محاسبه و طراحی ژنراتور خطی مولد برق خطی

برای برخی موقعیت ها، از دیدگاه نویسنده، استفاده از روش های موثر تبدیل حرکات انتقالی به حرکات چرخشی - به منظور استفاده از آنها همراه با دینام های معمولی، پیشنهاد می شود.

شیر برقی با آهنربا

اولین مبدل های انرژی خطی در آغاز قرن نوزدهم (در آثار فارادی و لنز) ایجاد شدند و شیرهای برقی با آهنرباهای دائمی بودند که در داخل آنها حرکت می کردند. اما این دستگاه ها فقط در آزمایشگاه های فیزیکی برای تدوین قوانین الکترومغناطیس استفاده می شدند.

متعاقباً، فقط ژنراتورهایی که از حرکات چرخشی کار می کنند کاربرد جدی دریافت کردند. اما اکنون بشریت "قدیمی فراموش شده را به یاد می آورد." بنابراین، اخیراً "چراغ قوه القایی ابدی" یا "فارادی" ساخته شده است که با تکان دادن و بر اساس "ژنراتور ترجمه" کار می کند - این همان شیر برقی است که یک آهنربای دائمی در داخل آن نوسان دارد، به علاوه یک سیستم یکسو کننده، یک عنصر صاف کننده و ذخیره سازی (لازم به ذکر است که برای ظهور جریان در شیر برقی، نیازی به فشار دادن آهنربا به داخل و خارج کردن آن نیست - کافی است آهنربا را از سیم پیچ الکتریکی نزدیک و دورتر کنید و کمتر موثر نیست. ، اگر هسته ای در آن قرار داده شده باشد، ترجیحاً یک هسته فریتی).

در اینترنت می توانید شرحی در مورد نحوه ساخت ژنراتوری که چراغ های جلو دوچرخه را تغذیه می کند و بر اساس همان اصل کار می کند - از حرکت آهنربا در داخل شیر برقی (تکان دادن در اینجا قبلاً توسط دست انسان نیست، بلکه توسط وسیله نقلیه ارائه شده است) پیدا کنید. خود - یک دوچرخه).

ژنراتورهای ترجمه با استفاده از "اثر پیزوالکتریک" - توانایی برخی از کریستال ها برای تولید بارهای الکتریکی در هنگام تغییر شکل - ظاهر شده و در حال طراحی هستند.

به عنوان مثال، اینها فندک های معروف پیزوالکتریک هستند. دانشمندان فرانسوی (به ویژه ژان ژاک شلو در گرنوبل این کار را انجام می دهد) تصمیم گرفتند که ماژول های پیزوکریستالی را زیر قطرات باران جایگزین کنند و در نتیجه برق دریافت کنند. در اسرائیل، Innowatech در حال توسعه روشی برای تولید برق از فشار اتومبیل ها در جاده است - کریستال های پیزوکریستال در زیر بزرگراه قرار خواهند گرفت. و در هلند، به روشی مشابه، آنها قصد دارند برق را از زیر کف سالن رقص "جمع آوری" کنند.

تمام مثال های فوق، به جز استفاده از انرژی باران، مربوط به «حذف» انرژی از نتایج فعالیت های انسانی است. در اینجا می‌توان پیشنهاد قرار دادن ژنراتورهای انتقالی در کمک فنرهای اتومبیل‌ها و قطارها و همچنین عرضه نسخه‌های بزرگ‌شده ژنراتورهای دوچرخه‌ای که در بالا توضیح داده شد در اثر تکان دادن به این خودروها عرضه کرد و علاوه بر این، مکان ژنراتورهای انتقالی در زیر ریل‌ها. از راه آهن

روشی جدید برای استفاده از باد

حال بیایید نحوه استفاده بهتر از انرژی باد را در نظر بگیریم. ژنراتورهای شناخته شده نیروی بادی که در آنها باد ملخ ها را می چرخاند و آنها نیز به نوبه خود محور دینام ها هستند. اما استفاده از پروانه ها همیشه آسان نیست. در صورت استفاده در مناطق مسکونی، به فضای اضافی نیاز دارند و برای ایمنی باید در توری محصور شوند. آنها می توانند خراب شوند ظاهر، نور خورشید را پوشانده و دید را مختل می کند. تولید ژنراتورهای دوار دشوار است: یاتاقان‌های خوب و بالانس کردن قطعات دوار مورد نیاز است. و توربین های بادی که روی وسایل نقلیه الکتریکی پارک شده قرار می گیرند ممکن است به سرقت رفته یا آسیب ببینند.

نویسنده پیشنهاد می کند از بدنه های کاری راحت تر استفاده شود که تحت تأثیر باد قرار می گیرند: سپرها، صفحات، بادبان ها، فرم های بادی. و به جای دینام های معمولی، پایه های مخصوصی به شکل ژنراتورهای انتقالی وجود دارد که در آنها برق از حرکات مکانیکی و فشارهای تولید شده توسط بدنه های کار تولید می شود. در چنین فیکسچرهایی می توان از پیزوکریستال ها و شیر برقی با هسته های مغناطیسی متحرک استفاده کرد. جریان ایجاد شده توسط این پایه ها از یکسو کننده ها، عناصر صاف کننده و شارژ باتری ها برای استفاده بیشتر از برق تولید شده عبور می کند. ساخت تمام قطعات چنین ژنراتورهای ترجمه ای آسان است.

سپرهایی با اتصالات مشابه که روی دیوارهای ساختمان ها، بالکن ها و غیره قرار می گیرند، به جای ناراحتی، فقط مزایایی را به همراه خواهند داشت: عایق صدا و گرما، سایه. آنها عملا به فضای اضافی نیاز ندارند. بیلبوردها، سایبان های خورشید یا باران، مجهز به چنین پایه ها و ماژول های پیزوالکتریک "باران"، علاوه بر عملکرد اصلی خود، برق نیز تولید می کنند. با همان اصل، می توانید هر حصاری را کار کنید.

پنجره ها و تیرک های انرژی زا

می توان از شیشه های بادوام در پنجره ها به عنوان «بادگیر» استفاده کرد و وسایل مولد برق را در قاب قرار داد.

اگر خودروهای برقی را در نظر بگیریم، می‌توان پایه‌ها را تعویض کرد: در پارکینگ، جایی که لرزش شیشه‌ها از باد مجاز است، از پایه‌های مولد برق استفاده می‌شود و هنگام رانندگی، به‌منظور عدم نقض قوانین ویژگی های آیرودینامیکی وسیله نقلیه الکتریکی، معمولی. اگرچه هنگام استفاده از پیزوکریستال ها، عکس العمل بسیار کمی حاصل می شود و نیازی به تعویض نیست.

در نمونه ساده تر (نسخه غیر شفاف سپرها) در پارکینگ، پنجره های معمولی پایین آمده و به جای آن ژنراتورهای باد محافظ قرار داده می شوند که روی قاب پنجره ها با بست ها قرار می گیرند. همین کار را می توان در هنگام شب در خانه انجام داد، زمانی که پنجره ها نباید نور را وارد کنند: به جای شیشه ها یا کرکره های خارجی، توربین های بادی مشابه نصب کنید.

یک تکیه گاه به شکل سه پایه برای یک تیر چراغ یا یک آنتن سلولی، الکتریسیته تولید می کند اگر در هر «پایه» که آنها را به دو قسمت تقسیم کنیم، پایه تولید برق که در بالا توضیح داده شد را در محل اتصال قرار دهیم. یک فانوس یا قطب آنتن را می توان در یک سیلندر توخالی قرار داد که با ژنراتورهای الکتریکی مشابهی که در اطراف لبه بیرونی قرار گرفته اند، دفن و تقویت شده است - این گزینه دیگری است.

فانوس های روی قطب های مجهز به چنین "پشتیبانی" می توانند به طور مستقل بدون تامین کابل های برق به آنها کار کنند - از این گذشته ، آنها همیشه از باد یا ارتعاشات جاده می چرخند. چنین فانوس هایی باید در جایی که نیروگاهی وجود ندارد یا منطقه هنوز با سیم کشی "پوشش داده نشده" تقاضای زیادی داشته باشد.

علاوه بر این، ژنراتورهای انتقالی به ما اجازه می‌دهند تا از چنین «بادگیرهای طبیعی» به عنوان درختان نیز استفاده کنیم، زیرا شاخه‌های آن‌ها از باد تاب می‌خورند. در مورد درختان، بهتر است از ژنراتورهای نوع سلونوئید استفاده کنید، نه روی پیزوکریستال. شیر برقی با آهنربا و فنر یک "بند" نرم ایجاد می کند.

اینجا یکی از گزینه هابا استفاده از نوسان شاخه یک طناب که از بوبین یک سیم پیچ برقی می آید را روی تنه ثابت می کنیم یا آن را به یک "لنگر" (مانند لنگر دریایی) که در زمین دفن شده است وصل می کنیم و دومی را که به آهنربا متصل است به شاخه ای در حال چرخش وصل می کنیم. . شما نمی توانید بوبین را تعمیر کنید - فقط اتصال را با شاخه بگذارید. سپس ژنراتور از یک لرزش کار می کند که با تاب خوردن شاخه از باد در اختیار آن قرار می گیرد (فنر اجازه نمی دهد سیم پیچ سقوط کند).

برق "پرواز".

در مورد "بدنه های کاری" بادی برای مولدهای برق بادی انتقالی، بسیاری از آنها تابلوهای بادی تبلیغاتی را در پمپ بنزین ها دیده اند که از باد تاب می خورد.

چنین فرم های بادی (می توانند به شکل توپ، بیضی، تشک بادی و غیره ساخته شوند) همچنین می توانند بر روی برق سازگار با محیط زیست کار کنند. مزیت آنها این است که با "بازکردن خود" و رانده شدن توسط باد، به هیچ یک از مردم آسیب جدی وارد نمی کنند.

بنابراین، برای مثال، می‌توانید از یک بالون به‌عنوان سیال کاری برای یک مولد برق بادی انتقالی از نوع سلونوئید استفاده کنید. آهنربا به توپ وصل شده و سیم پیچ "لنگر" است و بهتر است از اتصالات الاستیک استفاده شود تا توپ شکسته نشود و به سیم پیچ و الکترونیک آسیب نرسد (سیستم های یکسو کننده، صاف کننده و ذخیره سازی که در بالا ذکر شد).

همچنین می‌توان از انرژی باد برای تولید برق در کشتی‌های بادبانی در مکان‌هایی که بادبان‌ها متصل هستند استفاده کرد (پایه‌های تولید برق روی پیزوکریستال‌ها در اینجا مناسب‌تر هستند تا حرکات بزرگی ایجاد نکنند). برق تولید شده برای شارژ باتری به عنوان یک فرصت انرژی اضافی در صورت آرامش، برای رانندگی با موتور الکتریکی و برای نیازهای داخلی کشتی، به عنوان مثال، برای واحدهای روشنایی و تبرید استفاده می شود.

انرژی موج

حال بیایید ببینیم که چگونه از انرژی امواج دریا و رودخانه استفاده کنیم. ساخت چنین ژنراتورهای کنش پیشرونده ای امکان پذیر است که در آن نه سپرهای بزرگ یا سایر اشکال هندسی بزرگ، بلکه صفحات کوچک به عنوان بدنه کار عمل می کنند.

پایه های مولد برق (روی شیر برقی یا روی بلورهای پیزوکریستال) یکسان باقی می مانند، اما کوچکتر. ما مجموعه‌ای از این ژنراتورهای لایه‌ای برق را بر روی تاسیسات شناور در سطح خطوط آب نصب خواهیم کرد. آنها (ژنراتورها) به دلیل اندازه کوچکشان، کانتور کشتی را بیش از حد خراب نمی کنند. همچنین باید برای ضد آب بودن ژنراتورها با قرار دادن آنها در زیر پوسته الاستیک ضد آب دقت شود. برخورد امواج به کشتی (روی صفحات) برای موتور (شاسی) و برای نیازهای داخلی کشتی برق تولید می کند که خلاص شدن از بادبان حجیم و خطرناک (واژگون کردن کشتی) را ممکن می کند. ، علاوه بر این، دشوار است برای رفتن در برابر باد، و آلاینده است محیطموتورها و ژنراتورهای احتراق داخلی

استفاده از انرژی موج در نزدیکی ساحل با اتصال شیر برقی به اسکله، مرحله فرود یا سازه دیگر آسان تر است. در اینجا سپرها و پایه‌های بیشتری می‌گیریم: در این مورد، ساده‌سازی فقط ضرر خواهد داشت.

ژنراتور رافت

برای همین منظور (استفاده از انرژی موج)، یک "مولد برق قایق" در نظر گرفته شده است. در اینجا امواج حرکت شناورها را نسبت به یکدیگر فراهم خواهند کرد که با کمک قفسه های لولایی باعث حرکت آهنرباها نسبت به شیر برقی می شود.

به یاد بیاورید که آهنرباها، شیر برقی ها و فنرها ژنراتورهای انتقالی متصل به قفسه های لولایی را تشکیل می دهند. باتری و واحد الکترونیکی در یک محفظه سفت و سخت مشترک محصور شده اند که روی طناب ها از قفسه ها آویزان شده است.

سیستم قفسه ها، لولاها و فنرها، بدون محدود کردن کامل حرکات متقابل شناورها، در عین حال اجازه نمی دهد که قایق از هم بپاشد. و حرکت نسبی آهنرباها و شیر برقی باعث ایجاد جریان در سیم پیچ های برقی می شود که از طریق سیم ها به واحد الکترونیکی منتقل می شود. در آنجا از یک یکسو کننده و یک عنصر صاف کننده عبور می کند و پس از آن وارد باتری قایق می شود یا از طریق کابل ها به ساحل یا کشتی که قایق را برای نیازهای انرژی خود می کشد منتقل می شود.

برای استفاده کامل تر از تمام جهت های عمل موج، می توان مجموعه ای از این قایق ها را ایجاد کرد، آنها را در یک زاویه بهینه نسبت به یکدیگر قرار داد، یا روی یک قایق برای ایجاد یک مجموعه (با در نظر گرفتن تمام حرکات نسبی ممکن) از شناورها)، سیستم پیچیده تر از قفسه های لولا و فنر.

استفاده از اختلاف سطح آب

ژنراتورهای پیشرونده همچنین برای استفاده از انرژی اختلاف سطح آب در رودخانه ها، آبشارها، جزر و مد و جزر و مد مناسب هستند. آنها به جای توربین های آبی کار خواهند کرد. راندمان آنها، طبق برآوردهای اولیه، کمتر است، اما ژنراتورهای انتقالی، همراه با دستگاه‌های مرتبط، در اینجا راحت‌تر ساخته می‌شوند: از این گذشته، ژنراتورهای هیدروتوربین به دلیل تعلق آنها به ژنراتورهای دوار، به دقت ساخت، تعادل و یاتاقان‌های خوب نیاز دارند.

ساده ترین برای پیاده سازی طرح زیر است. شیر برقی در ساحل (خیلی خوب به پل) یک رودخانه یا آبشار ثابت می شود و یک شناور که در آب فرو می رود به آهنربا متصل می شود. اگر جریان متلاطم باشد، همانطور که در رودخانه‌ها و آبشارهای سریع مشاهده می‌کنیم، شناور نوسان می‌کند و ارتعاشات را به آهنربا منتقل می‌کند، که برای تولید برق لازم است. آهنربا همراه با شناور به دلیل اینکه آهنربا توسط یک فنر به پایین ماسوره برقی ثابت می شود، شناور نمی شود. این طرح بسیار شبیه به طرح شناور فوق برای استفاده از انرژی موج است.

