быть внесена в регистрационные документы. Речь в том числе идёт о дополнительных динамиках и усилителях акустической системы.

За езду на автомобиле с нелегальным тюнингом предусмотрен штраф 500 рублей, при повторном нарушении — до 5 тыс. рублей. К тому же водителя могут лишить прав на срок до трёх месяцев.

«Как их реально поймать и наказать?»

Партнёр аналитического агентства «Автостат», автоэксперт Игорь Моржаретто в беседе с RT оценил внесение пакета поправок в законодательство об усилении ответственности за нарушение тишины в ночное время.

«Проблема действительно есть, жалобы у людей есть. У каждого из нас свои истории, когда ночью гремела музыка, ревела техника. То есть запрос от общества есть, безусловно. Возможно, надо действительно увеличить штрафы, но для меня интереснее другая тема: как этих людей ловить? Я сплю, под домом пронеслись три мотоцикла с диким рёвом, я не видел ни номера, ничего. Вся проблема: как их реально поймать и наказать», — подчеркнул Моржаретто.

По словам главного редактора журнала «За рулём» Максима Кадакова, проблема шумного поведения автомобилистов и мотоциклистов существует, но пока непонятно, как именно с этим будут бороться.

«Меня всегда интересует механизм. Мысль верная, что этим надо заниматься, но надо смотреть, как это будет реализовано. Поэтому борьба с шумом в таком мегаполисе, как Москва, — это важная задача, но заниматься надо не только автомобилями, но и другими источниками шума», — пояснил собеседник RT.

Электроприводные газоперекачивающие агрегаты (ЭГПА)

  • ( 1 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )
  • ( 2 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )
  • ( 3 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )
  • ( 4 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )
  • ( 5 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )
  • ( 6 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )
  • ( 7 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )
  • ( 8 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )

«РЭП Холдинг» осуществляет серийный выпуск ЭГПА мощностью 4; 6,3 и 12,5 МВт. Агрегаты предназначе­ны для компримирования природного газа на ком­прессорных станциях и его транспортировки по ма­гистральным газопроводам. Предприятия Холдинга производят безредукторные, безмасляные агрегаты на активном магнитном подвесе с сухими газодинамическими уплотнениями и частотно-регулируемым электро­приводом с возможностью удаленного доступа.

ЭГПА нового поколения предназначены для заме­ны устаревших электроприводных агрегатов при реконструкции компрессорных станций.

Состав ЭГПА:

  • центробежный нагнетатель природного газа;
  • асинхронный высокоскоростной электродвигатель;
  • полупроводниковый преобразователь частоты;
  • агрегатная система автоматического управления и регулирования;
  • аппарат воздушного охлаждения газа с вентильным электроприводом;
  • система активного магнитного подвеса;
  • система электроснабжения.

Мощность нагнетателей: 4, 6 и 12 МВт.

ЦБН оснащены:

  • системой сухих газодинамических уплотнений (СГУ);
  • системой активного электромагнитного подвеса (АМП) ротора (комплектом магнитных подшипников), производимой по лицензии фирмы S2M;
  • конфузором, с комплектом датчиков измерения расхода газа для работы системы противопомпажной защиты и технологического измерения производительности ЦБН с погрешностью не более 4 %;
  • комплектом приспособлений для сборки и разборки нагнетателя.

Ротор нагнетателя имеет два радиальных магнитных подшипника и двухсторонний осевой магнитный подшипник, ротор электродвигателя; два радиальных магнитных подшипника. Стабилизация положения ротора осуществляется силами магнитного притяжения, действующими на ротор со стороны электромагнитов.

Страховочные подшипники (входящие в состав АМП) обеспечивают выбег роторов агрегата при аварийном отключении электропитания системы магнитного подвеса. Кроме того предусмотрена система бесперебойного питания магнитного подвеса от аккумулятора на время исчезновения основного электропитания.

Управление и контроль активным магнитным подвесом ЦБН осуществляется от шкафа управления магнитным подвесом центробежного нагнетателя.

