नियोडिमियम मैग्नेट पर जनरेटर। नियोडिमियम मैग्नेट पर सतत गति मशीन। स्थायी चुंबक जनरेटर

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भाग 1। 200 आरपीएम पर लगभग 35 डब्ल्यू की शक्ति और 400 आरपीएम पर लगभग 160 डब्ल्यू के साथ एक क्लासिक कम गति वाले स्थायी चुंबक जनरेटर के निर्माण पर विस्तार से विचार किया गया है।

1 परिचय

यह एक स्थायी चुंबक जनरेटर (पीएमजी) बनाने के लिए एक मैनुअल है जो प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करता है। यह 220V का "औद्योगिक" वोल्टेज उत्पन्न नहीं करता है, लेकिन तीन चरणों में एक कम वैकल्पिक वोल्टेज होता है, जिसे तब सुधारा जाता है और आउटपुट के रूप में आपूर्ति की जाती है एकदिश धारा 12 वी बैटरी चार्ज करने के लिए उपयुक्त पैरामीटर के साथ।

इस तरह के जनरेटर का व्यापक रूप से घर में बने मिनी-हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट, विंडमिल और अन्य डू-इट-योरसेल्फ पावर प्लांट में उपयोग किया जाता है। प्रसिद्ध स्कॉटिश DIYer और कई मैनुअल ह्यूग पिगोट के लेखक की वेबसाइट पर प्रकाशित डॉ। स्मेल हेनास द्वारा विकसित विवरण।

इस स्थायी चुंबक जनरेटर में निम्नलिखित घटक होते हैं:

1. स्टील एक्सल और ट्रूनियन (शाफ्ट और स्पाइन)
2. तार के कॉइल युक्त स्टेटर (स्टेटर)
3. दो चुंबकीय रोटर (चुंबक रोटर)
4. शुद्ध करनेवाला

स्टेटर में एपॉक्सी राल से भरे तांबे के तार के छह कॉइल होते हैं। स्टेटर आवास ट्रूनियन के साथ तय किया गया है और घूमता नहीं है। कॉइल से तार एक रेक्टिफायर से जुड़े होते हैं जो 12V बैटरी को चार्ज करने के लिए डायरेक्ट करंट पैदा करता है। रेक्टीफायर से जुड़ा हुआ है एल्यूमीनियम रेडिएटरताकि ज़्यादा गरम न हो।

चुंबकीय रोटार धुरी पर घूमते हुए एक समग्र संरचना पर तय होते हैं। पिछला रोटर स्टेटर के पीछे स्थापित होता है और इसके द्वारा बंद होता है। सामने का रोटर बाहर की तरफ होता है और स्टेटर के केंद्र छेद के माध्यम से चलने वाले लंबे प्रवक्ता द्वारा पीछे के रोटर से जुड़ा होता है। पवनचक्की के साथ एक स्थायी चुंबक जनरेटर का उपयोग करने के मामले में, पवनचक्की के ब्लेड एक ही प्रवक्ता पर लगाए जाएंगे। वे रोटर्स को घुमाएंगे, और इस प्रकार चुम्बकों को कॉइल्स के साथ ले जाएंगे। रोटर्स का वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र कॉइल में करंट उत्पन्न करता है।

यह स्थायी चुंबक जनरेटर एक छोटी पवन टरबाइन के साथ उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है। पवन जनरेटर को स्वयं बनाने के लिए, आपको निम्नलिखित नोड्स की आवश्यकता होगी:

मस्तूल: केबल के साथ तय की गई स्टील ट्यूब (टॉवर)
"रोटेटिंग हेड", जो मस्तूल के शीर्ष पर लगा होता है
पूंछ, पवनचक्की को हवा में घुमाने के लिए (पूंछ)
ब्लेड का सेट (ब्लेड)

स्थायी चुंबक जनरेटर कम गति से काम करता है। नीचे दिया गया ग्राफ़ 12V बैटरी चार्ज करते समय जनरेटर की शक्ति दिखाता है। 420 आरपीएम पर यह 180 वाट = 15A x 12V का उत्पादन करता है

उच्च गति पर, जनरेटर अधिक शक्ति पैदा करता है। लेकिन अधिक करंट कॉइल और दक्षता को गर्म करता है। पड़ता है। उच्च गति के लिए अल्टरनेटर का उपयोग करने के लिए, कॉइल को एक अलग तार से लपेटना बेहतर होता है, मोटा होता है और कॉइल में कम घुमाव बनाता है। लेकिन साथ ही, कम गति पर जनरेटर खराब काम करेगा।

उच्च और निम्न गति पर इस जनरेटर का उपयोग करने के लिए, आप कॉइल्स को जोड़ने के तरीके को बदल सकते हैं: स्टार से त्रिकोण पर स्विच करें और इसके विपरीत।

ग्राफ विभिन्न प्रकार के कनेक्शन के लिए गति पर आउटपुट पावर की निर्भरता को दर्शाता है। "स्टार" कम गति (170 आरपीएम) पर काम करना शुरू कर देता है। "त्रिकोण" अधिक शक्ति पैदा करता है, लेकिन केवल उच्च गति पर। एक छोटी हवा के साथ एक तारा अच्छा होता है, एक बड़े के साथ एक त्रिकोण।

यदि आप स्थायी चुंबक जनरेटर का आकार बढ़ाते हैं, तो उसी गति से यह अधिक शक्ति उत्पन्न कर सकता है।

ध्यान

एक स्थायी चुंबक जनरेटर का निर्माण करते समय, चुम्बकों के बन्धन पर विशेष ध्यान दें - किसी भी परिस्थिति में उन्हें सीट से अलग नहीं किया जाना चाहिए! झूलने वाला चुंबक स्टेटर हाउसिंग को तोड़ना शुरू कर देता है और जनरेटर को अपरिवर्तनीय रूप से नुकसान पहुंचाता है।

रोटर कास्टिंग के लिए निर्देशों का कड़ाई से पालन करें - किसी भी तरह से अपने आप को केवल स्टील डिस्क पर मैग्नेट चिपकाने तक सीमित न रखें।
संयोजन करते समय, रोटर को हथौड़े से न मारें
रोटर्स और स्टेटर के बीच कम से कम 1 मिमी की दूरी छोड़ दें (भारी शुल्क अनुप्रयोगों के लिए बड़ी निकासी)
800 आरपीएम से ऊपर की गति पर स्थायी चुंबक जनरेटर का संचालन न करें। (जब पवनचक्की इस गति से मुड़ती है, तो उसमें जाइरोस्कोपिक बल उत्पन्न होते हैं, जो धुरों को मोड़ सकते हैं और चुम्बकों को रोटर को छूने का कारण बन सकते हैं)
ब्लेड को सीधे बाहरी रोटर से न जोड़ें, केवल स्पोक्स से संलग्न करें।
ब्लेड को स्पोक्स से जोड़ते समय, जनरेटर को पकड़ें ताकि रोटेशन की धुरी लंबवत हो, कभी क्षैतिज न हो।

रोटर, बियरिंग असेंबली, एक्सल के साथ प्रोफाइल

• फ़्लोरबोर्ड और लकड़ी का गोंद


• सैंडपेपर, वैक्स पॉलिशिंग (यदि कोई हो - पॉलीयुरेथेन वार्निश + इसे हटाने के लिए तरल)


• इनकी सफाई के लिए पेंट ब्रश, स्पंज


• टूलींग और मोल्ड्स के लिए प्लाईवुड 13 मिमी


• वाइन्डर के लिए स्टील रॉड या ट्यूब


• मोटी धातु की चादर के टुकड़े

औजार

• चश्मा, मुखौटा, दस्ताने


• वाइस के साथ वर्कबेंच


• वेल्डिंग मशीन


• कोना चक्की


• हैकसॉ, हथौड़ा, पंच, छेनी


• टेप उपाय, कम्पास, प्रोट्रैक्टर


• रिंच: प्रत्येक प्रकार के 8, 10, 13, 17, 19 मिमी, 2


• मैग्नेटिक रोटर में छेद के लिए नॉब और टैप M10


• तांबे के तार चुंबक स्थिति के लिए


• ऊर्ध्वाधर ड्रिलिंग मशीन


• ड्रिल 6, 8, 10, 12 मिमी


• 25 मिमी, 65 मिमी छेद बनाने के लिए ड्रिल बिट


• लकड़ी का खराद


• खराद कटर


• लकड़ी के लिए आरा


• एपॉक्सी वजन के लिए तराजू। उत्प्रेरक स्प्रेयर, प्लास्टिक ट्रे, कैंची


• सोल्डरिंग आयरन, फ्लक्स के साथ सोल्डर, वायर कटर, तेज चाकू

यह खंड कास्टिंग के लिए विशेष उपकरणों (हेराफेरी) और मोल्ड्स के निर्माण का वर्णन करता है। ऐसे उपकरणों के निर्माण के कई तरीके हैं, उनमें से एक का वर्णन यहां किया गया है। स्थायी चुंबक जनरेटर के लिए कास्टिंग मोल्ड और टूलींग का पुन: उपयोग किया जा सकता है।

3.1 वाइन्डर

जनरेटर स्टेटर में तांबे के तार के 100 घुमावों के 6 कॉइल होते हैं।

कॉइल को प्लाइवुड टेम्प्लेट पर लपेटकर बनाया जाता है। टेम्प्लेट को प्लाईवुड गालों के बीच, हैंडल के अंत में लगाया जाता है।

कलम बनाना

स्टील प्लेट 60x30x6 मिमी (दे या ले) का एक टुकड़ा काट लें और नीचे दिखाए गए अनुसार हैंडल के अंत में इसे सुरक्षित रूप से (या वेल्ड) संलग्न करें।
हम एक दूसरे से 40 मिमी की दूरी पर 6 मिमी के व्यास के साथ 2 छेद ड्रिल करते हैं

नीचे दिखाए अनुसार 13 मिमी प्लाईवुड के 3 टुकड़े काटें।

टेम्पलेट 50 x 50 मिमी मापता है और 13 मिमी मोटा होता है। किनारे गोल हैं। दो गाल - 125 x 125 मिमी, ऊपर और नीचे 20 मिमी गहरे कटआउट के साथ। घुमावदार होने के बाद विद्युत टेप के साथ कॉइल को ठीक करने के लिए कटआउट की आवश्यकता होती है।

हम नीचे दिखाए गए अनुसार सभी भागों को इकट्ठा करते हैं और 40 मिमी की दूरी पर बोल्ट, व्यास 6 मिमी के छेद के माध्यम से ड्रिल करते हैं। वर्टिकल ड्रिलिंग मशीन का उपयोग करना सबसे अच्छा है।

स्टील प्लेट में छेद के माध्यम से दो बोल्ट डालें और पूरी संरचना को इकट्ठा करें, गालों के बीच एक टेम्पलेट। विंग नट्स का उपयोग करना सबसे अच्छा है।

बढ़ते छेद टेम्पलेट।

चुंबकीय रोटार एक असर हब पर लगे होते हैं। विधानसभा में छेद के साथ एक निकला हुआ किनारा है। उदाहरण के लिए, यह 102 मिमी व्यास वाले सर्कल पर स्थित 4 छेद हो सकता है (अंग्रेजी में एक विशेष शब्द पिच सर्कल व्यास, पीसीडी है)। या आप असर असेंबली के आधार पर अलग-अलग संख्या में छेद डिजाइन कर सकते हैं। आगे हम PCD 102mm को देखते हैं।

PCD टेम्प्लेट का उपयोग रोटर में छेद ड्रिल करने और रोटर को संतुलित करने के लिए भी किया जाएगा। छिद्रों को अत्यधिक सटीकता के साथ चिह्नित और ड्रिल किया जाना चाहिए।

ए) एक 125 x 125 मिमी वर्ग स्टील प्लेट काटें
बी) विकर्ण खींचें और केंद्र को पंच करें
ग) कम्पास को 51 मिमी के दायरे में फैलाएं, एक वृत्त बनाएं
d) वृत्त का व्यास PCD है
ई) सर्कल के चौराहे के 2 बिंदुओं और विकर्णों में से एक को चिह्नित करें
च) कम्पास को 72 मिमी पीछे हटाएं (PCD 102 मिमी के लिए आंकड़ा सही है)। पिछले दो से 72 मिमी की दूरी पर सर्कल पर दो बिंदुओं को चिह्नित करें।
जी) 4 छेद 72 मिमी अलग से ड्रिल करें, पहले एक छोटे व्यास की ड्रिल का उपयोग करें।

पोजिशनिंग मैग्नेट के लिए टेम्प्लेट

ए) प्लाईवुड रिक्त के केंद्र को चिह्नित करें
बी) 50 मिमी, 102 मिमी और 200 मीटर के व्यास के साथ चिह्नित बिंदु 3 हलकों से ड्रा करें
सी) 50 मिमी सर्कल (ऊपर चित्रित) के स्पर्शरेखा के रूप में 2 समानांतर रेखाएँ खींचें
d) पहली जोड़ी को 45 और 90 डिग्री पर समानांतर रेखाओं के 3 और जोड़े बनाएं।
ई) लाइनों का उपयोग करते हुए, मैग्नेट के लिए स्थानों को चिह्नित करें, और टेम्पलेट को भारी रेखा के साथ काट दें (ऊपर चित्र)
च) दो विपरीत चुम्बकों के केंद्रों के बीच एक रेखा खींचिए
छ) स्टील पीसीडी माउंटिंग होल टेम्पलेट को 102 मिमी सर्कल पर रखें, इसे मैग्नेट के केंद्रों के बीच की रेखा के साथ संरेखित करें, और स्टील टेम्पलेट में छेद के माध्यम से छेद ड्रिल करें।

3.3 मोल्ड और टूलींग: कास्टिंग मोल्ड बनाना

आइए रोटर और स्टेटर की ढलाई के लिए सांचे बनाना शुरू करें। इन्हें लकड़ी या एल्यूमीनियम से बनाया जा सकता है। दूसरा तरीका यह है कि मिट्टी से सांचों को तराशा जाए और उन्हें बर्तन की तरह कुम्हार के चाक पर समतल किया जाए। मोल्ड की सतह स्टेटर या रोटर की बाहरी सतह होगी। फिर मोल्ड के अंदर शीसे रेशा आवेषण जोड़े जाएंगे। मोल्ड की सतह यथासंभव चिकनी होनी चाहिए।

प्रपत्र मजबूत होना चाहिए। स्टेटर या रोटर को ठीक करने के बाद आकार से बाहर दस्तक देना आसान नहीं है, एक मैलेट के साथ कुछ हिट की आवश्यकता हो सकती है।

फ़्लोरबोर्ड से कुछ डिस्क काटें (नीचे चित्र), लगभग 500 मिमी व्यास।

एक डिस्क को छोड़कर सभी डिस्कों में, छल्ले प्राप्त करने के लिए 360 मिमी व्यास वाले गोल छेद काटें।

शेष डिस्क पर, 360 मिमी व्यास का एक चक्र बनाएं
डिस्क के केंद्र में 12 मिमी छेद ड्रिल करें
60 मिमी ऊंचा स्टैक बनाने के लिए डिस्क पर रिंगों को गोंद करें। अंदर और गोंद स्मियर करें।
15 मिमी प्लाईवुड से 140 मिमी के व्यास के साथ एक डिस्क काटें, इसके केंद्र में 12 मिमी का छेद ड्रिल करें
दोनों छेदों के माध्यम से एक 12 मिमी बोल्ट डालें और छोटी डिस्क को बड़ी डिस्क के केंद्र में गोंद दें। डिस्क के किनारों के चारों ओर अधिक गोंद फैलाएं

संरचना को किसी अन्य होममेड डिस्क, या लेथ डिस्क, या व्हील से जोड़ें। सामान्य तौर पर, आपको नीचे दी गई आकृति में फेसप्लेट (होल्डर) कहा जाता है।
धारक को घुमाते हुए, उसके केंद्र में एक पेंसिल के साथ एक वृत्त बनाएं।
इस केंद्र में 12 मिमी का छेद ड्रिल करें। ड्रिल को अक्ष के समानांतर सख्ती से होना चाहिए।
12 मिमी बोल्ट के साथ चिपकने वाली डिस्क (बाद में रिक्त के रूप में संदर्भित) को धारक को पेंच करें। अतिरिक्त 4 स्क्रू के साथ सुरक्षित करें।
वर्कपीस रोटेशन की जाँच करें। ऐसा करने के लिए, वर्कपीस के घूमने पर आपको पेंसिल को सतह के पास रखना होगा। यदि पेंसिल निशान छोड़ती है, तो इस जगह पर सतह पर एक उभार होता है। पेंसिल के निशान के खिलाफ वर्कपीस की विपरीत सतह पर धारक और वर्कपीस के बीच शिकंजा को ढीला करें और कागज के टुकड़े डालें। शिकंजा कसें और पुनः प्रयास करें

अब आप वर्कपीस को कटर से प्रोसेस कर सकते हैं।

वर्कपीस के अंदर एक सपाट सतह को काटें।
भीतरी सतह पर 7 डिग्री का चम्फर बनाएं
अंदर का समग्र व्यास 380 मिमी होना चाहिए
फ्लैट भाग व्यास 360 मिमी (नीचे चित्र देखें)
आंतरिक कोने गोल होते हैं, नुकीले नहीं

आंतरिक डिस्क को 130 मिमी के व्यास में पीस लें। कोने भी गोल हैं (नीचे चित्र)

जांचें कि कॉइल स्वतंत्र रूप से अपनी जगह पर फिट बैठता है - यदि नहीं, तो या तो आंतरिक सतह को थोड़ा सा बोर करें, या आंतरिक डिस्क के व्यास को कम करें।
खराद से वर्कपीस निकालें।

मध्य भाग में 4 छेद ड्रिल करें (बाहरी और आंतरिक स्टेटर मोल्ड्स को अलग करने के लिए उन्हें आवश्यक है, आंतरिक मोल्ड को अगले भाग में वर्णित किया गया है)। "स्टॉप" बनाने के लिए छेद के पीछे प्लाईवुड के छोटे-छोटे टुकड़े करें।

370 मिमी के व्यास के साथ डिस्क काटें

प्रत्येक के केंद्र में एक 12 मिमी छेद ड्रिल करें
उन्हें एक ढेर (ऊपर अंजीर) में गोंद करें, 12 मिमी बोल्ट के साथ जकड़ें
स्टैक कम से कम 45 मिमी मोटा होना चाहिए, अधिमानतः 50 मिमी
किनारे पर 20 डिग्री का कटर चलाएं, कोने को काटें ताकि व्यास 368 मिमी से घटकर 325 मिमी हो जाए

जांचें कि बाहरी मोल्ड किनारे के चारों ओर 6 मिमी के अंतर के साथ आंतरिक मोल्ड पर बैठता है। फिर मशीन के अंदर के सांचे को हटा दें।
मोल्ड की बड़ी सतह पर 340 मिमी की दूरी पर दो पंक्तियों को चिह्नित करें।
चैम्फर्स को नीचे दिखाए अनुसार काटें

चामर इन स्थानों में भरने वाली सामग्री के प्रवाह को संभव बनाते हैं और इस तरह स्टेटर अटैचमेंट पॉइंट को मजबूत करते हैं।

जनरेटर को 2 चुंबकीय रोटर्स की आवश्यकता होती है। उन्हें एक कास्टिंग मोल्ड की जरूरत है, लेकिन प्रक्रिया को तेज करने के लिए दो होना बेहतर है।

रोटर के लिए बाहरी आकार (नीचे चित्र) स्टेटर के बाहरी आकार के समान है, लेकिन सरल:

बढ़ते छेद टेम्पलेट (ऊपर चर्चा की गई) का उपयोग करके, बाद में चुंबकीय रोटर्स को माउंट करने के लिए 4 छेद ड्रिल करें।

ढलाई चुंबकीय रोटरफिक्सिंग छेद के समान अंकन के साथ एक आंतरिक कास्टिंग मोल्ड (नीचे चित्र) की भी आवश्यकता होती है।

एक बहुत ही चिकनी सतह प्राप्त करने के लिए सभी रूपों को सैंड किया जाना चाहिए, जिसे मोमयुक्त पॉलीयूरेथेन स्पंज ग्राउट के साथ समाप्त किया जाना चाहिए।

सांचों को पेंट करना आवश्यक नहीं है: गर्म होने पर, पेंट ढलाई की सतह को तोड़ देगा और बर्बाद कर देगा।

3.3.4 स्टेटर टेम्प्लेट

पिन के लिए टेम्पलेट।

स्टेटर में डालते समय, 4 सहायक 8 मिमी पिनों को सील किया जाना चाहिए। ताकि जब युग सूख रहा हो तो वे मुड़ें नहीं, उन्हें एक टेम्पलेट का उपयोग करके जगह में तय किया जाता है जिसे अब हम बनायेंगे। टेम्पलेट लकड़ी के ब्लॉक 380 x 50 x 25 मिमी से बना है। आयामों को ठीक से बनाए रखा जाना चाहिए, अन्यथा पिन बढ़ते पिनों के साथ मेल नहीं खाएंगे।

a) सबसे बड़े किनारे पर बार के केंद्र को चिह्नित करें (नीचे चित्र)
बी) एक कम्पास के साथ 178 मिमी की त्रिज्या के साथ दो चाप बनाएं
ग) प्रत्येक चाप पर 30 मिमी की दूरी पर और किनारे से 10 मिमी की दूरी पर 2 बिंदु चिह्नित करें।
डी) ड्रिल प्रेस के साथ सबसे अच्छा 4 छेद 8 मिमी ड्रिल करें
ई) कास्टिंग पर निशान छोड़ने से बचने के लिए निकास छिद्रों को सावधानी से हटाएं।

कागज टेम्पलेट

स्टेटर के निर्माण के लिए, तथाकथित पाउडर ग्लास मैट (पाउडर बाइंडर के साथ कांच सामग्री) का उपयोग किया जाता है। इसमें से स्टेटर घटकों को काटने के लिए, पेपर टेम्प्लेट बनाएं। उन्हें एक टिप-टिप पेन के साथ परिचालित किया जा सकता है और परिणामी आकृति को ग्लास मैट से काट दिया जा सकता है।

आकार को कागज़ की शीट से लपेटें और किनारों को चिह्नित करें।

जारी रहती है।

आधुनिक परिस्थितियों में, विद्युत उपकरणों को बेहतर बनाने, उनके वजन और समग्र आयामों को कम करने के लिए निरंतर प्रयास किए जा रहे हैं। इन विकल्पों में से एक स्थायी चुंबक जनरेटर है, जो उच्च दक्षता के साथ काफी सरल डिजाइन है। इन तत्वों का मुख्य कार्य एक घूर्णन बनाना है चुंबकीय क्षेत्र.

स्थायी चुम्बकों के प्रकार और गुण

पारंपरिक सामग्रियों से बने स्थायी चुम्बकों को लंबे समय से जाना जाता है। उद्योग में पहली बार एल्युमिनियम, निकल और कोबाल्ट (अलनिको) की एक मिश्र धातु का उपयोग किया जाने लगा। इससे जनरेटर, मोटर और अन्य प्रकार के विद्युत उपकरणों में स्थायी चुम्बकों का उपयोग संभव हो गया। फेराइट मैग्नेट विशेष रूप से व्यापक हैं।

इसके बाद, समैरियम-कोबाल्ट कठोर चुंबकीय सामग्री बनाई गई, जिसकी ऊर्जा का घनत्व उच्च है। इसके बाद दुर्लभ पृथ्वी तत्वों - बोरॉन, लोहा और नियोडिमियम पर आधारित चुम्बकों की खोज की गई। काफी कम लागत पर समैरियम-कोबाल्ट मिश्र धातु की तुलना में उनकी चुंबकीय ऊर्जा का घनत्व बहुत अधिक है। दोनों प्रकार की कृत्रिम सामग्रियां इलेक्ट्रोमैग्नेट्स को सफलतापूर्वक प्रतिस्थापित करती हैं और विशिष्ट क्षेत्रों में उपयोग की जाती हैं। नियोडिमियम तत्व नई पीढ़ी की सामग्रियों में से हैं और इन्हें सबसे किफायती माना जाता है।

उपकरणों के संचालन का सिद्धांत

मुख्य डिजाइन समस्या को टोक़ के महत्वपूर्ण नुकसान के बिना घूर्णन भागों की मूल स्थिति में वापसी माना जाता था। तांबे के कंडक्टर का उपयोग करके इस समस्या को हल किया गया था, जिसके माध्यम से एक विद्युत प्रवाह पारित किया गया था, जिससे आकर्षण उत्पन्न हुआ। जब करंट को बंद कर दिया गया, तो आकर्षण की क्रिया बंद हो गई। इस प्रकार, इस प्रकार के उपकरणों में आवधिक ऑन-ऑफ का उपयोग किया जाता था।

बढ़ा हुआ करंट एक बढ़ा हुआ आकर्षक बल बनाता है, और वह बदले में, कॉपर कंडक्टर से गुजरने वाली करंट की पीढ़ी में शामिल होता है। चक्रीय क्रियाओं के परिणामस्वरूप, उपकरण, यांत्रिक कार्य करने के अलावा, विद्युत प्रवाह उत्पन्न करना शुरू कर देता है, अर्थात एक जनरेटर के कार्यों को करने के लिए।

जनरेटर डिजाइन में स्थायी चुंबक

आधुनिक उपकरणों के डिजाइन में, स्थायी चुम्बकों के अलावा, कुंडल वाले विद्युत चुम्बकों का उपयोग किया जाता है। यह संयुक्त उत्तेजना फ़ंक्शन आपको कम उत्तेजना शक्ति पर आवश्यक वोल्टेज और गति नियंत्रण विशेषताओं को प्राप्त करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, संपूर्ण चुंबकीय प्रणाली का आकार कम हो जाता है, जो विद्युत मशीनों के शास्त्रीय डिजाइनों की तुलना में ऐसे उपकरणों को बहुत सस्ता बनाता है।

इन तत्वों का उपयोग करने वाले उपकरणों की शक्ति केवल कुछ किलोवोल्ट-एम्पीयर हो सकती है। वर्तमान में, स्थायी चुम्बकों को सर्वोत्तम प्रदर्शन के साथ विकसित किया जा रहा है, जिससे शक्ति में क्रमिक वृद्धि होती है। ऐसी तुल्यकालिक मशीनों का उपयोग न केवल जनरेटर के रूप में किया जाता है, बल्कि विभिन्न प्रयोजनों के लिए मोटर के रूप में भी किया जाता है। वे व्यापक रूप से खनन और धातुकर्म उद्योगों, ताप विद्युत संयंत्रों और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किए जाते हैं। यह विभिन्न प्रतिक्रियाशील शक्तियों के साथ तुल्यकालिक मोटरों के संचालन की संभावना के कारण है। वे स्वयं एक निश्चित और स्थिर गति से कार्य करते हैं।

स्टेशन और सबस्टेशन विशेष तुल्यकालिक जनरेटर के साथ मिलकर काम करते हैं, जो मोड में हैं निष्क्रिय चालकेवल प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रदान करें। बदले में, यह अतुल्यकालिक मोटर्स के संचालन को सुनिश्चित करता है।

एक स्थायी चुंबक जनरेटर एक गतिमान रोटर और एक स्थिर स्टेटर के चुंबकीय क्षेत्र के बीच परस्पर क्रिया के सिद्धांत पर काम करता है। इन तत्वों के पूरी तरह से समझ में नहीं आने वाले गुण हमें दूसरे के आविष्कार पर काम करने की अनुमति देते हैं बिजली का सामान, ईंधन मुक्त के निर्माण तक।

वर्तमान आविष्कार इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के क्षेत्र से संबंधित है, अर्थात् ब्रशलेस इलेक्ट्रिक मशीन, विशेष रूप से डीसी जनरेटर, और इसका उपयोग विज्ञान और प्रौद्योगिकी के किसी भी क्षेत्र में किया जा सकता है जिसके लिए स्वायत्त ऊर्जा स्रोतों की आवश्यकता होती है। तकनीकी परिणाम - एक कॉम्पैक्ट उच्च-प्रदर्शन वाले विद्युत जनरेटर का निर्माण, जो अपेक्षाकृत सरल और विश्वसनीय डिजाइन को बनाए रखते हुए, आउटपुट मापदंडों को व्यापक रूप से भिन्न करने की अनुमति देता है। विद्युत प्रवाहपरिचालन स्थितियों के आधार पर। आविष्कार का सार इस तथ्य में निहित है कि स्थायी चुम्बकों के साथ एक ब्रश रहित तुल्यकालिक जनरेटर में एक या एक से अधिक खंड होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में एक परिपत्र चुंबकीय सर्किट के साथ एक रोटर शामिल होता है, जिस पर समान पिच के साथ समान संख्या में स्थायी चुम्बक तय होते हैं। , घोड़े की नाल के आकार के विद्युत चुम्बकों की एक समान संख्या ले जाने वाला एक स्टेटर जो एक दूसरे के विपरीत जोड़े में व्यवस्थित होता है और दो कॉइल विपरीत घुमावों की एक श्रृंखला के साथ होता है, विद्युत प्रवाह को सुधारने के लिए एक उपकरण। स्थायी चुम्बकों को चुंबकीय कोर पर इस तरह से लगाया जाता है कि वे अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ वैकल्पिक ध्रुवता वाले ध्रुवों की दो समानांतर पंक्तियाँ बनाते हैं। विद्युत चुम्बकों को ध्रुवों की उक्त पंक्तियों के पार उन्मुख किया जाता है ताकि प्रत्येक विद्युत चुंबक कुंडली रोटर ध्रुवों की समानांतर पंक्तियों में से एक के ऊपर स्थित हो। एक पंक्ति में ध्रुवों की संख्या, n के बराबर, संबंध को संतुष्ट करती है: n=10+4k, जहाँ k एक पूर्णांक है जो मान 0, 1, 2, 3, आदि लेता है। जनरेटर में विद्युत चुम्बकों की संख्या आमतौर पर संख्या (n-2) से अधिक नहीं होती है। 12 शब्.प. f-ly, 9 बीमार।

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वर्तमान आविष्कार ब्रशलेस इलेक्ट्रिक मशीनों से संबंधित है, विशेष रूप से डीसी जनरेटर में, और इसका उपयोग विज्ञान और प्रौद्योगिकी के किसी भी क्षेत्र में किया जा सकता है जिसके लिए स्वायत्त ऊर्जा स्रोतों की आवश्यकता होती है।

तुल्यकालिक मशीनें प्रत्यावर्ती धाराउत्पादन के क्षेत्र में और विद्युत ऊर्जा की खपत के क्षेत्र में व्यापक वितरण प्राप्त किया। सभी सिंक्रोनस मशीनों में प्रतिवर्तीता का गुण होता है, अर्थात उनमें से प्रत्येक जनरेटर मोड और मोटर मोड दोनों में काम कर सकती है।

एक तुल्यकालिक जनरेटर में एक स्टेटर होता है, आमतौर पर आंतरिक सतह पर अनुदैर्ध्य खांचे के साथ एक खोखला लैमिनेटेड सिलेंडर होता है, जिसमें स्टेटर वाइंडिंग स्थित होता है, और एक रोटर, जो वैकल्पिक ध्रुवता का स्थायी चुम्बक होता है, जो एक शाफ्ट पर स्थित होता है जिसे एक में चलाया जा सकता है। इस तरह से या किसी अन्य। उच्च-शक्ति वाले औद्योगिक जनरेटर में, रोटर पर स्थित एक उत्तेजना वाइंडिंग का उपयोग एक रोमांचक चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करने के लिए किया जाता है। अपेक्षाकृत कम शक्ति के तुल्यकालिक जनरेटर में, रोटर पर स्थित स्थायी चुम्बकों का उपयोग किया जाता है।

एक स्थिर गति पर, जनरेटर द्वारा उत्पन्न EMF वक्र का आकार केवल रोटर और स्टेटर के बीच की खाई में चुंबकीय प्रेरण के वितरण के नियम द्वारा निर्धारित किया जाता है। इसलिए, एक निश्चित आकार के जनरेटर के आउटपुट पर एक वोल्टेज प्राप्त करने के लिए और प्रभावी रूप से यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए, विभिन्न रोटर और स्टेटर ज्यामिति का उपयोग किया जाता है, और स्थायी चुंबकीय ध्रुवों की इष्टतम संख्या और स्टेटर के घुमावों की संख्या वाइंडिंग का चयन किया जाता है (US 5117142, US 5537025, DE 19802784, EP 0926806, WO 02/003527, US 2002153793, US 2004021390, US 2004212273, US 2004155537)। सूचीबद्ध पैरामीटर सार्वभौमिक नहीं हैं, लेकिन परिचालन स्थितियों के आधार पर चुने जाते हैं, जो अक्सर विद्युत जनरेटर की अन्य विशेषताओं में गिरावट की ओर जाता है। इसके अलावा, रोटर या स्टेटर का जटिल आकार जनरेटर के निर्माण और असेंबली को जटिल बनाता है और इसके परिणामस्वरूप उत्पाद की लागत बढ़ जाती है। एक तुल्यकालिक मैग्नेटोइलेक्ट्रिक जनरेटर के रोटर का एक अलग आकार हो सकता है, उदाहरण के लिए, कम शक्ति पर, रोटर आमतौर पर "तारांकन" के रूप में, मध्यम शक्ति पर - पंजे के आकार के ध्रुवों और बेलनाकार स्थायी चुम्बकों के साथ बनाया जाता है। क्लॉ-पोल रोटर पोल अपव्यय के साथ एक जनरेटर प्राप्त करना संभव बनाता है, जो जनरेटर के अचानक शॉर्ट सर्किट की स्थिति में सर्ज करंट को सीमित करता है।

स्थायी चुम्बकों वाले एक जनरेटर में, लोड में परिवर्तन होने पर वोल्टेज को स्थिर करना मुश्किल होता है (क्योंकि कोई चुंबकीय प्रतिक्रिया नहीं होती है, उदाहरण के लिए, उत्तेजना वाइंडिंग वाले जनरेटर में)। आउटपुट वोल्टेज को स्थिर करने और करंट को ठीक करने के लिए, विभिन्न इलेक्ट्रिकल सर्किट का उपयोग किया जाता है (GB 1146033)।

वर्तमान आविष्कार एक कॉम्पैक्ट उच्च दक्षता वाले विद्युत जनरेटर के निर्माण के लिए निर्देशित है, जो अपेक्षाकृत सरल और विश्वसनीय डिजाइन को बनाए रखते हुए, परिचालन स्थितियों के आधार पर विद्युत प्रवाह के आउटपुट मापदंडों को व्यापक रूप से भिन्न करने की अनुमति देता है।

वर्तमान आविष्कार के अनुसार बनाया गया विद्युत जनरेटर एक ब्रश रहित स्थायी चुंबक तुल्यकालिक जनरेटर है। इसमें एक या एक से अधिक खंड होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में शामिल हैं:

एक गोलाकार चुंबकीय सर्किट वाला एक रोटर, जिस पर समान पिच के साथ समान संख्या में स्थायी चुम्बक लगे होते हैं,

घोड़े की नाल के आकार (यू-आकार) विद्युत चुम्बकों की एक समान संख्या को ले जाने वाला एक स्टेटर एक दूसरे के विपरीत जोड़े में व्यवस्थित होता है और क्रमिक रूप से विपरीत घुमावदार दिशा के साथ दो कॉइल होते हैं,

विद्युत प्रवाह को ठीक करने के लिए एक उपकरण।

स्थायी चुम्बकों को चुंबकीय कोर पर इस तरह से लगाया जाता है कि वे अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ वैकल्पिक ध्रुवता वाले ध्रुवों की दो समानांतर पंक्तियाँ बनाते हैं। विद्युत चुम्बकों को ध्रुवों की उक्त पंक्तियों के पार उन्मुख किया जाता है ताकि प्रत्येक विद्युत चुंबक कुंडली रोटर ध्रुवों की समानांतर पंक्तियों में से एक के ऊपर स्थित हो। एक पंक्ति में ध्रुवों की संख्या, n के बराबर, संबंध को संतुष्ट करती है: n=10+4k, जहाँ k एक पूर्णांक है जो मान 0, 1, 2, 3, आदि लेता है। जनरेटर में विद्युत चुम्बकों की संख्या आमतौर पर संख्या n-2 से अधिक नहीं होती है।

करंट को ठीक करने के लिए डिवाइस आमतौर पर डायोड पर बने मानक रेक्टिफायर सर्किट में से एक है: मिडपॉइंट या ब्रिज के साथ फुल-वेव, प्रत्येक इलेक्ट्रोमैग्नेट की वाइंडिंग से जुड़ा होता है। यदि आवश्यक हो, तो एक अलग सुधार सर्किट का भी उपयोग किया जा सकता है।

विद्युत जनरेटर के संचालन की विशेषताओं के आधार पर, रोटर को स्टेटर के बाहर और स्टेटर के अंदर दोनों जगह स्थित किया जा सकता है।

वर्तमान आविष्कार के अनुसार बनाए गए विद्युत जनरेटर में कई समान खंड शामिल हो सकते हैं। ऐसे वर्गों की संख्या यांत्रिक ऊर्जा स्रोत (ड्राइव मोटर) की शक्ति और जनरेटर के आवश्यक मापदंडों पर निर्भर करती है। अधिमानतः, अनुभाग एक दूसरे के साथ चरण से बाहर हैं। यह प्राप्त किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, प्रारंभिक रूप से रोटर को आसन्न वर्गों में 0° से 360°/n तक के कोण α द्वारा स्थानांतरित करके; या एक दूसरे के सापेक्ष आसन्न वर्गों में स्टेटर इलेक्ट्रोमैग्नेट्स की कोणीय शिफ्ट। अधिमानतः, जनरेटर में वोल्टेज नियामक इकाई भी शामिल है।

आविष्कार का सार निम्नलिखित रेखाचित्रों द्वारा चित्रित किया गया है:

चित्रा 1 (ए) और (बी) वर्तमान आविष्कार के अनुसार बनाए गए विद्युत जनरेटर का आरेख दिखाता है, जिसमें रोटर स्टेटर के अंदर स्थित होता है;

चित्रा 2 जनरेटर के एक खंड की छवि दिखाता है;

चित्र 3 प्रिंसिपल को दिखाता है सर्किट आरेखएक पूर्ण-तरंग मध्य-बिंदु सुधार सर्किट वाला एक विद्युत जनरेटर;

चित्रा 4 एक पुल सुधार सर्किट के साथ एक विद्युत जनरेटर का एक सर्किट आरेख दिखाता है;

अंजीर। 5 एक अन्य सुधार पुल सर्किट के साथ एक विद्युत जनरेटर का एक योजनाबद्ध आरेख है;

अंजीर। 6 एक अन्य रेक्टीफायर ब्रिज सर्किट के साथ एक इलेक्ट्रिक जेनरेटर का एक योजनाबद्ध आरेख है;

अंजीर। 7 एक अन्य सुधार पुल सर्किट के साथ एक विद्युत जनरेटर का एक योजनाबद्ध आरेख है;

Fig.8 बाहरी रोटर के साथ एक विद्युत जनरेटर का आरेख दिखाता है;

चित्र 9 एक बहु-अनुभागीय जनरेटर की एक छवि है जिसे वर्तमान आविष्कार के अनुसार बनाया गया है।

चित्रा 1 (ए) और (बी) वर्तमान आविष्कार के अनुसार बनाए गए जनरेटर को दिखाता है, जिसमें आवास 1 शामिल है; रोटर 2 एक गोलाकार चुंबकीय सर्किट 3 के साथ, जिस पर समान पिच के साथ स्थायी चुंबक 4 की संख्या भी तय की जाती है; एक स्टेटर 5 एक समान संख्या में घोड़े की नाल के आकार के विद्युत चुम्बकों 6 को एक दूसरे के विपरीत जोड़े में व्यवस्थित करता है, और वर्तमान को सुधारने के लिए एक साधन (दिखाया नहीं गया)।

जनरेटर का शरीर 1 आमतौर पर एक एल्यूमीनियम मिश्र धातु या कच्चा लोहा, या वेल्डेड बनाया जाता है। इसकी स्थापना के स्थान पर विद्युत जनरेटर की स्थापना पंजे 7 या निकला हुआ किनारा के माध्यम से की जाती है। स्टेटर 5 में एक बेलनाकार आंतरिक सतह होती है, जिस पर समान पिच के समान विद्युत चुम्बक 6 लगे होते हैं। इस मामले में, दस। इनमें से प्रत्येक इलेक्ट्रोमैग्नेट्स में दो कॉइल 8 हैं, जो विपरीत दिशा में श्रृंखला में वाइंडिंग के साथ यू-आकार के कोर 9 पर स्थित हैं। कोर पैकेज 9 को कटा हुआ विद्युत स्टील प्लेटों से गोंद या रिवेट के साथ इकट्ठा किया जाता है। रेक्टीफायर सर्किट (दिखाया नहीं गया) में से एक के माध्यम से इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के घुमावों के निष्कर्ष जेनरेटर के आउटपुट से जुड़े हुए हैं।

रोटर 3 को स्टेटर से हवा के अंतराल से अलग किया जाता है और स्थायी चुंबक 4 की एक समान संख्या को इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि ध्रुवों की दो समानांतर पंक्तियाँ बनती हैं, जो जनरेटर अक्ष से समान होती हैं और अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दिशाओं में ध्रुवीयता में वैकल्पिक होती हैं। (चित्र 2)। एक पंक्ति में ध्रुवों की संख्या संबंध को संतुष्ट करती है: n=10+4k, जहां k एक पूर्णांक है जो मान 0, 1, 2, 3, आदि लेता है। इस मामले में (चित्र 1) n=14 (k=1) और, तदनुसार, स्थायी चुंबकीय ध्रुवों की कुल संख्या 28 है। जब जनरेटर घूमता है, तो प्रत्येक विद्युत चुंबक कुंडली वैकल्पिक ध्रुवों की संगत पंक्ति के ऊपर से गुजरती है। जनरेटर के संचालन के दौरान नुकसान को कम करने और हवा के अंतराल में चुंबकीय क्षेत्र की एकरूपता (जहाँ तक संभव हो) प्राप्त करने के लिए स्थायी मैग्नेट और इलेक्ट्रोमैग्नेट कोर को आकार दिया जाता है।

विद्युत जनरेटर के संचालन का सिद्धांत, वर्तमान आविष्कार के अनुसार बनाया गया है, पारंपरिक तुल्यकालिक जनरेटर के संचालन के सिद्धांत के समान है। रोटर शाफ्ट यांत्रिक रूप से ड्राइव मोटर (यांत्रिक ऊर्जा स्रोत) से जुड़ा होता है। ड्राइव मोटर के टॉर्क की कार्रवाई के तहत, जनरेटर रोटर एक निश्चित आवृत्ति पर घूमता है। इसी समय, घटना के अनुसार, विद्युत चुम्बकों के कॉइल की घुमावदार में इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शनईएमएफ प्रेरित है। चूंकि एक व्यक्तिगत इलेक्ट्रोमैग्नेट के कॉइल में एक अलग घुमावदार दिशा होती है और किसी भी समय विभिन्न चुंबकीय ध्रुवों की कार्रवाई के क्षेत्र में होती है, प्रत्येक वाइंडिंग में प्रेरित ईएमएफ जोड़ा जाता है।