سیستم نسبتاً شناخته شده دیگری وجود دارد. از بالا، یک جریان مداوم آب به کاسه ذخیره سازی می ریزد، به عنوان مثال، از یک کانال زهکشی از یک رودخانه. کاسه در حال پر شدن است. هنگامی که فشار هیدرواستاتیک روی انتهای لوله واقع در این ظرف از یک "آستانه بسته شدن" معینی فراتر رود (به هر حال هنوز هوا در لوله وجود دارد)، آب شروع به عبور از آن می کند و به ژنراتور انتقالی زیر می ریزد. سطح آب در کاسه از انتهای منحنی لوله پایین می آید و هوا دوباره آن را "مسدود" می کند.

با توجه به ورود آب از بالا، مخزن دوباره تا حداکثر سطح پر می شود. و با آن، فشار هیدرواستاتیک قادر به "باز کردن" لوله (و غیره) است. این افت متناوب آب روی ژنراتور پیشرونده را تضمین می کند که برای تولید برق مورد نیاز است. پس از اتمام "کار"، آب به سمت جمع کننده آب سرازیر می شود و از آنجا از طریق کانال مناسب، اما در سطح پایین تر، دوباره به رودخانه می ریزد.

ژنراتورهای ترجمه ای که برای استفاده از قطرات متناوب مایع بر روی آنها طراحی شده اند به این شکل هستند. نوع شیر برقی - در اینجا یک کووت شیبدار برای جمع آوری و تخلیه آب به آهنربایی که در داخل یک شیر برقی ثابت قرار دارد وصل می شود. و خود آهنربا از پایین توسط یک فنر ثابت در پایین ماسوره برقی پشتیبانی می شود. نوع پیزوالکتریک - در اینجا همان کووت بر اساس یک کریستال پیزوالکتریک است.

دستگاهی با همان هدف، اما از نوع متفاوت وجود دارد - کاسه ای است که (در یک صفحه عمودی) روی یک لولا می چرخد. دارای مراکز ثقل مختلفی در حالت پر و پر شده است. در حالت پر نشده، کاسه در تعادل پایدار است: روی یک لولا و پایه قرار می گیرد. عمودی که از مرکز ثقل خود پایین آمده است، از ناحیه پشتیبانی عبور می کند. اما همانطور که کاسه با آب پر می شود، به عنوان مثال، از کانال خروجی از رودخانه، مرکز ثقل آن جابه جا می شود. و هنگامی که عمودی که از مرکز ثقل جدید پایین می آید، از ناحیه تکیه گاه فراتر می رود، کاسه شروع به چرخیدن می کند.

با چرخش، عمود از مرکز ثقل بیشتر و بیشتر از ناحیه پشتیبانی فراتر می رود. در پایان، مایع کاسه روی ژنراتور جلویی و سپس به جمع کننده آب و به کانال بازگشت به رودخانه ریخته می شود. کاسه خالی به موقعیت اولیه تعادل پایدار خود باز می گردد، دوباره شروع به پر شدن با آب می کند و چرخه تکرار می شود.

بهبود طراحی

شما می توانید امکانات بسیار بیشتری را برای استفاده از ژنراتورهای الکتریکی پیشرونده، گزینه هایی برای طراحی آنها و دستگاه های مرتبط به دست آورید. نویسنده امیدوار است که این ژنراتورها "تاقصه" خود را در زمینه تولید برق دوستدار محیط زیست اشغال کنند.

اگر به دلایلی نمی توان ژنراتورهای الکتریکی انتقالی را ساخت و به کار برد، یا از قبل ژنراتورهای معمولی وجود داشته باشند که از حرکات چرخشی کار می کنند، برخی از حرکات انتقالی که دامنه کافی دارند (به عنوان مثال، تاب خوردن شاخه های درخت از باد، حرکت شناور یا بالون)، هنوز هم می توان استفاده کرد، زیرا گیربکس های مکانیکی وجود دارد که حرکات انتقالی را به حرکات چرخشی تبدیل می کند.

می توانید به عنوان مثال، چرخ دنده قفسه و پینیون، پیچ (مانند اسباب بازی کودکان - یول) و کمربند را با قرقره نام ببرید: یک تسمه، خط ماهیگیری یا کابل را روی قرقره می پیچیم و یک فنر برگشتی را به آن وصل می کنیم، به عنوان مثال، یک مارپیچ و برای بهره وری حتی بیشتر در تولید برق از این طریق، لازم است مانند ماشین یا دوچرخه یک گیربکس به عنوان ضرب کننده قرار داده شود و بسته به شدت باد یا امواج برای جریان، سرعت (نسبت دنده) را تغییر دهید. روز یا ساعت

اگر تخمین بزنیم که چه مقدار از سطح هوای "سطحی" که در معرض باد قرار دارد هنوز برای تولید برق "استفاده" نشده است، کدام سطح آبی با امواج و چه تعداد رودخانه و آبشار هنوز "کار نمی کنند" (این مورد اشاره به خورشید نیست. پرتوها و منابع زمین گرمایی)، خواهیم دید که انرژی پاک آینده بزرگی دارد.

تصمیم گرفتم ژنراتورم را که روی توپی دوچرخه مونتاژ شده از چرخ عقب به عموم مردم نشان دهم. من یک کلبه در ساحل رودخانه دارم. اغلب در تابستان شب را با بچه ها در کشور می گذرانیم و برق وجود ندارد و من مجبور شدم این ژنراتور را مونتاژ کنم. در واقع، این ژنراتور در حال حاضر دومین است. اولی ساده تر و ضعیف تر بود. اما با باد، گیرنده کار کرد. هیچ عکسی از او نیست، قبلاً آن را جدا کرده ام. ساختار اینطوری نبود.

در صورت تمایل می توان تمام جزئیات ژنراتور من را پیدا کرد. از بلندگوهای سوخته (زنگ) آهن ربا گرفتم. این زنگ ها در ایستگاه ها و پارک های راه آهن مجهز به بلندگو آویزان می شوند. من به 4 اسپیکر سوخته نیاز داشتم. من از افرادی که به این دستگاه ها خدمات می دهند، سوخته ها را خواستم. آهنرباها را بیرون آورد و با آسیاب به 16 قسمت تقسیم کرد. آهنرباها با یک قطب روبروی یکدیگر قرار دارند.

روی سیم پیچ 4 عدد سرب وجود دارد، زیرا من 2 سیم را به قطر 1 میلی متر به یکباره پیچیدم. اگر موازی شوند، جریان افزایش می یابد و اتصال سری آنها ولتاژ را افزایش می دهد، اما جریان بر این اساس کمتر می شود. در کل با آزمایش به ولتاژ مورد نظر می رسم. سیم پیچ بر روی یک قطعه لوله 50 نخ پیچیده شده است. از یک طرف، گونه با یک مهره سفت شده است، از طرف دیگر، گونه جوش داده شده است. و به یک صفحه آلومینیومی وصل شده و صفحه از قبل به پایه است. در صورت لزوم، می توانید سیم پیچ را جدا کرده و تغییر دهید. سیم 1 میلی متر مقطع، چند دور به حساب نمی آید.

من هنوز فکر می کنم که کجا این ژنراتور را تطبیق دهم، می توانم رودخانه کار کند.

هزینه های ساخت عبارتند از:

1 توپی دوچرخه 250 روبل

2. یک قطعه لوله با مهره 70 روبل

3. جوشکار 50 مالش.

4. سیم از ترانسفورماتورهای قدیمی و یک نوار توسط همان جوشکار داده شده است.

ژنراتور دارای چسبندگی مغناطیسی است. حرکت نیاز به تلاش دارد. 10-12 کیلوگرم بر روی یک چرخ دنده 70 میلی متری. حدود 3.6 نیوتن متر در دورهای پایین یک لرزش خفیف وجود دارد. سعی کردم یک تلویزیون کوچک وصل کنم و با دستانم آن را پیچاندم. کمی کمبود سرعت برای چرخاندن کینسکوپ وجود داشت. با 1 دور در ثانیه، ژنراتور 12 ولت 0.8 آمپر تولید می کند.

ژنراتور خانگی کم سرعت برای توربین های بادی

نوع مجموعه ژنراتور بر روی یک توربین بادی با روتور سه پره با قطر 2.5 متر آزمایش شد. با سرعت باد 12 متر بر ثانیه، ژنراتور جریان شارژ 30 آمپر را برای یک باتری 12 ولتی تولید کرد. .

همچنین استفاده می شود؛ آهنرباهای NdFeB، 1.5 - 18 قطعه، سیم سیم پیچ - AWG 16، تخته سه لا ضخیم و رزین اپوکسی.

دیسک ترمز بر روی یک ماشین تراش ماشین کاری شد، یعنی یک شیار با عرضی برابر با قطر آهنربا ایجاد شد تا اثر نیروهای گریز از مرکز را کاهش دهد.

برای حفظ فاصله مساوی بین آهنرباها، کبریت های آشپزخانه ایده آل بود (پس از خشک شدن چسب، آنها را جدا کردند).

بعد، استاتور از تخته سه لا ساخته شده بود، با یک شیار برای مجموعه ای از آهن. البته، ژنراتور بدون آن کار خواهد کرد، اما نه به همان اندازه کارآمد. وجود آهن در پشت سیم پیچ ها تقریباً چگالی شار مغناطیسی را دو برابر می کند.

سپس 18 سیم پیچ پیچیده شد و کاملاً در مقابل آهنرباها قرار گرفت.

پس از آن، کویل ها با یک پرس برای ضخامت یکنواخت فشرده شدند و با رزین اپوکسی پر شدند.

اتصال الکتریکی کویل ها به صورت سری است، یعنی. ژنراتور تک فاز

برای آزمایش، ژنراتور نصب شد ماشین تراش, حداکثر سرعت، بیشینه سرعتچرخش آن تنها 500 دور در ثانیه است.

ژنراتور آهنربای دائم خانگی

آهنرباهای دیسکی 25*8 به تعداد 12 عدد به همان تعداد کویل داشتم. ماده آهنربا NdFeB است. و به طور خاص (N35، N40، N45) من هیچ نظری ندارم. فاصله بین آهنرباها 5 میلی متر است.

قطر استاتور 140 میلی متر، قطر داخلی 90 میلی متر، ارتفاع آهن استاتور 20 میلی متر است. رنگ سفید زیر آهنربا پلاستیکی است. سوراخ هایی در آن برای آهنربا ایجاد می شود و زیر پلاستیک گالوانیزه است و زیر آن تخته سه لا است.

تعداد دور به نظر می رسد 50، قطر سیم 1 میلی متر است. همه به صورت سری به هم متصل هستند: انتهای یکی با انتهای دیگری، آغاز یکی با ابتدای دیگری. در ابتدا فکر نمی کردم شروع را با پایان مرتبط کند. ولتاژ استاتور 0 است. حتی خوب است - به این معنی است که سیم پیچ ها یکسان هستند.

ضخامت کویل 6 یا 7 میلی متر است. می توانید تا 10 افزایش دهید. من یک شکاف متفاوت ایجاد کردم. تفاوت ولتاژ وجود دارد، اما نه خیلی وحشتناک. و مشکل دیگری با من این است که یک قطعه آهن سقفی به ضخامت حدود 0.5 میلی متر زیر آهنرباها قرار داده شده است. همانطور که اکنون فهمیدم، برای بسته شدن جریان عادی، ده برابر ضخیم تر لازم است.

به عنوان آهن برای استاتور از نوعی نوار استیل به عرض 2 سانتی متر استفاده کردم به نظر من همانی که برای بسته بندی وسایل در جعبه های چوبی بزرگ استفاده می شود.

برای از بین بردن آن نیازی به تلاش ندارید. ژنراتور با ویژگی های زیر مشخص شد: مقاومت سیم پیچ ها 1 اهم، ولتاژ 1.5 ولت در 1 دور در دقیقه است.

وزن کل آسیاب بادی به همراه ملخ، دم و چرخ گردان 8 کیلوگرم است. خود ژنراتور 4 کیلوگرم است. بلبرینگ های ژنراتور مستقیماً به تخته سه لا فشار داده می شوند.

آسیاب بادی دو پره رو روی آسیاب بادی به قطر 1.5 متر گذاشتم یعنی با سرعت 6 میلی ثانیه شروع به شارژ شدن باطری کرد (سعی کردم سرعت حدود 6 بگیرم، زاویه چرخش تیغه خیلی کمه). آنقدر گرم نیست که سرعت شروع، اما من فکر می کنم که باد غیر معمول نیست.

عصر آن را تنظیم کردم، باد نمی آمد، اما تا صبح باد ظاهر شد و شروع به چرخیدن کرد، اما من بیش از 7 ولت از آن ندیدم. من موفق به تماشای آن برای بیش از یک روز تعطیل نشدم، اما زمانی که یک هفته بعد و سپس بعد از دو روز رسیدم، متقاعد شدم که باد در منطقه مسکو نادر است (نه فقط 12 متر بر ثانیه، همانطور که برخی از تولید کنندگان محاسبه شده می نویسند، اما به طور کلی حداقل برخی).

زیرا یک باتری قلیایی 110 A * h فقط تا 10 ولت شارژ می شد (تا 8 یا شاید کاملاً ترش از سالهای طولانی ایستادن در حالت تخلیه شده بود). محاسبه ژنراتور و کل آسیاب بادی برای سرعت شروع متر 3 ضروری است.

حالا ژنراتور را از ویلا آوردم. من آزمایش های دقیق تری انجام خواهم داد. امروز با اتصال مته یک لامپ 12 ولتی را سوزاندم. من ژنراتور خود را به یک اسیلوسکوپ وصل کردم - به نظر من یک سینوس وجود دارد، به نظر من، حتی یک سینوس.

از تجربه من در ساخت چنین آسیاب بادی مینیاتوری، چندین نتیجه گرفتم (فقط نمی توانم در مورد قدرت و همچنین در مورد پروانه چیزی بگویم، آن را دوباره انجام می دهم):

  1. مولد باید محاسبه شود و سپس در دو ضرب شود :-). حداقل، با محاسبات من، ژنراتور تقریبا دو بار فروخته شد.
  2. در ساخت ژنراتور، سیم پیچ ها باید دارای سوراخی در سراسر عرض استاتور (یا کمی بیشتر از عرض آهنرباها در صورت وجود دو دیسک) باشند. این واضح است، اما برای کاهش مقاومت، من ناخودآگاه سیم پیچ ها را کوچک کردم.
  3. برای افزایش شار مغناطیسی از طریق سیم پیچ ها، لازم نیست چیزی را درون سیم پیچ ها قرار دهید. سعی کردم ضایعات فلزی را اعمال کنم، چیزی تغییر نکرد، اما حذف آن غیرممکن شد، مجبور شدم همه چیز را انتخاب کنم. من همه چیز را با اپوکسی پر کردم.
  4. سیستم محدود کننده برق در حومه شهرها مورد نیاز نیست. شاید این موضوع در نزدیکی خلیج فنلاند مرتبط باشد، اما ما چیزی برای محدود کردن نداریم. حتی در otherpower.com، آنها اولین آسیاب های بادی را بدون دم تاشو ساختند و هیچ چیز شکست. و در کوه ها باد قوی تر از ماست.
  5. بدون مخاطبین کشویی خوب، من ندیده ام که آسیاب بادی من حداقل دو بار دور محورش بچرخد. باد در واقع به ندرت جهت خود را به سمت مخالف تغییر می دهد. سیم رشته را روی زمین پایین آورد و روی میخ آورد. اگرچه من این کار را روی مخاطبین کشویی انجام دادم و سپس متوجه شدم که این کار ضروری نیست. حتی در ساپسان، روی آسیاب‌های بادی بسیار قوی، یک کابل چرخان در دکل پنهان شده است.
  6. مونتاژ چرخشی روی بلبرینگ - پایین. برای جبران افزایش اصطکاک، سطح دم تخته سه لا را افزایش دهید و تمام.