Взрывозащита магнитного подшипника обеспечивается конструкцией нагнетателя.

Все описываемые ЭГПА поставляются в полностью «сухом» исполнении (с СГУ и АМП), исключающем применение масла, что в свою очередь значительно снижает эксплуатационные расходы.

В двигателе и нагнетателе применен активный магнитный подвес, обеспечивающий бесконтакт-ный подвес роторов нагнетателя и двигателя в управляемом магнитном поле перед пуском, при работе и остановке агрегата.

Производится на площадке «Невский Завод» по лицензионной технологии S2M.

ЦБН оснащены:

  • страховочными подшипниками, обеспечивающими до 20 аварийных «падений» ротора с номи-нальной частоты вращения;
  • датчиками температуры;
  • индуктивными датчиками радиального и осевого перемещения;
  • датчиками скорости вращения ротора.

Преимущества системы:

  • снижение эксплуатационных затрат;
  • увеличение ресурса узлов подшипника;
  • повышение КПД за счет отсутствия механиче¬ских потерь;
  • снижение количества дополнительного оборудования;
  • повышение надежности;
  • лучшие экологические характеристики.

Производится по лицензии фирмы Converteam или совместного предприятия «Сименс-Электропривод».

ППЧ снабжены входным согласующим трансформатором (трансформаторами), системой охлаждения, обеспечивают выходные параметры электропривода с заданной точностью при изменении питающего напряжения, разгон и торможение электродвигателя с заданным темпом в пределах допустимого выходного тока ППЧ.

Читать еще:  4d56 двигатель свечи какие

Система управления ППЧ построена на базе микропроцессоров и обеспечивает управление электродвигателем, контроль, диагностирование и защиту ППЧ.

Зона действия устройств релейной защиты ППЧ охватывает как собственные электрические цепи ППЧ, так и обмотки статора электродвигателя.

Система охлаждения ППЧ обеспечивает возможность проведения любого количества пусков ЭГПА без ограничения интервала между пусками.

Мощность электродвигателей — 4,0; 6,3 и 12,5 МВт.

Производятся на площадке ООО «Сименс-Электропривод», предназначены для привода центробежного нагнетателя, имеющего квадратичную зависимость момента на валу от частоты вращения. Вращающий момент электродвигателя передается непосредственно на вал нагнетателя с помощью промежуточного гибкого вала.

Электродвигатель работает в составе частотно-регулируемого электропривода с питанием от преобразователя частоты.

Система охлаждения электродвигателей 4 и 6 МВт воздушная. Электродвигатель мощностью 4,0 МВт оснащен встроенным вентилятором, электродвигатель мощностью 6,3 МВт имеет внешнюю вентиляционную установку.

Электродвигатель мощностью 12,5 МВт имеет комбинированное воздушно-жидкостное охлаждение с внутренним теплообменником.

Защиты преобразователя

Вид защиты Реализация защиты
Токовая защита от внешних многофазных замыканий Токовая отсечка без выдержки времени
Токовая защита от однофазных замыканий на землю Токовая защита без выдержки времени, действующая на отключение
Защита от перегрузки Действует на снижение частоты вращения ротора двигателя
Токовая защита от обрыва фазы Действует на отключение без выдержки времени
Защита от отказов внутренней системы охлаждения Действие определяется алгоритмами, указанными в эксплуатационной документации
Защита от повышения напряжения С действием на отключение
Защита от понижения напряжения С действием на отключение с задержкой и возможным использованием запаса кинетической энергии ротора электродвигателя для поддержания напряжения

САУ производится по типу ЭЛЕСКУ, предназначена для обеспечения заданных режимов работы и регулиро¬вания основных параметров газоперекачивающего агрегата, его длительной и безаварийной работы.

САУ обеспечивает как полностью автономную работу ЭГПА, так и работу в составе компрессорной станции под управлением систем диспетчерского уровня.

