Izum se odnosi na energetiku i poboljšava učinkovitost goriva i smanjuje emisije otrovnih plinova u motorima s unutarnjim izgaranjem sa slobodnim klipom. U autogenom generatoru (1), u kojem se električna energija proizvodi pomoću elektromagnetske spojke između fiksnih namota (2) i trajnih magneta koji se pomiču unutra tijekom povratnog gibanja jednog ili više klipova dvotaktnog motora s unutarnjim izgaranjem, cilindri (5) upareni s klipovima (4) imaju stožastu predkomoru (10) otvorenu prema cilindrima (5). Motor radi s promjenjivim taktom kompresije, a magneti (3) i namoti (2) su konstruirani tako da je omjer između količina mehaničke energije koja se koristi za proizvodnju električne energije iz dva različita takta magneta (3) jednak omjeru između dva omjera kompresije dobivena u cilindrima (5) u odnosu na dva različita takta izvedena od klipova (4) spojenih s naznačenim magnetima (3), pomnožena omjerom između dvije vrijednosti ukupne učinkovitosti motora u odnosu na naznačene omjere kompresije. 15 z.p.f-ly, 9 ill.
Ova se primjena odnosi na područje autogenih generatora energije, točnije na generatore u kojima se mehanička energija nastala povratnim gibanjem klipova motora s unutarnjim izgaranjem bez radilice pretvara u električnu struju zbog međudjelovanja trajnih magneta kao što je cjelina sa gore navedenim klipovima prilikom njihovog kretanja, s fiksnim namotima, koji su ciklički uronjeni u magnetsko polje povezano s navedenim magnetima. Ovaj tip generatora očito je prikladan za proizvodnju električne struje, koja se zatim može koristiti ili izravno, na primjer, za rasvjetu ili grijanje, ili posredno za napajanje elektromotora, koji se mogu koristiti u raznim vrstama pogonske opreme na zemlji ili vodi, ili u zraku., ili u drugim primjenama. Međutim, korišteni oscilatori zahtijevaju preciznu izvedbu u smislu izlaznog napona i ugađanja kako bi se smanjila buka i šteta po okoliš. Primjeri već poznatih tipova takvih generatora imaju značajna ograničenja u smislu gore navedenih zahtjeva. Tipičan primjer generatora dat je u GB 2219671A. Ovaj generator također proizvodi električnu energiju klipeći magnete na fiksne namote, s magnetima integralnim tijekom kretanja, s klipovima motora s unutarnjim izgaranjem bez radilice, ali se po konfiguraciji dijelova i njihovoj namjeni bitno razlikuje od generatora, opisanog u nastavku: magneti osciliraju oko fiksne točke koja leži u središnjoj ravnini poprečnog presjeka uređaja koji sadrži namote, a osim toga, kao alternativa, fiksni namoti se također mogu koristiti za proizvodnju električne energije koja može koristiti izvan generatora ili trošiti električnu energiju za potiskivanje navedenih magneta, kako bi se omogućilo povratno kretanje klipa u taktu kompresije. Stoga je jasno da su dimenzije uređaja, u odnosu na dovedenu energiju, znatno veće od onih kod generatora prema ovom izumu, u kojem se, kao što će se vidjeti u nastavku, električna energija proizvodi i ulaskom magneta u namote i njihovim vraćanjem u suprotnom smjeru, a u kojem se pokretanje i regulacija rada uređaja može provesti jednostavnom promjenom količine goriva po ciklusu rada. Sveukupno podešavanje uređaja prema britanskom patentu, međutim, kako u unutarnjem izgaranju tako i u elektromagnetskom dijelu, vrlo je komplicirano i skupo, budući da je tlak i količina dovedenog zraka, količina goriva i karakteristične vrijednosti biti u određenom odnosu sa strujom koja prolazi kroz namote (impedancija, otpor, smjer, itd.) Mora se elektronički kontrolirati, ciklus po ciklus. Regulaciju količine usisnog zraka, na primjer, u slučaju unutarnjeg izgaranja benzina, treba provesti približno mjerenjem metode određivanja količine kemikalija uključenih u kemijsku reakciju i za dva i za četiri takta, što izvode se neovisno o gore navedenim vrijednostima električnih parametara u ventilima usisnog graničnog područja za zrak i benzin. Vrijednosti dotičnih električnih parametara moraju se podešavati uzastopno, ciklus po ciklus, u skladu s rezultatima početne prilagodbe upravo opisane. To uključuje korištenje prikladnog računalnog hardvera sposobnog za pohranu i obradu velike količine podataka, što uređaj čini skupim i osjetljivim na oštećenja. Vrijednosti električne energije i napona koji nastaju tijekom različitih ciklusa, koji uvelike ovise o frekvenciji magneta, nisu izravno ili automatski proporcionalni količini mehaničke energije koju motor proizvodi tijekom promjene takta kompresije. To općenito uključuje korištenje velikih baterije koji se nalaze između dijela s unutarnjim izgaranjem, koji ih puni, i elektromotora koji se napajaju baterijama. Funkcionalni raspored motora s unutarnjim izgaranjem, osim odsustva radilice, je konvencionalan i stoga je cilj postići dobru ukupnu učinkovitost maksimiziranjem energije po ciklusu za postizanje potrebnih visokih temperatura i tlakova. Iako je to strogo prihvatljivo s energetskog stajališta, nije s ekološkog gledišta, budući da je praktički nemoguće spriječiti stvaranje otrovnih spojeva kao što su dušikov oksid i ugljični monoksid kada se uređaj radi na podešenoj smjesi na visoke temperature unutar cilindra. Drugi sličan primjer linearnog generatora uključuje Jarrettov motor, u kojem iako se kontrola "povrata" klipa pod pritiskom stvara elektro šok , je manji problem, postoje svi gore navedeni nedostaci, plus činjenica da, kako se gubici ne bi dodatno povećavali, koji su već visoki, svježi zrak za ciklus ulazi u cilindar pomoću akustične rezonancije, što se može postići samo u ograničenom rasponu frekvencija ciklusa. , a što podrazumijeva da se ovaj tip motora pokreće samo električno, a nakon toga radi s fiksnim vrlo visokim omjerom kompresije od 26:1, što znači da motor može raditi samo na sirovu naftu, a samo pri vrlo velikim fiksnim brzinama, dok treba hlađenje, ima problema s česticama itd. Autor ovog izuma došao je do zaključka da je za istovremeno rješavanje problema štetnih emisija, složenosti dizajna, potrebe za međubaterijama, mogućnosti predpodešavanja i niske učinkovitosti potreban generator u kojem je elektromagnetski dio a dio s unutarnjim izgaranjem zajedno mora činiti funkcionalnu cjelinu i činiti jedinstvenu cjelinu. , dok će kretanje klipa promjenjivim hodom uzrokovati da količina mehaničke energije koju proizvodi dio s unutarnjim izgaranjem točno odgovara količini energije koju apsorbira elektromagnetski dio u proizvodnji električne struje za svaki udar, prema zakonima termodinamike, izgaranja plinova i elektromagnetizma. Na temelju ovog koncepta, uz korištenje jedne ili više predkomora uz postojeće cilindre, stvoren je ultra jednostavan uređaj, kontroliran elektronički, prvenstveno kontroliranjem samo količine goriva koja se dopušta po ciklusu i položaja kraja klipa ili klipova. kompresijski hod. Sve je to postignuto, kao što će biti detaljnije opisano u nastavku, s vrlo niskim maksimalnim, prosječnim i minimalnim temperaturama primijenjenih termodinamičkih ciklusa (oko polovice uobičajenih vrijednosti za motore s unutarnjim izgaranjem), a time i s gotovo nultim okolišnim onečišćenja i uz vrlo visoku ukupnu učinkovitost.rad dijela s unutarnjim izgaranjem pri svim radnim brzinama. Na temelju prethodno navedenog, autor je izumio predmet ovog opisa, koji se zapravo odnosi na autogeni generator energije, u kojem se stvaranje energije postiže povezivanjem elektromagnetskog sredstva, uključujući fiksne namote, s jednim ili više trajnih magneta koji se kreću s povratno gibanje jednog ili više klipova dvotaktnog motora s unutarnjim izgaranjem koji može raditi s promjenjivim taktom kompresije, svaki klip dovršava jedan takt kao rezultat izgaranja goriva i širenja plinova u cilindru, a jedna kompresija hod kao rezultat djelovanja komponente koja vraća mehaničku energiju, koja se razlikuje od one navedene u posebnom dijelu stavka 2. 1 priloženih patentnih zahtjeva. Gore spomenute prednosti bit će očite iz dolje navedenog detaljnog opisa generatora s obzirom na priložene ilustracije, na kojima: Sl. Slika 1 je uzdužni shematski presjek kroz jedan primjer konstrukcije jednocilindričnog push-pull generatora prema izumu; sl. Slika 2 je uzdužni shematski presjek kroz drugi dizajn s dva klipa okrenuta jedan prema drugome s jednom zajedničkom komorom za izgaranje; sl. Slika 3 je shematski tlocrt generatora prema izumu, opremljenog s četiri klipa spojena u paru, s dvije komore za izgaranje; sl. Slika 4 je uzdužni presjek strukture vodilice koji prikazuje raspored magneta i fiksnih namota; sl. Slika 5 je dijagram potrošnje sagorijenog goriva kao funkcije težinskog omjera zrak/gorivo u smjesi; sl. Slika 6 je uzdužni presjek kroz primjer izvedbe jednog cilindra opremljenog s dva pomoćna ispušna cilindra; sl. Slika 7 je krivulja koja prikazuje ukupnu učinkovitost motora s unutarnjim izgaranjem kao generatora prema izumu; sl. Slika 8 prikazuje krivulju specifične potrošnje goriva; sl. Slika 9 prikazuje tip frustokonične predkomora u konfiguraciji koja ima dvije injekcijske mlaznice. sl. Slika 1 prikazuje generator u kojem su magneti 3 i fiksni namoti 2 raspoređeni tako da se njihova elektromagnetska kohezija smanjuje kako se hod klipa 4 povećava, ali se povećava kako se hod kompresije klipa 4 povećava. Mogući su i drugi dizajni, međutim, kod kojih su dijelovi povezani tako da se događa suprotno, tj. kada se elektromagnetska sprega između magneta 3 i namota 2 povećava s povećanjem hoda i obrnuto. Generator se sastoji od cilindra 5, u kojem se klip 4 pomiče (slika 1) s dva identična uređaja magneta 3, smještenih simetrično oko osi cilindra, spojenih s njim pomoću grane 4". Ovi magneti 3 su uronjeni tijekom ciklusa tijekom kompresijskog hoda i radnog hoda klipa 4, ovo uranjanje varira pod kutom ovisno o duljini navedenog hoda unutar dva fiksna namota 2, koji su stoga identični i simetrični. raste, utvrđeno je da se elektromagnetska sprega između magneta 3 i njihovih povezanih namota 2 povećava, i obrnuto, smanjuje kako se hod povećava. Kretanje klipa 4 je uzrokovano ekspanzijom komprimiranog plina u u skladu s učinkom izgaranja goriva, au drugom smjeru djelovanjem sredstva dizajniranog za vraćanje mehaničke energije, na primjer, jedne ili više uvrnutih opruga ili drugih sredstava, uključujući elektromagnetska sredstva poznatog t tipovi u kojima se električna energija koristi za vraćanje mehaničke energije u klip, kao što su tipovi generatora koji su već poznati i na koje smo prethodno spominjali, čak i ako je potonji uređaj složeniji i skuplji. Gorivo dovedeno kroz mlaznicu za ubrizgavanje 14 se raspršuje tako da zasiti barem dio volumena zraka sadržanog u predkomori 10, koja ima uglavnom stožastu konfiguraciju s bazom 10" otvorenom prema cilindru 5. Klip/magnet sklop se drži pomoću dva sredstva 15, 16 s trenjem kotrljanja (klizanjem), koji se mogu pričvrstiti na tijelo navedenog cilindra 5 i koji omogućuju hod klipa kako je gore opisano, uz minimalne mehaničke gubitke. Gledajući istu sliku 1, koji prikazuje generator 1 s dvotaktnim motorom u neradnom položaju, lako je opisati njegov rad: sve što je potrebno za pokretanje je ubrizgavanje unaprijed određene količine pravilno raspršenog goriva u predkomoru 10 i, samo za početni ciklus, u cilindar 5, i stvaranje iskre između elektroda 13 smještenih u blizini osnovnog 10" konusa koji tvori predkomoru 10. "Eksplozija" mješavine zraka i goriva gura sklop klip/magnet u smjer navedenih opruga 7, sabijanje njih, a te se opruge zatim dekomprimiraju, vraćajući istu količinu "apsorbirane" kinetičke energije tako da klip 4 dovrši obrnuti hod kompresije. Duljina ovog takta kompresije ovisi o kinetičkoj energiji koju je klip 4 stekao kao rezultat spomenute početne "eksplozije", iz koje količina energije koja se pretvara u električnu energiju u namotima 2 duž klipa putuje u oba smjera, dok smanjenje raznih gubitaka,