حتی یک نسیم ملایم آسیاب بادی مرا با یک دم کوچک چرخاند، اگرچه دکل از عمودی کج شده بود. من بلبرینگ داشتم و دکل از یک تنه صنوبر ضعیف ساخته شده بود.

من این را در هیچ آسیاب بادی خودساخته وارداتی ندیده ام. بلبرینگ اضافی برای روغن کاری - به نظر من جالب نیست. و یاتاقان های خوب بسیار گران هستند. وقتی واقعاً نیازی به این کار ندارید، چرا خراب می شوید؟

ژنراتور با سرعت کم روی آهنربا


آفاناسیف یوری ژنراتور خانگیتصمیم گرفتم ژنراتورم را که روی توپی دوچرخه مونتاژ شده از چرخ عقب به عموم مردم نشان دهم. من یک کلبه در ساحل رودخانه دارم. اغلب در تابستان شب را با ...

مولد مگنت دائمی (محوری یا دیسکی)

ژنراتور سنکرون سه فاز جریان متناوببدون چسبندگی مغناطیسی با تحریک آهنرباهای نئودیمیوم دائمی، 12 جفت قطب.

مدتها پیش، در زمان شوروی، مقاله ای در مجله "Modelist Constructor" منتشر شد که به ساخت یک آسیاب بادی از نوع چرخشی اختصاص داشت. از آن زمان، من تمایل داشتم که چیزی مشابه روی خودم بسازم منطقه حومه شهر، اما این موضوع هرگز به واقعیت تبدیل نشد. همه چیز با ظهور آهنرباهای نئودیمیم تغییر کرد. من یک سری اطلاعات در اینترنت جمع آوری کردم و این اتفاق افتاد.

دستگاه ژنراتور:دو دیسک فولادی کم کربن با آهنرباهای چسبانده شده به طور سفت و سخت از طریق یک آستین فاصله دهنده به یکدیگر متصل می شوند. در شکاف بین دیسک ها سیم پیچ های مسطح بدون هسته ثابت می شوند. EMF القایی که در نیمه های سیم پیچ ایجاد می شود در جهت مخالف است و در کل EMF سیم پیچ خلاصه می شود. emf القایی که در رسانایی که در یک میدان مغناطیسی یکنواخت ثابت حرکت می کند، با فرمول تعیین می شود E=B V Lجایی که: ب-القای مغناطیسی V- سرعت جنبش L- طول فعال هادی. V=π D N/60جایی که: دی-قطر ن-سرعت چرخشی القای مغناطیسی در شکاف بین دو قطب با مجذور فاصله بین آنها نسبت معکوس دارد. ژنراتور بر روی تکیه گاه پایینی توربین بادی مونتاژ می شود.

طرح یک ژنراتور سه فاز، برای سادگی، در یک هواپیما مستقر شده است.

روی انجیر شکل 2 طرح سیم پیچ ها را زمانی نشان می دهد که تعداد آنها دو برابر بیشتر باشد، اگرچه در این حالت شکاف بین قطب ها نیز افزایش می یابد. سیم پیچ ها به اندازه 1/3 عرض آهنربا با هم همپوشانی دارند. اگر عرض سیم پیچ ها 1/6 کاهش یابد، آنها در یک ردیف قرار می گیرند و فاصله بین قطب ها تغییر نمی کند. حداکثر فاصله بین قطب ها برابر با ارتفاع یک آهنربا است.

ژنراتور تک فاز

دینام سنکرون تک فاز و سیم پیچ یک موج.

سیم پیچ متقابل، راکتانس القایی ژنراتور را کاهش می دهد. مقدار EMF شمارنده خود القایی مستقیماً با مقدار اندوکتانس سیم پیچ ژنراتور متناسب است و به جریان موجود در بار بستگی دارد. اندوکتانس سیم پیچ به طور مستقیم با ابعاد خطی، مجذور تعداد دورها متناسب است و به روش سیم پیچی بستگی دارد.

نمودار یک ژنراتور تک فاز شکل. 1 برای سادگی مسطح شده است.

برای افزایش کارایی در شکل. شکل 2 یک مدار ژنراتور متشکل از دو سیم پیچ یکسان را نشان می دهد. برای جلوگیری از افزایش شکاف بین قطب ها، سیم پیچ های حلقه باید به یکدیگر وارد شوند.

ژنراتور سنکرون تک فاز و سیم پیچ های توزیع شده حلقه.

توربین بادی (توربین بادی)

توربین بادی با محور چرخش عمودی و شش پره.

دستگاه توربین:این شامل یک استاتور، شش تیغه ثابت (برای محافظ و فشار دادن باد ورودی) و یک روتور، شش تیغه چرخان است. نیروی باد بر پره های روتور هم در ورودی و هم در خروجی توربین تأثیر می گذارد. برای توپی های پشتیبانی بالا و پایین از خودرو استفاده می شود. صدا ایجاد نمی کند، در بادهای شدید از هم جدا نمی شود، نیازی به جهت گیری نسبت به باد ندارد، به دکل بلند نیاز ندارد. نسبت استفاده از باد بزرگ، گشتاور زیاد، چرخش در باد بسیار خفیف شروع می شود.

سلف ژنراتور

دینام سنکرون تک فاز با سیم پیچی تحریک روی استاتور بدون برس، 12 جفت قطب.

برای مدت طولانی به این فکر می کردم که چگونه از شارژ بیش از حد باتری بدون استفاده از دستگاه های مکانیکی در طراحی جلوگیری کنم تا قابلیت اطمینان را افزایش دهم. ژنراتور سلف عملکرد تخلیه انرژی اضافی را انجام می دهد. یک عنصر گرمایش به عنوان بار استفاده می شود، امکان گرم کردن آب یا کف کاشی وجود دارد.

دستگاه ژنراتور:ژنراتور روی تکیه گاه بالایی توربین بادی مونتاژ می شود. 24 هسته فولادی با سیم پیچ به یک حلقه فولادی کم کربن ثابت متصل شده است؛ یک سیم پیچ تحریکی روی حلقه بین سیم پیچ ها پیچیده شده است. تحریک از طریق به ژنراتور عرضه می شود نمودار سیم کشیاز ژنراتور پایین ژنراتور از 3 تا 5 درصد توان تولید شده برای تحریک استفاده می کند. هر آهنربای الکتریکی تقویت کننده قدرت منبع جریان است. ژنراتور همچنین یک کلاچ لغزشی الکترومغناطیسی است که بار روی یاتاقان ها را کاهش می دهد. در هر یاتاقان، 5٪ از گشتاور از دست می رود، در دنده 7-10٪. فرکانس AC با فرمول محاسبه می شود f=p n/60جایی که: پ-تعداد جفت قطب n-سرعت چرخشی به عنوان مثال: f=p n/60=12 250/60=50 هرتز.

مدار ژنراتور سلف، برای سادگی، در یک هواپیما مستقر شده است.

روی انجیر شکل 2 مدار یک ژنراتور سلف را نشان می دهد که از آهن کمتری استفاده می کند، بنابراین تلفات آهن کمتر خواهد بود. سیم پیچ تحریک از 12 سیم پیچ به صورت سری تشکیل شده است.

نمودار الکتریکی

برقی مداردستگاه هایی برای اتصال سیم پیچ تحریک ژنراتور.

جریان تحریک فقط زمانی به ژنراتور می رسد که خروجی یکسو کننده سه فاز به 14 ولت برسد.

موتور مغناطیسی

اگر باد نباشد، موتور مغناطیسی ژنراتور را می چرخاند.

میدان الکترومغناطیسی توسط یک جریان الکتریکی ایجاد می شود. حرکت هدایت شده بارهای الکتریکی (الکترون های آزاد). آزمایشات فیزیکیتایید شد که میدان مغناطیسی یک آهنربای دائمی نیز با حرکت جهت دار بارهای الکتریکی (الکترون های آزاد) ایجاد می شود. با توجه به قوانین کلی الکترومغناطیسی، به قیاس با یک موتور الکتریکی، امکان ایجاد یک موتور مغناطیسی برای تبدیل انرژی مغناطیسی به انرژی مکانیکی چرخش وجود دارد. شرط اصلی موتورهای دوار برهمکنش میدان های مغناطیسی در امتداد مسیرهای دایره ای بسته است. آهنربای مرکب "Siberian Kolya" این الزامات را برآورده می کند.

مولد مگنت دائمی ثابت

ژنراتور ثابت یک تقویت کننده قدرت الکترومغناطیسی ساکن است.

مدتهاست که مشخص شده است که تغییر میدان مغناطیسی که از سیم می گذرد، نیروی محرکه الکتریکی (emf) در آن ایجاد می کند. تغییر در شار مغناطیسی از یک آهنربای دائمی در هسته یک ژنراتور ثابت با استفاده از آن ایجاد می شود کنترل الکترونیکیبه جای حرکت مکانیکی شار مغناطیسی در هسته توسط یک اسیلاتور کنترل می شود. اسیلاتور در حالت رزونانس کار می کند و توان ناچیزی را از منبع تغذیه مصرف می کند.

نوسانات نوسانگر به نوبه خود شار مغناطیسی را از آهنرباهای دائمی به سمت چپ و راست هسته ساخته شده از آهن یا فریت منحرف می کند. قدرت ژنراتور با افزایش فرکانس نوسان نوسانگر افزایش می یابد. شروع با اعمال یک پالس کوتاه مدت به خروجی ژنراتور انجام می شود. بسیار مهم است که آهنربای دائمی باعث نشود که مواد هسته به ناحیه اشباع مغناطیسی برود. آهنرباهای نئودیمیوم دارای القای مغناطیسی در محدوده 1.15-1.45 تسلا هستند. آهن ترانسفورماتور دارای القای اشباع 1.55-1.65 T است. هسته پودر آهن دارای القای اشباع 1.5-1.6 T است و تلفات کمتر از آهن ترانسفورماتور است. هسته های ساخته شده از فریت های نرم مغناطیسی منگنز-روی دارای القای اشباع 0.4-0.5 T هستند، برای مبارزه با اشباع شدن به یک شکاف هوا نیاز است.

مدار ژنراتوربا برگشت مغناطیسی هسته سیم پیچ قدرت.

طرح یک ژنراتور ثابت بر روی هسته های حلقوی (حلقه ای).

سه حلقه، هشت آهنربا، چهار سیم پیچ کنترل، هشت سیم پیچ برق.

مزرعه بادی WPP


ژنراتور AC سنکرون سه فاز غیر چسبنده با تحریک دائمی نئودیمیم و توربین بادی محور عمودی

ژنراتورهای آهنربای دائمی با سرعت کم DIY

من در یک شهر کوچک در منطقه خارکف زندگی می کنم، یک خانه خصوصی، قطعه کوچک.

من خودم، همانطور که همسایه می گوید، یک مولد ایده ها هستم، زیرا تقریباً همه چیز به خودی خود است

au pair انجام شد خودتان آن را انجام دهید. باد اگرچه کوچک است، اما تقریباً دائماً می وزد و بنابراین وسوسه می کند که از انرژی خود استفاده کند.

بعد از چند تلاش های ناموفقبا تراکتور ژنراتور خود هیجانیایده ایجاد یک مولد باد حتی بیشتر در مغز گیر کرده است.

شروع به جستجو کردم و بعد از دو ماه جستجو در اینترنت، فایل های دانلود شده زیاد، مطالعه انجمن ها و مشاوره، در نهایت تصمیم به ساخت ژنراتور گرفتم.

مبنا قرار گرفت طراحی توربین بادیبورلاک ویکتور آفاناسیویچ http://rosinmn.ru/sam/burlaka با تغییرات جزئی طراحی.

وظیفه اصلی ساختن بود ژنراتوراز موادی که هست با حداقل هزینه. بنابراین، هرکسی که سعی در ساخت چنین طرحی دارد، باید از موادی که دارد، میل اصلی را دنبال کند و اصل کار را درک کند.

برای ساخت روتور از یک ورق فلزی به ضخامت 20 میلیمتر (که بود) استفاده کردم که پدرخوانده طبق نقشه های من دو دیسک به قطر 150 میلیمتر و یک دیسک دیگر را حک کرده و به 12 قسمت علامت گذاری کرده است. پیچی که به 6 قسمت با قطر 170 میلی متر مشخص شده بود.

من 24 عدد آنلاین خریدم. آهنرباهای نئودیمیوم دیسکی به اندازه 25 × 8 میلی متر، که من آنها را به دیسک ها چسباندم (علامت گذاری کمک زیادی به شما کرد). مراقب باشید انگشتانتان را نچسبانید!

قبل از چسباندن آهنرباها به دیسک فولادی، قطبیت روی آهنرباها را با یک نشانگر مشخص کنید، این به شما کمک زیادی می کند تا از اشتباه جلوگیری کنید. پس از قرار دادن آهنرباها (12 عدد در هر دیسک و قطبیت متناوب)، نیمی از آنها را پر کرد رزین اپوکسی.

برای مشاهده در اندازه اصلی روی عکس کلیک کنید.

برای ساخت استاتور، من از سیم مینای PET-155 با قطر 0.95 میلی متر (که در یک شرکت خصوصی Harmed خریداری شده است) استفاده کردم. من 12 سیم پیچ از هر 55 دور پیچیدم، ضخامت سیم پیچ ها 7 میلی متر بود. برای سیم پیچی یک قاب تاشو ساده ساختم. سیم پیچی کویل ها را روی دستگاه سیم پیچی خانگی انجام دادم (این کار را در روزهای رکود انجام دادم).

سپس 12 سیم پیچ را به صورت الگو قرار دادم و با نوار برقی پارچه ای موقعیت آنها را ثابت کردم. نتیجه گیری سیم پیچ ها به طور متوالی از ابتدا شروع می شود و به پایان می رسد. من از مدار سوئیچینگ 1 فاز استفاده کردم.

برای ساختن قالب برای ریختن کلاف با اپوکسی دو تخته چهارگوش تخته سه لا 4 میلی متری چسب زدم. پس از خشک شدن، یک نمونه جامد 8 میلی متری به دست آمد. از طريق دستگاه حفاریو فیکسچرها (بالرین) یک سوراخ به قطر 200 میلی متر در تخته سه لا برش داده و یک دیسک مرکزی به قطر 60 میلی متر از دیسک برش خورده برش دهید. روی تخته های نئوپان از قبل آماده شده را با یک فیلم به شکل مستطیل پوشاند و آنها را با یک منگنه در امتداد لبه ها محکم کرد، سپس مرکز برش را (پوشانده شده با نوار چسب) و قسمت خالی برش را با نوار چسب در امتداد قرار داد. علامت گذاری

قالب را تا نیمه با رزین اپوکسی پر کردم، کف آن فایبرگلاس گذاشتم، سپس کلاف، فایبرگلاس روی آن، اپوکسی اضافه کردم، کمی صبر کردم و با تکه دوم نئوپان که با یک فیلم پوشانده شده بود، روی آن را فشار دادم. پس از سخت شدن، دیسک را با کویل ها برداشتم، پردازش کردم، رنگ کردم، سوراخ ها را سوراخ کردم

توپی و همچنین پایه مجموعه دوار از یک لوله مته لوله با قطر داخلی 63 میلی متر ساخته شده است. سوکت برای 204 بلبرینگ ساخته شد و به لوله جوش داده شد. روکشی با واشر لاستیکی مقاوم در برابر روغن در قسمت پشتی با سه پیچ پیچ می شود و روکشی با مهر و موم روغن در قسمت جلویی پیچ می شود. در داخل، بین یاتاقان ها، از طریق یک سوراخ مخصوص، روغن نیمه مصنوعی خودرو ریخته شد. دیسکی با آهنرباهای نئودیمیم روی شفت گذاشتم و چون امکان ایجاد شیار برای کلید وجود نداشت روی شافت به اندازه قطر توپ با 202 یاتاقان فرورفتگی هایی ایجاد کردم. 3.5 میلی متر و روی دیسک ها با مته یک شیار 7 میلی متری دریل کردم که قبلاً بشکه را چرخانده بودم و آن را داخل دیسک فشار داده بودم. پس از برداشتن لوله در دیسک، یک شیار یکنواخت و زیبا برای توپ ایجاد شد.