САУ ЭГПА выполнена как единая, законченная управляющая и информационная система для ЭГПА и его вспомогательного оборудования на основе промышленных и апробированных технических, информационных и программных средств с использованием рационального числа форм представления информации.

— шкаф управления (ШУ) — один на компрессор;

— пульт контроля и управления (ПКУ) в составе:

  • панель резервного управления — одна на компрессор;
  • АРМ оператора — два комплекта (основной на группу компрессоров и резервный).
    • применение частотно-регулируемого электропривода;
    • применение магнитных подшипников и сухих газодинамических уплотнений;
    • уменьшение эксплуатационных затрат за счет применения безредукторной схемы и отсутствия масляной системы;
    • полная автоматизация оборудования, применение малолюдных технологий;
    • экономия электроэнергии до 30 %;
    • возможность дистанционного управления оборудованием компрессорной станции;
    • соответствие современным экологическим требованиям;
    • комплексная поставка агрегата «под ключ».

    Новости

    Выпускники отметили, что многие стараются не терять связь с ДВФУ, работая с талантливыми студентами, создавая совместные научные проекты и продолжая обучение по программа переподготовки и повышения квалификации. Участники встречи подчеркнули важность развития партнерских отношений между выпускниками и высказались за регулярное проведение совместных встреч.

    «Я горжусь статусом выпускника Дальневосточного государственного университета и особенно приятно видеть развитие вуза. Считаю, что современным студентам ДВФУ очень повезло, они получают образование в одном из сильнейших вузов страны с фундаментальной научной базой и отличным техническим оснащением, у них есть все возможности для развития и самореализации. Сейчас вуз — одна из крупнейших площадок в ДФО для проведения масштабных международных и всероссийских событий, знакомств, бизнес-встреч. Развитие сообщества выпускников вуза — тот случай, когда поддержка университета ощущается и через много лет после его окончания. Такие сообщества помогают найти выпускникам надежных партнеров, с вузом же они могут выстраивать доверительное и взаимовыгодное сотрудничество по разным направлениям», ― подчеркнул генеральный директор Президентского фонда культурных инициатив, выпускник ДВФУ Роман Карманов.

    «Выпускникам важно объединяться в клубы. Так мы можем найти друг друга, организовать совместные бизнес-проекты. Как выпускники мы можем стать наставниками для студентов и помогать им реализовывать их проекты, сопровождать при подготовке выпускных работ. Многие выпускники находятся в поиске квалифицированных сотрудников. Поэтому важно развивать таланты ребят, чтобы потом забирать их к себе в команды. И сами студенты будут понимать, что они востребованы, когда выпускники будут брать над ними шефство и их сопровождать. После окончания вуза нельзя прерывать с ним связь. Можно выступать меценатом, поддерживать студенческие проекты, в том числе финансово, принимать активное участие в жизни вуза. Например, в этом году выпускники Академии управления ДВФУ выступили с идеей Аллеи выпускников, чтобы она стала достопримечательностью кампуса», ― отметила основатель сети ресторанов Tokyo, выпускница ДВФУ Алена Ницора.

    Участники встречи стали обладателями первых карт-пропусков, специально выпущенных для почетных выпускников ДВФУ, которые позволят им беспрепятственно посещать свою альма-матер в любое удобное время. Первыми получателями карт стали:

    Министр Российской Федерации по развитию Дальнего Востока и Арктики Алексей Чекунков;

    председатель президиума Дальневосточного отделения Российской академии наук Валентин Сергиенко;

    директор Института права и управления Московского городского педагогического университета Владимир Строев;

    генеральный директор Президентского фонда культурных инициатив Роман Карманов;

    генеральной директор DNS Дмитрий Алексеев;

    основатель сети ресторанов Tokyo Алена Ницора;

    генеральный директор «Страховой брокер Сбербанка» Валентина Скляр.

    Отметим, что ДВФУ формирует новую культуру взаимодействия с выпускниками. Первые шаги в этом направлении позволят молодым специалистам сохранить связь с вузом и пользоваться его преимуществами даже после получения диплома.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector