مولد على مغناطيس نيوديميوم. آلة الحركة الدائمة على مغناطيس نيوديميوم. مولد المغناطيس الدائم

أرسلت بواسطة:

الجزء 1. يتم النظر بالتفصيل في تصنيع مولد مغناطيسي دائم كلاسيكي منخفض السرعة بطاقة تبلغ حوالي 35 واط عند 200 دورة في الدقيقة وحوالي 160 واط عند 400 دورة في الدقيقة.

1 المقدمة

هذا دليل لصنع مولد مغناطيسي دائم (PMG) ينتج تيار متردد. لا يولد جهدًا "صناعيًا" يبلغ 220 فولت ، ولكنه يولد جهدًا متناوبًا منخفضًا على ثلاث مراحل ، والذي يتم بعد ذلك تصحيحه وتزويده بالمخرجات على شكل التيار المباشرمع معلمات مناسبة لشحن بطاريات 12 فولت.

تستخدم هذه المولدات على نطاق واسع في محطات توليد الطاقة الكهرومائية الصغيرة محلية الصنع وطواحين الهواء وغيرها من محطات الطاقة التي تعمل بنفسك. الوصف الذي وضعه الدكتور سميل هيناس ، ونُشر على الموقع الإلكتروني للاسكتلندي الشهير ديير ومؤلف العديد من الكتيبات هيو بيجوت.

يتكون مولد المغناطيس الدائم هذا من المكونات التالية:

1. محاور ومحاور من الصلب (أعمدة وشوكة)
2. الجزء الثابت الذي يحتوي على ملفات من الأسلاك (الجزء الثابت)
3. دوَّاران مغناطيسيان (دوار مغناطيسي)
4. المعدل

يحتوي الجزء الثابت على ستة ملفات من الأسلاك النحاسية مملوءة براتنج الإيبوكسي. تم إصلاح مبيت الجزء الثابت بواسطة مرتكزات ولا يدور. يتم توصيل الأسلاك من الملفات إلى مقوم ينتج تيارًا مباشرًا لشحن بطاريات 12 فولت. المعدل متصل بـ المبرد الألومنيومحتى لا يسخن.

يتم تثبيت الدوارات المغناطيسية على هيكل مركب يدور على المحور. يتم تثبيت الدوار الخلفي خلف الجزء الثابت ويغلق بواسطته. يكون الجزء المتحرك الأمامي في الخارج وهو متصل بالدوار الخلفي بواسطة مكابح طويلة تمر عبر الفتحة المركزية للجزء الثابت. في حالة استخدام مولد مغناطيسي دائم مع طاحونة هوائية ، سيتم تثبيت شفرات طاحونة الهواء على نفس السلك. سوف يقومون بتدوير الدوارات ، وبالتالي تحريك المغناطيس على طول الملفات. يولد المجال المغناطيسي المتناوب للدوارات تيارًا في الملفات.

تم تصميم مولد المغناطيس الدائم هذا للاستخدام مع توربينات الرياح الصغيرة. من أجل صنع مولد الرياح نفسه ، أنت بحاجة إلى العقد التالية:

الصاري: أنبوب فولاذي مثبت بكابلات (برج)
"رأس دوار" ، والذي يتم تثبيته على قمة الصاري
الذيل ، لقلب الطاحونة في مهب الريح (الذيل).
مجموعة من الشفرات (ريش)

يعمل مولد المغناطيس الدائم بسرعة منخفضة. يوضح الرسم البياني أدناه طاقة المولد عند شحن بطارية 12 فولت. عند 420 دورة في الدقيقة ينتج 180 واط = 15 أمبير × 12 فولت

بسرعات أعلى ، ينتج المولد طاقة أكبر. لكن المزيد من التيار يسخن الملفات والكفاءة. السقوط. لاستخدام المولد لسرعات عالية ، من الأفضل لف الملفات بسلك مختلف ، وأثخن وأقل لفات في الملف. لكن في نفس الوقت ، عند السرعات المنخفضة ، سيعمل المولد بشكل سيئ.

من أجل استخدام هذا المولد بسرعة عالية ومنخفضة ، يمكنك تغيير طريقة توصيل الملفات: التبديل من نجمة إلى مثلث والعكس صحيح.

يوضح الرسم البياني اعتماد طاقة الخرج على سرعة أنواع الاتصال المختلفة. يبدأ "Star" في العمل بسرعة منخفضة (170 دورة في الدقيقة). "المثلث" ينتج المزيد من القوة ، ولكن فقط بسرعات عالية. النجم جيد مع ريح صغيرة ، مثلث به ريح كبيرة.

إذا قمت بزيادة حجم مولد المغناطيس الدائم ، فيمكن أن ينتج المزيد من الطاقة بنفس السرعات.

انتباه

عند تصنيع مولد مغناطيسي دائم ، انتبه بشكل خاص إلى ربط المغناطيس - لا ينبغي تحت أي ظرف من الظروف فصله عن المقعد! يبدأ المغناطيس المتدلي في تمزيق مبيت الجزء الثابت وإتلاف المولد بشكل لا رجعة فيه.

اتبع بدقة التعليمات الخاصة بصب الدوار - لا تقصر نفسك بأي حال من الأحوال على لصق المغناطيس بالأقراص الفولاذية.
عند التجميع ، لا تضرب الدوار بمطرقة
اترك خلوصًا لا يقل عن 1 مم بين الدوارات والجزء الثابت (خلوص أكبر للتطبيقات الشاقة)
لا تقم بتشغيل مولد المغناطيس الدائم بسرعات تزيد عن 800 دورة في الدقيقة. (عندما تدور الطاحونة بهذه السرعة ، تظهر قوى جيروسكوبية فيها ، والتي يمكن أن تثني المحاور وتتسبب في لمس المغناطيس للدوار)
لا تقم بتوصيل الشفرات مباشرة بالدوار الخارجي ، قم بتثبيتها فقط على السماعة.
عند توصيل الشفرات بالمكبس ، أمسك المولد بحيث يكون محور دورانه رأسيًا وليس أفقيًا أبدًا.

الدوار ، مجموعة المحمل ، الملف الشخصي مع المحور

• ألواح الأرضية وغراء الخشب


• ورق الصنفرة ، تلميع الشمع (إن وجد - ورنيش البولي يوريثين + سائل لإزالته)


• فرش دهان واسفنجة لتنظيفها


• خشب رقائقي 13 مم للأدوات والقوالب


• قضيب أو أنبوب فولاذي لللفاف


• قطع من الصفائح المعدنية السميكة

أدوات

• نظارات وقناع وقفازات


• منضدة مع ملزمة


• آلة لحام


• زاوية طاحونة


• منشارا ، مطرقة ، لكمة ، إزميل


• شريط قياس ، بوصلات ، منقلة


• الشدات: 8 ، 10 ، 13 ، 17 ، 19 مم ، 2 من كل نوع


• مقبض الباب واضغط على M10 للفتحات الموجودة في الدوار المغناطيسي


• الأسلاك النحاسية لتحديد المواقع المغناطيسية


• آلة حفر عمودية


• تدريبات 6 ، 8 ، 10 ، 12 ملم


• مثقاب لعمل ثقوب 25 مم ، 65 مم


• مخرطة الخشب


• قاطع المخرطة


• بانوراما للخشب


• موازين لوزن الايبوكسي. بخاخ محفز ، صواني بلاستيكية ، مقص


• لحام الحديد ، جندى مع التدفق ، قواطع الأسلاك ، سكين حاد

يصف هذا القسم تصنيع الأجهزة الخاصة (تزوير) وقوالب الصب. هناك طرق عديدة لتصنيع مثل هذه الأجهزة ، أحدها موصوف هنا. يمكن إعادة استخدام قوالب الصب والأدوات الخاصة بمولد المغناطيس الدائم.

3.1 اللفاف

يحتوي الجزء الثابت للمولد على 6 ملفات من 100 لفة من الأسلاك النحاسية.

تصنع الملفات باللف على قالب من الخشب الرقائقي. القالب مثبت في نهاية المقبض ، بين خدود الخشب الرقائقي.

صنع قلم

قم بقطع قطعة من الصفيحة الفولاذية 60x30x6 مم (تعطي أو تأخذ) وتثبيتها بإحكام (أو ملحومة) بنهاية المقبض ، كما هو موضح أدناه.
نحفر فتحتين بقطر 6 مم على مسافة 40 مم عن بعضهما البعض

قطع 3 قطع من الخشب الرقائقي 13 مم كما هو موضح أدناه.

يبلغ مقاس القالب 50 × 50 مم ويبلغ سمكه 13 مم. الحواف مستديرة. خدان - 125 × 125 مم ، بعمق 20 مم في الأعلى والأسفل. هناك حاجة إلى القواطع لإصلاح الملف بشريط كهربائي بعد لفه.

نقوم بتجميع جميع الأجزاء كما هو موضح أدناه ونثقب ثقوبًا للمسامير ، قطرها 6 مم ، على مسافة 40 مم. من الأفضل استخدام آلة حفر عمودية.

أدخل اثنين من البراغي من خلال الفتحات الموجودة في اللوحة الفولاذية وقم بتجميع الهيكل بأكمله ، وهو قالب بين الخدين. من الأفضل استخدام صواميل الجناح.

تصاعد قالب ثقب.

يتم تثبيت الدوارات المغناطيسية على محور محمل. التجمع لديه شفة مع ثقوب. على سبيل المثال ، يمكن أن تكون عبارة عن 4 فتحات تقع على دائرة يبلغ قطرها 102 مم (يوجد في اللغة الإنجليزية مصطلح خاص بقطر دائرة الملعب ، PCD). أو يمكنك تصميم عدد مختلف من الثقوب ، اعتمادًا على مجموعة المحمل. بعد ذلك ننظر إلى PCD 102mm.

سيتم استخدام قالب PCD لحفر ثقوب في الدوار وأيضًا لموازنة الدوار. يجب تعليم الثقوب وحفرها بأقصى درجات الدقة.

أ) قطع صفيحة فولاذية مربعة مقاس 125 × 125 مم
ب) رسم الأقطار ولكمة المركز
ج) قم بتوسيع البوصلة إلى دائرة نصف قطرها 51 مم ، ارسم دائرة
د) قطر الدائرة هو PCD
هـ) حدد نقطتي تقاطع للدائرة وأحد الأقطار
و) قم بسحب البوصلة بمقدار 72 مم (الشكل صحيح بالنسبة لـ PCD 102 مم). ضع علامة على نقطتين على الدائرة تمامًا على مسافة 72 مم من النقطتين السابقتين.
ز) حفر 4 ثقوب 72 مم ، استخدم حفر بقطر صغير أولاً.

نموذج لوضع المغناطيس

أ) ضع علامة على وسط الخشب الرقائقي فارغًا
ب) ارسم من النقطة المحددة 3 دوائر بقطر 50 مم و 102 مم و 200 م
ج) ارسم خطين متوازيين كظل للدائرة 50 مم (في الصورة أعلاه)
د) ارسم 3 أزواج أخرى من الخطوط المتوازية عند 45 و 90 درجة للزوج الأول.
هـ) باستخدام الخطوط ، حدد أماكن المغناطيس ، واقطع القالب على طول الخط الثقيل (الصورة أعلاه)
و) ارسم خطًا بين مركزي مغناطيسين متعاكسين
ز) ضع قالب ثقب تركيب PCD الفولاذي على دائرة 102 مم ، وقم بمحاذاة الخط بين مراكز المغناطيس ، وحفر ثقوبًا من خلال الفتحات الموجودة في القالب الفولاذي.

3.3 القوالب والأدوات: صنع قوالب الصب

لنبدأ في صنع قوالب لصب الدوار والجزء الثابت. يمكن أن تكون مصنوعة من الخشب أو الألومنيوم. طريقة أخرى هي نحت القوالب من الطين وتسويتها على عجلة الخزاف مثل وعاء. سيكون سطح القالب هو السطح الخارجي للجزء الثابت أو الدوار. ثم ستتم إضافة إدخالات الألياف الزجاجية داخل القالب. يجب أن يكون سطح القالب أملسًا قدر الإمكان.

يجب أن تكون النماذج قوية. ليس من السهل إخراج الجزء الثابت أو الدوار من الشكل بعد المعالجة ، فقد تكون هناك حاجة إلى بضع ضربات بمطرقة.

قطع بعض الأقراص من لوح الأرضية (الصورة أدناه) ، بقطر حوالي 500 مم.

في جميع الأقراص ما عدا قرص واحد ، قم بقطع فتحات دائرية بقطر 360 مم للحصول على الحلقات.

ارسم دائرة بقطر 360 مم على القرص المتبقي
قم بعمل ثقب 12 مم في وسط القرص
ألصق الحلقات على القرص لعمل كومة بارتفاع 60 مم. تشويه مزيد من الغراء في الداخل.
قطع قرص من الخشب الرقائقي 15 مم بقطر 140 مم ، وحفر حفرة 12 مم في وسطها
أدخل مسمارًا مقاس 12 مم من خلال الفتحتين وألصق القرص الصغير بمركز القرص الكبير. تشويه المزيد من الغراء حول حواف القرص

اربط الهيكل بقرص آخر محلي الصنع ، أو بقرص مخرطة ، أو بعجلة. بشكل عام ، أنت بحاجة إلى ما يسمى بغطاء (حامل) في الشكل أدناه.
قلب الحامل ، ارسم دائرة في وسطه بقلم رصاص.
حفر حفرة 12 مم في هذا المركز. يجب أن يكون الحفر موازيًا تمامًا للمحور.
قم بربط الأقراص الملصقة (المشار إليها فيما يلي باسم الفراغ) بالحامل بمسامير مقاس 12 مم. تأمين مع 4 براغي إضافية.
تحقق من دوران قطعة العمل. للقيام بذلك ، يجب أن تمسك بالقلم الرصاص بالقرب من السطح عندما تدور قطعة العمل. إذا ترك قلم الرصاص علامة ، فهناك انتفاخ على السطح في هذا المكان. قم بفك البراغي وأدخل قطعًا من الورق بين الحامل وقطعة العمل على السطح المقابل لقطعة العمل مقابل علامات القلم الرصاص. أحكم ربط المسامير وحاول مرة أخرى

الآن يمكنك معالجة قطعة العمل بقاطع.

قطع سطح مستو من الداخل من الشغل.
قم بعمل شطب 7 درجات على السطح الداخلي
يجب أن يكون القطر الكلي للداخل 380 مم
قطر الجزء المسطح 360 مم (انظر الصورة أدناه)
الزوايا الداخلية مستديرة وليست حادة

طحن القرص الداخلي بقطر 130 مم. الزوايا مستديرة أيضًا (الصورة أدناه)

تحقق من أن الملف يلائم مكانه بحرية - إذا لم يكن كذلك ، فحينئذٍ إما أن يحمل السطح الداخلي قليلاً ، أو يقلل قطر القرص الداخلي.
قم بإزالة الشغل من المخرطة.

حفر 4 ثقوب في الجزء المركزي (هناك حاجة لفصل القالب الثابت الخارجي والداخلي ، يتم وصف القالب الداخلي في القسم التالي). دق قطعًا صغيرة من الخشب الرقائقي في الجزء الخلفي من الفتحات لإيقافها.

اقراص مقطعة بقطر 370 مم

حفر حفرة 12 مم في وسط كل منهما
قم بلصقها في كومة (الشكل أعلاه) ، اربطها بمسامير 12 مم
يجب ألا تقل سماكة الرصة عن 45 مم ، ويفضل أن تكون 50 مم
قم بتشغيل قاطعة 20 درجة على طول الحافة ، وقطع الزاوية بحيث ينخفض ​​القطر من 368 ملم إلى 325 ملم

تأكد من أن القالب الخارجي مثبت على القالب الداخلي مع وجود فجوة 6 مم حول الحافة. ثم قم بإزالة القالب الداخلي من الماكينة.
ضع علامة على خطين على السطح الأكبر للقالب ، بمسافة 340 مم.
قطع الشطب كما هو موضح أدناه

ستتيح خاصية Chamfers إجراء تدفقات لمواد الحشو في هذه الأماكن وبالتالي تقوية نقاط تثبيت الجزء الثابت.

يتطلب المولد 2 دوارات مغناطيسية. إنهم بحاجة إلى قالب صب واحد ، لكن من الأفضل أن يكون لديهم قالبان لتسريع العملية.

الشكل الخارجي للعضو الدوار (الشكل أدناه) مشابه للشكل الخارجي للجزء الثابت ، ولكنه أبسط:

باستخدام قالب ثقب التركيب (الذي تمت مناقشته أعلاه) ، قم بحفر 4 ثقوب لتركيب الدوارات المغناطيسية لاحقًا.

يصب الدوار المغناطيسييتطلب أيضًا قالب صب داخلي (الشكل أدناه) ، مع نفس علامات ثقوب التثبيت.

يجب صنفرة جميع الأشكال للحصول على سطح أملس للغاية ، والذي يجب أن يتم تشطيبه باستخدام ملاط ​​إسفنجي من البولي يوريثين المشمع.

ليس من الضروري طلاء القوالب: عند تسخينها ، سيتشقق الطلاء ويدمر سطح الصب.

3.3.4 قوالب الجزء الثابت

قالب للدبابيس.

عند الصب في الجزء الثابت ، يجب إحكام غلق 4 مسامير داعمة مقاس 8 مم. حتى لا تتشوه أثناء تجفيف العصر ، يتم تثبيتها في مكانها باستخدام قالب سنقوم بصنعه الآن. القالب مصنوع من كتلة خشبية 380 × 50 × 25 مم. يجب الحفاظ على الأبعاد بدقة ، وإلا فلن تتطابق المسامير مع دبابيس التثبيت.

أ) حدد مركز الشريط على الحافة الأكبر (الشكل أدناه)
ب) ارسم بوصلة قوسين بنصف قطر 178 مم
ج) حدد نقطتين على كل قوس ، على بعد 30 مم و 10 مم من الحافة.
د) حفر 4 ثقوب 8 مم ، أفضل مع مكبس الحفر
ه) قم بإزالة فتحات الخروج بعناية لتجنب ترك علامة على الصب.

قالب ورقي

لتصنيع الجزء الثابت ، يتم استخدام ما يسمى بساط الزجاج المسحوق (مادة زجاجية مع مادة رابطة مسحوق). لقطع مكونات الجزء الثابت منه ، قم بعمل قوالب ورقية. يمكن تحريكها بدائرة بقلم فلوماستر وقطع الشكل الناتج من حصيرة زجاجية.

لف الشكل بورقة من الورق وحدد الحافة.

يتبع.

في الظروف الحديثة ، تُبذل محاولات مستمرة لتحسين الأجهزة الكهروميكانيكية وتقليل وزنها وأبعادها الإجمالية. أحد هذه الخيارات هو مولد مغناطيسي دائم ، وهو تصميم بسيط إلى حد ما بكفاءة عالية. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذه العناصر في إنشاء دوران حقل مغناطيسي.

أنواع وخصائص المغناطيس الدائم

المغناطيس الدائم المصنوع من المواد التقليدية معروف منذ فترة طويلة. لأول مرة في الصناعة ، بدأ استخدام سبيكة من الألومنيوم والنيكل والكوبالت (النيكو). هذا جعل من الممكن استخدام المغناطيس الدائم في المولدات والمحركات وأنواع أخرى من المعدات الكهربائية. مغناطيس الفريت منتشر بشكل خاص.

بعد ذلك ، تم إنشاء مواد مغناطيسية صلبة من السماريوم والكوبالت ، وطاقتها عالية الكثافة. تبعهم اكتشاف المغناطيس على أساس العناصر الأرضية النادرة - البورون والحديد والنيوديميوم. كثافة طاقتهم المغناطيسية أعلى بكثير من تلك الموجودة في سبيكة السماريوم والكوبالت بتكلفة أقل بكثير. يحل كلا النوعين من المواد الاصطناعية محل المغناطيس الكهربائي بنجاح ويتم استخدامهما في مناطق محددة ، وتعتبر عناصر النيوديميوم من بين مواد الجيل الجديد وتعتبر الأكثر اقتصادا.

مبدأ تشغيل الأجهزة

تم اعتبار مشكلة التصميم الرئيسية هي عودة الأجزاء الدوارة إلى موضعها الأصلي دون فقد كبير في عزم الدوران. تم حل هذه المشكلة باستخدام موصل نحاسي يمر من خلاله تيار كهربائي مسبباً التجاذب. عندما تم إيقاف التيار ، توقف عمل الجاذبية. وبالتالي ، في الأجهزة من هذا النوع ، تم استخدام التشغيل الدوري.

يخلق التيار المتزايد قوة جذب متزايدة ، وهذا بدوره يشارك في توليد التيار المار عبر الموصل النحاسي. نتيجة للإجراءات الدورية ، يبدأ الجهاز ، بالإضافة إلى أداء العمل الميكانيكي ، في إنتاج تيار كهربائي ، أي لأداء وظائف المولد.

المغناطيس الدائم في تصميمات المولدات

في تصميمات الأجهزة الحديثة ، بالإضافة إلى المغناطيس الدائم ، يتم استخدام مغناطيس كهربائي مع ملف. تتيح لك وظيفة الإثارة المدمجة هذه الحصول على خصائص التحكم في الجهد والسرعة اللازمة بقوة إثارة منخفضة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقليل حجم النظام المغناطيسي بأكمله ، مما يجعل هذه الأجهزة أرخص بكثير مقارنة بالتصميمات الكلاسيكية للآلات الكهربائية.

يمكن أن تكون قوة الأجهزة التي تستخدم هذه العناصر بضعة كيلو فولت أمبير. حاليًا ، يتم تطوير المغناطيس الدائم بأفضل أداء ، مما يوفر زيادة تدريجية في الطاقة. تستخدم هذه الآلات المتزامنة ليس فقط كمولدات ، ولكن أيضًا كمحركات لأغراض مختلفة. تستخدم على نطاق واسع في صناعات التعدين والمعدنية ومحطات الطاقة الحرارية وغيرها من المجالات. هذا يرجع إلى إمكانية تشغيل محركات متزامنة بقدرات تفاعلية مختلفة. هم أنفسهم يعملون بسرعة دقيقة وثابتة.

تعمل المحطات والمحطات الفرعية مع المولدات المتزامنة الخاصة الموجودة في الوضع حركة الخمولتوفر فقط قوة رد الفعل. بدوره ، يضمن تشغيل المحركات غير المتزامنة.

يعمل مولد المغناطيس الدائم على مبدأ التفاعل بين المجالات المغناطيسية لدوار متحرك والجزء الثابت الثابت. تسمح لنا الخصائص غير المفهومة تمامًا لهذه العناصر بالعمل على اختراع عناصر أخرى اجهزة كهربائية، حتى إنشاء الوقود الخالي من الوقود.

يتعلق الاختراع الحالي بمجال الهندسة الكهربائية ، أي الآلات الكهربائية بدون فرش ، ولا سيما مولدات التيار المستمر ، ويمكن استخدامها في أي مجال من مجالات العلوم والتكنولوجيا التي تتطلب مصادر طاقة مستقلة. النتيجة التقنية - إنشاء مولد كهربائي مدمج عالي الأداء ، والذي يسمح ، مع الحفاظ على تصميم بسيط وموثوق نسبيًا ، بتغيير معلمات الإخراج على نطاق واسع التيار الكهربائيحسب ظروف التشغيل. يكمن جوهر الاختراع في حقيقة أن المولد المتزامن بدون فرش مع المغناطيس الدائم يتكون من قسم واحد أو أكثر ، يتضمن كل قسم دوارًا بدائرة مغناطيسية دائرية ، حيث يتم تثبيت عدد زوجي من المغناطيسات الدائمة بنفس درجة الصوت. ، وهو الجزء الثابت الذي يحمل عددًا زوجيًا من المغناطيسات الكهربائية على شكل حدوة حصان مرتبة في أزواج متقابلة مع بعضها البعض وله ملفان بسلسلة من اللفات المعاكسة ، وهو جهاز لتصحيح التيار الكهربائي. يتم تثبيت المغناطيس الدائم على النواة المغناطيسية بطريقة تشكل صفين متوازيين من الأقطاب مع قطبية متناوبة طولية وعرضية. يتم توجيه المغناطيسات الكهربائية عبر صفوف الأقطاب المذكورة بحيث يقع كل ملف من ملفات المغناطيس الكهربائي فوق أحد الصفوف المتوازية لأقطاب الجزء المتحرك. عدد الأقطاب في صف واحد ، يساوي n ، يرضي العلاقة: n = 10 + 4k ، حيث k هو عدد صحيح يأخذ القيم 0 ، 1 ، 2 ، 3 ، إلخ. عادة لا يتجاوز عدد المغناطيسات الكهربائية في المولد الرقم (ن -2). 12 w.p. f-ly ، 9 مريض.

رسومات لبراءة الاختراع RF 2303849

يتعلق الاختراع الحالي بالآلات الكهربائية بدون فرش ، ولا سيما مولدات التيار المستمر ، ويمكن استخدامها في أي مجال من مجالات العلوم والتكنولوجيا التي تتطلب مصادر طاقة مستقلة.

الآلات المتزامنة التيار المتناوبحصلت على أوسع توزيع في مجال الإنتاج وفي مجال استهلاك الطاقة الكهربائية. تتمتع جميع الآلات المتزامنة بخاصية الانعكاس ، أي أن كل منها يمكن أن يعمل في وضع المولد وفي وضع المحرك.

يحتوي المولد المتزامن على الجزء الثابت ، وعادة ما يكون عبارة عن أسطوانة مغلفة مجوفة مع أخاديد طولية على السطح الداخلي ، حيث يوجد لف الجزء الثابت ، ودوار ، وهو مغناطيس دائم للقطبية المتناوبة ، يقع على عمود يمكن تحريكه في واحد بطريقة او بأخرى. في المولدات الصناعية عالية الطاقة ، يتم استخدام ملف مثير موجود على الدوار للحصول على مجال مغناطيسي مثير. في المولدات المتزامنة ذات الطاقة المنخفضة نسبيًا ، يتم استخدام مغناطيس دائم موجود على الدوار.

عند سرعة ثابتة ، يتم تحديد شكل منحنى EMF الناتج عن المولد فقط من خلال قانون توزيع الحث المغناطيسي في الفجوة بين الجزء المتحرك والجزء الثابت. لذلك ، للحصول على جهد عند خرج مولد من شكل معين ولتحويل الطاقة الميكانيكية بشكل فعال إلى طاقة كهربائية ، يتم استخدام أشكال هندسية مختلفة للعضو الدوار والجزء الثابت ، والعدد الأمثل للأقطاب المغناطيسية الدائمة وعدد دورات الجزء الثابت يتم تحديد اللف (الولايات المتحدة 5117142 ، الولايات المتحدة 5537025 ، DE 19802784 ، EP 0926806 ، WO 02/003527 ، الولايات المتحدة 2002153793 ، الولايات المتحدة 2004021390 ، الولايات المتحدة 2004212273 ، الولايات المتحدة 2004155537). المعلمات المدرجة ليست عالمية ، ولكن يتم اختيارها اعتمادًا على ظروف التشغيل ، مما يؤدي غالبًا إلى تدهور الخصائص الأخرى للمولد الكهربائي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الشكل المعقد للدوار أو الجزء الثابت يعقد تصنيع وتجميع المولد ، ونتيجة لذلك ، يزيد من تكلفة المنتج. يمكن أن يكون للعضو الدوار للمولد الكهرومغناطيسي المتزامن شكل مختلف ، على سبيل المثال ، عند الطاقة المنخفضة ، عادة ما يصنع الدوار على شكل "نجمة" ، بطاقة متوسطة - بأقطاب على شكل مخلب ومغناطيس دائم أسطواني. يتيح الدوار ذو القطب المخلب الحصول على مولد مع تشتت القطب ، مما يحد من تيار التيار في حالة حدوث ماس كهربائي مفاجئ للمولد.

في المولد ذي المغناطيس الدائم ، من الصعب تثبيت الجهد عندما يتغير الحمل (لأنه لا توجد ردود فعل مغناطيسية ، على سبيل المثال ، في المولدات ذات الملف المثير). لتثبيت جهد الخرج وتصحيح التيار ، يتم استخدام دوائر كهربائية مختلفة (GB 1146033).

يتم توجيه الاختراع الحالي إلى إنشاء مولد كهربائي مدمج عالي الكفاءة ، والذي يسمح ، مع الحفاظ على تصميم بسيط وموثوق نسبيًا ، بتغيير معلمات خرج التيار الكهربائي على نطاق واسع وفقًا لظروف التشغيل.

المولد الكهربائي المصنوع وفقًا للاختراع الحالي هو مولد متزامن مغناطيسي دائم بدون فرش. يتكون من قسم واحد أو أكثر ، يتضمن كل قسم:

دوار بدائرة مغناطيسية دائرية ، حيث يتم تثبيت عدد زوجي من المغناطيسات الدائمة بنفس الدرجة ،

الجزء الثابت الذي يحمل عددًا زوجيًا من المغناطيسات الكهربائية على شكل حدوة حصان (على شكل حرف U) مرتبة في أزواج متقابلة مع بعضها البعض ولها ملفان لكل منهما اتجاه متعرج متعاكس بالتتابع ،

جهاز لتصحيح التيار الكهربائي.

يتم تثبيت المغناطيس الدائم على النواة المغناطيسية بطريقة تشكل صفين متوازيين من الأقطاب مع قطبية متناوبة طولية وعرضية. يتم توجيه المغناطيسات الكهربائية عبر صفوف الأقطاب المذكورة بحيث يقع كل ملف من ملفات المغناطيس الكهربائي فوق أحد الصفوف المتوازية لأقطاب الجزء المتحرك. عدد الأقطاب في صف واحد ، يساوي n ، يرضي العلاقة: n = 10 + 4k ، حيث k هو عدد صحيح يأخذ القيم 0 ، 1 ، 2 ، 3 ، إلخ. عادة لا يتجاوز عدد المغناطيسات الكهربائية في المولد الرقم n-2.

عادة ما يكون جهاز تصحيح التيار أحد دوائر المقوم القياسية المصنوعة على الثنائيات: موجة كاملة بنقطة وسطية أو جسر ، متصلة بملفات كل مغناطيس كهربائي. إذا لزم الأمر ، يمكن أيضًا استخدام دائرة تصحيح مختلفة.

اعتمادًا على ميزات تشغيل المولد الكهربائي ، يمكن وضع الدوار على كل من الجزء الخارجي للجزء الثابت وداخل الجزء الثابت.

قد يشتمل المولد الكهربائي المصنوع وفقًا للاختراع الحالي على عدة أقسام متطابقة. يعتمد عدد هذه الأقسام على قوة مصدر الطاقة الميكانيكية (محرك الدفع) والمعلمات المطلوبة للمولد. ويفضل أن تكون الأقسام خارج الطور مع بعضها البعض. يمكن تحقيق ذلك ، على سبيل المثال ، عن طريق إزاحة الجزء المتحرك مبدئيًا في المقاطع المجاورة بزاوية α تتراوح من 0 درجة إلى 360 درجة / ن ؛ أو الانزياح الزاوي للمغناطيسات الكهربائية للجزء الثابت في الأقسام المجاورة بالنسبة لبعضها البعض. على نحو مفضل ، يشتمل المولد أيضًا على وحدة منظم للجهد.

يتضح جوهر الاختراع بالرسومات التالية:

يوضح الشكل 1 (أ) و (ب) مخططًا لمولد كهربائي مصنوع وفقًا للاختراع الحالي ، حيث يوجد الجزء المتحرك داخل الجزء الثابت ؛

يوضح الشكل 2 صورة قسم واحد من المولد ؛

يوضح الشكل 3 الرئيسي مخطط الرسم البيانيمولد كهربائي بدائرة تصحيح منتصف الموجة الكاملة ؛

يوضح الشكل 4 مخططًا لدائرة لمولد كهربائي بإحدى دوائر تقويم الجسر ؛

الشكل 5 هو رسم تخطيطي لمولد كهربائي بدائرة جسر تصحيح أخرى ؛

الشكل 6 هو رسم تخطيطي لمولد كهربائي بدائرة جسر مقوم آخر ؛

الشكل 7 هو رسم تخطيطي لمولد كهربائي بدائرة جسر تصحيح أخرى ؛

يوضح الشكل 8 مخططًا لمولد كهربائي بدوار خارجي ؛

الشكل 9 عبارة عن صورة لمولد متعدد الأقسام تم تصنيعه وفقًا للاختراع الحالي.

يوضح الشكل 1 (أ) و (ب) المولد ، المصنوع وفقًا للاختراع الحالي ، والذي يشتمل على مبيت 1 ؛ الدوار 2 بدائرة مغناطيسية دائرية 3 ، حيث يتم تثبيت عدد زوجي من المغناطيس الدائم 4 بنفس درجة الصوت ؛ الجزء الثابت 5 يحمل عددًا زوجيًا من المغناطيسات الكهربائية على شكل حدوة حصان 6 مرتبة في أزواج متقابلة ، ووسيلة لتصحيح التيار (غير موضح).

عادة ما يكون الجسم 1 للمولد مصبوبًا من سبائك الألومنيوم أو الحديد الزهر ، أو يكون ملحومًا. يتم تركيب المولد الكهربائي في مكان تركيبه بواسطة كفوف 7 أو بواسطة شفة. يحتوي الجزء الثابت 5 على سطح داخلي أسطواني ، تُركب عليه مغناطيسات كهربائية متطابقة 6 بنفس درجة الميل ، وفي هذه الحالة ، عشرة. يحتوي كل من هذه المغناطيسات الكهربائية على ملفين 8 مع لفات متسلسلة في الاتجاه المعاكس ، وتقع على قلب على شكل حرف U 9. يتم تجميع الحزمة الأساسية 9 من ألواح فولاذية كهربائية مقطعة مع الغراء أو البرشام. استنتاجات لفات المغناطيس الكهربائي من خلال إحدى دوائر المقوم (غير موضحة) متصلة بإخراج المولد.

يتم فصل الجزء المتحرك 3 عن الجزء الثابت بواسطة فجوة هوائية ويحمل عددًا زوجيًا من المغناطيسات الدائمة 4 مرتبة بطريقة يتم فيها تكوين صفين متوازيين من الأقطاب ، على مسافة متساوية من محور المولد والتناوب في القطبية في الاتجاهين الطولي والعرضي (الشكل 2). عدد الأقطاب في صف واحد يرضي العلاقة: n = 10 + 4k ، حيث k هو عدد صحيح يأخذ القيم 0 ، 1 ، 2 ، 3 ، إلخ. في هذه الحالة (الشكل 1) n = 14 (k = 1) ، وبالتالي ، فإن العدد الإجمالي للأقطاب المغناطيسية الدائمة هو 28. عندما يدور المولد ، يمر كل ملف من ملفات المغناطيس الكهربائي على الصف المقابل للأقطاب المتناوبة. يتم تشكيل المغناطيسات الدائمة ونواة المغناطيس الكهربائي لتقليل الخسائر وتحقيق التوحيد (قدر الإمكان) للمجال المغناطيسي في فجوة الهواء أثناء تشغيل المولد.

مبدأ تشغيل المولد الكهربائي ، المصنوع وفقًا للاختراع الحالي ، مشابه لمبدأ تشغيل المولد المتزامن التقليدي. يتم توصيل عمود الدوران ميكانيكيًا بمحرك الدفع (مصدر طاقة ميكانيكي). تحت تأثير عزم دوران محرك الدفع ، يدور دوار المولد بتردد معين. في الوقت نفسه ، في لف ملفات المغناطيس الكهربائي ، وفقًا لهذه الظاهرة الحث الكهرومغناطيسييتم إحداث EMF. نظرًا لأن ملفات المغناطيس الكهربائي الفردي لها اتجاه لف مختلف وفي أي وقت في منطقة عمل الأقطاب المغناطيسية المختلفة ، يتم إضافة EMF المستحث في كل من اللفات.

أثناء دوران الجزء المتحرك ، يدور المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم بتردد معين ، وبالتالي ، تجد كل لفات المغناطيس الكهربائي نفسها بالتناوب في منطقة القطب المغناطيسي الشمالي (N) ، ثم في منطقة القطب المغناطيسي الجنوبي (S). في هذه الحالة ، يكون تغيير الأقطاب مصحوبًا بتغيير في اتجاه EMF في لفات المغناطيس الكهربائي.

ترتبط لفات كل مغناطيس كهربائي بمقوم تيار ، والذي يكون عادةً إحدى دوائر المقوم القياسية المصنوعة من الثنائيات: موجة كاملة بنقطة وسطية أو إحدى دوائر الجسر.

يوضح الشكل 3 مخطط دائرة لمقوم كامل الموجة بنقطة وسطية ، لمولد كهربائي بثلاثة أزواج من المغناطيسات الكهربائية 10. في الشكل 3 ، يتم ترقيم المغناطيسات الكهربائية من I إلى VI. يتم توصيل أحد مخرجات لف كل مغناطيس كهربائي والمخرج المعاكس لملف المغناطيس الكهربائي المقابل بمخرج واحد 12 للمولد ؛ الاستنتاجات الأخرى لملفات المغناطيس الكهربائي المحدد متصلة من خلال الثنائيات 11 بمخرج آخر 13 للمولد (مع تضمين الثنائيات ، سيكون الناتج 12 سالبًا ، وسيكون الناتج 13 موجبًا). بمعنى ، إذا كانت بداية الملف (B) بالنسبة للمغناطيس الكهربائي متصلة بالحافلة السالبة ، فعندئذٍ بالنسبة للمغناطيس الكهربائي المقابل الرابع ، فإن نهاية الملف (E) متصلة بالحافلة السالبة. وينطبق الشيء نفسه على المغناطيسات الكهربائية الأخرى.

توضح الأشكال من 4 إلى 7 دوائر مختلفة لجسر التصحيح. يمكن أن يكون اتصال الجسور التي تصحح التيار من كل مغناطيس كهربائي متوازيًا أو متسلسلًا أو مختلطًا. بشكل عام ، يتم استخدام دوائر مختلفة لإعادة توزيع تيار الخرج والخصائص المحتملة للمولد. قد يكون للمولد الكهربائي نفسه ، اعتمادًا على أوضاع التشغيل ، دائرة تصحيح أو أخرى. على نحو مفضل ، يحتوي المولد على مفتاح إضافي يسمح لك بتحديد وضع التشغيل المطلوب (مخطط توصيل الجسر).

يوضح الشكل 4 مخططًا لدائرة لمولد كهربائي بإحدى دوائر تقويم الجسر. كل مغناطيس كهربائي I-VI متصل بجسر منفصل 15 ، والذي بدوره متصل بشكل متوازٍ. الإطارات الشائعة متصلة على التوالي بالمخرج السالب 12 للمولد أو بالإيجاب 13.

يوضح الشكل 5 دائرة كهربائية مع توصيل تسلسلي لجميع الجسور.

يوضح الشكل 6 دائرة كهربائية ذات اتصال مختلط. جسور تصحيح التيار من المغناطيسات الكهربائية: الأول والثاني ؛ الثالث والرابع ؛ V و VI متصلان في أزواج على التوالي. والأزواج ، بدورها ، متصلة بالتوازي من خلال حافلات مشتركة.

يوضح الشكل 7 مخططًا لدائرة لمولد كهربائي ، حيث يقوم الجسر المنفصل بتصحيح التيار من زوج من المغناطيسات الكهربائية المتعارضة تمامًا. لكل زوج من المغناطيسات الكهربائية المتعارضة تمامًا ، يتم توصيل المحطات المتشابهة (في هذه الحالة "ب") كهربائيًا ببعضها البعض ، ويتم توصيل الأطراف المتبقية بجسر تصحيح 15. العدد الإجمالي للجسور هو م / 2. فيما بينها ، يمكن ربط الجسور بالتوازي و / أو على التوالي. يوضح الشكل 7 اتصالًا متوازيًا للجسور.

اعتمادًا على ميزات تشغيل المولد الكهربائي ، يمكن وضع الدوار على كل من الجزء الخارجي للجزء الثابت وداخل الجزء الثابت. يوضح الشكل 8 مخططًا لمولد كهربائي بدوار خارجي (10 مغناطيس كهربائي ؛ 36 = 18 + 18 مغناطيس دائم (ك = 2)). يشبه تصميم ومبدأ تشغيل مثل هذا المولد الكهربائي تلك الموصوفة أعلاه.

قد يشتمل المولد الكهربائي ، المصنوع وفقًا للاختراع الحالي ، على عدة أقسام A و B و C (الشكل 9). يعتمد عدد هذه الأقسام على قوة مصدر الطاقة الميكانيكية (محرك الدفع) والمعلمات المطلوبة للمولد. يتوافق كل قسم مع أحد التصميمات الموضحة أعلاه. قد يشتمل مولد الطاقة على أقسام وأقسام متطابقة تختلف عن بعضها البعض في عدد المغناطيسات الدائمة و / أو المغناطيسات الكهربائية أو في دائرة التصحيح.

على نحو مفضل ، تكون الأقسام المتطابقة خارج الطور مع بعضها البعض. يمكن تحقيق ذلك ، على سبيل المثال ، من خلال التحول الأولي للدوار في المقاطع المجاورة والانزياح الزاوي للمغناطيسات الكهربائية للجزء الثابت في الأقسام المجاورة بالنسبة لبعضها البعض.

أمثلة على التنفيذ:

مثال 1. وفقًا للاختراع الحالي ، تم تصنيع مولد كهربائي لتزويد الأجهزة الكهربائية بالطاقة بجهد يصل إلى 36 فولت. والمولد الكهربائي مصنوع بدوار خارجي دوار ، حيث يتم وضع 36 مغناطيسًا دائمًا (18 في كل منهما صف ، k = 2) مصنوعة من سبيكة Fe-Nd -IN. يحمل الجزء الثابت 8 أزواج من المغناطيسات الكهربائية ، يحتوي كل منها على ملفين يحتويان على 100 لفة من سلك PETV بقطر 0.9 مم. دائرة التبديل عبارة عن جسر ، مع توصيل نفس الاستنتاجات للمغناطيسات الكهربائية المعاكسة تمامًا (الشكل 7).

القطر الخارجي - 167 مم ؛

جهد الخرج - 36 فولت ؛

الحد الأقصى الحالي - 43 أ ؛

الطاقة - 1.5 كيلو واط.

مثال 2 وفقًا للاختراع الحالي ، تم تصنيع مولد كهربائي لإعادة شحن إمدادات الطاقة (زوج من بطاريات 24 فولت) للسيارات الكهربائية في المناطق الحضرية. يتكون المولد الكهربائي من دوار داخلي دوار ، حيث يتم وضع 28 مغناطيسًا دائمًا (14 في كل صف ، k = 1) ، مصنوعة من سبيكة Fe-Nd-B. يحمل الجزء الثابت 6 أزواج من المغناطيسات الكهربائية ، يحتوي كل منها على ملفين يحتوي كل منهما على 150 لفة ، ملفوفًا بسلك PETV بقطر 1.0 مم. دائرة التبديل عبارة عن موجة كاملة بنقطة وسطية (الشكل 3).

يحتوي مولد الطاقة على المعلمات التالية:

القطر الخارجي - 177 مم ؛

جهد الخرج - 31 فولت (لشحن حزمة بطارية 24 فولت) ؛

الحد الأقصى الحالي - 35A ،

الطاقة القصوى - 1.1 كيلو واط.

بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي المولد على منظم جهد أوتوماتيكي لـ 29.2 فولت.

مطالبة

1. مولد كهربائي يحتوي على قسم دائري واحد على الأقل ، بما في ذلك دوار بدائرة مغناطيسية دائرية ، حيث يتم تثبيت عدد زوجي من المغناطيسات الدائمة بنفس الدرجة ، مكونًا صفين متوازيين من الأقطاب ذات قطبية متناوبة طولية وعرضية ، أ الجزء الثابت يحمل عددًا زوجيًا من المغناطيسات الكهربائية على شكل حدوة حصان ، مرتبة في أزواج متقابلة ، جهاز لتصحيح التيار الكهربائي ، حيث يحتوي كل مغناطيس كهربائي على ملفين مع سلسلة من اللفات المعاكسة ، بينما يوجد كل ملف من ملفات المغناطيس الكهربائي فوق أحد الصفوف المتوازية لأقطاب الجزء المتحرك وعدد الأقطاب في صف واحد يساوي n يرضي النسبة

n = 10 + 4k ، حيث k هو عدد صحيح يأخذ القيم 0 ، 1 ، 2 ، 3 ، إلخ.

2. مولد كهربائي وفقًا لعنصر الحماية 1 ، يتميز بأن عدد المغناطيسات الكهربائية للجزء الثابت م يتوافق مع النسبة م ن -2.

3. مولد كهربائي وفقًا لعنصر الحماية 1 ، يتميز بأن جهاز تصحيح التيار الكهربائي يحتوي على ثنائيات متصلة بواحد على الأقل من مخرجات لفات المغناطيس الكهربائي.

4. مولد كهربائي وفقًا لعنصر الحماية 3 ، يتميز بأن الثنائيات متصلة في دائرة كاملة الموجة بنقطة وسطية.

5. مولد كهربائي وفقًا لعنصر الحماية 3 ، يتميز بأن الثنائيات موصولة في دائرة جسر.