Rezultirajuća preostala kinetička energija klipa 4 se zatim pretvara u kompresijski hod određene duljine. Na kraju ovog procesa kompresije, gustoća, a time i masa zraka sadržanog u predkomori 10 povećat će se na vrijednost koja odgovara dobivenom kompresijskom omjeru, a količina benzina je ekvivalentna ili nešto veća od odgovarajuće količine potrebne za Dobivanje željene kemijske reakcije se zatim ubrizgava pomoću injekcijske pumpe.mlaznice 14, a to gorivo se zatim pali elektrodama 13. Ako je elektromagnetski uređaj konstrukcije prema izumu, tj. takav da za ovaj takt kompresije i za njegova odgovarajuća krivulja brzine hoda, koja se povećava s povećanjem kompresije iz razumljivih fizičkih razloga, mehanička energija koju apsorbira navedeni elektromagnetski uređaj za proizvodnju električne energije tijekom naprijed i natrag hoda klipa 4 bit će jednaka energiji generiranoj tijekom pogonskog udara (snaga izlazna mreža), klip 4 će dovršiti jedan pogon snage plus jedan povratni takt kompresije, zaustavljajući se na točno istoj točki kao I prije, bez promjene omjera kompresije. Dakle, kada se ista količina goriva ubrizgava u neograničenom broju ciklusa, osigurava se stabilan, stabilan rad generatora. Da bi se povećala količina proizvedene električne energije po ciklusu, dovoljno je jednostavno povećati količinu goriva koja se ubrizgava u pretkomoru 10 za unaprijed određenu vrijednost koja se postavlja na novu razinu, koja pak ovisi isključivo o novom položaju koji zauzima klip 4 na kraju kompresijskog takta, a količina goriva koja odgovara većoj masi zraka sadržana u predkomori 10 se tada mora ubrizgati kako bi se zadovoljili novi uvjeti, a način rada će ostati stabilan u novim uvjetima, osiguravajući da se potvrda gore opisanog procesa dobiva, drugim riječima, opet s ovim novim taktom kompresije i krivuljom relativne brzine cilindra 4, energija koju apsorbira elektromagnetski uređaj (tj. količina električne energije energija generirana po ciklusu podijeljena s elektromagnetskom učinkovitošću) u novim uvjetima, s novom količinom energije generirane izgaranjem goriva, ostaje potpuno ista. Očito se to odnosi i na usporavanje i smanjenje hoda klipa, iako bi u tom slučaju količinu benzina po ciklusu trebalo smanjiti umjesto povećati. Izumitelj preporučuje povećanje zasićenosti zraka u pretkomori 10 u kontinuiranom radu za oko 20% u usporedbi s količinom koja je strogo potrebna za kemijsku reakciju, tj. omjer zraka i benzina trebao bi biti oko 12,2. U tim uvjetima, brzo ubrzanje i usporavanje klipa 4 može se postići povećanjem i smanjenjem količine goriva, kako je opisano, do 14% u odnosu na prethodni ciklus, svaki put održavajući takvo stanje smjese u predkomora 10, koja osigurava brzinu izgaranja, što je više moguće bližu optimalnoj (vidi sliku 5), uz relativne prednosti konfiguracije ciklusa i njegove termodinamičke učinkovitosti. Ako se obogaćene smjese koriste u predkomori 10 tijekom promjena brzine, njihov utjecaj u odnosu na štetne emisije na generator prema izumu bit će značajno smanjen: paljenje zapravo uzrokuje trenutno i brzo širenje uz relativno zadržavanje porasta temperature mješavina, koja se posebno miješa s vrlo značajnim volumenom zraka sadržanim u cilindru 5, koji ima relativno nisku temperaturu u svim radnim uvjetima. Kao smjernicu, u eksperimentalnom prototipu s maksimalnim omjerom kompresije od 8,5, s ovim omjerom kompresije na konstantnoj razini, maksimalna temperatura ciklusa je približno 765 o C (1029 K), a temperatura ispuha je približno 164 o C (437 K). ), c () v = 10. Inženjeri koji rade u struci neće imati poteškoća u proračunu stvaranja otrovnih tvari izgaranjem goriva (NO x , CO), koje je u ovim uvjetima zapravo nula. Opisani postupci izgaranja, koji su mogući korištenjem predkomora 10, također omogućuju promjenu proizvodnje energije po ciklusu uz održavanje istog omjera kompresije tijekom hoda klipa, ili obrnuto, bez drugih prilagodbi i, kako je utvrđeno, bez negativnih posljedica, osim ako se energija generatora ne primjenjuje na fiksno opterećenje omskog tipa, u kojem slučaju je kontrola rada generatora ograničena na gore opisano, ali na opterećenje koje može varirati ovisno o specifičnim obrascima, na primjer, koji se odnose na elektromotore, odnosno fenomen magnetskog zasićenja. U tom slučaju može se slijediti isti postupak ili se količina goriva dovedena po ciklusu kompresije može mijenjati, ali s istim hodom klipa, ili, obrnuto, da se prilagodi rastućem opterećenju u slučajevima kada, na primjer, trenutačno prevrtanje moment brzo odstupa od pogonskog momenta, a opterećenje se kao rezultat toga mijenja, utječući na količinu energije koju generator proizvodi u jednom ciklusu. Inženjeri u struci mogu slobodno odrediti krivulje performansi za različite karakteristike, geometrijske dimenzije dijelova motora i generatora i vrstu podešavanja prema vrsti opterećenja, kao i postotak povećanja ili smanjenja količine goriva po ciklus koji se mora osigurati u raznim radnim situacijama, s tom prednošću što u generatoru prema izumu, u okviru njegove primjene, s povećanjem kompresijskog hoda, efektivni napon na krajevima namota raste po istim krivuljama, ali po više visoka razina nego prije. To se također odnosi na količinu energije po ciklusu u najjednostavnijem slučaju, u kojem je opterećenje čisto omsko opterećenje. Očito je da se spomenuta jednofazna struja koju proizvodi generator može ispravljati diodama ili modulirati na druge načine pomoću pretvarača ovisno o zahtjevima korisnika, čime se omogućuje izravna opskrba električnom energijom elektromotora vozila bez potrebe. za srednje baterije. Sve što je potrebno za podešavanje motora s unutarnjim izgaranjem generatora 1 prema izumu je fiksirati položaj kraja kompresijskog hoda klipa 4 i unijeti te podatke u središnju elektroničku jedinicu (nije prikazana), koja regulira količinu goriva dovedenu po ciklusu iz mlaznice za ubrizgavanje 14 u točno ovisno o položaju koji je dosegnuo klip 4 tijekom prethodnog ciklusa i/ili opterećenja, povećavajući ili smanjujući ga prema potrebi, ako je potrebno, izdavanjem naredbi za povećanje ili smanjenje količinu goriva, na primjer, promjenom kutnog ili linearnog položaja papučice gasa ili drugih alata koji obavljaju tu ulogu. Treba napomenuti da se za motor od oko 35 KS, projektiran prema navedenim parametrima i s promjenom količine goriva po ciklusu koja je ekvivalentna prethodno naznačenim 14%, prijelaz s minimalne izlazne snage na maksimalnu dolazi za manje od 2 sekunde. Međutim, ako se dovod goriva u potpunosti prekine, klipovi se zaustavljaju nakon vrlo kratkog preostalog hoda "po inerciji" u položaju u kojem je kompresijski otpor plina u cilindru 5 jednak efektivnoj sili privlačenja između cilindra 5 i suprotstavlja joj se. magneti 3 i drugi magnetizirani dijelovi, ili čak jednostavno feromagneti spojeni na fiksne namote 2. Posljednji spomenuti dijelovi nisu prikazani na crtežima, jer se mogu značajno razlikovati po konfiguraciji i rasporedu ovisno o želji projektanta koji je kao osoba vješt u ovoj struci, neće imati poteškoća u određivanju dimenzija i položaja ovih dijelova. Vrijedno je to ponoviti, očito, kako bi se osiguralo ispravan rad generator, omjer između količina mehaničke energije koju apsorbira generator (ekvivalent količinama proizvedene električne energije podijeljene s odgovarajućom elektromagnetskom učinkovitošću), kada radi s dva različita takta kompresije u motoru s unutarnjim izgaranjem, bit će u osnovi jednak omjeru između dva odgovarajuća omjera kompresije puta omjera između dvije izlazne snage samog motora u odnosu na te omjere kompresije. Na primjer u brojevima:
Pretpostavimo da su za dva različita hoda klipa (a time i magneta spojenih na njih) dva dobivena omjera kompresije jednaka 8,5 (:1) i 3,6 (:1) i da je ukupna učinkovitost motora s unutarnjim izgaranjem 0,46 i 0,30 u odnosu na ove omjere kompresije. Da bi se ispunili prikazani zadaci, magneti i namoti također moraju biti dimenzionirani prema vrsti opterećenja, njihove električne vrijednosti mogu se kontrolirati tako da omjer između količina energije koju troši elektromagnetski dio generatora u dva različita relativna ciklusa, odnosno tijekom jednog takta kompresije i jednog radnog hoda klipa odgovara navedenim omjerima kompresije, što odgovara 8,5/3,6 0,46/0,30 = 3,6. Drugim riječima, mehanička energija koju troše magneti u jednom ciklusu kretanja koji odgovara omjeru kompresije od 8,5 mora biti 3,6 puta veća od mehaničke energije potrošene u ciklusu koji odgovara omjeru kompresije od 3,6. To znači da će dvije različite količine goriva, koje se mogu pomiješati približno u količinama potrebnim za kemijsku reakciju, s dvije različite mase zraka sadržane u predkomori u skladu s navedenim omjerima kompresije, dati potrebnu količinu energije, tj. izlazna snaga mreže za kretanje magneta u proizvodnji električne energije. Ako je opterećenje između namota čisto omsko opterećenje, to se lako može postići jednostavnim podešavanjem fizičkih dimenzija i konfiguracije magneta i namota kako je dolje opisano, i tako se javlja automatski pri svakom taktu kompresije. Alternativno, količina goriva po ciklusu i/ili električne vrijednosti povezane s opterećenjem mogu varirati kao što je prethodno opisano. Unutarnja učinkovitost stvarnog dijela generatora određuje količinu električne energije koja se stvarno stvara s različitim taktovima kompresije motora s unutarnjim izgaranjem. Gore navedeno može se postići fizički, na primjer, povećanjem broja zavoja namota 2 linearno i slijedeći druge prikladne krivulje u smjeru uranjanja magneta 3 (vidi strelicu na slici 4), tvoreći konfiguraciju magneti 3 u skladu s/ili mijenjaju električne vrijednosti u odnosu na opterećenje. Međutim, moguće su i druge konfiguracije koje su izradili stručnjaci iz ovog područja tehnologije, uključujući korištenje nekoliko magneta u obliku paralelepipeda i stacionarnih namota (slika 4), koji imaju takav uređaj i dimenzije da električna energija proizvedena u jednom ciklusu s njihovim relativnim kretanjem za različite hodove klipa (koji su jednaki integralu Vidta tijekom vremena ciklusa) slijedi krivulju čija se konfiguracija može izravnati dovođenjem u skladu s krivuljom energije proizvedene u jednom ciklusu motor s unutarnjim izgaranjem (mreža izlazne snage) promjenom, na primjer, debljine magneta, njihove širine i/ili otvora za zrak (T na sl. 4) u smjeru vožnje. Nema potrebe za unosom ovih promjena: projektant također može odlučiti koristiti magnete koji imaju paralelepipednu konfiguraciju, mijenjajući udio volumena zraka pomiješanog u pretkomori i/ili količinu goriva koja se koristi za njegovo zasićenje tako da se količina energija koju generira motor pri bilo kojoj brzini jednaka je onoj koju generator koristi za proizvodnju električne energije. To je posebno lako ako je opterećenje čisto omsko opterećenje s konstantnom vrijednošću (Sl. 4). Vrsta izgaranja dobivena korištenjem predkomora 10 koji radi kako je opisano, ili po mogućnosti dvije predkomora dijametralno suprotne i okrenute jedna prema drugoj 110 (vidi sliku 9), sličnija je onoj koju osigurava plamenik nego konvencionalno unutarnje izgaranje u motoru s unutarnjim izgaranjem. , i kaže se da predstavlja vrlo nisku temperaturu unutar cilindra koja, zajedno s obiljem kisika potrebnog za potpuno izgaranje, uvelike osigurava odsutnost otrovnih proizvoda kao što su CO, HC i NOx. Predkomora prikazana na sl. 1, 2 i 6 imaju konusnu konfiguraciju i samo jednu mlaznicu za ubrizgavanje 14 koja se nalazi na vrhu konusa, ali ponekad može biti korisna aplikacija pretkomora koje, na primjer, imaju konfiguraciju pod-cilindričnog ili krnjeg stošca s mlaznicom za ubrizgavanje 111 postavljenom u unaprijed određenom položaju okomito na os predkomora (slika 9). Ako je cilindar 9 preko odgovarajućih kanala 112 spojen na zatvorenu podlogu 113 koja se nalazi na poleđini, a nije okrenuta prema navedenom cilindru 9, moguće je zasititi u potrebnoj mjeri samo dio ukupnog volumena zraka koji se nalazi u predkomori. Druga mlaznica za ubrizgavanje 14, ugrađena u navedeno zatvoreno postolje 113, može se koristiti samo za početni ciklus pokretanja. U ovoj posljednjoj konfiguraciji uređaja i s predkomorama okrenutim jedna prema drugoj, moguće je potpuno eliminirati zaostali HC zbog vrlo jakih turbulencija koje nastaju sudarom dvaju volumena smjese tijekom njenog širenja i izgaranja. Također je moguća uporaba jedne ili više mlaznica za ubrizgavanje. Opisani postupak odnosi se na slučajeve kada motor s unutarnjim izgaranjem pokreće goriva s niskom temperaturom paljenja, kao što su benzin, alkoholi ili plinovita goriva, ali se mogu koristiti i dizel ili slična goriva; za to se u jednoj predkomori koriste dvije mlaznice za ubrizgavanje (kao na slici 9), a prva mlaznica služi za ubrizgavanje benzina, na primjer, u određenim intervalima, samo tijekom prijelaznog razdoblja pokretanja motora, do odgovarajuće kompresije omjer se postiže za samozapaljenje dizelskog goriva, zbog čega se ubrizgava drugom mlaznicom. Takvo rješenje može se preporučiti u slučaju stacionarnih generatora visokih performansi, gdje maksimalna izlazna snaga može imati prednost nad problemom emisije čestica (koji se realno može smanjiti djelomičnom recirkulacijom ispušnih plinova, kako je opisano u nastavku). S ovim načinom rada mogu se opet održavati vrlo niske temperature u usporedbi sa sličnim motorima konvencionalnog tipa. Već je napomenuto kako se veza klip/magnet može pomično održavati, na primjer, pomoću dvije ili više kotrljajućih tarnih čahure 15 koje klize duž vodilice 16 (Sl. 1), ili druge sličnim sredstvima kako bi se trenje svelo na najmanju moguću mjeru, te u tom slučaju nije potrebno osigurati podmazivanje bilo kojeg od pokretnih dijelova zbog niskih radnih temperatura. Sustav hlađenja također nije potreban i, zapravo, preporučljivo je izolirati motor s unutarnjim izgaranjem kako bi njegov rad bio adijabatski. Motor s unutarnjim izgaranjem je dvotaktni jer, kao što smo vidjeli, svaki ciklus zahtijeva da se zrak uvuče i izvuče iz cilindra ili cilindara. Jedno rješenje koje je predložio autor je da se to postigne pomicanjem pomoćnog ispušnog klipa 19 prikazanog na Sl. 6, koji je pri kretanju integralan s klipom motora 4 i koji tijekom kompresijskog hoda klipa uvlači zrak u unutrašnjost cilindra 20, koji zadržava zrak pomoću jednosmjernog ventila 21, dok tijekom hoda navedenog klipa 4, on komprimira ovaj zrak do trenutka kada drugi jednosmjerni ventil 22 dopušta zrak u predkomoru 10 i odgovarajući cilindar 5 zbog pada tlaka unutar cilindra 5 motora. S takvim uređajem se bez problema može postići vrijednost učinkovitosti ispušnih plinova koja se