سپس استاتور را با سه ناودانی برنجی ثابت کردم، یک حلقه میانی وارد کردم تا استاتور مالش ندهد و روی دیسک دوم با آهنرباهای نئودیمیم قرار دادم (آهنربای روی دیسک ها باید قطبیت مخالف داشته باشد، یعنی جذب شود) در اینجا، بسیار باشد. مراقب انگشتان خود باشید!

پیچ تولید شده با لوله فاضلابقطر 160 میلی متر

به هر حال، پیچ کاملاً خوب است. بنابراین، آخرین پیچ از یک لوله آلومینیومی 1.3 متر ساخته شده است (بالا را ببینید)

لوله را علامت زدم، قسمت های خالی را با آسیاب برش دادم، آن را با پیچ و مهره در انتهای آن به هم چسباندم و بسته را با یک رنده برقی پردازش کردم. سپس بسته را باز کرد و هر تیغه را جداگانه پردازش کرد و وزن را روی ترازوهای الکترونیکی تنظیم کرد.

حفاظت در برابر بادهای طوفانی طبق طرح کلاسیک خارجی انجام می شود، یعنی محور چرخش از مرکز منحرف می شود.

دم آسیاب بادی ام را با اره کردن تنظیم کردم.

کل سازه بر روی دو یاتاقان 206 نصب شده است که بر روی محوری با سوراخ داخلی برای کابل نصب شده و به لوله دو اینچی جوش داده شده است.

یاتاقان‌ها به خوبی در محفظه توربین بادی قرار می‌گیرند، که به سازه اجازه می‌دهد آزادانه و بدون هیچ تلاش و واکنشی بچرخد. کابل از داخل دکل به پل دیود می رود.

عکس اصلی است

یک ماه و نیم طول کشید تا یک بادگیر بسازیم، بدون احتساب دو ماه جستجوی راه حل، الان ماه فوریه داریم، برف و سرما انگار تمام زمستان است، بنابراین من هنوز هیچ آزمایش اصلی انجام ندادم. ، اما حتی در این فاصله از زمین یک لامپ 21 واتی ماشین سوخت. من منتظر بهار هستم، دارم لوله های دکل را آماده می کنم. این زمستان به سرعت و جالب از کنار من گذشت.

کمی از زمانی که آسیاب بادی خود را در سایت قرار دادم می گذرد، اما واقعاً بهار نیامده است، هنوز نمی توان زمین را برای دیوارکشی میز زیر دکل حفر کرد - زمین یخ زده است و خاک همه جا را فرا گرفته است، بنابراین زمان وجود دارد. آزمایش روی یک قفسه موقت 1.5 متری کافی بود و اکنون با جزئیات بیشتر.

بعد از اولین آزمایشات، پیچ به طور تصادفی روی لوله قلاب شد، این من بودم که سعی کردم دم را درست کنم تا بادگیر باد را ترک نکند و ببینم حداکثر توان چقدر خواهد بود. در نتیجه، برق توانست حدود 40 وات را ثابت کند، پس از آن پیچ با خیال راحت به تراشه ها شکسته شد. ناخوشایند، اما احتمالا برای مغز مفید است. پس از آن، تصمیم گرفتم آزمایش کنم و یک استاتور جدید را بچرخانم. برای این ساختم فرم جدیدبرای پر کردن کویل ها فرم به دقت با لیتول خودرو روغن کاری شد تا اضافی آن نچسبد. در حال حاضر طول سیم پیچ ها اندکی کاهش یافته است، به همین دلیل 60 پیچ 0.95 میلی متری اکنون در بخش قرار می گیرند. ضخامت سیم پیچ 8 میلی متر. (در پایان، استاتور 9 میلی متر بود)، و طول سیم ثابت باقی ماند.

اکنون پیچ با یک لوله 160 میلی متری قوی تر ساخته می شود. و سه تیغه، طول تیغه 800 میلی متر.

آزمایشات جدید فوراً نتیجه را نشان داد ، اکنون GENA تا 100 وات تولید می کند ، یک لامپ هالوژن ماشین 100 وات با حرارت کامل می سوزد و برای اینکه در بادهای شدید باد نسوزد ، لامپ خاموش می شود.

اندازه گیری روی باتری ماشین 55 Ah.

خب، الان اواسط مرداد است و همانطور که قول داده بودم، سعی می کنم این صفحه را تمام کنم.

اول چیزی که از دست دادم

دکل یکی از عناصر مهم ساختاری است

یکی از اتصالات (یک لوله با قطر کمتر داخل لوله بزرگتر می رود)

و چرخاندن

پیچ 3 پره (لوله فاضلاب قرمز به قطر 160 میلی متر.)

برای شروع، من چندین پروانه را تغییر دادم و روی یک پروانه 6 پره از یک لوله آلومینیومی به قطر 1.3 متر مستقر شدم، اگرچه یک ملخ با لوله های پی وی سی 1.7 متر

مشکل اصلی این بود که با کوچکترین چرخش پیچ، باتری را مجبور به شارژ کنیم و در اینجا ژنراتور مسدود کننده به کمک آمد که حتی با ولتاژ ورودی 2 ولت به باتری - البته با جریان کمی - شارژ می کند. ، اما بهتر از تخلیه است و در بادهای معمولی تمام انرژی باتری از طریق VD2 وارد می شود (نمودار را ببینید) و شارژ کامل وجود دارد.

این طرح به طور مستقیم بر روی رادیاتور با نصب نیمه لولایی مونتاژ می شود

کنترل کننده شارژ نیز از یک خانگی استفاده می کند، مدار ساده است، مثل همیشه کور از آنچه در دست بود، بار دو چرخش سیم نیکروم است (وقتی باتری شارژ می شود و باد قرمز می شود) همه را گذاشتم ترانزیستورهای روی رادیاتور (با حاشیه)، اگرچه VT1 و VT2 عملا گرم نمی شوند، اما VT3 باید روی رادیاتور نصب شود! (با عملکرد طولانی مدت کنترلر، VT3 به ​​خوبی گرم می شود)

عکس از کنترلر تمام شده

نمودار اتصال آسیاب بادی به بار به صورت زیر است:

عکس واحد سیستم تمام شده

بار من، طبق برنامه ریزی، نور توالت است و دوش تابستانی+ روشنایی خیابان (4 لامپ ال ای دیکه به صورت خودکار از طریق فتو رله روشن می شوند و تمام شب حیاط را روشن می کنند با طلوع آفتاب دوباره فتو رله فعال می شود که روشنایی را خاموش می کند و باتری شارژ می شود و این روی باتری مرده است ( پارسال از ماشین برداشتم )

عکس گرفته شده شیشه ایمنی(در بالای سنسور عکس)

من یک فوتورله آماده برای شبکه 220 ولت خریدم و آن را از 12 ولت به برق تبدیل کردم (خازن ورودی را پریدم و یک مقاومت 1K را به صورت سری به دیود زنر لحیم کردم)

در حال حاضر مهم ترین!

با توجه به تجربه خودم، به شما توصیه می کنم که با ساخت یک آسیاب بادی کوچک شروع کنید، تجربه و دانش کسب کنید و آنچه را که می توانید از بادهای منطقه خود به دست آورید مشاهده کنید، زیرا می توانید پول زیادی خرج کنید، یک آسیاب بادی قدرتمند بسازید و باد قدرت برای دریافت همان 50 وات کافی نیست و آسیاب بادی شما قایق های زیر آب در گاراژ خواهد بود.

ساده ترین بادسنج. ضلع مربع 12 سانتی متر در 12 سانتی متر است روی یک نخ 25 سانتی متری توپ تنیس بسته می شود.

ما هرگز به این فکر نمی‌کنیم که حتی یک نسیم کوچک چقدر می‌تواند قوی باشد، اما ارزش این را دارد که ببینیم گاهی اوقات توربین با چه سرعتی می‌چرخد و بلافاصله متوجه می‌شوید که چقدر قدرتمند است.

باد، باد تو توانا هستی. (عکس از حیاط)

مولد باد را خودتان با یک ژنراتور محوری روی آهنرباهای نئودیمیم انجام دهید !

(ژنراتور بادی خودكار، آسیاب بادی با ژنراتور محوری، آسیاب بادی خودكار، ژنراتور با آهنرباهای نئودیمیم، آسیاب بادی خودساخته، ژنراتور خودبرانگیخته)

ژنراتورهای آهنربای دائمی با سرعت کم DIY


ژنراتورهای آهنربای دائمی با سرعت کم را خودتان انجام دهید من در یک شهر کوچک در منطقه خارکف، یک خانه خصوصی، یک منطقه کوچک زندگی می کنم. من خودم همونطور که همسایه میگه ژنراتور پیاده روی هستم

زمینه فعالیت (فناوری) که اختراع شرح داده شده به آن تعلق دارد

دانش توسعه، یعنی این اختراع نویسنده متعلق به حوزه تولید انرژی است و برای تبدیل انرژی یک آهنربای دائمی به انرژی مکانیکی برای تولید انرژی الکتریکی در نظر گرفته شده است.

شرح مفصل اختراع

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

مولد برق خطی با آهنرباهای دائمی حاوی محفظه ای از مواد غیر مغناطیسی مانند آلومینیوم است که در داخل محفظه 1 آهنربای دائمی 2 و 3 تعبیه شده است که به صورت استوانه هایی با چیدمان افقی با برآمدگی های کروی در طرفین ساخته شده و بر روی آن نصب شده است. شفت های 4 و 5 با امکان چرخش از درایوهای 6 و 7 که گام به گام و بدون انرژی هستند. راهنماهای 8 در بدنه تعبیه شده است که از تیتانیوم به صورت میله هایی ساخته شده است که انتهای آن بر روی دیواره های جانبی بدنه ثابت می شود. آهنرباهای دوار 2 و 3. لغزنده متحرک 10 به صورت مستطیلی ساخته شده است که قطب های آن رو به قطب های آهنرباهای دوار 2 و 3 با امکان چرخش آزاد در لحظه نزدیک شدن لغزنده 10 به یکی از آنها می باشد. نوار لغزنده 10 در امتداد راهنماها از یک آهنربای چرخان به آهنربای دیگر در داخل سیم پیچ الکترومغناطیسی (سیم پیچ استاتور) حرکت می کند. هنگام حرکت رفت و برگشتی از یک آهنربای دوار به آهنربای دیگر، یک EMF در داخل سیم پیچ الکترومغناطیسی در سیم پیچ های استاتور در نتیجه عمل خطوط نیروی آهنربای دائمی بر روی هادی ایجاد می شود. برق دریافتی وارد یکسو کننده 39 می شود و ولتاژ صنعتی در خروجی یکسو کننده 39 حذف می شود.

وسیله ای برای حرکت اجسام، عمدتاً عناصر بازی اسباب بازی ها (EP 0627248, MKI 7 A 63 H 33/26, 1994) شناخته شده است.

نزدیکترین ماهیت فنی به اختراع پیشنهادی، وسیله ای برای جابجایی اشیاء اسباب بازی است که در داخل محفظه در انتهای مخالف آن قرار می گیرد، و یک عنصر متحرک - یک نوار لغزنده آهنربای دائمی که در قسمت میانی محفظه بین آهنرباهای کروی دائمی نصب شده است (اختراع RF 212479). , MKI 7 A 63 N 33/26, 1988).

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

نقطه ضعف دستگاه شناخته شده عدم توانایی تبدیل انرژی آهنربای دائمی به انرژی الکتریکی است.

هدف از این اختراع توسعه یک ژنراتور الکتریکی خطی است که به شما امکان می دهد انرژی یک آهنربای دائمی را به انرژی مکانیکی برای تولید انرژی الکتریکی تبدیل کنید.

در نتیجه استفاده از اختراع پیشنهادی، تبدیل انرژی یک آهنربای دائمی به انرژی الکتریکی امکان پذیر می شود.

نتیجه فنی فوق با این واقعیت حاصل می شود که

مولد برق خطی با آهنرباهای دائمی حاوی محفظه ای از مواد غیر مغناطیسی مانند آلومینیوم است که در داخل محفظه 1 آهنربای دائمی 2 و 3 تعبیه شده است که به صورت استوانه هایی با چیدمان افقی با برآمدگی های کروی در طرفین ساخته شده و بر روی آن نصب شده است. شفت های 4 و 5 با امکان چرخش از درایوهای 6 و 7 که موتورهای DC پله ای و بدون انرژی هستند. راهنماهای 8 در بدنه تعبیه شده است که از تیتانیوم به صورت میله هایی ساخته شده است که انتهای آن بر روی دیواره های جانبی بدنه ثابت می شود. آهنرباهای دوار 2 و 3. لغزنده متحرک 10 به صورت مستطیلی ساخته شده است که قطب های آن رو به قطب های آهنرباهای دوار 2 و 3 با امکان چرخش آزاد در لحظه نزدیک شدن لغزنده 10 به یکی از آنها می باشد. نوار لغزنده 10 در امتداد راهنماها از یک آهنربای چرخان به آهنربای دیگر در داخل سیم پیچ الکترومغناطیسی (سیم پیچ استاتور) حرکت می کند. هنگام حرکت رفت و برگشتی از یک آهنربای دوار به آهنربای دیگر، یک EMF در داخل سیم پیچ الکترومغناطیسی در سیم پیچ های استاتور در نتیجه عمل خطوط نیروی آهنربای دائمی بر روی هادی ایجاد می شود. برق دریافتی وارد یکسو کننده 39 می شود و ولتاژ صنعتی در خروجی یکسو کننده 39 حذف می شود.

تمام عناصر چرخان ژنراتور بر روی بلبرینگ های نوع بسته ساخته شده اند و راهنماها در طول تعمیر و نگهداری معمول با گریس گرافیت روغن کاری می شوند. کنتاکت های متحرک 14 و 15 در کناره های نوار لغزنده 10 و کنتاکت های ثابت 16، 17 و 18، 19 در قسمت داخلی سیم پیچ استاتور 9 برای کنترل درایو 6 و 7 آهنرباهای دوار 2 و 3 نصب شده اند. بسته به محل اسلایدر 10.

در حالت بیکار ژنراتور، آهنرباهای 2 و 3 در موقعیت خنثی N/S به طرفین آهنربا نصب می شوند - به ترتیب لغزنده 10، نه نیروی جاذبه و نه نیروی دافعه روی آن اعمال نمی شود، همه چیز در حالت استراحت است.

یک ژنراتور الکتریکی خطی با آهنرباهای دائمی به شرح زیر عمل می کند

کلید ضامن 36 در صفحه کنترل ژنراتور 34 روشن است، ولتاژ از منبع جریان مستقل (باتری) و به صفحه کنترل ژنراتور 34 تامین می شود. اتوماسیون به درایوهای 6 و 7 فرمان می دهد تا کنترل کنند. چرخش آهنرباهای دوار 2 و 3 و آنها آهنربای 2 را از موقعیت خنثی N / S سمت S به سمت N نوار لغزنده 10 می چرخانند و یک نیروی جاذبه تشکیل می دهند و آهنربا 3 از موقعیت خنثی N / S 3 سمت S می چرخد. به سمت S لغزنده 10، با تشکیل یک نیروی دافعه، تحت عمل این نیروها، لغزنده 10 شروع به حرکت از PMT (مرکز مرده سمت راست) به LMT (مرکز مرده سمت چپ) می کند. با رسیدن به یک دهم کل حرکت نوار لغزنده 10 به LMT، کنتاکت ها روشن می شوند - 14 متحرک روی نوار لغزنده 10 و 17 ثابت روی استاتور، دستور روشن کردن درایو 6 داده می شود که آهنربا 2 را می چرخاند. از موقعیت S به موقعیت خنثی N / S تا سمت N لغزنده 10، نیروی جاذبه دیگر عمل نمی کند، اما نیروی دافعه آهنربا 3 به عمل خود ادامه می دهد و لغزنده 10 را مجبور به ادامه حرکت می کند.

هنگام نزدیک شدن به LMT، لغزنده 10 با فنرهای دمپر 13 تماس می گیرد، آنها را فشرده می کند، سرعت را کاهش می دهد، به LMT نزدیک می شود، در این زمان کنتاکت متحرک 14 با کنتاکت ثابت 16 بسته می شود. دستور روشن کردن درایو داده می شود. 6، که آهنربا 2 را از موقعیت N / S با سمت N به سمت N لغزنده 10 می چرخاند و نیروی دافعه ایجاد می کند. در همان زمان، فرمانی به درایو 7 داده می شود، که آهنربای 3 را از موقعیت S با سمت N به سمت N لغزنده 10 می چرخاند و نیروی جذابی ایجاد می کند. تحت تأثیر دو نیروی دافعه و جاذبه و همچنین انبساط فنرهای دمپر 13، لغزنده 10 جهت خود را تغییر داده و از LMT به RMT حرکت می کند. با عبور از داخل سیم پیچ استاتور 9، لغزنده 10 با خطوط نیروی خود یک EMF را به سیم پیچ های استاتور 9 القا می کند. قبل از رسیدن به قسمت 10 کل حرکت لغزنده 10 به PMT، کنتاکت متحرک 15 و کنتاکت ثابت 18 هستند. روشن می شود، فرمانی برای روشن کردن درایو 7 داده می شود، که آهنربای 3 را از موقعیت N به موقعیت خنثی N/S به سمت S لغزنده 10 می چرخاند، نیروی جاذبه دیگر عمل نمی کند، اما نیروی دافعه آهنربا 2 به کار خود ادامه می دهد و باعث می شود لغزنده 10 به حرکت خود ادامه دهد. هنگام نزدیک شدن به PMT، لغزنده 10 با فنرهای دمپر 13 تماس پیدا می کند، آنها را فشرده می کند، سرعت را کاهش می دهد و به PMT نزدیک می شود. در این زمان، کنتاکت متحرک 15 با کنتاکت ثابت 19 بسته می شود. فرمانی برای روشن کردن درایو 7 داده می شود، که آهنربا 3 را از موقعیت خنثی N/S سمت S به سمت S لغزنده 10 می چرخاند. یک نیروی دافعه در همان زمان، فرمانی به درایو 6 داده می شود، که آهنربای 2 را از موقعیت N با سمت S به سمت N لغزنده 10 می چرخاند و یک نیروی جاذبه ایجاد می کند. تحت تأثیر دو نیروی دافعه و جاذبه و همچنین انبساط فنرهای دمپر 13 ، لغزنده 10 با تغییر جهت خود از PMT به LMT حرکت می کند. با عبور مجدد از داخل سیم پیچ 9 استاتور، لغزنده 10 EMF را با خطوط نیروی خود به سیم پیچ های استاتور 9 القا می کند. ولتاژ به دست آمده به یکسو کننده 39 عرضه می شود، که ولتاژ "ضربه ای" را به ولتاژ صنعتی تبدیل می کند. چرخه کامل شده است، ژنراتور شروع به کار کرده و به همان ترتیب به کار خود ادامه می دهد.

مطالبه

ژنراتور الکتریکی خطی حاوی محفظه ای ساخته شده از مواد غیر مغناطیسی که داخل آن آهنرباهای دائمی چرخاننده از درایوها به شکل موتورهای پله ای بر روی شفت ها به شکل استوانه های افقی با برآمدگی در طرفین در داخل سیم پیچ استاتور بین موارد مذکور نصب شده است. آهنرباهای دائمی چرخشی، لغزنده آهنربایی دائمی با امکان حرکت بین آنها به صورت مستطیل با برآمدگی و کنتاکت های متحرک در طرفین، کنتاکت های ثابت در ضلع داخلی سیم پیچ استاتور برای کنترل استپر موتورها تعبیه شده است. از درایوهای آهنرباهای دائمی نشان داده شده، بسته به محل مغناطیس-لغزنده دائمی، در حالی که سیستم کنترل موتورهای پله ای درایوهای آهنرباهای دائمی دوار، بسته شدن کنتاکت های متحرک با کنتاکت های ثابت را هنگام آهنربای دائم تضمین می کند. اسلایدر به یک نقطه مرده نزدیک می شود تا سیگنالی را به سیستم کنترل این درایوهای آهنربای دائمی ارسال کند از موقعیت لغزنده آهنربای دائمی برای چنین چرخشی از آهنرباهای دائمی، به طوری که لغزنده آهنربای دائمی به نقطه مرده دیگری می رود، در حالی که نیروی الکتروموتور القا شده در سیم پیچ استاتور وارد یکسو کننده می شود.

در صورت خاموش شدن ژنراتور، لازم است کلید ضامن 36 روی واحد کنترل 34 خاموش شود، فرمانی به درایوهای کنترل 6 و 7 داده می شود و آهنرباهای 2 و 3 را در موقعیت خنثی N / S قرار می دهند. به اضلاع N و S لغزنده 10. نیروی جاذبه و دافعه متوقف می شود، لغزنده 10 در وسط مسیر خود می ایستد.

مطالبه

ژنراتور الکتریکی خطی حاوی محفظه ای ساخته شده از مواد غیر مغناطیسی که داخل آن آهنرباهای دائمی چرخاننده از درایوها به شکل موتورهای پله ای بر روی شفت ها به شکل استوانه های افقی با برآمدگی در طرفین در داخل سیم پیچ استاتور بین موارد مذکور نصب شده است. آهنرباهای دائمی چرخشی، لغزنده آهنربایی دائمی با امکان حرکت بین آنها به صورت مستطیل با برآمدگی و کنتاکت های متحرک در طرفین، کنتاکت های ثابت در ضلع داخلی سیم پیچ استاتور برای کنترل استپر موتورها تعبیه شده است. از درایوهای آهنرباهای دائمی نشان داده شده، بسته به محل مغناطیس-لغزنده دائمی، در حالی که سیستم کنترل موتورهای پله ای درایوهای آهنرباهای دائمی دوار، بسته شدن کنتاکت های متحرک با کنتاکت های ثابت را هنگام آهنربای دائم تضمین می کند. اسلایدر به یک نقطه مرده نزدیک می شود تا سیگنالی را به سیستم کنترل این درایوهای آهنربای دائمی ارسال کند از موقعیت لغزنده آهنربای دائمی برای چنین چرخشی از آهنرباهای دائمی، به طوری که لغزنده آهنربای دائمی به نقطه مرده دیگری می رود، در حالی که نیروی الکتروموتور القا شده در سیم پیچ استاتور وارد یکسو کننده می شود.

از مشارکت شما در توسعه علم و فناوری داخلی بسیار سپاسگزارم!

مدل کاربردی مربوط به مهندسی برق است و می تواند در تبدیل انرژی حرکت رفت و برگشتی قطعات و مکانیسم ها به انرژی جریان الکتریکی استفاده شود. ژنراتور خطی برقشامل یک بدنه استوانه‌ای، یک قاب با سیم‌پیچ‌های القایی حلقه‌ای که در داخل آن قرار گرفته است، یک هسته مغناطیسی با آهن‌رباهای دائمی دیسکی با مغناطیس‌کردن محوری و آرایش مخالف سیاست‌های مغناطیسی مشابه و شکافی بین آن‌ها که در داخل استوانه‌ای با دیواره نازک ساخته شده از دیامغناطیس قرار گرفته است، ایجاد می‌کند. . هسته مغناطیسی مولد در داخل قاب با سیم پیچ های القایی حلقه ای با امکان حرکت رفت و برگشتی در امتداد محور ژنراتور قرار می گیرد.

مدل کاربردی مربوط به مهندسی برق است و می تواند به عنوان مبدل حرکت رفت و برگشتی قطعات ماشین به انرژی الکتریکی استفاده شود.

دستگاهی شناخته شده است که حاوی محفظه ای ساخته شده از آهن مغناطیسی نرم، یک قاب ساخته شده از مواد غیر مغناطیسی با سیم پیچ های القایی حلقوی که در یک ردیف روی آن چیده شده است، یک هسته مغناطیسی با آهنرباهای دائمی حلقوی ایجاد می کند (به ثبت اختراع RF برای مدل کاربردی 83373 مراجعه کنید، منتشر شده در 27 مه 2009 قسمت 15)، نمونه اولیه.

نقطه ضعف نمونه اولیه راندمان کم است که با از دست دادن انرژی شار مغناطیسی آهنرباهای دائمی حلقوی همراه است و از طریق سوراخ آهنرباهای حلقوی بسته می شود.

نتیجه فنی این است افزایش کاراییدگرگونی ها از طریق استفاده از آهنرباهای دائمی دیسکی که اگر شار مغناطیسی آهنرباهای دائمی در مدل کاربردی و نمونه اولیه پیشنهادی برابر باشد، منجر به کاهش ابعاد و وزن ژنراتور می شود.

نتیجه فنی با این واقعیت حاصل می شود که ژنراتور الکتریکی خطی حاوی یک بدنه استوانه ای ساخته شده از آهن نرم مغناطیسی است، یک قاب ساخته شده از مواد غیر مغناطیسی که در داخل آن قرار گرفته است، با سیم پیچ های القایی حلقوی که در یک ردیف روی آن قرار گرفته اند، که با گونه ها از هم جدا شده اند. تولید یک هسته مغناطیسی با حداقل دو آهنربای دائمی با مغناطیس محوری. ویژگی خاص این است که آهنرباهای دائمی به شکل دیسک در داخل یک استوانه دیامغناطیسی جدار نازک با شکاف نسبت به یکدیگر قرار می گیرند و آرایش مخالف شارهای مغناطیسی به همین نام توسط متمرکز کننده های میدان مغناطیسی دیسکی با نوک محوری بسته می شوند. به دور محیط دیواره های یک استوانه جدار نازک فشرده یا چسبانده شده و امکان حرکت رفت و برگشتی آزاد در داخل قاب با کلاف های القایی حلقه ای را دارند. ابعاد نسبی عناصر تشکیل دهنده مذکور در حدود زیر است: ارتفاع آهنرباهای دائمی دیسک (0.3÷0.4) قطر آنها است. شکاف بین آهنرباهای دائمی دیسک با ضخامت فاصله دهنده های غیر مغناطیسی تعیین می شود و از ارتفاع آهنرباهای دائمی دیسک (0.5÷1) است. قطر داخلی بدنه استوانه ای بیش از قطر آهنرباهای دائمی دیسک بیشتر از ارتفاع آنها نیست. طول هر یک از سیم پیچ های القایی حلقوی برابر با مجموع ارتفاع آهنرباهای دائمی دیسک و شکاف بین آنها است. طول سکته مغزی هسته مغناطیسی تولید کننده بیشتر از فاصله بین آهنرباهای دائمی دیسک نیست. شکاف بین سیلندر جدار نازک با آهنرباهای دائمی دیسک و سطح داخلی قاب با سیم پیچ های القایی حلقوی باید حداقل باشد و حرکت رفت و برگشتی آزاد هسته مغناطیسی تولید کننده را تضمین کند.

ماهیت مدل کاربردی با مواد گرافیکی نشان داده شده است که نشان می دهد: شکل 1 - طراحی یک ژنراتور الکتریکی خطی با نمایی از انتهای بخش. شکل 2 - به صورت شماتیک خطوط مغناطیسی نیرو را نشان می دهد که از طریق هسته مغناطیسی و سیم پیچ های القایی حلقه بسته می شوند.

ژنراتور الکتریکی خطی شامل یک بدنه استوانه ای 1 ساخته شده از آهن مغناطیسی نرم، یک قاب 2 ساخته شده از مواد غیر مغناطیسی است که در داخل آن با سیم پیچ های القایی حلقوی 3 واقع در یک ردیف روی آن قرار گرفته است، که توسط گونه های 4 از هم جدا شده و یک هسته مغناطیسی ایجاد می کند. حداقل دو آهنربای دائمی 5 با مغناطیس محوری. آهنرباهای دائمی 5، که شکل دیسکی دارند، در داخل یک استوانه جدار نازک 6 قرار می گیرند که از یک دیامغناطیس با شکاف نسبت به یکدیگر و آرایش مخالف همان قطب های مغناطیسی ساخته شده است، که توسط متمرکز کننده های میدان مغناطیسی دیسک 7 با نوک محوری 8 بسته شده است. دور دور دیواره های استوانه 6 جداره نازک فشار داده یا چسب زده و امکان حرکت رفت و برگشتی آزاد در داخل قاب 2 با کلاف های القایی حلقوی 3 را دارند. ابعاد نسبی اجزای مذکور در حدود زیر است: ارتفاع h آهنرباهای دائمی دیسک 5 (0.3÷0.4) قطر آنها D m، h= (0.3÷0.4) D m است. شکاف بین آهنرباهای دائمی دیسک 5 با ضخامت جداکننده های غیر مغناطیسی 9 تعیین می شود و (0.5÷1) از ارتفاع h آهنرباهای دائمی دیسک 5، =(0.5÷1)h است. قطر داخلی D k بدنه استوانه ای 1 بزرگتر از قطر D m آهنرباهای دائمی دیسک 5 است که بیش از نصف ارتفاع آنها h, (D m +h) D k ; طول l k هر یک از سیم پیچ های القایی حلقوی آنها 3 برابر است با مجموع ارتفاع h آهنرباهای دائمی دیسک 5 و شکاف بین آنها l k =h+. طول l x stroke هسته مغناطیسی تولید کننده بیشتر از فاصله بین آهنرباهای دائمی دیسک 5، l x نیست. شکاف بین سیلندر جدار نازک 6 با آهنرباهای دائمی دیسکی 5 و سطح داخلی قاب 2 با سیم پیچ های القایی حلقوی 3 باید حداقل باشد و حرکت رفت و برگشتی آزاد هسته مغناطیسی مولد را تضمین کند.

دیواره های انتهایی 10 بدنه استوانه ای 1 از یک دیامغناطیس ساخته شده اند و روی آنها اضلاع داخلیدمپرهای 11 قرار دارند.تعداد آهنرباهای دائمی دیسک 5 قدرت ژنراتور را تعیین می کند. شکل 2 به طور شماتیک خطوط مغناطیسی تجسم شده نیروی 12 آهنرباهای دائمی دیسک 5 را نشان می دهد که روی مدار مغناطیسی بسته می شوند و از چرخش سیم پیچ های القایی حلقوی 3 عبور می کنند. هنگامی که حرکت رفت و برگشتی هسته مغناطیسی مولد در سیم پیچ های القایی حلقوی 3 القای EMF می شود. .

سیم پیچ های القایی حلقه 3 را می توان به صورت الکتریکی به صورت موازی-مقابل یا سری-مقابل متصل کرد. در صورت عدم وجود سوراخ در آهنرباهای دائمی دیسک 5، انرژی میدان مغناطیسی به طور کامل در تبدیل استفاده می شود که منجر به افزایش راندمان تبدیل می شود.

1. ژنراتور الکتریکی خطی حاوی یک بدنه استوانه ای ساخته شده از آهن مغناطیسی نرم، یک قاب ساخته شده از مواد غیر مغناطیسی که در داخل آن با سیم پیچ های القایی حلقوی که در یک ردیف روی آن قرار گرفته اند، با گونه ها از هم جدا شده اند و یک هسته مغناطیسی با حداقل دو را ایجاد می کند. آهنرباهای دائمی با مغناطیس محوری، مشخصه آن این است که آهنرباهای دائمی دیسکی شکل در داخل یک استوانه دیامغناطیس با دیواره نازک با شکاف نسبت به یکدیگر و قطب های مغناطیسی مخالف به همین نام قرار می گیرند که توسط متمرکز کننده های میدان مغناطیسی دیسکی با نوک محوری فشرده شده اند. و یا در امتداد محیط دیواره های استوانه جدار نازک چسبانده شده و امکان حرکت انتقالی بازگشتی آزاد در داخل قاب با کلاف های القایی حلقه ای را دارند.

2. ژنراتور طبق ادعای 1 که مشخصه آن این است که ابعاد نسبی اجزای مذکور در حدود زیر است: ارتفاع آهنرباهای دائمی دیسک (0.3÷0.4) از قطر آنها است. شکاف بین آهنرباهای دائمی دیسک با ضخامت فاصله دهنده های غیر مغناطیسی تعیین می شود و (0.5÷1) از ارتفاع آهنرباهای دائمی دیسک است. قطر داخلی بدنه استوانه ای بیش از قطر آهنرباهای دائمی دیسک بیشتر از ارتفاع آنها نیست. طول هر یک از سیم پیچ های القایی حلقوی برابر با مجموع ارتفاع آهنرباهای دائمی دیسک و شکاف بین آنها است. طول سکته مغزی هسته مغناطیسی تولید کننده بیشتر از فاصله بین آهنرباهای دائمی دیسک نیست. شکاف بین سیلندر جدار نازک با آهنرباهای دائمی دیسک و سطح داخلی قاب با سیم پیچ های القایی حلقوی باید حداقل باشد و حرکت رفت و برگشتی آزاد هسته مغناطیسی تولید کننده را تضمین کند.

اختراعات مشابه:

یک مدل مفید از دینام الکتریکی مربوط به مهندسی برق، یعنی سیستم های موتور ژنراتور است و می تواند در طراحی و ساخت منابع جریان متناوب، از جمله حمل و نقل، استفاده شود.

[ایمیل محافظت شده]

یوری اسکورمتس

در موتورهای احتراق داخلی که برای ما آشنا هستند، پیوند اولیه، پیستون ها، حرکت رفت و برگشتی را انجام می دهند. سپس این حرکت با کمک مکانیزم میل لنگ به چرخشی تبدیل می شود. در برخی از دستگاه ها، اولین و آخرین لینک یک نوع حرکت را انجام می دهند.

مثلاً در یک موتور ژنراتور نیازی نیست که ابتدا حرکت رفت و برگشتی را به چرخشی تبدیل کرده و سپس در ژنراتور از این حرکت دورانی جزء مستقیم را استخراج کنیم، یعنی دو تبدیل متضاد انجام دهیم.

توسعه مدرن فناوری تبدیل الکترونیکی امکان تطبیق ولتاژ خروجی یک ژنراتور الکتریکی خطی را برای مصرف کننده فراهم می کند، این امکان ایجاد دستگاهی را فراهم می کند که در آن بخشی از یک مدار الکتریکی بسته حرکت چرخشی را در میدان مغناطیسی انجام ندهد. اما به همراه شاتون یک موتور احتراق داخلی رفت و آمد می کند. نمودارهایی که اصل عملکرد یک ژنراتور سنتی و خطی را توضیح می دهند در شکل نشان داده شده است. یکی

برنج. 1. طرح یک ژنراتور الکتریکی خطی و معمولی.

در یک ژنراتور معمولی، یک قاب سیم برای به دست آوردن ولتاژ استفاده می شود، که در یک میدان مغناطیسی می چرخد ​​و توسط یک دستگاه رانش خارجی هدایت می شود. در ژنراتور پیشنهادی، حلقه سیم به صورت خطی در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند. این تفاوت کوچک و غیر اصولی باعث می شود که در صورت استفاده از موتور احتراق داخلی به طور قابل توجهی هزینه موتور محرک ساده و کاهش یابد.

همچنین، در یک کمپرسور رفت و برگشتی که توسط یک موتور رفت و برگشتی هدایت می شود، لینک های ورودی و خروجی رفت و برگشتی دارند، شکل. 2.


برنج. 2. طرح یک کمپرسور خطی و معمولی.

مزایای موتور خطی

  1. ابعاد و وزن کوچک، به دلیل عدم وجود مکانیزم میل لنگ.
  2. MTBF بالا، به دلیل عدم وجود مکانیزم میل لنگ و به دلیل وجود تنها بارهای طولی.
  3. قیمت پایین، به دلیل عدم وجود مکانیزم میل لنگ.
  4. قابلیت ساخت - برای ساخت قطعات، تنها عملیات فشرده، تراشکاری و فرز مورد نیاز است.
  5. قابلیت تعویض به نوع دیگری از سوخت بدون توقف موتور.

    کنترل احتراق با استفاده از فشار هنگام فشرده سازی مخلوط کار.

    برای اینکه یک موتور معمولی بتواند ولتاژ الکتریکی (جریان) را به شمع برساند، دو شرط باید رعایت شود:

    شرط اول با سینماتیک مکانیسم میل لنگ تعیین می شود - پیستون باید در نقطه مرگ بالا باشد (با نادیده گرفتن زمان احتراق).

    شرط دوم توسط چرخه ترمودینامیکی تعیین می شود - فشار در محفظه احتراق، قبل از چرخه کاری، باید با سوخت مورد استفاده مطابقت داشته باشد.

    انجام هر دو شرط به طور همزمان بسیار دشوار است. هنگامی که هوا یا مخلوط کاری فشرده می شود، گاز قابل تراکم در محفظه احتراق از طریق حلقه های پیستون نشت می کند و غیره. در این حالت فشار در محفظه احتراق قبل از سیکل کاری کمتر از حد بهینه می شود و سیکل کاری در شرایط غیر بهینه اتفاق می افتد. ضریب اقدام مفیدموتور سقوط می کند یعنی می توان از راندمان بالای موتور فقط در محدوده باریکی از سرعت چرخش شفت خروجی اطمینان حاصل کرد.

    بنابراین، برای مثال، راندمان موتور در جایگاه تقریباً 40٪ است و در شرایط واقعی، در یک ماشین، در حالت های مختلف رانندگی، این مقدار به 10 ... 12٪ کاهش می یابد.

    در موتور خطی مکانیزم لنگ وجود ندارد، بنابراین شرط اول لازم نیست رعایت شود، مهم نیست که پیستون قبل از چرخه عملکرد کجا باشد، فقط فشار گاز در محفظه احتراق قبل از چرخه عملکرد مهم است. بنابراین، اگر تغذیه ولتاژ الکتریکی (جریان) به شمع نه با موقعیت پیستون، بلکه توسط فشار در محفظه احتراق کنترل شود، در این صورت چرخه عملیاتی (اشتعال) همیشه بدون توجه به فشار بهینه شروع می شود. از دور موتور، شکل. 3.


    برنج. 3. کنترل جرقه زنی توسط فشار سیلندر، در چرخه "فشرده سازی".

    بنابراین، در هر حالت عملکرد یک موتور خطی، ما به ترتیب حداکثر مساحت حلقه چرخه ترمودینامیکی کارنو و راندمان بالایی را در حالت های مختلف عملکرد موتور خواهیم داشت.

    کنترل احتراق با کمک فشار در محفظه احتراق نیز امکان سوئیچ "بی دردسر" به انواع دیگر سوخت را فراهم می کند. به عنوان مثال، هنگام تعویض از سوخت با اکتان بالا به سوخت با اکتان پایین، در یک موتور خطی، فقط باید به سیستم جرقه زنی دستور داد تا ولتاژ (جریان) الکتریکی را با فشار کمتر به شمع برساند. در یک موتور معمولی، برای این کار لازم است که ابعاد هندسی پیستون یا سیلندر تغییر کند.

    کنترل جرقه زنی توسط فشار سیلندر را می توان با استفاده از

    روش اندازه گیری فشار پیزوالکتریک یا خازنی

    سنسور فشار به صورت واشر ساخته شده است که زیر مهره گل میخ سرسیلندر قرار می گیرد، شکل. 3. نیروی فشار گاز در محفظه تراکم بر روی سنسور فشار که در زیر مهره سرسیلندر قرار دارد، عمل می کند. و اطلاعات مربوط به فشار در محفظه فشرده سازی به واحد کنترل زمان احتراق منتقل می شود. با فشاری در محفظه مطابق با فشار احتراق یک سوخت معین، سیستم جرقه زنی یک ولتاژ الکتریکی (جریان) را به شمع می رساند. با افزایش شدید فشار، که مربوط به شروع چرخه کار است، سیستم جرقه زنی ولتاژ الکتریکی (جریان) را از شمع حذف می کند. اگر پس از یک زمان از پیش تعیین شده، که مربوط به عدم شروع چرخه کار است، افزایش فشار وجود نداشته باشد، سیستم جرقه زنی سیگنال کنترلی برای راه اندازی موتور می دهد. همچنین از سیگنال خروجی سنسور فشار سیلندر برای تعیین فرکانس موتور و عیب یابی آن (تشخیص تراکم و ...) استفاده می شود.

    نیروی تراکم به طور مستقیم با فشار در محفظه احتراق متناسب است. پس از اینکه فشار در هر یک از سیلندرهای مقابل کمتر از مقدار مشخص شده (بسته به نوع سوخت مصرفی) نباشد، سیستم کنترل دستور احتراق مخلوط قابل احتراق را می دهد. در صورت لزوم تغییر به نوع دیگری از سوخت، مقدار فشار تنظیم شده (مرجع) تغییر می کند.

    همچنین، زمان احتراق مخلوط قابل احتراق را می توان به طور خودکار تنظیم کرد، مانند موتورهای معمولی. یک میکروفون روی سیلندر قرار می گیرد - یک سنسور ضربه. میکروفون ارتعاشات صوتی مکانیکی بدنه سیلندر را به سیگنال الکتریکی. فیلتر دیجیتال هارمونیک (موج سینوسی) مربوط به حالت انفجار را از این مجموعه از مجموع سینوسی های ولتاژ الکتریکی استخراج می کند. هنگامی که سیگنالی در خروجی فیلتر مطابق با ظاهر انفجار در موتور ظاهر می شود، سیستم کنترل مقدار سیگنال مرجع را کاهش می دهد که مربوط به فشار احتراق مخلوط قابل احتراق است. اگر سیگنال مربوط به انفجار وجود نداشته باشد، سیستم کنترل، پس از مدتی، مقدار سیگنال مرجع را که مربوط به فشار احتراق مخلوط قابل احتراق است، افزایش می دهد تا فرکانس های قبل از انفجار ظاهر شوند. باز هم، همانطور که فرکانس های پیش از ضربه رخ می دهد، سیستم مرجع، مربوط به کاهش فشار احتراق، را به احتراق بدون ضربه کاهش می دهد. بنابراین، سیستم جرقه زنی با نوع سوخت مصرفی سازگار می شود.

    اصل عملکرد یک موتور خطی.

    اصل عملکرد یک موتور خطی و همچنین یک موتور احتراق داخلی معمولی بر اساس اثر انبساط حرارتی گازها است که در طی احتراق مخلوط سوخت و هوا رخ می دهد و حرکت پیستون را در سیلندر تضمین می کند. میله اتصال حرکت رفت و برگشتی پیستون را به یک ژنراتور خطی الکتریکی یا یک کمپرسور رفت و برگشتی منتقل می کند.

    ژنراتور خطی، شکل. 4، متشکل از دو جفت پیستون است که در آنتی فاز کار می کنند، که تعادل موتور را ممکن می کند. هر جفت پیستون توسط یک شاتون به هم وصل شده است. شاتون روی بلبرینگ های خطی آویزان است و می تواند آزادانه همراه با پیستون ها در محفظه ژنراتور نوسان کند. پیستون ها در سیلندرهای موتور احتراق داخلی قرار می گیرند. سیلندرها از طریق پنجره های تصفیه، تحت تأثیر فشار اضافی کوچک ایجاد شده در محفظه پیش ورودی، تخلیه می شوند. روی شاتون قسمت متحرک مدار مغناطیسی ژنراتور قرار دارد. سیم پیچ تحریک شار مغناطیسی لازم برای تولید جریان الکتریکی را ایجاد می کند. با حرکت رفت و برگشتی شاتون و همراه با آن بخشی از مدار مغناطیسی، خطوط القای مغناطیسی ایجاد شده توسط سیم پیچ تحریک از سیم پیچ برق ثابت ژنراتور عبور می کند و ولتاژ و جریان الکتریکی را در آن القا می کند (با یک بسته مدار الکتریکی).


    برنج. 4. ژنراتور گاز خطی.

    کمپرسور خطی، شکل. 5، متشکل از دو جفت پیستون است که در آنتی فاز کار می کنند، که تعادل موتور را ممکن می کند. هر جفت پیستون توسط یک شاتون به هم وصل شده است. شاتون روی یاتاقان های خطی آویزان است و می تواند آزادانه با پیستون های موجود در محفظه نوسان کند. پیستون ها در سیلندرهای موتور احتراق داخلی قرار می گیرند. سیلندرها از طریق پنجره های تصفیه، تحت تأثیر فشار اضافی کوچک ایجاد شده در محفظه پیش ورودی، تخلیه می شوند. با حرکت رفت و برگشتی شاتون و همراه با آن پیستون های کمپرسور، هوای تحت فشار به گیرنده کمپرسور می رسد.

    برنج. 5. کمپرسور خطی.

    چرخه کار در موتور در دو چرخه انجام می شود.

  6. سکته فشاری. پیستون از نقطه مرگ پایین پیستون به نقطه مرگ بالای پیستون حرکت می کند و ابتدا پنجره های پاکسازی را مسدود می کند. پس از بستن پیستون پنجره های تصفیه، سوخت به سیلندر تزریق می شود و مخلوط قابل احتراق شروع به فشرده شدن می کند.

    2. سکته مغزی. هنگامی که پیستون در نزدیکی نقطه مرده بالایی قرار دارد، مخلوط کاری فشرده شده توسط یک جرقه الکتریکی از یک شمع مشتعل می شود که در نتیجه دما و فشار گازها به شدت افزایش می یابد. در اثر انبساط حرارتی گازها، پیستون به سمت نقطه مرده پایین حرکت می کند، در حالی که گازهای منبسط می شوند. کار مفید. در عین حال پیستون فشار بالایی را در محفظه پیش فشار ایجاد می کند. تحت فشار، دریچه بسته می شود، بنابراین از ورود هوا به منیفولد ورودی جلوگیری می کند.

    سیستم تهویه

    در طول حرکت در سیلندر، شکل. 6 ضربه کار، پیستون تحت عمل فشار در محفظه احتراق در جهت نشان داده شده توسط فلش ​​حرکت می کند. تحت تأثیر فشار اضافی در محفظه پیش فشار، دریچه بسته می شود و در اینجا هوا برای تهویه سیلندر فشرده می شود. هنگامی که پیستون (رینگ های فشرده سازی) به پنجره های پاکسازی می رسد، شکل. 6 تهویه، فشار در محفظه احتراق به شدت کاهش می یابد و سپس پیستون با میله اتصال با اینرسی حرکت می کند، یعنی جرم قسمت متحرک ژنراتور نقش چرخ فلایو را در یک موتور معمولی ایفا می کند. در عین حال، پنجره های تصفیه کاملاً باز می شوند و هوای فشرده در محفظه پیش ورودی، تحت تأثیر اختلاف فشار (فشار در محفظه پیش ورودی و فشار اتمسفر)، سیلندر را تصفیه می کند. علاوه بر این، در طول چرخه کاری در سیلندر مقابل، یک چرخه فشرده سازی انجام می شود.

    هنگامی که پیستون در حالت فشرده سازی حرکت می کند، شکل. 6 فشرده سازی، پنجره های تصفیه توسط پیستون بسته می شود، سوخت مایع تزریق می شود، در این لحظه هوا در محفظه احتراق تحت فشار کمی در ابتدای چرخه تراکم قرار می گیرد. با فشرده سازی بیشتر، به محض اینکه فشار مخلوط قابل احتراق قابل تراکم برابر با یک مرجع (تنظیم شده برای یک نوع سوخت معین) شود، یک ولتاژ الکتریکی به الکترودهای شمع اعمال می شود، مخلوط مشتعل می شود، چرخه کار آغاز خواهد شد و روند تکرار خواهد شد. در این مورد، موتور احتراق داخلی تنها از دو سیلندر و پیستون هم محور و در مقابل هم تشکیل شده است که به صورت مکانیکی به یکدیگر متصل شده اند.


    برنج. 6. سیستم تهویه موتور خطی.

    پمپ سوخت

    محرک پمپ سوخت یک ژنراتور الکتریکی خطی یک سطح بادامکی است که بین غلتک پیستون پمپ و غلتک محفظه پمپ قرار گرفته است، شکل. 7. سطح بادامک با شاتون موتور احتراق داخلی رفت و آمد می کند و با هر بار حرکت پیستون و غلتک پمپ را از هم جدا می کند، در حالی که پیستون پمپ نسبت به سیلندر پمپ حرکت می کند و بخشی از سوخت به سمت نازل تزریق سوخت به بیرون رانده می شود. در ابتدای چرخه فشرده سازی در صورت نیاز به تغییر مقدار سوخت خارج شده در هر چرخه، سطح بادامک نسبت به محور طولی می چرخد. هنگامی که سطح بادامک نسبت به محور طولی چرخانده می شود، غلتک های پیستون پمپ و غلتک های محفظه پمپ در فواصل مختلف از هم جدا می شوند یا جابه جا می شوند (بسته به جهت چرخش)، حرکت پیستون پمپ سوخت تغییر می کند و قسمتی از سوخت خارج شده تغییر خواهد کرد. چرخش بادامک رفت و برگشتی حول محور آن با استفاده از یک شفت ثابت انجام می شود که از طریق یک یاتاقان خطی با بادامک درگیر می شود. بنابراین، بادامک به جلو و عقب حرکت می کند، در حالی که شفت ثابت می ماند. هنگامی که شفت حول محور خود می چرخد، سطح بادامک حول محور خود می چرخد ​​و حرکت پمپ سوخت تغییر می کند. شفت برای تغییر قسمت پاشش سوخت، با موتور پله ای یا دستی.


    برنج. 7. پمپ سوخت مولد برق خطی.

    محرک پمپ بنزین کمپرسور خطی نیز یک سطح بادامکی است که بین صفحه پیستون پمپ و صفحه محفظه پمپ قرار گرفته است، شکل. 8. سطح بادامک یک حرکت چرخشی رفت و برگشتی را همراه با شفت چرخ دنده هماهنگ سازی موتور احتراق داخلی انجام می دهد و صفحات پیستون و پمپ را در هر حرکت فشار می دهد، در حالی که پیستون پمپ نسبت به سیلندر پمپ و بخشی حرکت می کند. سوخت در ابتدای چرخه تراکم به نازل تزریق سوخت پرتاب می شود. هنگام کار با کمپرسور خطی، نیازی به تغییر مقدار سوخت خارج شده نیست. عملکرد یک کمپرسور خطی فقط در کنار یک گیرنده است - یک دستگاه ذخیره انرژی که می تواند قله های حداکثر بار را صاف کند. بنابراین، توصیه می شود که موتور کمپرسور خطی را تنها در دو حالت خروجی قرار دهید: حالت بار بهینه و حالت بیکار. جابجایی بین این دو حالت با استفاده از دریچه های الکترومغناطیسی، یک سیستم کنترل انجام می شود.


    برنج. 8. پمپ بنزین کمپرسور خطی.

    سیستم راه اندازی

    سیستم راه اندازی یک موتور خطی، مانند یک موتور معمولی، با استفاده از یک درایو الکتریکی و یک دستگاه ذخیره انرژی انجام می شود. یک موتور معمولی با استفاده از استارت (درایو الکتریکی) و فلایویل (ذخیره انرژی) راه اندازی می شود. موتور خطی با استفاده از کمپرسور الکتریکی خطی و گیرنده راه اندازی راه اندازی می شود، شکل. نه.


    برنج. 9. سیستم راه اندازی.

    هنگام راه اندازی، پیستون کمپرسور راه انداز، هنگام اعمال نیرو، به دلیل میدان الکترومغناطیسی سیم پیچ به تدریج حرکت می کند و سپس توسط یک فنر به حالت اولیه خود باز می گردد. پس از پمپاژ گیرنده تا 8 ... 12 اتمسفر، برق از پایانه های کمپرسور راه اندازی خارج شده و موتور آماده راه اندازی است. راه اندازی با تامین هوای فشرده به محفظه های پیش ورودی موتور خطی انجام می شود. هوا از طریق دریچه های برقی که توسط سیستم کنترل کنترل می شود تامین می شود.

    از آنجایی که سیستم کنترل اطلاعاتی در مورد موقعیت شاتون های موتور قبل از راه اندازی ندارد، پس با تامین فشار هوای بالا به محفظه های پیش استارت، به عنوان مثال، سیلندرهای بیرونی، تضمین می شود که پیستون ها قبل از شروع به حالت اولیه حرکت کنند. راه اندازی موتور

    سپس فشار هوای بالا به محفظه های پیش ورودی سیلندرهای میانی وارد می شود، بنابراین سیلندرها قبل از شروع تهویه می شوند.

    پس از آن، فشار هوای بالا دوباره به محفظه های پیش استارت سیلندرهای بیرونی برای راه اندازی موتور وارد می شود. به محض شروع چرخه کار (سنسور فشار فشار بالایی را در محفظه احتراق مربوط به چرخه کار نشان می دهد)، سیستم کنترل با استفاده از شیرهای برقی، جریان هوا را از گیرنده راه اندازی متوقف می کند.

    سیستم همگام سازی

    همگام سازی عملکرد موتور شاتون با استفاده از یک چرخ دنده زمان بندی و یک جفت قفسه دنده انجام می شود، شکل. 10، به قسمت متحرک مدار مغناطیسی ژنراتور یا پیستون های کمپرسور متصل است. دنده دندانه دار در عین حال محرک پمپ روغن است که با کمک آن گره های قسمت های مالشی خطی روانکاری اجباری می شود. موتور انجام می شود.


    برنج. 10. همگام سازی عملکرد شاتون های مولد برق.

    کاهش جرم مدار مغناطیسی و مدار روشن کردن سیم پیچ ژنراتور الکتریکی.

    ژنراتور مولد گاز خطی یک ماشین الکتریکی سنکرون است. در یک ژنراتور معمولی، روتور می چرخد ​​و جرم قسمت متحرک مدار مغناطیسی حیاتی نیست. در ژنراتور خطی، قسمت متحرک مدار مغناطیسی همراه با شاتون موتور احتراق داخلی به صورت رفت و برگشتی حرکت می کند و جرم زیاد قسمت متحرک مدار مغناطیسی، عملکرد ژنراتور را غیرممکن می کند. باید راهی برای کاهش جرم قسمت متحرک مدار مغناطیسی ژنراتور یافت.


    برنج. 11. ژنراتور.

    برای کاهش جرم قسمت متحرک مدار مغناطیسی، لازم است ابعاد هندسی آن کاهش یابد، به ترتیب حجم و جرم کاهش می یابد، شکل 11. اما در عوض شار مغناطیسی فقط از سیم پیچ در یک جفت پنجره عبور می کند. از پنج، این معادل شار مغناطیسی است که به ترتیب پنج برابر کوتاهتر از هادی عبور می کند و ولتاژ (قدرت) خروجی 5 برابر کاهش می یابد.

    برای جبران کاهش ولتاژ ژنراتور، باید تعداد دورهای یک پنجره را اضافه کرد تا طول هادی سیم پیچ برق مانند نسخه اصلی ژنراتور، شکل 11 شود.

    اما برای اینکه تعداد بیشتری از پیچ ها در پنجره ای با ابعاد هندسی بدون تغییر قرار گیرند، باید سطح مقطع هادی را کاهش داد.

    با بار ثابت و ولتاژ خروجی، بار حرارتی برای چنین رسانایی، در این حالت افزایش می یابد و بیش از حد بهینه می شود (جریان ثابت می ماند و سطح مقطع هادی تقریبا 5 برابر کاهش می یابد). اگر سیم‌پیچ‌های پنجره به صورت سری به هم متصل شوند، یعنی زمانی که جریان بار به طور همزمان از تمام سیم‌پیچ‌ها عبور می‌کند، مانند یک ژنراتور معمولی، این اتفاق می‌افتد. گذرگاه به طور متناوب به بار متصل می شود، پس این سیم پیچ در چنین مدت زمان کوتاهی زمان زیادی برای گرم شدن نخواهد داشت، زیرا فرآیندهای حرارتی اینرسی هستند. یعنی لازم است به طور متناوب فقط آن قسمت از سیم پیچ ژنراتور (یک جفت قطب) که شار مغناطیسی از آن عبور می کند به بار وصل شود، بقیه زمان باید خنک شود. بنابراین، بار همیشه به صورت سری تنها با یک سیم پیچ ژنراتور متصل می شود.

    در این حالت، مقدار موثر جریان عبوری از سیم پیچ ژنراتور از نقطه نظر گرمایش هادی از مقدار بهینه تجاوز نخواهد کرد. بنابراین، می توان به میزان قابل توجهی، بیش از 10 بار، جرم نه تنها قسمت متحرک مدار مغناطیسی ژنراتور، بلکه همچنین جرم قسمت ثابت مدار مغناطیسی را کاهش داد.

    تعویض سیم پیچ ها با استفاده از کلیدهای الکترونیکی انجام می شود.

    به عنوان کلید، برای اتصال متناوب سیم پیچ های ژنراتور به بار، از دستگاه های نیمه هادی - تریستورها (تریاک) استفاده می شود.

    ژنراتور خطی یک ژنراتور معمولی منبسط شده است، شکل. یازده

    به عنوان مثال، با فرکانس مربوط به 3000 سیکل در دقیقه و حرکت میله اتصال 6 سانتی متر، هر سیم پیچ به مدت 0.00083 ثانیه گرم می شود، با جریانی 12 برابر بیشتر از جریان نامی، بقیه زمان - تقریباً 0.01 ثانیه ، این سیم پیچ خنک می شود. هنگام کاهش فرکانس کاری، زمان گرمایش افزایش می یابد، اما، بر این اساس، جریانی که از سیم پیچ و از طریق بار عبور می کند کاهش می یابد.

    تریاک یک کلید است (می تواند مدار الکتریکی را ببندد یا باز کند). بسته شدن و باز شدن به صورت خودکار اتفاق می افتد. در حین کار، به محض اینکه شار مغناطیسی شروع به عبور از پیچ های سیم پیچ می کند، یک ولتاژ الکتریکی القایی در انتهای سیم پیچ ظاهر می شود که منجر به بسته شدن مدار الکتریکی (باز شدن تریاک) می شود. سپس، هنگامی که شار مغناطیسی از پیچ های سیم پیچ بعدی عبور می کند، افت ولتاژ در الکترودهای تریاک منجر به باز شدن مدار الکتریکی می شود. بنابراین، در هر لحظه از زمان، بار در تمام مدت، به صورت سری، تنها با یک سیم پیچ ژنراتور روشن می شود.

    روی انجیر 12 نقشه مونتاژ یک ژنراتور بدون سیم پیچ میدان را نشان می دهد.

    اکثر قطعات موتورهای خطی با یک سطح چرخشی تشکیل می شوند، یعنی دارای اشکال استوانه ای هستند. این امر امکان ساخت آنها را با استفاده از ارزان ترین و خودکارترین عملیات تراشکاری فراهم می کند.


    برنج. 12. نقشه مونتاژ ژنراتور.

    مدل ریاضی موتور خطی

    مدل ریاضی یک ژنراتور خطی بر اساس قانون بقای انرژی و قوانین نیوتن است: در هر لحظه از زمان، در t 0 و t 1، نیروهای وارد بر پیستون باید برابر باشند. پس از مدت کوتاهی، تحت تأثیر نیروی حاصله، پیستون به فاصله معینی حرکت می کند. در این بخش کوتاه، فرض می کنیم که پیستون به طور یکنواخت حرکت می کند. مقدار تمام نیروها طبق قوانین فیزیک تغییر می کند و با استفاده از فرمول های شناخته شده محاسبه می شوند

    تمام داده ها به طور خودکار در یک جدول، به عنوان مثال در اکسل، وارد می شوند. پس از آن به t 0 مقادیر t 1 اختصاص داده می شود و چرخه تکرار می شود. یعنی عمل لگاریتم را انجام می دهیم.

    مدل ریاضی یک جدول است، به عنوان مثال، در برنامه اکسل، و یک رسم مونتاژ (طرح) ژنراتور. طرح شامل ابعاد خطی نیست، بلکه مختصات سلول های جدول در اکسل است. ابعاد خطی برآورد شده مربوطه در جدول وارد می شود و برنامه نمودار حرکت پیستون را در یک ژنراتور مجازی محاسبه و ترسیم می کند. یعنی با جایگزینی ابعاد: قطر پیستون، حجم محفظه پیش ورودی، ضربه پیستون به پنجره های تصفیه و ... نمودارهایی از مسافت طی شده، سرعت و شتاب حرکت پیستون نسبت به زمان بدست می آید. این امکان محاسبه صدها گزینه و انتخاب بهترین را فراهم می کند.

    شکل سیم های سیم پیچ ژنراتور.

    لایه سیم های یک پنجره ژنراتور خطی، بر خلاف ژنراتور معمولی، در یک صفحه پیچ خورده به صورت مارپیچ قرار دارد، بنابراین پیچیدن سیم پیچ با سیم های نه مقطع دایره ای، بلکه مستطیلی آسان تر است. این است که سیم پیچ یک صفحه مسی است که به صورت مارپیچی پیچیده شده است. این امکان افزایش ضریب پر شدن پنجره و همچنین افزایش قابل توجه مقاومت مکانیکی سیم پیچ ها را فراهم می کند. باید در نظر داشت که سرعت شاتون و در نتیجه قسمت متحرک مدار مغناطیسی یکسان نیست. این بدان معنی است که خطوط القای مغناطیسی از سیم پیچ پنجره های مختلف با سرعت های مختلف عبور می کنند. برای استفاده کامل از سیم های سیم پیچ، تعداد دورهای هر پنجره باید با سرعت شار مغناطیسی نزدیک این پنجره (سرعت شاتون) مطابقت داشته باشد. تعداد دورهای سیم پیچ هر پنجره با در نظر گرفتن وابستگی سرعت شاتون به مسافت طی شده توسط شاتون انتخاب می شود.

    همچنین برای ولتاژ یکنواخت تر جریان تولیدی، می توان سیم پیچ هر پنجره را با صفحه مسی با ضخامت های مختلف سیم پیچ کرد. در ناحیه ای که سرعت شاتون زیاد نیست، سیم پیچی با صفحه ای با ضخامت کمتر انجام می شود. تعداد چرخش های بیشتری از سیم پیچ در پنجره جا می شود و با سرعت کمتر میله اتصال در این بخش، ژنراتور ولتاژی متناسب با ولتاژ جریان در بخش های "سرعت بالا" بیشتر تولید می کند، اگرچه ولتاژ تولید شده جریان بسیار کمتر خواهد بود.

    استفاده از ژنراتور الکتریکی خطی

    کاربرد اصلی ژنراتور توصیف شده یک منبع تغذیه اضطراری در شرکت های کوچک برق است که به تجهیزات متصل اجازه می دهد تا زمانی که ولتاژ اصلی از کار می افتد یا پارامترهای آن فراتر از استانداردهای قابل قبول است، برای مدت طولانی کار کنند.

    ژنراتورهای الکتریکی را می توان برای تامین انرژی الکتریکی تجهیزات الکتریکی صنعتی و خانگی، در مکان هایی که شبکه برق وجود ندارد و همچنین به عنوان واحد نیرو برای یک وسیله نقلیه (خودروی هیبریدی) استفاده کرد. به عنوان یک مولد برق متحرک.

    به عنوان مثال، یک مولد انرژی الکتریکی به شکل یک دیپلمات (چمدان، کیف). کاربر با خود به مکان هایی می برد که در آن شبکه های برق وجود ندارد (ساخت و ساز، پیاده روی، خانه تعطیلاتو غیره) در صورت لزوم، با فشار دادن دکمه "شروع"، ژنراتور راه اندازی می شود و انرژی الکتریکی را به دستگاه های الکتریکی متصل به آن می رساند: ابزار برق، لوازم خانگی. این یک منبع متداول انرژی الکتریکی است، فقط بسیار ارزان تر و سبک تر از آنالوگ ها.

    استفاده از موتورهای خطی این امکان را ایجاد می کند که یک خودروی سبک ارزان، کارکرد و مدیریت آسان داشته باشد.

    وسیله نقلیه با ژنراتور برق خطی

    وسیله نقلیه ای با ژنراتور الکتریکی خطی است ماشین دو نفره سبک (250 کیلوگرم)، شکل. 13.


    شکل 13. خودرویی با ژنراتور گازی خطی.

    هنگام رانندگی، نیازی به تغییر سرعت (دو پدال) نیست. با توجه به این واقعیت که ژنراتور می تواند حداکثر قدرت را حتی در هنگام "شروع کردن" از حالت سکون (برخلاف یک ماشین معمولی) ایجاد کند، ویژگی های شتاب، حتی در قدرت های موتور کشش کم، بهتر از خودروهای معمولی است. اثر تقویت فرمان و سیستم ABS به صورت برنامه‌ریزی به دست می‌آید، زیرا تمام سخت‌افزار لازم از قبل وجود دارد (درایو به هر چرخ به شما امکان می‌دهد گشتاور یا لحظه ترمز چرخ را کنترل کنید، به عنوان مثال، هنگام چرخاندن فرمان چرخ، گشتاور بین چرخ‌های کنترل راست و چپ توزیع می‌شود و چرخ‌ها خودشان می‌چرخند، راننده فقط به آنها اجازه می‌دهد بچرخند، یعنی کنترل بدون تلاش). طرح بلوک به شما این امکان را می دهد که خودرو را به درخواست مصرف کننده ترتیب دهید (به راحتی می توانید در عرض چند دقیقه ژنراتور را با ژنراتور قوی تر جایگزین کنید).

    این یک ماشین معمولی است که فقط بسیار ارزان تر و سبک تر از همتایان خود است.

    ویژگی ها - سهولت کنترل، هزینه کم، تنظیم سریع سرعت، قدرت تا 12 کیلو وات، تمام چرخ متحرک (خودروی خارج از جاده).

    وسیله نقلیه با ژنراتور پیشنهادی، به دلیل شکل خاص ژنراتور، مرکز ثقل بسیار پایینی دارد، بنابراین از پایداری رانندگی بالایی برخوردار خواهد بود.

    همچنین چنین خودرویی دارای ویژگی های شتاب بسیار بالایی خواهد بود. خودروی پیشنهادی می تواند از حداکثر توان واحد قدرت در کل محدوده سرعت استفاده کند.

    جرم توزیع شده واحد قدرت بدنه خودرو را بار نمی کند، بنابراین می توان آن را ارزان، سبک و ساده ساخت.

    موتور کششی وسیله نقلیه ای که در آن از ژنراتور الکتریکی خطی به عنوان واحد قدرت استفاده می شود، باید شرایط زیر را داشته باشد:

    سیم پیچ های قدرت موتور باید مستقیماً بدون مبدل به پایانه های ژنراتور متصل شوند (برای افزایش راندمان انتقال الکتریکی و کاهش قیمت مبدل جریان).

    سرعت چرخش شفت خروجی موتور الکتریکی باید در محدوده وسیعی تنظیم شود و نباید به فرکانس ژنراتور الکتریکی بستگی داشته باشد.

    موتور باید بین خرابی ها زمان زیادی داشته باشد، یعنی در کار قابل اعتماد باشد (کلکتور نداشته باشد).

    موتور باید ارزان (ساده) باشد.

    موتور باید گشتاور بالایی در سرعت خروجی پایین داشته باشد.

    موتور باید جرم کمی داشته باشد.

    مدار روشن کردن سیم پیچ های چنین موتوری در شکل نشان داده شده است. 14. با تغییر قطبیت منبع تغذیه سیم پیچ روتور، گشتاور روتور را به دست می آوریم.

    همچنین با تغییر مقدار و قطبیت منبع تغذیه سیم پیچ روتور، چرخش لغزشی روتور نسبت به میدان مغناطیسی استاتور معرفی می شود. با کنترل جریان تغذیه سیم پیچ روتور، لغزش در محدوده 0 ... 100٪ کنترل می شود. منبع تغذیه سیم پیچ روتور تقریباً 5٪ توان موتور است، بنابراین مبدل جریان باید نه برای کل جریان موتورهای کششی، بلکه فقط برای جریان تحریک آنها ساخته شود. قدرت مبدل جریان، به عنوان مثال، برای یک ژنراتور الکتریکی روی برد 12 کیلو وات، تنها 600 وات است و این توان به چهار کانال تقسیم می شود (هر موتور کششی چرخ کانال مخصوص به خود را دارد)، یعنی: توان هر کانال مبدل 150 وات است. بنابراین راندمان پایین مبدل تاثیر بسزایی در راندمان سیستم نخواهد داشت. مبدل را می توان با استفاده از عناصر نیمه هادی کم توان و ارزان ساخت.

    جریان خروجی ژنراتور الکتریکی بدون هیچ گونه دگرگونی به سیم پیچ های قدرت موتورهای کششی می رسد. فقط جریان تحریک تبدیل می شود تا همیشه با جریان سیم پیچ های قدرت در پادفاز باشد. از آنجایی که جریان تحریک تنها 5 ... 6 درصد از کل جریان مصرف شده توسط موتور کششی است، مبدل برای توان 5 ... 6 درصد از کل توان ژنراتور مورد نیاز است که به طور قابل توجهی قیمت و وزن را کاهش می دهد. مبدل و افزایش کارایی سیستم. در این حالت، مبدل جریان تحریک موتورهای کششی باید موقعیت شفت موتور را بداند تا در هر زمان جریانی را به سیم‌پیچ‌های تحریک تامین کند تا حداکثر گشتاور ایجاد شود. سنسور موقعیت محور خروجی موتور کششی یک رمزگذار مطلق است.


    شکل 14. طرح روشن کردن سیم پیچ های موتور کششی.

    استفاده از یک ژنراتور الکتریکی خطی به عنوان واحد قدرت یک وسیله نقلیه به شما امکان می دهد یک ماشین با طرح بلوک ایجاد کنید. در صورت لزوم، می توان قطعات و مجموعه های بزرگ را در چند دقیقه تغییر داد، شکل. 15، و همچنین از بدنه ای با بهترین جریان استفاده کنید، زیرا یک خودروی کم مصرف به دلیل اشکال آیرودینامیکی ناقص (به دلیل ضریب درگ بالا) ذخیره قدرتی برای غلبه بر مقاومت هوا ندارد.


    شکل 15. امکان چیدمان بلوک.

    خودرو کمپرسور خطی

    وسیله نقلیه با کمپرسور خطی یک ماشین دو نفره سبک (200 کیلوگرم) است، شکل. 16. ساده تر است و آنالوگ ارزانخودرویی با ژنراتور خطی، اما با راندمان انتقال کمتر.


    شکل 16. درایو پنوماتیک خودرو.


    شکل 17. کنترل چرخ محرک.

    یک رمزگذار افزایشی به عنوان سنسور سرعت چرخ استفاده می شود. یک انکودر افزایشی دارای یک خروجی پالس است، هنگامی که با یک زاویه خاص بچرخد، یک پالس ولتاژ در خروجی ایجاد می شود. . هنگامی که سیستم کنترل کد (آدرس) این سنسور را "تغذیه" می کند، مدار الکترونیکی رمزگذار، به صورت سریال، کد را از ثبت خروجی به هادی اطلاعات خروجی می دهد. سیستم کنترل کد سنسور (اطلاعات مربوط به سرعت چرخ) را می خواند و طبق یک الگوریتم داده شده، کدی برای کنترل استپر موتور محرک تولید می کند.

    نتیجه

    هزینه یک وسیله نقلیه، برای اکثر افراد، 20-50 درآمد ماهانه است. مردم توان خرید ندارند ماشین جدیدبه قیمت 8...12 هزار دلار و خودرویی در محدوده قیمت 1...2 هزار دلار در بازار وجود ندارد. استفاده از ژنراتور یا کمپرسور برق خطی به عنوان واحد قدرت خودرو، ایجاد یک وسیله نقلیه آسان و ارزان قیمت را ممکن می سازد.

    فن آوری های مدرن برای تولید بردهای مدار چاپی و طیف وسیعی از محصولات الکترونیکی تولید شده، تقریباً تمام اتصالات الکتریکی را با استفاده از دو سیم - برق و اطلاعات امکان پذیر می کند. یعنی اتصال تک تک افراد را نصب نکنید لوازم الکتریکی: حسگرها، محرک ها و دستگاه های سیگنال دهی و هر دستگاه را به یک سیم برق مشترک و اطلاعات مشترک متصل کنید. سیستم کنترل نیز به نوبه خود، کد (آدرس) دستگاه ها را به صورت کد سریال روی سیم داده نمایش می دهد و پس از آن اطلاعاتی در مورد وضعیت دستگاه، همچنین در یک کد سریال و در همان خط انتظار می رود. . بر اساس این سیگنال‌ها، سیستم کنترل کدهای کنترلی را برای دستگاه‌های راه‌انداز و سیگنال‌دهنده تولید می‌کند و آنها را برای انتقال دستگاه‌های فعال یا سیگنال‌دهنده به حالت جدید (در صورت لزوم) ارسال می‌کند. بنابراین، در حین نصب یا تعمیر، هر دستگاه باید به دو سیم (این دو سیم برای همه لوازم الکتریکی روی برد مشترک است) و یک جرم الکتریکی متصل شود.

    برای کاهش هزینه و بر این اساس، قیمت محصولات برای مصرف کننده،

    لازم است نصب و اتصالات الکتریکی دستگاه های سواری ساده شود. به عنوان مثال، در یک نصب سنتی، برای روشن کردن چراغ موقعیت عقب، لازم است با استفاده از یک کلید، مدار برق دستگاه روشنایی بسته شود. مدار شامل: یک منبع انرژی الکتریکی، یک سیم اتصال، یک کلید نسبتا قدرتمند، یک بار الکتریکی است. هر عنصر مدار، به جز منبع تغذیه، نیاز به نصب جداگانه دارد، یک سوئیچ مکانیکی ارزان قیمت، دارای تعداد کم چرخه "روشن و خاموش" است. با وجود تعداد زیاد وسایل برقی روی برد، هزینه نصب و اتصال سیم ها متناسب با تعداد دستگاه ها افزایش می یابد و احتمال خطا ناشی از عامل انسانی افزایش می یابد. در تولید در مقیاس بزرگ، کنترل دستگاه ها و خواندن اطلاعات از حسگرها در یک خط، به جای جداگانه، برای هر دستگاه آسان تر است. به عنوان مثال، برای روشن کردن چراغ عقب، در این مورد، باید سنسور لمسی را لمس کنید، مدار کنترل یک کد کنترلی برای روشن کردن چراغ عقب تولید می کند. آدرس دستگاه روشن کننده چراغ موقعیت عقب و سیگنال روشن شدن به سیم داده خروجی می شود و پس از آن مدار برق داخلی چراغ موقعیت عقب بسته می شود. یعنی مدارهای الکتریکی به روشی پیچیده تشکیل می شوند: به طور خودکار در طول تولید بردهای مدار چاپی (مثلاً هنگام نصب بردها بر روی خطوط SMD) و با اتصال الکتریکی همه دستگاه ها با دو سیم مشترک و یک "جرم" الکتریکی.

    کتابشناسی - فهرست کتب

    1. کتاب راهنمای فیزیک: Kuchling H. Trans. با او. ویرایش دوم - م.: میر، 1364. - 520 ص.، بد.
    2. توربین گاز در حمل و نقل ریلی. Bartosh E. T. انتشارات "حمل و نقل"، 1972، ص 1-144.
    3. پیش نویس - Haskin A. M. 4 - e ed., Perrerab. و اضافی. –.: ویششک. سر انتشارات، 1985. - 447 ص.
    4. Triacs و کاربرد آنها در تجهیزات الکتریکی خانگی، Yu. A. Evseev, S. S. Krylov. 1990.
    5. ماهنامه تبلیغاتی و اطلاع رسانی "بازار الکتروتکنیک" شماره 5 (23) شهریور-مهر 1387.
    6. طراحی موتورهای اتوتراکتور. R. A. Zeinetdinov, Dyakov I. F., S. V. Yarygin. آموزش. اولیانوفسک: UlGTU، 2004.- 168 ص.
    7. مبانی تبدیل فناوری: کتاب درسی برای دانشگاه ها / O. Z. Popkov. ویرایش دوم، استریو. – M.: MPEI Publishing House, 2007. 200 p.: ill.
    8. مبانی الکترونیک صنعتی: کتاب درسی برای غیرالکترونیکی. متخصص. دانشگاه ها /V.G. گراسیموف، او ام. سوخوروکوف؛ ویرایش V.G. گراسیموف. - ویرایش سوم، بازبینی شده. و اضافی - م .: بالاتر. مدرسه، 2006. - 336 ص.، ill.
    9. موتورهای احتراق داخلی. تئوری و محاسبه فرآیندهای کاری. ویرایش چهارم، اصلاح و تکمیل شده است. به سردبیری ع.س. اورلین و ام.جی. کروگلوف. M.: Mashinostroenie. 1984.
    10. مهندسی برق و الکترونیک در 3 کتاب. اد. V.G. گراسیموف کتاب 2. دستگاه های الکترومغناطیسی و ماشین های الکتریکی. - م .: دبیرستان. – 2007
    11. مبانی نظری مهندسی برق. کتاب درسی برای دانشگاه ها. در سه جلد. K.M. Polivanova. T.1. K.M. پولیوانف. مدارهای الکتریکی خطی با ثابت های توده ای. M.: انرژی، 1972. -240s.