6. مولد كهربائي وفقًا لعنصر الحماية 5 ، يتميز بأن عدد الجسور يساوي م ، وأنها متصلة ببعضها البعض في سلسلة ، أو بالتوازي ، أو بالتوازي على التوالي.

7. مولد كهربائي وفقًا لعنصر الحماية 5 ، يتميز بأن عدد الجسور يساوي م / 2 وأن أحد المخرجات التي تحمل نفس الاسم لكل زوج من المغناطيسات الكهربائية المتقابلة تمامًا متصلة ببعضها البعض ، والأخرى متصلة ببعضها البعض. جسر واحد.

8. مولد كهربائي وفقًا لأي عنصر من عناصر الحماية من 1 إلى 7 ، يتميز بأن الجزء المتحرك يقع على الجزء الخارجي من الجزء الثابت.

9. مولد كهربائي وفقًا لأي عنصر من عناصر الحماية من 1 إلى 7 ، يتميز بأن الجزء المتحرك يقع داخل الجزء الثابت.

10. مولد كهربائي طبقاً لعنصر الحماية 1 ، يتميز باحتوائه على قسمين متطابقين على الأقل.

11. مولد كهربائي وفقًا لعنصر الحماية 10 ، يتميز بأنه يتم تحويل قسمين على الأقل في الطور بالنسبة لبعضهما البعض.

12. مولد كهربائي وفقًا لعنصر الحماية 1 ، يتميز باحتوائه على قسمين على الأقل يختلفان في عدد المغناطيسات الكهربائية.

13. مولد كهربائي وفقًا لعنصر الحماية 1 ، يتميز بأنه يحتوي بالإضافة إلى ذلك على وحدة تنظيم الجهد.

حقيقة أن مولد مغناطيس نيوديميوم ، مثل مولد الرياح ، مفيد لم يعد موضع شك. حتى لو لم يتم تزويد جميع الأجهزة في المنزل بالطاقة بهذه الطريقة ، ففي النهاية ، مع الاستخدام المطول ، ستظهر نفسها من الجانب الفائز. إن جعل الجهاز بيديك سيجعل التشغيل أكثر اقتصادا وأكثر إمتاعًا.

خصائص مغناطيس النيوديميوم

لكن أولاً ، دعنا نكتشف ما هو المغناطيس. ظهرت منذ وقت ليس ببعيد. أصبح من الممكن شراء المغناطيس من المتجر منذ التسعينيات من القرن الماضي. وهي مصنوعة من النيوديميوم والبورون والحديد. العنصر الرئيسي ، بالطبع ، هو النيوديميوم. هذا معدن من مجموعة اللانثانيدات ، وبمساعدة المغناطيس يكتسب قوة لاصقة ضخمة. إذا أخذت قطعتين كبيرتين وجمعتهما معًا ، فسيكون من المستحيل تقريبًا فصلهما.

معروض للبيع ، بالطبع ، هناك أنواع مصغرة. يمكنك العثور في أي محل لبيع الهدايا على كرات (أو أشكال أخرى) مصنوعة من هذا المعدن. يفسر ارتفاع سعر مغناطيس النيوديميوم تعقيد استخراج المواد الخام وتكنولوجيا إنتاجها. إذا كانت الكرة التي يبلغ قطرها 3-5 ملليمترات ستكلف بضعة روبلات فقط ، فعندئذٍ بالنسبة للمغناطيس الذي يبلغ قطره 20 ملمًا أو أكثر ، فسيتعين عليك دفع 500 روبل أو أكثر.

يتم إنتاج مغناطيس النيوديميوم في أفران خاصة ، حيث تتم العملية دون الوصول إلى الأكسجين ، في فراغ أو في جو به غاز خامل. الأكثر شيوعًا هي المغناطيسات ذات المغناطيسية المحورية ، حيث يتم توجيه متجه المجال على طول إحدى المستويات حيث يتم قياس السماكة.

تعتبر خصائص مغناطيس النيوديميوم ذات قيمة كبيرة ، ولكن يمكن بسهولة إتلافها بشكل لا يمكن إصلاحه. لذلك ، فإن الضربة القوية يمكن أن تحرمهم من جميع الممتلكات. لذلك ، يجب أن تحاول تجنب السقوط. أيضا في أنواع مختلفةهناك حد لدرجة الحرارة يتراوح من ثمانين إلى مائتين وخمسين درجة. عند درجات حرارة أعلى من الحد ، يفقد المغناطيس خصائصه.

الاستخدام السليم والدقيق هو مفتاح الحفاظ على الجودة لمدة ثلاثين عامًا أو أكثر. إزالة المغناطيسية الطبيعية هي واحد بالمائة فقط في السنة.

تطبيق مغناطيس النيوديميوم

غالبًا ما تستخدم في التجارب في مجال الفيزياء والهندسة الكهربائية. لكن في الممارسة العملية ، وجدت هذه المغناطيسات بالفعل تطبيقًا واسعًا ، على سبيل المثال ، في الصناعة. في كثير من الأحيان يمكن العثور عليها في تكوين الهدايا التذكارية.

درجة القبضة العالية تجعلها مفيدة للغاية عند البحث عن الأجسام المعدنية الموجودة تحت الأرض. لذلك ، تستخدم العديد من محركات البحث معدات تستخدم مغناطيس نيوديميوم للعثور على المعدات المتبقية من زمن الحرب.

إذا كانت مكبرات الصوت القديمة بالكاد تعمل ، فمن المفيد أحيانًا ربط مغناطيس نيوديميوم بمغناطيس الفريت ، وستبدو المعدات رائعة مرة أخرى.

لذلك على المحرك أو المولد ، يمكنك محاولة استبدال المغناطيس القديم. ثم هناك احتمال أن تعمل التقنية بشكل أفضل. الاستهلاك سوف ينخفض ​​أيضا.

لطالما كانت البشرية تبحث عن مغناطيس النيوديميوم ، كما يعتقد البعض ، قد تتخذ التكنولوجيا شكلًا حقيقيًا.

توربينات رياح عمودية جاهزة الصنع

كان هناك اهتمام متجدد بتوربينات الرياح ، خاصة في السنوات الأخيرة. هناك نماذج جديدة أكثر ملاءمة وعملية.

حتى وقت قريب ، كانت توربينات الرياح الأفقية ذات الثلاث شفرات تستخدم بشكل أساسي. ولم تنتشر المناظر الرأسية بسبب الحمل الثقيل على محامل عجلة الرياح ، مما أدى إلى زيادة الاحتكاك وامتصاص الطاقة.

ولكن بفضل استخدام مبادئ الرفع المغناطيسي ، بدأ استخدام مولد الرياح على مغناطيس نيوديميوم رأسياً بدقة ، مع دوران حر واضح بالقصور الذاتي. في الوقت الحاضر ، ثبت أنه أكثر فعالية من الأفقي.

يتم تحقيق البداية السهلة بفضل مبدأ الرفع المغناطيسي. وبفضل القطب المتعدد ، الذي يعطي الجهد المقنن بسرعات منخفضة ، من الممكن التخلي تمامًا عن علب التروس.

يمكن لبعض الأجهزة أن تبدأ العمل عندما تكون سرعة الرياح سنتيمترًا ونصفًا فقط في الثانية ، وعندما تصل إلى ثلاثة أو أربعة أمتار فقط في الثانية ، فقد تكون بالفعل مساوية للطاقة المولدة للجهاز.

منطقة التطبيق

وبالتالي ، فإن مولد الرياح ، اعتمادًا على قوته ، قادر على توفير الطاقة لمختلف الهياكل.

شقق المدينة.

البيوت الخاصة ، البيوت ، المحلات التجارية ، مغاسل السيارات.