približava 0,90 i, što je još važnije, ostaje konstantna za bilo koji takt kompresije, a time i za bilo koju količinu goriva po ciklusu. Sličan rezultat može se postići i s pomoćnim klipom 19", prikazanim na slici 9, koji je integralni s klipom 6 i koristi dio navedenog cilindra motora 9 kao pomoćni cilindar 20", u skladu s dvotaktnim radom. metoda dobro poznata u struci.motori s unutarnjim ispušnim plinom. Ovo rješenje, prikazano na sl. 3, u slučaju suprotnih klipova, opisan je u nastavku. Budući da je efektivni hod klipova motora 4, 6 samo ekvivalentan odgovarajućoj duljini cilindara 5, 9, dok je kompresijski hod pomoćnih klipova 19, 19" jednak zbroju ove duljine i hoda kompresije opruge, u fazi projektiranja uređaja, promjer pomoćnog klipa 19, 19" može se odabrati veći od, jednak ili manji od promjera klipa motora, ovisno o tome je li potpun ili samo djelomičan ispuh plinova izgaranja potrebno je za zadani raspon brzina. Na primjer, u ranije spomenutom prototipu, koji ima pomoćni klip 19 (slika 6), koji ima isti promjer kao klip motora 4, puni ispušni plinovi nastaju kada kompresijski takt odgovara omjeru kompresije koji je ekvivalentan 3,5:1, a djelomični ispuh sa smanjenom količinom zraka upuštenog pri manjem hodu klipa dogodio se pri minimalnom dopuštenom omjeru kompresije, ekvivalentnom 1,6:1, kada ispušni plin dosegne samo 50% volumena cilindra. Utvrđeno je da djelomična recirkulacija ispušnih plinova pri nižim omjerima kompresije povećava duljinu hoda, kako se hod skraćuje, kako bi se temperature, a time i vremena izgaranja, održale dovoljno visokim da se izbjegne stvaranje HC u ispušnim plinovima u prijelaznom stanju. tlak pri pokretanju generatora 1. Za optimalan rad uređaja bit će korisno koristiti senzore za mjerenje temperature i tlaka u cilindru, prvi treba koristiti za neznatno promjenu količine usisnog goriva kada je motor hladan (pri startu) , a drugi - opet ovisno o položaju klipa na kraju kompresijskog takta - za promjenu prevlasti pumpe goriva kako bi se postiglo učinkovito ubrizgavanje, provjereno za sve načine rada. Ove komponente nisu prikazane na crtežima kako su poznate i može ih lako izraditi osoba koja je vještica u ovom području tehnike. Bez obzira na sve gore navedeno, kako bi se dodatno pojednostavio dizajn generatora kisika prema izumu i istovremeno eliminirao ograničavajući zazor i/ili vibracije, preporučljivo je koristiti jedan ili više parova klipova 6, 6" okrenute jedna prema drugoj, po mogućnosti s jednom zajedničkom komorom za izgaranje 9 (Slika 2) U ovom slučaju moguće je imati samo jednu pretkomoru 10 (ili dvije predkomora 111 okrenute jedna prema drugoj, kao što je prikazano na slici 9) smještenu u središte s uzdužnom osi h okomitom na os k klipova 6, 6 ". Kako bi se osigurala pravilna sinkronizacija između nekoliko parova klipova tijekom rada, ako je potrebno, autor predlaže da se klipovi 6, 6 "izvedu kao jedna cjelina pomoću spojnih sredstava 8, 8" (slika 3), ovi klipovi u trenutku ciklusa raditi u istom smjeru (praktički - jedna polovica klipova). Ako projekt uključuje komponente za povrat mehaničke energije, odnosno opruge 7, u opisanom slučaju, tako da se njihov položaj može podesiti u smjeru osi K kretanja klipova uparenih s njima, tada se mogu proizvesti različite količine električne energije. proizvodi se po ciklusu bez mijenjanja potrebne frekvencije ili se frekvencija može mijenjati u konstantnom ciklusu koji odgovara optimalnoj učinkovitosti promjenom duljine hoda klipova i time mijenjanjem vremena potrebnog za dovršetak hoda. Implementacija kontinuiranog praćenja brzine i sinkronizacije klipova također znači da se hod klipa može mikrometrijski mijenjati tako da se može održavati konstantnim i pravilno sinkroniziranim. Očigledno, da bi se postigao ovaj posljednji rezultat, dovoljno je da se položaj opruga spojenih samo na jednu polovicu klipova može podesiti, odnosno onih klipova koji su spojeni u cjelinu pomoću spojnih sredstava 8 prikazanih na Sl. 3. Prikladno sredstvo za navedeno podešavanje može biti, na primjer, koračni motor ili istosmjerni motor 17 spojen sustavom vijaka i unutarnjim ženskim navojem koji djeluje kao linearni pratilac za komponentu 18 koja je integralno povezana s odgovarajućom oprugom 7. autor je također osigurao dodatna sredstva za sprječavanje vibracija koje nastaju zbog trenutnog gubitka sinkronizacije između dva klipa okrenuta jedan prema drugom. Zapravo, pri spajanju mehaničkih dijelova generatora, koji djeluju kao osnova i mjesto opruga 7 (na slici 2, ti se dijelovi sastoje od kućišta 11 koje čini kućište cilindara 5 i 5"), na tlo ili na komponentu koja podupire generator, spajanjem 12, koja ima unaprijed određenu ograničenu elastičnost u smjeru kretanja klipova 6, 6", elastični otklon spoja 12 ne dolazi uz pravilnu sinkronizaciju klipova, budući da sile koje djeluju u suprotnim smjerovima na dvije opruge 7 spojene na dva klipa okrenuta jedan prema drugom uvijek su jednake jedna drugoj prijatelju. Međutim, ako se jedan od dva krojača pomakne prije drugog, to će uzrokovati primjenu sile prvo na dotičnu oprugu, a zatim na elastične spojeve 12 koji će izvući dio kinetičke energije koju opruga mora apsorbirati i zatim vratiti dotični klip kao rezultat elastičnih histereznih učinaka.pod utjecajem kompresije opruge. To podrazumijeva usporavanje povratnog hoda klipa i njegovu postupnu sinkronizaciju s drugim (odgođenim) klipom okrenutim prema njemu. Očito, ova prilagodba vremena podrazumijeva gubitak, iako mali, ukupne energetske bilance, te je stoga preporučljivo koristiti elektroničku metodu, kao što je gore spomenuto, za promjenu položaja povratne opruge kako bi se osigurala točna početna sinkronizacija. Za završetak ovog opisa, čitatelj se poziva da pogleda dijagrame (slika 7) ukupne učinkovitosti motora s unutarnjim izgaranjem generatora prema izumu i njegove specifične potrošnje energije (slika 8). Nema razloga za posebne detaljne komentare na ove dijagrame, budući da će ih lako razumjeti osoba koja je vješt u struci. Ukupna učinkovitost je zapravo oko dvostruko veća učinkovitost od konvencionalnog motora pri bilo kojoj brzini. Sve komponente, njihova namjena i mjesto, kao i načini podešavanja mogu se mijenjati i poboljšavati u skladu s iskustvom stručnjaka. Na primjer, umjesto da ih drži vilicom od 4", magneti 2 prikazani na slikama 1 i 2 mogu se postaviti na cilindrično postolje koje ima jednu os s klipom i sastavni je dio s njim, s sastavni dijelovi uređen kako je već opisano za motor Jarrett. Ova opcija nije prikazana na crtežima. Ilustrirane konstrukcije koje su opisane stoga su poželjne izvedbe izuma i nisu namijenjene da budu ograničavajuće ili obvezne.
Zahtjev
1. Linearni električni generator (1), u kojem se proizvodnja električne energije ostvaruje pomoću elektromagnetskog uređaja koji sadrži stacionarne namote (2) i jedan ili više trajnih magneta (3) koji se kreću uz povratno gibanje jednog ili više klipova (4 ) dvotaktnog motora s unutarnjim izgaranjem prilagođenog za rad i s promjenjivim taktom kompresije, svaki klip (4) završi jedan takt zbog izgaranja i širenja smjese u cilindru (5) i jedan kompresijski takt zbog djelovanja sredstva (7) za povrat mehaničke energije, pri čemu cilindri (5) motora s unutarnjim izgaranjem upareni s klipovima (4) imaju najmanje jednu predkomoru (10) s bazom (10"), koja je otvorena u smjeru cilindre i u kojima je, pod bilo kojim radnim uvjetima motora, najmanje jedan dio volumena zraka sadržanog u pretkomori pomiješan s najmanje količinom goriva potrebnom za kemijsku reakciju, karakterizira Budući da izgaranje smjese u predkomori (10) proizvodi svu potrebnu izlaznu energiju i uzrokuje njeno širenje u zraku koji se nalazi u cilindrima u koje gorivo nije ubrizgano i u kojima se izgaranje završava, navedeni elektromagnetski uređaj ima takav dizajn koji za dani omjer zrak/gorivo i, uz određeni dio volumena zraka koji ostaje nepromijenjen, omjer između dvije količine ukupne energije koja se zapravo koristi za proizvodnju električne energije kada generator radi u različitim konstantnim načinima rada koji odgovaraju na bilo koja dva različita završena hoda ekspanzije i kontrakcije navedenih klipova (4), u biti je jednaka omjeru između dva omjera kompresije dobivenih u predkomorama (10) i odgovarajućim cilindrima (5) kao rezultat gornja dva različita hoda navedenih klipova (4), pomnoženo s omjerom dviju vrijednosti ukupne učinkovitosti motora s unutarnjim izgaranjem koja odgovara navedenim omjerima kompresije. 2. Linearni generator snage prema zahtjevu 1, naznačen time, da je dio volumena zraka u pretkomori (10), koji se mora pomiješati s gorivom, ugrađen kanalima (112) koji vode od cilindara (5) do zatvorenog baza (113) predkomora. 3. Linearni generator prema bilo kojem od prethodnih stavaka, naznačen time što su magneti (3) i fiksni namoti (2) smješteni tako da njihova elektromagnetska veza opada s povećanjem hoda klipova (4), ali raste s povećanjem kompresije hod ovih klipova (4). 4. Linearni generator prema bilo kojem od prethodnih zahtjeva, naznačen time, da se između krajeva namota (2) primjenjuje omsko opterećenje s konstantnom vrijednošću i odgovarajuće količine mehaničke energije koja se koristi za proizvodnju električne energije u odnosu na dva različita završena hodovi ekspanzije i kontrakcije navedenih klipova (5), automatski se postižu zbog odgovarajuće konfiguracije, rasporeda i dimenzija navedenih magneta (3) i fiksnih namota (2). 5. Linearni generator prema zahtjevu 4, naznačen time što su navedeni magneti (3) u biti u obliku paralelepipeda, oni i fiksni namoti (2) imaju takav raspored i dimenzije da mehanička energija korištena za generiranje električne energije tijekom njihovog relativnog kretanje za jedan ciklus prati krivulju koja odgovara promjeni takta kompresije navedenog klipa ili klipova (4), za koju se može smatrati da je u biti ista kao i krivulja energije proizvedene u jednom ciklusu motora s unutarnjim izgaranjem u skladu s ovaj isti kompresijski hod zbog promjene debljine magneta (3), njihove širine i/ili zračnog raspora (T) u smjeru vožnje. 6. Linearni generator prema bilo kojem od prethodnih zahtjeva, naznačen time, da najmanje jedna predkomora (10) ima uglavnom stožastu konfiguraciju s injekcijskom mlaznicom (14) koja se nalazi na vrhu konusa. 7. Linearni generator u skladu s bilo kojim od patentnih zahtjeva 1 do 5, naznačen time, da najmanje jedna predkomora (10) ima u biti konfiguraciju krnjeg stošca i da je njegova zatvorena baza (113) okrenuta od strane cilindra (9) spojena na spomenuti cilindar (9) pomoću jednog ili više kanala (112), mlaznica za ubrizgavanje (114) je smještena na osi navedenog zatvorenog postolja, a druga mlaznica za ubrizgavanje (111) je smještena okomito na os predkomora u unaprijed određen položaj. 8. Linearni generator prema bilo kojem od prethodnih zahtjeva, naznačen time, da postoji jedan ili više parova klipova (6, 6") okrenutih jedan prema drugom kako bi se uklonile vibracije i ograničavajući zazor. 9. Linearni generator prema zahtjevu 8, naznačen time, što da je broj klipova (6, 6") u cijelosti višekratnik dva i da su međusobno u paru povezani pomoću spojnih sredstava 8, 8" (slika 3), a ti klipovi (6, 6") rade u istom smjeru u svakom trenutku ciklusa. 10. Linearni generator prema zahtjevu 8 ili 9, naznačen time, da dva cilindra smještena jedan nasuprot drugom (6, 6") imaju zajedničku komoru za izgaranje (9), u koju vodi najmanje jedna predkomora (10), s uzdužnom osi (h) okomito na uzdužnu os (K) dva cilindra (6, 6"). 11. Linearni generator prema zahtjevu 10, naznačen time, da se dvije predkomorije (110) koriste za svaki par cilindara (6, 6") okrenutih jedan prema drugome, smještenih dijametralno suprotno i jedan prema drugome. 12. Linearni generator, jedan od 13 12. Linearni generator prema zahtjevu 12, naznačen time, da samo položaj komponenti za povrat energije, uparen s polovicom klipova (6, 6" slika 2), koji se kreću u datom smjeru u datom trenutku od ciklus, može se regulirati. 14. Linearni generator prema bilo kojem od prethodnih zahtjeva, naznačen time što je dio (11), koji služi kao baza i mjesto gore navedenih povratnih mehanizama (7), spojen na tlo ili na element koji podupire generator (10). 1) pomoću spojeva (12), koji imaju unaprijed određenu elastičnost u smjeru kretanja klipova (6, 6" sl.2). pomoću jednog ili više pomoćnih ispušnih klipova (19), koji su integralni s klipovima ( 4) motora s unutarnjim izgaranjem, ovi pomoćni klipovi (19) usisavaju zrak u fazi kompresije klipova (4) pomoću primarnih jednosmjernih ventila (21) učvršćenih u pomoćnim cilindrima koji međusobno djeluju i on se upumpava u navedene predkomorije (10) pomoću sekundarnih jednosmjernih ventila (22) smještenih u blizini navedenih predkomora (10 ) tijekom faze ekspanzije ovih klipova (4). 16. Linearni generator prema bilo kojem od prethodnih zahtjeva, naznačen time, da se u bilo kojem načinu rada barem dio zraka sadržanog u predkomori/komorama (10) motora s unutarnjim izgaranjem miješa s količinom goriva ekvivalentnom 120 % količine goriva potrebnog za kemijsku reakciju. Prioritet stavke:
09.06.94. prema stavcima 1., 3., 6., 8., 9., 10., 12. - 14.;
04.11.94 prema stavcima 4, 5, 11, 15, 16;
07.02.95. prema stavcima 2. i 7.
Ako laptop isporučimo s tunerom, imat ćemo radio, TV, internet i ostala zvona i zviždaljke za zabavu i rad. Dodajte par LED žarulja i gotovo smo potpuno neovisni o Chubaisiksu. Uz malu potrošnju energije prijenosnih računala, baterija od 7 ampera će trajati 8-12 sati rada. Ako bateriju isporučujete s punjačem za linearni generator, koji će ga kontinuirano puniti - problem će biti riješen.
Za entuzijaste nudim jednostavniji i jeftiniji model, koji je već "uhodan" i radi. Svatko može sastaviti ovaj model za eksperimentiranje na ovom području, nije potrebno posebno znanje, ali je naravno poželjno.
Mislim na "linearni generator". Mnogi su vidjeli baterijske svjetiljke napravljene na linearnom generatoru. Vrijedi ih malo protresti, a energija je dovoljna za nekoliko minuta izgaranja LED-a. http://mobipower.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=55 slijedeći ovaj link možete se upoznati s linearnim generatorom koji su napravili amateri za punjenje baterije. Ovaj linearni generator sastavljen na malim magnetima već ima dovoljno snage za punjenje baterije.
Naravno, linearni generator koji sastavljaju amateri treba poboljšati - nemojte biti kukavica da to radite danonoćno svojim rukama. Kupio sam magnet za pretraživanje P-60-06-30-N, razlikuje se od svih ostalih magneta za pretraživanje po tome što nema čeličnu čašicu i jednako snažno radi kako u ravnini tako i u krugu. To je prilično jak magnet, sa 124 kg vučne sile, a linearni oscilator na njemu trebao bi biti snažan.
U središtu ovog magneta nalazi se rupa, što ga čini lakim za korištenje. Zamislite ukosnicu, u čijem je središtu ovaj magnet fiksiran uz pomoć podložaka i matica. Ukosnica je kroz ploču u obliku slova "P", pričvršćenu na krajeve ukosnice, vodoravno obješena na fiksni nosač. To mu omogućuje da se, zajedno s magnetom, kreće vodoravno unutar čvrsto fiksirane zavojnice. Ovjes je krut, pa se magnet može kretati samo duž zavojnice. Ako rukom uzmemo kraj ukosnice i počnemo ga pomicati u zavojnici, on će početi stvarati struju - to je generator, ostaje samo da ga automatiziramo.
To se može učiniti s elektromagnetom i senzorom s Hallovim efektom. Na jednom kraju klipa učvrstimo disk magnet, a nasuprot njemu učvršćen je elektromagnet, s jezgrom jednakim promjerom magnetu. Elektromagnet je preko aktuatora kojim upravlja hall senzor povezan s baterijom.
Kada se igla pomiče prema elektromagnetu, trajni magnet pričvršćen na kraj igle privlači jezgru elektromagneta. Ali na minimalnoj udaljenosti od elektromagneta, Hallov senzor se pokreće, elektromagnet se uključuje istoimenim poljem s trajnim magnetom, a kao rezultat toga, snažnim pritiskom, klin s magnetom se baca na suprotnom kraju.
Na drugom kraju, nasuprot klinu, možete nepomično fiksirati oprugu, koja će klin baciti u suprotnom smjeru. Dakle, proces će se nastaviti kontinuirano. Umjesto opruge, možete učvrstiti fiksni disk permanentni magnet, a na ukosnicu isti disk magnet, s istim polovima jedan na drugi.
Ako ste pokušali spojiti, s istim polovima, dva neodimijska magneta, čak i ne baš velika, možete zamisliti koliko je to teško. Štoviše, kada su spojeni, magneti imaju tendenciju da idu u stranu, pa će možda biti potrebno ugraditi 4 umjesto jednog magneta, s blagim nagibom kako bi se međusobno balansirali. U tom slučaju, igla će primiti pritisak strogo vodoravno, što je potrebno. Tako će na ukosnici biti jedan magnet, a 4 će biti fiksno fiksirana, možda će 3, simetrično smještena, biti dovoljna.
Kada sastavite takav uređaj, zavojnica elektromagneta morat će se podesiti na rezonanciju, za minimalnu potrošnju struje. Da biste to učinili, potrebno je uključiti ampermetar u razmak zavojnice, te spojiti nepolarne kondenzatore paralelno sa samom zavojnicom, postižući najmanju potrošnju struje od strane elektromagneta. Prilikom ulaska u rezonanciju, elektromagnet će potrošiti minimalnu struju, ostatak snage generatora će se potrošiti na punjenje baterije.
Namot generatora može se namotati, na temelju iskustva amatera, dobivate dvije zavojnice u presjeku od 30x20 svaka. Žica debljine 1,5-2 mm tako da daje oko 20 volti, sa što većom strujom.
Produženjem klina može se napraviti njegov ovjes na magnetima, tada se može isključiti gornji ovjes njihala. Daljnjim produljenjem ukosnice na nju se mogu postaviti dva ili tri takva generatora čime se povećava ukupna snaga. Općenito, amater ima s čime eksperimentirati.
Evo zaključaka do kojih su amateri došli eksperimentirajući sa zavojnicama:
“Pogledajte ovaj proces detaljnije. Ako magnet nije u zavojnici i počne ulaziti u nju s jednim polom, tada dok zavojnica ne dođe do sredine magneta, u zavojnici će se inducirati samo jedan impuls polariteta. Ali kada drugi pol počne ulaziti u zavojnicu, tada se pojavljuje puls drugačijeg polariteta. Samo na početku je mali (jer je magnetsko polje u sredini magneta neznatno), ali kako se magnet pomiče dublje u zavojnicu, protu-impuls postaje sve veći i dolazi trenutak kada su ti impulsi jednaki . To je trenutak kada napon prolazi kroz 0. To je upravo trenutak kada je magnet potpuno u zavojnici i udaljenost od njegovih krajeva (polova) do ruba zavojnice jednaka je. I, sukladno tome, inducirani naponi suprotnih polova također su jednaki. Kada jedan od polova napusti zavojnicu, slika je slična.
“Kao što se očekivalo, krajevi magneta tvore bipolarni EMF. A zavojnica smještena na "bočnoj strani" magneta čini malo. Glavni impuls nastaje kada kraj magneta prođe suprotno od zavoja. A sa strane je poslanik već znatno raspršen.
Odatle i zaključci:
1) Potrebne su vam 2 zavojnice, višesmjerne i komutirane tako da se EMF zbroji.
2) amplituda titranja magneta ne smije biti veća od duljine zavojnica, tako da krajevi magneta ne izlaze dalje od "njihove" zavojnice.
S magnetskim ovjesom, takav generator stvara gotovo sinusoidu! U drugim slučajevima postoji i generiranje, ali to su sve vrste različitih impulsa, različitih i po amplitudi i po polaritetu.
Na dnu zavojnice će biti fiksiran trajni magnet, usmjeren istim polom prema pokretnom magnetu. Služit će kao opruga koja odbija pokretni magnet.
Metalna jezgra elektromagneta bit će fiksirana na vrhu zavojnice. Jezgra mora biti takve veličine da pokretni magnet reagira (privlači) na nju s donje točke. Na metalnu jezgru možete zalijepiti gumu ili kožu, to će pomoći pri ugađanju. Kao i u prethodnom generatoru, Hall senzor će kontrolirati elektromagnet.
Na konačna montaža ovog generatora, pokretni magnet će biti privučen u jezgru elektromagneta. Kada je baterija spojena, Hall senzor će raditi, a elektromagnet će silom odbiti trajni magnet. Kada dosegne donju točku, magnet će primiti pritisak od trajnog magneta pričvršćenog na dnu i počet će ga privlačiti jezgra elektromagneta. Nakon što je dosegao gornju točku, čak i prije kontakta s jezgrom elektromagneta, Hall senzor će raditi, elektromagnet će se uključiti i slijedi još jedan pritisak.
Unatoč relativnoj jednostavnosti dizajna, nije sve tako jednostavno kao što izgleda. Pokretni magnet ima masu od 620 gr., što je prilično velika težina. Stoga elektromagnet mora biti dovoljno snažan da poništi inerciju ove mase dok se kreće prema gore. Kada se magnet pomakne do gornje točke, elektromagnet se mora uključiti čak i kada se magnet približi gornjoj točki, kako bi ugasio inerciju, zaustavio se i zatim bacio magnet prema dolje. Elektromagnet se može isključiti tek nakon što permanentni magnet prođe ¾ dolje. Stoga će razdoblje uključivanja elektromagneta biti prilično dugo, što znači da će trošiti puno energije. Hoće li ostati energije za koristan rad?
Moguće je kompenzirati silu inercije u prethodnoj shemi za opis generatora. Da biste to učinili, odozdo se na pokretni magnet može postaviti dodatna os, na koju se može postaviti dodatni kompenzatorski magnet. Donji odbojni magnet u ovom slučaju mora biti u obliku prstena, za slobodan prolaz osi.
Kada se trajni magnet pomiče, u zavojnici će se inducirati EMF, a pojavit će se i vlastito magnetsko polje koje će se suprotstaviti kretanju magneta. Kako više snage uklonit ćemo iz zavojnice, to će jače usporiti kretanje magneta. Može li se ova sila nadoknaditi?
U generatorima s trajnim magnetima ta se sila kompenzira na razne načine. Najučinkovitija je metoda koja se koristi u generatorima bez razmaka, jer je poznato da imaju nula otpora na rotaciju. Možda se ova metoda može primijeniti na linearne generatore.
Tada će idealni generator izgledati kao skup prstenova. Zavojnice, koje mogu biti više od magneta, mogu se nalaziti i izvan i unutar prstenova. Idealan dizajn bi bio u obliku njihala, s dva linearna generatora na krajevima.
Linearni generator vertikalnog tipa može se sastaviti na bilo koji disk neodim magneta. Što je veća veličina, to možete dobiti više snage. Rupa u sredini magneta nije obavezna.
Ako netko postigne zapažen uspjeh u sklapanju linearnog generatora, napišite o rezultatima - objavit ću to na ovoj stranici, drugima će biti lakše krenuti utabanim putem. I sam je uspio kupiti magnet, ukosnicu, a otprilike u isto vrijeme uspio je i ostati bez posla. Stoga nema vremena za eksperimente – ovdje bi se dalo preživjeti, teško je naći posao prije mirovine.
Za neke situacije predlaže se korištenje učinkovitih, sa stajališta autora, metoda pretvaranja translacijskih pokreta u rotacijske - kako bi se koristili zajedno s konvencionalnim dinamima.
Solenoid s magnetom
Prvi linearni pretvarači energije nastali su početkom devetnaestog stoljeća (u djelima Faradaya i Lenza) i bili su solenoidi s trajnim magnetima koji se kreću unutar njih. Ali ti su uređaji korišteni samo u fizičkim laboratorijima za formuliranje zakona elektromagnetizma.
Nakon toga, samo su generatori koji rade iz rotacijskih pokreta dobili ozbiljnu primjenu. Ali sada se čovječanstvo "sjeća davno zaboravljenog starog". Dakle, nedavno su stvorene "vječne" ili "Faradayeve indukcijske svjetiljke", koje se napajaju tresenjem i temelje se na "translacijskom generatoru" - to je isti solenoid, s trajnim magnetom koji oscilira unutar njega, plus ispravljački sustav, element za izravnavanje i skladištenje. (Valja napomenuti da za pojavu struje u solenoidu nije potrebno gurati i izvlačiti magnet unutar njega - dovoljno je, i ništa manje učinkovito, približiti i udaljiti magnet od električne zavojnice , ako je u njega umetnuta jezgra, po mogućnosti feritna).
Na internetu možete pronaći opis kako napraviti generator koji hrani prednja svjetla bicikla, koji radi na istom principu - od pomicanja magneta unutar solenoida (drhtanje ovdje već osigurava ne ljudska ruka, već vozilo sam - bicikl).
Pojavili su se i projektiraju se translacijski generatori koji koriste "piezoelektrični efekt" - sposobnost nekih kristala da tijekom deformacije proizvode električne naboje.
To su, primjerice, dobro poznati piezoelektrični upaljači. Francuski znanstvenici (posebno to radi Jean-Jacques Shellot u Grenobleu) odlučili su zamijeniti piezokristalne module ispod kišnih kapi i tako dobiti električnu energiju. U Izraelu Innowatech razvija način proizvodnje električne energije iz pritiska automobila na kolnik – piezokristali će biti postavljeni ispod autoceste. I u Nizozemskoj, na sličan način, planiraju “skupljati” struju ispod poda plesne dvorane.
Svi navedeni primjeri, osim korištenja energije kiše, odnose se na „uklanjanje“ energije iz rezultata ljudske djelatnosti. Ovdje se također može predložiti postavljanje translacijskih generatora u amortizere automobila i vlakova, kao i opskrba ovih vozila uvećanim kopijama gore opisanih generatora za bicikle koji rade od potresanja, te, osim toga, smještaj translacijskih generatora ispod tračnica željeznica.
Novi način korištenja vjetra
Razmotrimo sada kako bolje iskoristiti energiju vjetra. Poznati vjetrogeneratori, u kojima vjetar rotira propelere, a oni su, zauzvrat, osovine dinamo. Ali propeleri nisu uvijek jednostavni za korištenje. Ako se koriste u stambenim područjima, zahtijevaju dodatni prostor i zbog sigurnosti moraju biti zatvoreni u mreže. Mogu pokvariti izgled, zakloniti sunce i umanjiti vidljivost. Rotacijske generatore je teško proizvesti: potrebni su dobri ležajevi i balansiranje rotirajućih dijelova. A vjetroturbine postavljene na parkirana električna vozila mogu se ukrasti ili oštetiti.
Autor predlaže korištenje prikladnijih radnih tijela na koja će djelovati vjetar: štitovi, ploče, jedra, oblici na napuhavanje. A umjesto uobičajenih dinamo, postoje posebni nosači u obliku translacijskih generatora, u kojima će se električna energija proizvoditi iz mehaničkih pokreta i pritisaka koje proizvode radna tijela. U takvim uređajima mogu se koristiti i piezokristali i solenoidi s pomičnim magnetskim jezgrama. Struje koje stvaraju ovi nosači proći će kroz ispravljače, elemente za zaglađivanje i puniti baterije za daljnju upotrebu proizvedene električne energije. Svi dijelovi takvih translacijskih generatora su jednostavni za proizvodnju.
Štitovi sa sličnim pričvršćivačima, postavljeni na zidove zgrada, balkona itd., umjesto neugodnosti donijet će samo prednosti: zvučnu i toplinsku izolaciju, hlad. Oni praktički ne zahtijevaju dodatni prostor. Reklamni panoi, nadstrešnice od sunca ili kiše, opremljeni takvim nosačima i "kišnim" piezoelektričnim modulima, osim svoje glavne funkcije, proizvodit će i električnu energiju. Po istom principu možete napraviti bilo koju ogradu.
Prozori i stupovi za proizvodnju energije
U prozorima je moguće upotrijebiti izdržljiva stakla kao "usisnike vjetra", a u okvire postaviti električna tijela.
Ako uzmemo u obzir električna vozila, onda se nosači mogu mijenjati: na parkiralištu, gdje je dopušteno vibriranje stakla od vjetra, koristit će se nosači na električni pogon, a tijekom vožnje, kako se ne bi kršili aerodinamička svojstva električnog vozila, obična. Iako se pri korištenju piezokristala može postići vrlo mali zazor i nije potrebno prebacivanje.
U jednostavnijoj (neprozirnoj verziji štitnika) na parkiralištu se spuštaju obični prozori i umjesto njih se ubacuju štitni vjetrogeneratori koji se pričvršćivačima oslanjaju na okvire prozora. Isto se može učiniti i u kući noću, kada prozori ne smiju propuštati svjetlost: umjesto naočala ili vanjskih kapaka ugradite slične vjetroturbine.
Nosač u obliku stativa za stup svjetiljke ili staničnu antenu generirat će električnu energiju ako u svaku "nogu", podijelivši ih na dva dijela, na spoj postavimo gore opisani nosač za generiranje energije. Lanterna ili antenski stup može se postaviti u šuplji cilindar ukopan i ojačan sličnim električnim generatorima postavljenim oko vanjskog ruba - ovo je još jedna opcija.
Lampioni na stupovima opremljenim takvim "podrškom" mogu raditi samostalno, bez dovoda kablova za napajanje - uostalom, uvijek se ljuljaju od vjetra ili od vibracija kolnika. Takvi bi lampioni trebali biti u velikoj potražnji tamo gdje ili nema elektrana, ili područje još nije "pokriveno" ožičenjem.
Osim toga, translacijski generatori omogućuju nam korištenje i takvih "prirodnih vjetrouhvata" kao što su drveće, jer se njihove grane njišu na vjetru. Kod stabala je bolje koristiti generatore solenoidnog tipa, a ne piezokristale. Solenoidi s magnetima i oprugama osigurat će mekani "uprtač".
Ovdje je jedan od opcije pomoću zamaha grane. Jedno uže koje dolazi iz bobine električne zavojnice pričvrstimo na deblo ili ga pričvrstimo na "sidro" (kao što je morsko sidro) zakopano u zemlju, a drugo, povezano s magnetom, pričvrstimo na granu koja se ljulja . Ne možete popraviti špulicu - ostavite samo vezu s granom. Tada će generator raditi od potresa, koji će mu pružiti njihanje grane od vjetra (opruga neće dopustiti da zavojnica padne).
"Leteća" struja
Što se tiče "radnih tijela" na napuhavanje za translatorne vjetrogeneratore, mnogi su vidjeli reklamiranje figura na napuhavanje na benzinskim postajama koje se njišu od vjetra.
Takvi oblici na napuhavanje (mogu se izraditi u obliku loptica, elipsoida, zračnih madraca itd.) također mogu raditi na ekološki prihvatljivu električnu energiju. Njihova prednost je u tome što, nakon što su se “odvezali” i tjerani vjetrom, ne ozlijede nikoga od ljudi teže.
Tako, na primjer, možete koristiti balon kao radnu tekućinu za translatorni generator vjetra solenoidnog tipa. Magnet je pričvršćen na kuglicu, a zavojnica je “usidrena”, te je bolje koristiti elastične spojeve kako se kuglica ne bi slomila i oštetila zavojnica i elektronika (gore spomenuti sustavi ispravljača, zaglađivanja i skladištenja).
Energija vjetra se također može koristiti za proizvodnju električne energije na jedrenjacima na mjestima gdje su jedra pričvršćena (ovdje su prikladniji električni generirajući nosači na piezokristalima kako se ne bi stvarala velika pomaka). Proizvedena električna energija koristit će se za punjenje baterije kao dodatna energetska prilika u slučaju zatišja, za vožnju na elektromotor i za unutarnje potrebe plovila, na primjer, za rasvjetu i rashladne uređaje.
Energija valova
Pogledajmo sada kako iskoristiti energiju morskih i riječnih valova. Moguće je napraviti takve generatore progresivnog djelovanja, gdje će kao radna tijela služiti ne veliki štitovi ili drugi veliki geometrijski oblici, već male ploče.
Nosači za generiranje energije ostat će isti (na solenoidima ili na piezokristalima), ali samo manji. Komplete takvih lamelnih elektrogeneratora postavit ćemo na plutajuće objekte u razini njihovih vodnih linija. Oni (generatori), zbog svoje male veličine, neće previše pokvariti konturu broda. Također treba paziti na vodonepropusnost generatora stavljajući ih ispod vodonepropusne elastične školjke. Valovi koji udaraju u plovilo (o ploče) proizvest će električnu energiju za motor (šasiju) i za unutarnje potrebe plovila, što će omogućiti da se riješite glomaznog i opasnog (prevrtanja plovila) jedra koje , štoviše, teško je ići protiv vjetra, a zagađuju motori s unutarnjim izgaranjem i generatori.
Korištenje energije valova u blizini obale još je lakše pričvršćivanjem solenoida na mol, pristanište ili drugu strukturu. Ovdje uzimamo više štitova i nosača: u ovom slučaju, pojednostavljenje će samo naštetiti.
Generator splavi
Za istu svrhu (korištenje energije valova) namijenjen je i “splav-električni generator”. Ovdje će valovi osigurati pomicanje plovaka jedan u odnosu na drugi, što će uz pomoć zglobnih nosača uzrokovati pomicanje magneta u odnosu na solenoide.
Podsjetimo da magneti, solenoidi i opruge čine translacijske generatore pričvršćene na zglobne police. Baterija i elektronička jedinica su zatvorene u zajedničkom krutom kućištu obješenom na užad s nosača.
Sustav nosača, šarki i opruga, bez potpunog ograničavanja međusobnih kretanja plovaka, u isto vrijeme neće dopustiti da se splav raspadne. A relativno kretanje magneta i solenoida osigurat će stvaranje struje u namotima solenoida, koja će se prenositi žicama do elektroničke jedinice. Tamo će proći kroz ispravljač i element za zaglađivanje, nakon čega će ući u bateriju splavi ili će se kablovima prenijeti na obalu ili na brod koji vuče splav za svoje energetske potrebe.
Za potpunije korištenje svih smjerova djelovanja valova moguće je napraviti konglomerat takvih splavi, postavljajući ih pod optimalnim kutom jedna u odnosu na drugu, ili na jednoj splavi napraviti kompleks (uzimajući u obzir sva moguća relativna kretanja plovaka), složeniji sustav nosača šarki i opruga.
Korištenje razlika u razini vode
Progresivni generatori su također prikladni za korištenje energije razlika vodostaja na rijekama, slapovima, plime i oseci. Oni će raditi umjesto hidroturbina. Njihova je učinkovitost, prema preliminarnim procjenama, manja, ali translatorne generatore, zajedno s pripadajućim uređajima, ovdje je lakše izgraditi: uostalom, hidroturbinski generatori, zbog pripadnosti rotirajućim, trebaju točnost izrade, balansiranje i dobre ležajeve.
Najjednostavnija za implementaciju je sljedeća shema. Solenoid je pričvršćen na obalu (vrlo dobro na most) rijeke ili vodopada, a na magnet je pričvršćen plovak spušten u vodu. Ako je struja turbulentna, kao što vidimo u brzim rijekama i slapovima, tada će plovak oscilirati i prenositi vibracije na magnet, što je ono što je potrebno za proizvodnju električne energije. Magnet zajedno s plovkom neće otplivati zbog činjenice da je magnet fiksiran na dno solenoidne bobine oprugom. Ova shema je vrlo slična gornjoj shemi float za korištenje energije valova.
Postoji još jedan prilično poznat sustav. Odozgo, kontinuirani tok vode teče u posudu za skladištenje, na primjer, iz odvodnog kanala iz rijeke. Zdjela se puni. Kada hidrostatički tlak na kraju cijevi koja se nalazi u ovom spremniku prijeđe određeni "prag zatvaranja" (na kraju krajeva, u cijevi još uvijek postoji zrak), voda će početi prolaziti kroz nju i izlijevati se u translacijski generator ispod. Razina vode u posudi će pasti ispod zakrivljenog kraja cijevi, a zrak će ga ponovno "blokirati".
Zbog dotoka vode odozgo, spremnik će se ponovno napuniti do maksimalne razine. A uz to, hidrostatski tlak može "otključati" cijev (i tako dalje). To osigurava povremeni pad vode na progresivnom generatoru, koji je potreban za proizvodnju električne energije. Nakon završenog “radova” voda će se spustiti u vodosabirnik, odakle će se odgovarajućim kanalom slijevati natrag u rijeku, ali na nižem nivou.
Translacijski generatori dizajnirani za korištenje isprekidanih kapi tekućine na njima izgledaju ovako. Solenoidni tip - ovdje je nagnuta kiveta za skupljanje i odvod vode čvrsto pričvršćena na magnet koji se nalazi unutar fiksnog solenoida. A sam magnet je odozdo podržan oprugom pričvršćenom na dno solenoida. Piezoelektrični tip - ovdje se ista kiveta temelji na piezoelektričnom kristalu.
Postoji uređaj iste namjene, ali drugačijeg tipa - to je zdjela koja se rotira (u okomitoj ravnini) na šarku. Ima različita težišta u neispunjenom i ispunjenom stanju. U nenapunjenom stanju, posuda je u stabilnoj ravnoteži: naslonjena je na šarku i postolje. Vertikala, spuštena iz svog težišta, prolazi kroz područje potpore. Ali kako se posuda napuni vodom, na primjer, iz izlaznog kanala iz rijeke, njezino se težište pomiče. A kada vertikala, spuštena s novog težišta, prijeđe izvan područja oslonca, posuda će se početi prevrtati.
Kako se okrećete, vertikala iz centra gravitacije će sve više ići izvan područja potpore. Na kraju će se tekućina iz posude izliti na prednji generator, a zatim u kolektor vode i u kanal koji se vraća u rijeku. Prazna posuda će se vratiti u prvobitni položaj stabilne ravnoteže, ponovno se početi puniti vodom i ciklus će se ponoviti.
Poboljšanje dizajna
Možete smisliti mnogo više mogućnosti za korištenje progresivnih električnih generatora, mogućnosti njihovog dizajna i srodnih uređaja. Autor se nada da će ovi generatori zauzeti svoju "nišu" u području proizvodnje ekološki prihvatljive električne energije.
Ako se iz nekog razloga ne mogu izraditi i primijeniti translacijski električni generatori, ili već postoje konvencionalni generatori koji rade iz rotacijskih kretnji, onda neka translacijska kretanja koja imaju dovoljnu amplitudu (na primjer, njihanje grana drveća od vjetra, kretanje plovak ili balon), još uvijek se može koristiti, budući da postoje mehanički prijenosi koji pretvaraju translacijske kretnje u rotacijske.
Možete imenovati, na primjer, zupčanik i zupčanik, vijak (poput dječje igračke - yule) i remen s kolutom: namotamo remen, uže ili kabel na kolut i na njega pričvrstimo povratnu oprugu, na primjer, spiralni. A za još veću učinkovitost u proizvodnji električne energije na ovaj način potrebno je staviti mjenjač kao multiplikator, kao u automobilu ili biciklu, te prebaciti brzine (omjer prijenosa) ovisno o jačini vjetra ili valova za struju dan ili sat.
Procijenimo li koliki dio "površinske" zračne površine izložene vjetrovima još nije "iskorišćen" za proizvodnju električne energije, koja vodena površina s valovima i koliko rijeka i slapova još "ne radi" (ovo da ne spominjemo sunčeve zraka i geotermalnih izvora), vidjet ćemo da čista energija ima veliku budućnost.
Unatoč svemu, rad misli se nastavlja. Tako je bilo i tako će uvijek biti. Čovjek svijetu pokazuje sve više novih izuma. Stoga danas čitateljima predstavljamo linearni generator Olega Gunyakova. Ima li ovaj razvoj pravo na život? Vladimir Gurevich daje svoj odgovor na ovo pitanje. Također možete dati prednost nekom od autora sudjelovanjem. Komentari i rasprave o .
Povijesno gledano, koristili su se tradicionalni uređaji za proizvodnju električne energije rotacijsko gibanje za pomicanje namota u magnetskom polju. Takve uređaje pokreću razni propeleri: hidroturbine, plinske turbine, vjetar itd. Jedan od propelera je tradicionalni motor s unutarnjim izgaranjem. U takvim propelerima kemijska energija goriva prolazi kroz višestruke transformacije: prvo u kretanje klipova naprijed, a zatim u rotacijsko kretanje radilice. Potreba za takvom transformacijom dovodi i do mehaničkih gubitaka i do složenosti konstrukcije pogona u cjelini. Svi smo vidjeli istu sliku u eksperimentima fizike: učitelj uzima trajni magnet i počinje ga pomicati naprijed-natrag u induktoru. U tom slučaju napon se pojavljuje na stezaljkama zavojnice. U ovom članku razmatrao sam mogućnost korištenja povratnog gibanja za generiranje električne struje bez međupretvorbe u rotacijsko gibanje. Takvi mehanizmi nazivaju se LINEARNI GENERATORI.
Predloženi tip linearnog generatora dizajniran je za industrijsku uporabu, prvenstveno na brodovima.
U ovom linearnom generatoru (u daljnjem tekstu LG), umjesto poklopaca cilindara, ugrađena su dva vanjska klipa, koji su međusobno čvrsto pričvršćeni. Takvo tehnološko rješenje posljedica je sljedećeg: u tradicionalnim cilindrima, kada gorivo eksplodira, klip se počinje kretati u jednom smjeru, ali prema zakonima tromosti i sam cilindar počinje se kretati u suprotnom smjeru. A ako je takav generator prisiljen proizvoditi veliku snagu, tada će sile uzdužnog pomaka uzrokovati ogromne vibracije i oštećenje temeljnih vijaka. Da bi se nadoknadile sile koje se pojavljuju, ugrađeni su dodatni vanjski klipovi. Pod uvjetom da su masa unutarnjih klipova i masa vanjskih klipova iste, tada će i rezultirajuće inercijske sile biti iste. Takve sile će se međusobno poništavati i neće se prenositi na trup. Zavojnice s kojih će se ukloniti napon pričvršćene su na fiksno tijelo. A kao induktor će se koristiti set trajnih trapeznih magnata.
Sinkronizacija kretanja klipova bit će osigurana otporom kretanju trajnih magneta tijekom stvaranja električne energije. Pod uvjetom da namoti električnog dijela imaju isti otpor, jednak je i otpor kretanju trajnih magneta. Ali kako bi se povećala pouzdanost i spriječile nesreće, u LG je ugrađen mehanički sinkronizator, koji se sastoji od dva zupčanika koji se pomiču jedan u odnosu na drugi i zupčanika pričvršćenog na fiksnu os i koji se okreće samo od kretanja zupčanika.
Više Detaljan opis pogledajte dizajne u nastavku.
Nakon što se klipovi ubrzaju do početne frekvencije, gorivo se dovodi u prvi cilindar, dolazi do izgaranja i počinje širenje nastalih plinova. Zrak se komprimira u drugom cilindru.
Kada se vanjski klip dosegne u prvom cilindru ispušnih ventila, ispušni plinovi se oslobađaju.
Kada se unutarnji klip dosegne u prvom cilindru otvora za pročišćavanje, počinje proces pročišćavanja. U ovom LG-u, pročišćavanje je izravno, što osigurava najniži koeficijent zaostalih plinova. To zauzvrat povećava maseni naboj zraka u cilindru, što dovodi do potpunog izgaranja goriva itd. U ovom trenutku, klipovi dostižu svoje krajnje položaje.
Širenje plinova u drugom cilindru pokreće klipove prvog cilindra. Unutarnji klip dolazi do otvora za čišćenje i zatvara ih dok su ispušni otvori još otvoreni. To rezultira gubitkom naboja zračne mase u cilindru, ali se taj gubitak može zanemariti zbog niskog omjera zaostalih plinova u cilindru. Vanjski klip dolazi do ispušnih otvora, zatvara ih i time osigurava proces kompresije u prvom cilindru, dok se ekspanzija događa u drugom. I ciklus se ponavlja.
Kućište motora 1 je zavareno od čelika, cilindričnog oblika, ima iznutra nosače 2, 3 i 4 za ugradnju čahure radnog cilindra 5. Čahura je pričvršćena tlačnim prstenom 6 na 8 klinova. Zavojnice su pričvršćene u temeljnu ploču debelih stijenki 7. Zatim se na čahuru stavlja cilindrični razdjelnik za vodu 8. Nakon kolektora, na čahuru cilindra se postavlja ispušni razvodnik-puž 9.
Utor čahure i voluta na sjedećim površinama raspoređeni su tako da je između stepenica pričvršćena azbestna grafička brtva otporna na toplinu. Puž se tijekom rada zagrijava i može se širiti u linearnom smjeru. Za proširenje puž je pričvršćen na dugačke klinove 10 koji prolaze kroz cijevi 11 s maticama 12, koje stvaraju silu pritiska na puža kroz opruge 13. Nakon puža, na rukav se stavlja sakupljač vode 14.
Čahura radnog cilindra 5 je jednodijelna. Središnji dio čahure ima zadebljanje na isti način kao i na mjestu pričvršćivanja čahure - češalj 15. U središnjem dijelu čahura ima rupe za 2 mlaznice pumpe 16. Čahura ima i 6 rupa za mazalicu mazalice sa svake strane središta (nije prikazano na crtežu). U čahuri u središnjem dijelu izvana je izveden cilindrični utor za odvod i skupljanje rashladne vode iz tangencijalnih bušotina rashladnih kanala 17. Na čahuri se nalazi 17 utora za gumene brtvene prstenove rashladnog sustava. U rukavu na ispušnoj strani i na strani pročišćavanja nalaze se tangencijalni prozori.
Linearni generator ima zavareno tijelo 18 i lagano tijelo kako bi se osigurala sigurnost operativnog osoblja. Svjetlosno tijelo zatvoreno je s krajeva motora poklopcima 18 na prirubnicama.
Grupa klipa svakog linearnog generatora sastoji se od 2 klipa 20. Unutarnji klip je pričvršćen na tijelo induktora 21 na 8 klinova 22. Vanjski klip je pričvršćen za poprečni disk 23 na 8 klinova 24. Poprečni disk od cilindrični oblik je ojačan u radijalnom smjeru trokutastim maramama 25 s obje strane, koje se pričvršćuju zavarivanjem. Svaki klip ima 6 prstenova: 4 kompresiona i 2 strugača za ulje. Kako bi se spriječilo da se klipovi međusobno udaraju pri visokim omjerima kompresije u linearnom generatoru, krune klipova imaju ravnu konfiguraciju.
Klipovi su hlađeni vodom. Voda se dovodi do vanjskih klipova kroz unutarnju teleskopsku fiksnu cijev 26 s mlaznicom na kraju. Rashladna voda se vraća kroz teleskopsku srednju cijev 27. Cijev 27 se kreće u fiksnoj cijevi 28. Brtve 29 nalaze se između cijevi 27 i 28.
Unutarnji klip je također hlađen vodom. Voda se dovodi kroz teleskopsku cijev 30, koja je pričvršćena na tijelo induktora 21 pomoću prirubnice. U prigušnici i u prirubnici klipa postoji kanal. Zatim se voda kreće kroz cijev 31 i hladi klip. Voda se vraća kroz cijev 32, po sličnom putu i kroz teleskop 33, već zagrijana se ispušta.
Vanjski su klipovi međusobno povezani pomoću poprečnog diska 23, 6 šipki 34 i tijela induktora 35. Na krajevima šipke su navojeni i pričvršćeni maticama koje su stegnute hidrauličkom dizalicom. Kretanje unutarnje i vanjske grupe klipa pomaknuto je za 180 stupnjeva. Sinkronizam je osiguran mehanizmom sinkronizatora - 3 zupčanika od 36 letvica sa 6 zubaca.
Tri tračnice 37 koje pripadaju unutarnjoj skupini imaju cilindrični presjek u dijelu koji je najbliži tijelu induktora 21 i prolaze kroz žlijezde 38. Nadalje, presjek tračnice postaje kvadrat. Stalci koji pripadaju vanjskoj skupini su 3 od 6 šipki 34, na koje su nosači pričvršćeni vijcima. Sva 3 mehanizma sinkronizatora smještena su u odvojenim kućištima i u svom volumenu imaju ulje za podmazivanje mehanizma.
Usporedba LG-a i tradicionalnog dizela.
Oleg Gunjakov
Morat ćete početi izdaleka, naime od članka "Linearni plinski generator (dizel generator)" autora Yu. G. Skorometsa, objavljenog u časopisu, a također, paralelno, na mnogim internetskim stranicama. Ovaj članak opisuje princip izgradnje elektrane relativno male snage, namijenjene za proizvodnju električne energije, naznačen time da ima motor s unutarnjim izgaranjem u kombinaciji s električnim generatorom, dok je rotacijsko kretanje rotora generatora zamijenjeno povratnim kretanjem magnetski krug s ugrađenim uzbudnim namotom. Glavna je svrha takve zamjene, prema autoru, eliminirati koljenast mehanizam iz sustava, uključujući i radilicu, koja pretvara povratno gibanje klipova motora s unutarnjim izgaranjem u rotacijsko gibanje rotora generatora u konvencionalna dizel-električna jedinica. Ideja, na prvi pogled, nije loša, iako njezino izlaganje postavlja mnoga zbunjujuća pitanja. Neke od tvrdnji autora ovog članka nećemo komentirati, već samo citirati, kako bi čitatelj mogao cijeniti njegov eklatantni diletantizam u području elektrotehnike:
A sada za samu ideju. Kao što proizlazi iz onoga što je autor napisao, svrha njegovog projekta je eliminirati koljenasti mehanizam iz sustava motor-generator, koji pretvara jednu vrstu kretanja (klipno) u drugu (rotirajuću). Međutim, sa stajališta zadatka, ovaj je problem već odavno riješen. U poznatom Wankel rotacijskom klipnom motoru rotacijsko kretanje izlazne osovine postiže se bez ikakvih radilica, sl. jedan.
Riža. 1. Wankel rotacijski klipni motor i njegov princip rada
Motori s rotacijskim klipom prema Wankel shemi poznati su više od pedeset godina. U 1960-ima, 11 od 20 najvećih automobilskih tvrtki steklo je licence za razvoj i proizvodnju ovih motora. Ove tvrtke činile su oko 70% svjetske proizvodnje automobila, uklj. 80% proizvodnje osobnih automobila u SAD-u, 71% u Japanu, 44% u zapadnoeuropskim zemljama.
Problem s ovim motorom dugo se smatrao brzim trošenjem brtvi. Međutim, kasnije je taj problem prevladan i ovi motori su se počeli koristiti u automobilskoj industriji. Prvi serijski automobil s rotacijskim motorom bio je njemački sportski automobil NSU Wankelspider. Prva masovna proizvodnja (37.204 primjerka) je njemačka limuzina poslovne klase NSU Ro80. Godine 1967. japanska Mazda počela je prodavati prvi automobil "Cosmo Sport" opremljen rotacijskim motorom od 110 konjskih snaga. Daljnja istraživanja pomogla su smanjenju potrošnje goriva za 40 posto i poboljšanju ekoloških performansi ovih motora. Do 1970. ukupna prodaja automobila s rotacijskim motorima dosegla je 100 tisuća, 1975. - 500 tisuća, a do 1978. - premašila milijun. Mazdin dvocilindrični "Renesis" motor, zapremine samo 1,3 litre, već je proizvodio 250 KS. iz. i zauzimali su mnogo manje prostora u motornom prostoru od konvencionalnih motora s unutarnjim izgaranjem. Moderan model Motor Renesis-2 16X ima još manji volumen s većom snagom i manje se zagrijava, sl. 2.
Riža. 2. Serijski motor s rotirajućim klipom (Renesis-2 16X) iz Mazde
S tim u vezi postavlja se sasvim legitimno pitanje: "je li bilo dječaka?", odnosno je li uopće postojao problem (ili je možda postojao, ali nije bio ispravno formuliran)?
Osim toga, potreba za vrlo skupim poluvodičkim pretvaračem dizajniranim za punu snagu generatora (potreban, prema autoru, za osiguravanje sinusoidnog izlaznog napona), naglo smanjuje ekonomsku učinkovitost predloženog rješenja (ako je uopće postojalo). !), a da ne govorimo o tisućama drugih, problema koji nisu riješeni u ovom projektu, a s obzirom na navedeno, u ovoj fazi jednostavno nema smisla živjeti.
G. O. Gunyakov objavljuje istu (tj. tuđu) ideju bez ikakvog pozivanja na njezinog pravog autora, neznatno mijenjajući dizajn. Glavna (odnosno temeljna, a ne u malim i besmislenim detaljima) razlika između njegovog projekta i projekta Yu. G. Skorometsa) je zamjena uzbudnog namota generatora trajnim magnetom i proširenje opsega njegove instalacije u područje velikih snaga (iz korespondencije s autorom doznaje se da računa na primjenu takvog principa u generatorima kapaciteta megavata). Budući da, s jedne strane, za ideju linearnog dizel generatora nije važno kako će biti izrađen izvor magnetskog polja (namotaj ili permanentni magnet), a s druge strane, nije bitno za magnet u koji će se dizajn generatora koristiti (s rotacijskim ili povratnim gibanjem), onda slijedi da ideja zamjene uzbudnog namota generatora trajnim magnetom nema nikakve veze s konkretnim dizajnom generatora, već se odnosi na svi generatori općenito. Ali ovdje se odmah postavlja pitanje: ako je u generatoru snage od nekoliko megavata moguće zamijeniti složeni i skupi uzbudni namot trajnim magnetom izrađenim od modernih legura (na primjer, iz poznate legure NdFeB), tada zašto se to sada ne radi, nego se ovo rješenje koristi samo u malim malim generatorima? Jasno je da za to postoje dobri razlozi. Rasprava o tim razlozima trebala bi sadržavati previše detalja “iz života generatora” i “iz života magneta” da bi ih detaljno pokrila u ovom pregledu, ali ni to sada nije glavno, već činjenica da ova ideja O. Gunyakova o korištenju konstantnih magneta ni na koji način nije povezana s idejom Yu. G. Skorometsa o linearnom dizel generatoru. Pokušaj O. Gunyakova da svoju ideju trajnim magnetima (koja je sama po sebi već odavno poznata i ne sadrži ništa novo) za tuđu trebao bi, po svemu sudeći, poslužiti za podizanje značaja njegove ideje.
Čak i ako ne uzmemo u obzir činjenicu da se permanentni magneti koriste samo u generatorima vrlo ograničene snage, dodatni problem specifičnog dizajna O. Gunyakova je to što se njegov generator nalazi u zoni visoka temperatura, a trajni magneti imaju prilično nisku gornju radnu temperaturu, ograničenu takozvanom Curiejevom točkom, pri kojoj magnet potpuno gubi svoja magnetska svojstva. Dakle, za leguru NdFeB, Curiejeva točka je u rasponu od 300-350°C, a maksimalna radna temperatura ograničena je na 100-150°C. A sada se prisjetimo koja je temperatura unutar komore za izgaranje motora s unutarnjim izgaranjem. Tako je, od 300 do 2000°C (tijekom različitih ciklusa). Kolika je prosječna temperatura na površini komore za izgaranje, u području gdje se nalaze magneti? Tako je, puno više od onoga za što su dizajnirani trajni magneti. Stoga se mora osigurati vrlo učinkovito hlađenje magneta. Kako i što? Vrlo je sumnjivo da se temperatura u području magneta može smanjiti na 100°C na prihvatljiv, a ne fantastičan način. S tim u vezi, treba napomenuti da pitanje hlađenja samog linearnog dizel generatora nije na odgovarajući način razrađeno. Vodeno hlađenje koje je predložio autor je daleko od svugdje primjenjivo. Na primjer, na modernim dizel agregatima kapaciteta od stotine kilovata do nekoliko megavata, dizajniranih za rezervno ili hitno napajanje (a ovo je vrlo velik sektor tržišta za takve jedinice), hlađenje vodom se ne koristi. Takva jedinica se hladi ogromnim (do dva metra u promjeru) ventilatorom postavljenim na osovinu dizela. Zašto se to radi, jasno je: u hitnim situacijama nema nigdje i ničega za opskrbu vodom. Ali gdje nabaviti rotirajuću osovinu za ventilator u predloženom dizajnu? Da, koristite zasebni snažni električni motor koji može rotirati ventilator od dva metra... A onda naš projekt počinje rasti...
Zaključno, želio bih napomenuti da ni Yu. G. Skoromets ni O. Gunyakov nisu niti otkrivači ove ideje niti autori najboljeg dizajna. Sama ta ideja bila je poznata mnogo prije objavljivanja obaju autora. Iza posljednjih godina predloženi su uspješniji dizajni od onih o kojima raspravljamo. Na primjer, dizajn koji su 2007. godine predložili Ondřej Vysoký, Josef Božek i dr. s Češkog politehničkog sveučilišta (to jest, prije objave članka JG Skorometsa) također koristi trajne magnete (autori ne tvrde snagu u megavatima) , ali nema problema s zagrijavanjem magneta, budući da se mogu nalaziti daleko od komora za izgaranje i mogu biti odvojeni toplinski izolacijskim umetkom osovine na koju su pričvršćeni. Izrađeni su i ispitani mali laboratorijski uzorci takvih agregata, sl. 3. U engleskoj literaturi takve se instalacije nazivaju "Linear Combustion Engine (LCE)".
Riža. 3. Strukturna shema i laboratorijski uzorci linearnih dizel-električnih jedinica razvijenih u Češkoj Republici
Postoje mnoge publikacije na ovu temu kako na Internetu, tako i u obliku članaka, pa čak i u obliku knjiga (vidi, na primjer, "Modeliranje i upravljanje motorom s linearnim izgaranjem"), iako nema pravih proizvoda koji su na tržištu još, kao i ne postoje međutim bilo je studija izvedivosti, usporedbe, na primjer, s istim Wankel motorom. S tim u vezi, po našem mišljenju, čitatelji časopisa bi bili vrlo zainteresirani za kvalificirani pregled principa konstruiranja takvih sustava, njihovih Usporedne karakteristike uz ostale uređaje za proizvodnju električne energije, informacije o tehničkim i ekonomskim problemima, o postignutim rezultatima, a ne detaljan opis nekih sitnijih detalja domaćih objekata koji imaju puno očitih nedostataka, ali se provlače kao najveće postignuće. Moglo bi se samo pozdraviti objavljivanje ovakvog preglednog članka autora.
U tehnologiji postoje milijuni lijepih, na prvi pogled, ideja koje nemaju ekonomsku osnovu, ili ne uzimaju u obzir stvarne tehničke probleme, ili jednostavno nisu dovoljno razvijene i stoga nisu dobile stvarnu implementaciju. Dovoljno je obratiti se patentnom fondu bilo koje zemlje da vidite milijune originalne ideje skupljajući prašinu na policama. Ista je sudbina, po našem mišljenju, namijenjena konkretnim projektima Yu. G. Skorometsa i O. Gunyakova. Međutim, ne može se tvrditi da su milijuni patenata koji se danas ne koriste potpuno beskorisni. Njihova očita korisnost leži u činjenici da potiču ljudsku misao i da su osnova za nove ideje. Kao što vidimo, kreativna misao nastavlja aktivno raditi u razmatranom smjeru. Nadajmo se da će u bliskoj budućnosti biti mnogo novih obećavajućih ideja u tom smjeru, čiji će se broj s vremenom razviti u kvalitetu te će jednog dana postati prilično privlačne industriji.
Odlučio sam javnosti pokazati svoj generator sastavljen na glavčinu bicikla sa stražnjeg kotača. Imam vikendicu na obali rijeke. Često ljeti prenoćimo s djecom na selu i nema struje, a mene su tjerali da sastavim ovaj generator. Zapravo, ovaj generator je već drugi. Prvi je bio jednostavniji i slabiji. Ali s vjetrom, prijemnik je radio. Nema njegove fotografije, već sam je rastavio. Struktura nije bila takva.
Sve detalje mog generatora možete pronaći po želji. Uzeo sam magnete iz pregorjelih zvučnika (zvono). Ova zvona su obješena na kolodvorima i željezničkim parkovima opremljenim spikerfonima. Trebala su mi 4 spaljena zvučnika. Tražio sam spaljene od ljudi koji opslužuju te uređaje. Izvukao je magnete, podijelio ih na 16 dijelova mlinom. Magneti su okrenuti jedan prema drugom s jednim polom.
Na zavojnici su 4 izvoda, jer sam odjednom namotao 2 žice promjera 1 mm. Ako su paralelni, struja će se povećati, a njihovo serijsko povezivanje povećat će napon, ali će struja, sukladno tome, biti manja. Općenito, željeni napon postižem eksperimentom. Zavojnica je namotana na komad cijevi s 50 navojem. S jedne strane, obraz je zategnut maticom, s druge strane, obraz je zavaren. I pričvršćena na aluminijsku ploču i ploča je već na bazi. Ako je potrebno, možete rastaviti i promijeniti zavojnicu. Žica presjeka 1 mm, koliko zavoja nije brojilo.
Gdje prilagoditi ovaj generator još uvijek mislim, mogu učiniti da rijeka radi.
Troškovi proizvodnje su:
1 čvorište za bicikl 250 rub
2. komad cijevi s maticom 70 rubalja
3. zavarivač 50 rub.
4. žicu od starih transformatora i traku dao je isti zavarivač.
Generator ima magnetsko prianjanje. Za kretanje je potreban trud. 10 -12 kgf na lančaniku od 70 mm. Oko 3,6 Nm. Pri niskim okretajima dolazi do blage vibracije. Pokušao sam spojiti mali televizor, i zavrtio ga rukama. Malo je nedostajalo brzine da se kineskop okrene. Pri 1 okretaju u sekundi, generator proizvodi 12 volti 0,8 ampera.
Domaći generator male brzine za vjetroturbine
Pogled na sklop generatora testiran je na vjetroturbini s rotorom s tri lopatice promjera 2,5 m. Pri brzini vjetra od 12 m / s, generator je davao struju punjenja od 30 ampera, za 12 volti baterija.
Također se koristi; NdFeB magneti, 1,5 - 18 komada, žica za namatanje - AWG 16, debela šperploča i epoksidna smola.
Kočioni disk je obrađen na tokarskom stroju, naime, napravljen je utor širine jednake promjeru magneta, kako bi se smanjilo djelovanje centrifugalnih sila.
Za održavanje jednake udaljenosti između magneta, bile su idealne kuhinjske šibice (nakon što se ljepilo osušilo, uklonjene su).
Zatim je stator izrađen od šperploče, s utorom za set željeza. Naravno, generator će raditi i bez njega, ali ne tako učinkovito. Prisutnost željeza smještenog iza namota gotovo udvostručuje gustoću magnetskog toka.
Zatim je namotano 18 zavojnica i postavljeno strogo nasuprot magnetima.
Nakon toga, zavojnice su pritisnute prešom za ujednačenu debljinu i napunjene epoksidnom smolom.
Električni spoj zavojnica je serijski, t.j. jednofazni generator.
Za testiranje je ugrađen generator tokarilica, čija je najveća brzina vrtnje samo 500 okretaja u sekundi.
Imao sam disk magnete 25 * 8 u količini od 12 komada, isti broj zavojnica. Materijal magneta je NdFeB. a koji konkretno (N35, N40, N45) nemam pojma. Razmaci između magneta su 5 mm.
Promjer statora je 140 mm, unutarnji promjer je 90 mm, visina statorskog željeza je 20 mm. Bijela ispod magneta je plastična. U njemu su izbušene rupe za magnete, a ispod plastike je galvanizacija, a ispod nje šperploča.
Čini se da je broj zavoja 50, promjer žice je 1 mm. Svi su povezani u nizu: kraj jednog s krajem drugog, početak jednog s početkom drugog. U početku nisam mislio da povezujem početak s krajem. Napon na statoru je 0. Čak je i lijepo - to znači da su zavojnice iste.
Debljina zavojnice je 6 ili 7 mm. Možete povećati do 10. Razmak sam napravio drugačijim. Postoji razlika u naponu, ali nije strašna. A što mi još nije u redu je što se ispod magneta stavlja komad krovnog željeza debljine cca 0,5 mm. Bilo bi potrebno deset puta deblji, kako sada razumijem, za normalno zatvaranje protoka.
Kao željezo za stator koristio sam nekakvu čeličnu traku širine 2 centimetra, po meni onu koja se koristi za pakiranje opreme u velike drvene kutije.
Ne morate se truditi da biste to uspjeli. Generator se pokazao sa sljedećim karakteristikama: otpor namota je 1 ohm, napon je 1,5 volti pri 1 o/min.
Težina cijele vjetrenjače je 8 kilograma, zajedno s propelerom, repom i zakretnom. Sam generator je 4 kg. Ležajevi u generatoru su utisnuti izravno u šperploču.
Stavio sam ga na vjetrenjaču promjera 1,5 metara s dvije lopatice, odnosno na 6 ms trebao bi početi puniti bateriju (pokušao sam dobiti brzinu od oko 6, kut rotacije oštrice je jako mali). Nije tako vruće što je startna brzina, ali mislio sam da vjetar nije neuobičajen.
Stavio sam ga navečer, nije bilo vjetra, ali do jutra se pojavio vjetar i počeo se vrtjeti, ali nisam vidio više od 7 volti od njega. Nisam ga uspio pogledati više od jednog slobodnog dana, ali kada sam stigao tjedan dana kasnije, a onda nakon dva, uvjerio sam se da je vjetar u Podmoskovlju rijetkost (ne samo 12 m/s, kao neki proizvođači pišu izračunato, ali općenito barem neki).
Jer alkalna baterija od 110 A*h punila se samo do 10 volti (ispraznila se na 8, ili možda potpuno ukiselila od dugih godina stajanja u ispražnjenom stanju). Potrebno je izračunati generator i cijelu vjetrenjaču za početnu brzinu od metar 3.
Sada sam donio generator iz dacha. Provest ću detaljnije eksperimente. Danas sam već spalio žarulju na 12 volti spojivši bušilicu. Spojio sam svoj generator na osciloskop - čini se da postoji sinus, po mom mišljenju, takav paran.
Iz svog iskustva izgradnje takve minijaturne vjetrenjače, napravio sam nekoliko zaključaka (samo što ne mogu reći ništa o snazi i o propeleru, ponovit ću to):
Čak je i lagani povjetarac okrenuo moju vjetrenjaču s malim repom, iako je jarbol bio nagnut od vertikale. Imao sam ležajeve, a jarbol je bio od loše pričvršćenog debla smreke.
Ovo nisam vidio ni na jednoj uvoznoj vjetrenjaci vlastite izrade. Dodatni ležajevi za podmazivanje - nije zabavno, po mom mišljenju. A dobri ležajevi su jako skupi. Zašto biti švorc kad vam to baš i nije potrebno?
Generator male brzine "uradi sam" na magnetima
Trofazni sinkroni alternator bez magnetskog lijepljenja sa pobudom od trajnih neodimijskih magneta, 12 pari polova.
Vrlo davno, još u sovjetsko doba, u časopisu "Modelist Constructor" objavljen je članak posvećen izgradnji rotacijske vjetrenjače. Od tada sam imala želju izgraditi nešto slično na svom prigradsko područje, ali stvar nikada nije došla do stvarne akcije. Sve se promijenilo pojavom neodimijskih magneta. Skupio sam hrpu informacija na internetu i evo što se dogodilo.
Generatorski uređaj: Dva diska od niskougljičnog čelika s zalijepljenim magnetima međusobno su čvrsto spojena kroz razmaknu čahuru. U razmaku između diskova učvršćeni su ravni zavojnice bez jezgri. EMF indukcije koji nastaje u polovicama zavojnice je suprotnog smjera i zbraja se u ukupnom EMF-u zavojnice. Indukcijska emf koja nastaje u vodiču koji se kreće u stalnom jednoličnom magnetskom polju određena je formulom E=B V L gdje: B-magnetska indukcija V- brzina kretanja L- aktivna duljina vodiča. V=π D N/60 gdje: D-promjer N-brzina rotacije. Magnetska indukcija u razmaku između dva pola obrnuto je proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih. Generator je montiran na donjem nosaču vjetroturbine.
Shema trofaznog generatora, radi jednostavnosti, raspoređena je na ravnini.
Na sl. 2 prikazuje raspored zavojnica kada je njihov broj dvostruko veći, iako se u ovom slučaju povećava i razmak između polova. Zavojnice se preklapaju za 1/3 širine magneta. Ako se širina zavojnica smanji za 1/6 onda će stajati u jednom redu i razmak između polova se neće mijenjati. Maksimalni razmak između polova jednak je visini jednog magneta.
Monofazni sinkroni alternator i jedan valni svitak.
Protunamotana zavojnica smanjuje induktivnu reaktanciju generatora. Vrijednost brojača EMF samoindukcije izravno je proporcionalna vrijednosti induktivnosti zavojnice generatora i ovisi o struji u opterećenju. Induktivnost zavojnice izravno je proporcionalna linearnim dimenzijama, kvadratu broja zavoja i ovisi o načinu namota.
Dijagram jednofaznog generatora sl. 1 je spljošten radi jednostavnosti.
Za povećanje učinkovitosti na sl. Slika 2 prikazuje strujni krug generatora koji se sastoji od dvije identične zavojnice. Kako bi se spriječilo povećanje razmaka između polova, prstenasti namoti moraju biti umetnuti jedan u drugi.
Monofazni sinkroni generator i raspoređeni zavojnice u petlji.
Vjetroturbina s okomitom osi rotacije i šest lopatica.
Turbinski uređaj: Sastoji se od statora, šest fiksnih lopatica (za zaštitu i tjeranje nadolazećeg vjetra) i rotora, šest rotirajućih lopatica. Sila vjetra utječe na lopatice rotora i na ulazu i na izlazu turbine. Za gornju i donju potpornu glavčinu iz automobila koriste se. Ne stvara buku, ne raspada se na jakom vjetru, ne zahtijeva orijentaciju na vjetar, ne zahtijeva visok jarbol. Veliki omjer iskorištenja vjetra, veliki okretni moment, rotacija počinje na vrlo slabom vjetru.
Monofazni sinkroni alternator sa uzbudnim namotom na statoru bez četkica, 12 pari polova.
Dugo sam razmišljao o tome kako spriječiti prekomjerno punjenje baterije bez korištenja mehaničkih uređaja u dizajnu za povećanje pouzdanosti. Induktorski generator obavlja funkciju izbacivanja viška energije. Kao opterećenje koristi se grijaći element, moguće je zagrijati vodu ili popločane podove.
Generatorski uređaj: Generator je montiran na gornjem nosaču vjetroturbine. 24 čelične jezgre sa zavojnicama pričvršćene su na fiksni čelični prsten s niskim udjelom ugljika; uzbudni namot je namotan između zavojnica na prstenu. Uzbuda se na generator dovodi kroz električni krug iz donjeg generatora. Generator koristi 3% do 5% proizvedene snage za uzbudu. Svaki elektromagnet je pojačalo struje izvora. Generator je također elektromagnetska klizna spojka koja smanjuje opterećenje ležajeva. Na svakom ležaju se gubi 5% momenta, na zupčaniku 7-10%. Frekvencija izmjenične struje izračunava se po formuli f=p n/60 gdje: str-broj parova polova n-brzina rotacije. Na primjer: f=p n/60=12 250/60=50 Hz.
Krug induktorskog generatora, radi jednostavnosti, raspoređen je u ravnini.
Na sl. Slika 2 prikazuje krug induktorskog generatora koji koristi manje željeza, stoga će gubici željeza biti manji. Uzbudni namot se sastoji od 12 serijski povezanih zavojnica.
Električni kružni dijagram uređaji za spajanje uzbudnog namota generatora.
Struja uzbude počinje teći do generatora tek kada izlaz trofaznog ispravljača dosegne 14 volti.
Magnetski motor će rotirati generator ako nema vjetra.
Elektromagnetsko polje stvara električna struja tj. usmjereno kretanje električnih naboja (slobodnih elektrona). Fizikalni pokusi potvrdili su da magnetsko polje trajnog magneta nastaje i usmjerenim kretanjem električnih naboja (slobodnih elektrona). S obzirom na opće elektromagnetske zakone, moguće je, po analogiji s elektromotorom, stvoriti magnetski motor za pretvaranje magnetske energije u mehaničku energiju rotacije. Glavni uvjet za rotacijske motore je interakcija magnetskih polja duž kružnih zatvorenih putanja. Složeni magnet "Siberian Kolya" ispunjava ove zahtjeve.
Stacionarni generator je statičko elektromagnetsko pojačalo snage.
Odavno je poznato da će promjena magnetskog polja koje prolazi kroz žicu generirati elektromotornu silu (emf) u njoj. Promjena magnetskog toka od trajnog magneta u jezgri stacionarnog generatora stvara se pomoću elektroničko upravljanje nego mehaničko kretanje. Magnetski tok u jezgri kontrolira oscilator. Oscilator radi u rezonancijskom modu i troši zanemarivu snagu iz izvora napajanja.
Oscilacije oscilatora zauzvrat odstupaju od magnetskih tokova od permanentnih magneta ulijevo i desna strana jezgra izrađena od željeza za tipkanje ili ferita. Snaga generatora raste s povećanjem frekvencije titranja oscilatora. Pokretanje se provodi primjenom kratkotrajnog impulsa na izlaz generatora. Vrlo je važno da trajni magnet ne uzrokuje odlazak materijala jezgre u područje magnetskog zasićenja. Neodimijski magneti imaju magnetsku indukciju u rasponu od 1,15-1,45 Tesla. Transformatorsko željezo ima indukciju zasićenja od 1,55-1,65 T. Jezgra željeznog praha ima indukciju zasićenja od 1,5-1,6 T, a gubitak je manji od onog kod transformatorskog željeza. Jezgre izrađene od magnetski mekih ferita razreda mangan-cink imaju indukciju zasićenja od 0,4-0,5 T, potreban je zračni raspor za borbu protiv zasićenja.
Generatorski krug s preokretom magnetizacije jezgre zavojnice snage.
Shema fiksnog generatora na toroidnim (prstenastim) jezgrama.
Tri prstena, osam magneta, četiri kontrolna svitka, osam zavojnica snage.
VE vjetroelektrana
Živim u malom gradu u regiji Harkov, privatna kuća, mala parcela.
I sam sam, kako kaže susjeda, hodajući generator ideja, budući da je gotovo sve svoje
au pair gotov Uradi sam. Vjetar, iako malen, puše gotovo neprestano, pa tako mami da iskoristi svoju energiju.
Nakon nekoliko neuspješnih pokušaja s traktorom generator samouzbude ideja stvaranja vjetrogeneratora još je više zapela u mozgu.
Počeo sam tražiti i nakon dva mjeseca traženja po internetu, puno preuzetih datoteka, čitanja foruma i savjeta, konačno sam se odlučio za konstrukciju generatora.
Uzeto je kao osnova dizajn vjetroturbine Burlak Viktor Afanasyevich http://rosinmn.ru/sam/burlaka s manjim promjenama dizajna.
Glavni zadatak je bila izgradnja generator od materijala odnosno uz minimalne troškove. Stoga bi svatko tko pokuša napraviti takav dizajn trebao polaziti od materijala koji ima, glavne želje i razumjeti princip rada.
Za izradu rotora koristio sam lim debljine 20 mm (koji je bio) iz kojeg je kum, prema mojim crtežima, isklesao i na 12 dijelova označio dva diska promjera 150 mm i još jedan disk za vijak koji je označen na 6 dijelova promjera 170 mm.
Kupila sam 24 komada preko interneta. disk neodim magneti veličine 25 × 8 mm koje sam zalijepio na diskove (označavanje je jako pomoglo). Pazite da ne zalijepite prste!
Prije lijepljenja magneta na čelični disk, označite polaritet na magnetima markerom, to će vam uvelike pomoći da izbjegnete pogreške. Nakon postavljanja magneta (12 po disku i izmjeničnog polariteta), napola ih napuni epoksidom.
Kliknite na sliku za prikaz u punoj veličini.
Za proizvodnju statora koristio sam emajliranu žicu PET-155 promjera 0,95 mm (kupljeno u privatnom poduzeću Harmed). Namotao sam 12 zavojnica od po 55 zavoja, debljina namota je bila 7 mm. Za namatanje sam napravio jednostavan sklopivi okvir. Namotavanje zavojnica sam radio na domaćoj mašini za namatanje (radio sam to još u danima stagnacije).
Zatim sam postavio 12 zavojnica u uzorak i fiksirao njihov položaj električnom trakom od tkanine. Zaključci zavojnica lemljeni su uzastopno počevši od početka, završavajući s krajem. Koristio sam 1-fazni sklopni krug.
Za izradu kalupa za izlijevanje zavojnica epoksidom, zalijepio sam dvije pravokutne ploče od 4 mm šperploče. Nakon sušenja dobivena je čvrsta slijepa proba od 8 mm. Preko bušilica i učvršćenja (balerina) izrezati rupu promjera 200 mm u šperploči, te izrezati središnji disk promjera 60 mm iz izrezane ploče. Unaprijed pripremljene iverice pravokutnog oblika obložio je folijom i učvrstio klamericom uz rubove, a zatim postavio izrezano središte (prekriveno ljepljivom trakom) i izrezanu podlogu omotanu ljepljivom trakom uzduž oznake.
Kalup sam do pola napunio epoksidnom smolom, na dno stavio fiberglas, zatim zavojnice, fiberglas gore, dodao epoksid, malo pričekao i odozgo stisnuo drugim komadom iverala također prekrivenim filmom. Nakon stvrdnjavanja uklonio sam disk sa zavojnicama, obradio, obojao, izbušio rupe
Čvorište, kao i baza rotacijskog sklopa, izrađena je od cijevi za bušenje cijevi unutarnjeg promjera 63 mm. Izrađene su utičnice za 204 ležaja i zavarene na cijev. Poklopac s gumenom brtvom otpornom na ulje uvrnut je na stražnjoj strani s tri vijka, poklopac s uljnom brtvom je pričvršćen na prednjoj strani. Unutra, između ležajeva, kroz posebnu rupu, ulilo se automobilsko polusintetičko ulje. Na osovinu sam stavio disk s neodim magnetima, a kako nije bilo moguće napraviti utor za ključ, napravio sam udubljenja na osovini pola promjera kuglice sa 202 ležaja, t.j. 3,5 mm, a na diskovima sam bušilicom izbušio utor od 7 mm, prethodno okrenuvši cijev i utisnuvši je u disk. Nakon uklanjanja cijevi u disku, ispao je ravnomjeran, lijep utor za loptu.
Zatim sam fiksirao stator sa tri mjedena klina, umetnuo međuprsten da se stator ne bi trljao i stavio drugi disk neodim magnetima (magneti na diskovima moraju imati suprotan polaritet tj. biti privučeni) Evo, budi jako oprezno s prstima!
Vijak je izrađen od kanalizacijske cijevi promjera 160 mm
Usput, vijak se pokazao prilično dobrim, pa je zadnji vijak napravljen od aluminijske cijevi od 1,3 m (vidi gore)
Označio sam cijev, izrezao praznine brusilicom, spojio je vijcima na krajevima i obradio paket električnom blanjalom. Zatim je odmotao paket i obradio svaku oštricu posebno, prilagođavajući težinu na elektroničkoj vagi.
Zaštita od orkanskih vjetrova napravljena je prema klasičnoj stranoj shemi, tj. os rotacije je pomaknuta od središta.
Namjestio sam svoj rep vjetrenjače piljenjem.
Cijela konstrukcija je montirana na dva ležaja 206, koji su postavljeni na osovinu s unutarnjom rupom za kabel i zavareni na cijev od dva inča.
Ležajevi se čvrsto uklapaju u kućište vjetroturbine, što omogućuje slobodno rotiranje strukture bez ikakvog napora i zazora. Kabel prolazi unutar jarbola do diodnog mosta.
na slici je original
Za izradu vjetrobrana trebalo je mjesec i pol dana, ne uzimajući u obzir dva mjeseca traženja rješenja, sad imamo mjesec veljaču, snijeg i hladnoća čini mi se da je cijela zima, tako da još nisam napravio nijedan glavni test , ali čak i na ovoj udaljenosti od tla izgorjela je žarulja automobila od 21 vat. Čekam proljeće, spremam cijevi za jarbol. Ova zima mi je proletjela brzo i zanimljivo.
Prošlo je malo vremena otkako sam postavio svoju vjetrenjaču na stranicu, ali proljeće baš nije došlo, još uvijek je nemoguće iskopati zemlju da bi se zazidao stol ispod jarbola - zemlja je smrznuta i prljavština je posvuda, tako da ima vremena za testiranje na privremenom stalku od 1,5 m Bilo je dovoljno, a sada detaljnije.
Nakon prvih testova, vijak se slučajno zakačio za cijev, ja sam pokušao popraviti rep tako da vjetrenjača ne napusti vjetar i vidjeti koja će biti maksimalna snaga. Kao rezultat toga, snaga je uspjela popraviti oko 40 vata, nakon čega se vijak sigurno razbio u čipove. Neugodno, ali vjerojatno dobro za mozak. Nakon toga sam odlučio eksperimentirati i namotao novi stator. Za ovo sam napravio novi oblik za punjenje zavojnica. Forma je pažljivo podmazana automobilskim litolom kako se višak ne bi zalijepio. Zavojnice su sada malo smanjene u duljini, zbog čega 60 zavoja od 0,95 mm sada stane u sektor. debljina namota 8 mm. (na kraju se ispostavilo da je stator 9 mm), a duljina žice je ostala ista.
Vijak je sada izrađen sa jačom cijevi od 160 mm. i trokraki, dužina oštrice 800 mm.
Novi testovi su odmah pokazali rezultat, sada je GENA dala do 100 W, halogena auto žarulja od 100 W gorjela je na punoj toplini, a da ne bi izgorjela u jakim naletima vjetra, žarulja se ugasila.
Mjerenja na automobilskom akumulatoru 55 Ah.
Eto, već je sredina kolovoza i kao što sam obećala, pokušat ću završiti ovu stranicu.
Prvo što sam propustio
Jarbol je jedan od kritičnih strukturnih elemenata
Jedan od spojeva (cijev manjeg promjera ulazi unutar većeg)
i okretni
Vijak s 3 oštrice (crvena kanalizacijska cijev promjera 160 mm.)
Započet ću tako da promijenim nekoliko propelera i odlučim se na 6-kraki aluminijska cijev promjera 1,3 m. iako je vijak sa PVC cijevi 1,7 m
Glavni problem je bio prisiliti bateriju da se napuni najmanjim zakretanjem vijka, a tu je u pomoć priskočio generator blokade, koji čak i s ulaznim naponom od 2 V daje punjenje bateriji - iako s malom strujom , ali bolje od pražnjenja, a kod normalnog vjetra sva energija na bateriji ulazi kroz VD2 (vidi dijagram), i dolazi do potpunog punjenja.
Dizajn se montira izravno na radijator polu-zglobnom montažom
Regulator punjenja je također koristio domaći, krug je jednostavan, zaslijepljen kao i uvijek od onoga što je bilo pri ruci, opterećenje je dva zavoja nikrom žice (kada se baterija napuni i vjetar se zagrije na crveno) stavio sam sve tranzistori na radijatorima (s marginom), iako se VT1 i VT2 praktički ne zagrijavaju, ali VT3 mora biti ugrađen na radijator! (s produljenim radom kontrolera, VT3 se pristojno zagrijava)
fotografija gotovog kontrolera
Dijagram povezivanja vjetrenjače s opterećenjem izgleda ovako:
fotografija gotove sistemske jedinice
Moj teret je, prema planu, svjetlo u WC-u i ljetni tuš + ulična rasvjeta (4 LED lampe koje se automatski pale preko fotoreleja i osvjetljavaju dvorište cijelu noć, sa izlaskom sunca se ponovno aktivira fotorelej koji gasi rasvjetu i akumulator se puni.A ovo je na poginulom akumulatoru (skinut sa auta prosle godine)
uklonjeno je zaštitno staklo na fotografiji (na vrhu fotosenzora)
Kupio sam fotorelej spreman za mrežu od 220 V i pretvorio ga u napajanje od 12 V (preskočio sam ulazni kondenzator i zalemio 1K otpornik na zener diodu u seriji)
Sada NAJVAŽNIJE!
Iz vlastitog iskustva savjetujem vam da krenete s izradom male vjetrenjače, steknete iskustvo i znanje i promatrate što možete dobiti od vjetrova svog kraja, jer možete potrošiti puno novca, napraviti moćnu vjetrenjaču, a vjetar snaga nije dovoljna da dobijete istih 50 vata i vaša će vjetrenjača biti podvodni čamci u garaži.
Najjednostavniji anemometar. Kvadratna stranica je 12 cm x 12 cm Na konac od 25 cm vezana je teniska loptica.
Nikada ne razmišljamo o tome koliko jak može biti čak i mali povjetarac, ali vrijedi pogledati koliko se turbina ponekad vrti i odmah shvatite koliko je moćna.
Vjetar, vjetar silan si. (fotografija iz dvorišta)
Vjetrogenerator uradi sam s aksijalnim generatorom na neodimijskim magnetima !
(uradi sam vjetrogenerator, vjetrenjača s aksijalnim generatorom, vjetrenjača uradi sam, generator s neodimijskim magnetima, vjetrenjača vlastite izrade, samopobuđeni generator)
DIY generatori s trajnim magnetima male brzine