رياض الأطفال والمستشفيات والموانئ ومؤسسات المدينة الأخرى.

مزايا

يتم شراء الأجهزة الجاهزة أو المصنوعة بشكل مستقل. بعد شراء مولد للرياح ، يبقى فقط لتثبيته. تم الانتهاء بالفعل من جميع التعديلات والمحاذاة ، وتم إجراء الاختبارات في ظل ظروف مناخية مختلفة.

تسمح لك مغناطيسات النيوديميوم ، التي تُستخدم بدلاً من علبة التروس والمحامل ، بتحقيق النتائج التالية:

يتم تقليل الاحتكاك ، وزيادة عمر الخدمة لجميع الأجزاء ؛

اهتزاز وضوضاء الجهاز يختفي أثناء التشغيل ؛

يتم تقليل التكلفة

يوفر الكهرباء

يلغي الحاجة إلى الصيانة الدورية.

يمكن شراء مولد الرياح باستخدام عاكس مدمج يشحن البطارية ، وكذلك باستخدام جهاز تحكم.

النماذج الأكثر شيوعًا

يمكن صنع المولد الموجود على مغناطيس نيوديميوم على حامل فردي أو مزدوج. بالإضافة إلى مغناطيس النيوديميوم الرئيسي ، يمكن توفير مغناطيس حديدي إضافي في التصميم. يختلف ارتفاع الجناح ، بشكل أساسي من متر إلى ثلاثة أمتار.

النماذج الأكثر قوة لها حامل مزدوج. كما يقومون بتركيب مولدات إضافية على مغناطيس من الفريت ولها أطوال وأقطار مختلفة للجناح.

تصاميم محلية الصنع

بالنظر إلى أنه لا يمكن لأي شخص شراء مولد مغناطيسي نيوديميوم يعمل بالرياح ، فغالبًا ما يقررون بناء هيكل بأيديهم. ضع في اعتبارك الخيارات المختلفة للأجهزة التي يمكنك صنعها بنفسك بسهولة.

مولد الرياح DIY

بوجود محور دوران عمودي ، عادة ما يكون له من ثلاث إلى ست شفرات. يشتمل التصميم على الجزء الثابت والشفرات (الثابتة والدوارة) والدوار. تؤثر الرياح على الشفرات ودخول التوربينات وخروجها. تستخدم محاور السيارات أحيانًا كدعم. مثل هذا المولد على مغناطيس النيوديميوم صامت ، ويبقى مستقرًا حتى في الرياح القوية. لا يحتاج إلى سارية طويلة. تبدأ الحركة حتى مع رياح ضعيفة للغاية.

ما يمكن أن يكون جهاز مولد ثابت

من المعروف أن القوة الدافعة الكهربائية عبر السلك تتولد عن طريق تغيير المجال المغناطيسي. يتم إنشاء جوهر المولد الثابت عن طريق التحكم الإلكتروني ، وليس ميكانيكيًا. يتحكم المولد في التدفق تلقائيًا ، ويعمل بصدى ويستهلك القليل جدًا من الطاقة. تعمل اهتزازاتها على تحويل التدفقات المغناطيسية للحديد أو قلب الفريت إلى الجوانب. كلما زاد تردد التذبذب ، زادت قوة المولد. يتحقق الإطلاق من خلال نبضة قصيرة المدى للمولد.

كيف تصنع آلة الحركة الدائمة

على مغناطيس النيوديميوم ، هم في الأساس من نفس النوع وفقًا لمبدأ التشغيل. الخيار القياسي هو بالفعل النوع المحوري.

يعتمد على محور من سيارة بأقراص الفرامل. ستصبح هذه القاعدة موثوقة وقوية.

عند اتخاذ قرار باستخدامه ، يجب تفكيك المحور بالكامل والتحقق من وجود مواد تشحيم كافية هناك ، وإذا لزم الأمر ، قم بتنظيف الصدأ. بعد ذلك ، سيتم رسم الجهاز النهائي بشكل مبهج ، وسيكتسب مظهرًا "منزليًا" جيد الإعداد.

في جهاز أحادي الطور ، يجب أن يكون للأقطاب عدد متساوٍ مع عدد المغناطيسات. في المرحلة الثلاثية ، يجب مراعاة نسبة اثنين إلى ثلاثة أو أربعة إلى ثلاثة. يتم وضع المغناطيس بأقطاب متناوبة. يجب أن تكون موجودة بالضبط. للقيام بذلك ، يمكنك رسم قالب على الورق وقصه ونقله بدقة إلى القرص.

من أجل عدم الخلط بين الأعمدة ، يتم عمل العلامات بعلامة. للقيام بذلك ، يتم إحضار المغناطيس من جانب واحد: الجانب الذي يجذب يُشار إليه بعلامة "+" ، والجانب الذي ينفر - "-". يجب أن يجذب المغناطيس ، أي أن تلك الموجودة مقابل بعضها البعض يجب أن يكون لها أقطاب مختلفة.

عادة ما يتم استخدام الصمغ الفائق أو ما شابه ، وبعد سكب الملصق بمزيد من الإيبوكسي لزيادة القوة ، يكون قد صنع مسبقًا "حدودًا" حتى لا يتسرب منه.

ثلاث أو مرحلة واحدة

عادة ما يتم تصنيع مولد مغناطيسي نيوديميوم للعمل مع الاهتزاز تحت الحمل ، لأنه لن يوفر ناتجًا تيارًا ثابتًا ، مما ينتج عنه سعة مفاجئة.

من ناحية أخرى ، مع نظام ثلاثي الطور ، فإن الطاقة الثابتة مضمونة في جميع الأوقات بسبب تعويض الطور. لذلك ، لن يحدث أي اهتزاز ، لا يوجد صوت طنين. وستكون كفاءة العمل أعلى بنسبة خمسين بالمائة من المرحلة الواحدة.

لفائف وتجميعها

يتم حساب المولد على مغناطيس النيوديميوم بشكل أساسي بالعين. لكن من الأفضل بالطبع تحقيق الدقة. على سبيل المثال ، بالنسبة للجهاز منخفض السرعة ، حيث يبدأ شحن البطارية في العمل بمعدل 100-150 دورة في الدقيقة ، يلزم 1000 إلى 1200 دورة. العدد الإجمالي مقسوم على عدد الملفات. ستكون هناك حاجة إلى العديد من الأدوار في كل منها. يتم لف الملفات بأثخن سلك ممكن ، لأنه مع مقاومة أقل ، سيكون التيار أكبر (مع وجود جهد كبير ، ستأخذ المقاومة كل التيار).

عادة ما يستخدمون تلك المستديرة ، لكن من الأفضل لف لفائف ذات شكل ممدود. يجب أن يكون الثقب الداخلي مساويًا لقطر المغناطيس أو أكبر منه. بالإضافة إلى ذلك ، سيكون المغناطيس الأمثل على شكل مستطيل ، وليس غسالة ، لأن الأول يحتوي على مجال مغناطيسي ممتد بطول الطول ، بينما يكون المجال الأخير مركّزًا في المركز.

سمك الجزء الثابت يساوي سمك المغناطيس. للشكل يمكنك استخدام الخشب الرقائقي. يتم وضع الألياف الزجاجية في قاعها وفوق الملفات من أجل القوة. ترتبط الملفات ببعضها البعض ، ويتم إخراج كل مرحلة لتوصيلها بعد ذلك بواسطة مثلث أو نجمة.

يبقى أن نصنع صاريًا وأساسًا موثوقًا به.

بالطبع ، هذه ليست آلة حركة دائمة على مغناطيس النيوديميوم. ومع ذلك ، سيتم توفير وفورات عند استخدام مولد الرياح.