रोटर के रोटेशन के दौरान, स्थायी चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र एक निश्चित आवृत्ति के साथ घूमता है, इसलिए विद्युत चुम्बकों की प्रत्येक वाइंडिंग वैकल्पिक रूप से उत्तरी (एन) चुंबकीय ध्रुव के क्षेत्र में होती है, फिर क्षेत्र में दक्षिण (एस) चुंबकीय ध्रुव। इस मामले में, विद्युत चुम्बकों की वाइंडिंग्स में ईएमएफ की दिशा में बदलाव के साथ ध्रुवों का परिवर्तन होता है।

प्रत्येक इलेक्ट्रोमैग्नेट की वाइंडिंग एक करंट रेक्टिफायर से जुड़ी होती है, जो आमतौर पर डायोड से बने मानक रेक्टिफायर सर्किट में से एक होता है: मिडपॉइंट या ब्रिज सर्किट में से एक के साथ फुल-वेव।

चित्र 3 विद्युत चुम्बकों के तीन जोड़े 10 के साथ एक विद्युत जनरेटर के लिए एक मध्यबिंदु के साथ एक पूर्ण-तरंग दिष्टकारी का परिपथ आरेख दिखाता है। चित्र 3 में, विद्युत चुम्बकों को I से VI तक क्रमांकित किया गया है। प्रत्येक इलेक्ट्रोमैग्नेट की वाइंडिंग के आउटपुट में से एक और विपरीत इलेक्ट्रोमैग्नेट की वाइंडिंग के विपरीत आउटपुट जनरेटर के एक आउटपुट 12 से जुड़े होते हैं; नामित इलेक्ट्रोमैग्नेट के वाइंडिंग के अन्य निष्कर्ष डायोड 11 के माध्यम से जनरेटर के दूसरे आउटपुट 13 से जुड़े हैं (डायोड को शामिल करने के साथ, आउटपुट 12 नकारात्मक होगा, और आउटपुट 13 सकारात्मक होगा)। यही है, अगर इलेक्ट्रोमैग्नेट I के लिए वाइंडिंग की शुरुआत (B) नेगेटिव बस से जुड़ी है, तो विपरीत इलेक्ट्रोमैग्नेट IV के लिए, वाइंडिंग का अंत (E) नेगेटिव बस से जुड़ा है। अन्य इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के लिए भी यही सच है।

आंकड़े 4-7 विभिन्न सुधार पुल सर्किट दिखाते हैं। प्रत्येक इलेक्ट्रोमैग्नेट से करंट को ठीक करने वाले ब्रिज का कनेक्शन समानांतर, श्रृंखला या मिश्रित हो सकता है। सामान्य तौर पर, जनरेटर के आउटपुट करंट और संभावित विशेषताओं को पुनर्वितरित करने के लिए विभिन्न सर्किट का उपयोग किया जाता है। ऑपरेटिंग मोड के आधार पर एक ही विद्युत जनरेटर में एक या दूसरा सुधार सर्किट हो सकता है। अधिमानतः, जनरेटर में एक अतिरिक्त स्विच होता है जो आपको ऑपरेशन के वांछित मोड (पुल कनेक्शन योजना) का चयन करने की अनुमति देता है।

चित्रा 4 पुल सुधार सर्किट में से एक के साथ एक विद्युत जनरेटर का एक सर्किट आरेख दिखाता है। प्रत्येक इलेक्ट्रोमैग्नेट I-VI एक अलग पुल 15 से जुड़ा है, जो बदले में समानांतर में जुड़े हुए हैं। सामान्य टायर क्रमशः जनरेटर के नकारात्मक आउटपुट 12 या सकारात्मक 13 से जुड़े होते हैं।

चित्रा 5 सभी पुलों के सीरियल कनेक्शन के साथ एक विद्युत सर्किट दिखाता है।

चित्रा 6 एक मिश्रित कनेक्शन के साथ एक विद्युत सर्किट दिखाता है। विद्युत चुम्बकों से विद्युत धारा को सुधारने वाले पुल: I और II; तृतीय और चतुर्थ; V और VI श्रृंखला में जोड़े में जुड़े हुए हैं। और जोड़े, बदले में, सामान्य बसों के माध्यम से समानांतर में जुड़े हुए हैं।

चित्रा 7 एक विद्युत जनरेटर का एक सर्किट आरेख दिखाता है, जिसमें एक अलग पुल सटीक रूप से विरोध वाले विद्युत चुम्बकों की एक जोड़ी से वर्तमान को सुधारता है। बिल्कुल विपरीत विद्युत चुम्बकों की प्रत्येक जोड़ी के लिए, समान टर्मिनल (इस मामले में "बी") विद्युत रूप से एक दूसरे से जुड़े होते हैं, और शेष टर्मिनल एक सुधारक पुल 15 से जुड़े होते हैं। पुलों की कुल संख्या मी/2 है। आपस में, पुलों को समानांतर और/या श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है। चित्रा 7 पुलों का समानांतर कनेक्शन दिखाता है।

विद्युत जनरेटर के संचालन की विशेषताओं के आधार पर, रोटर को स्टेटर के बाहर और स्टेटर के अंदर दोनों जगह स्थित किया जा सकता है। चित्र 8 बाहरी रोटर (10 विद्युत चुम्बक; 36=18+18 स्थायी चुम्बक (k=2)) के साथ एक विद्युत जनरेटर का आरेख दिखाता है। ऐसे विद्युत जनरेटर के संचालन का डिजाइन और सिद्धांत ऊपर वर्णित के समान है।

विद्युत जनरेटर, वर्तमान आविष्कार के अनुसार बनाया गया है, इसमें कई खंड ए, बी और सी (चित्र 9) शामिल हो सकते हैं। ऐसे वर्गों की संख्या यांत्रिक ऊर्जा स्रोत (ड्राइव मोटर) की शक्ति और जनरेटर के आवश्यक मापदंडों पर निर्भर करती है। प्रत्येक अनुभाग ऊपर वर्णित डिज़ाइनों में से एक से मेल खाता है। पावर जनरेटर में समान खंड और अनुभाग शामिल हो सकते हैं जो स्थायी चुम्बकों और/या विद्युत चुम्बकों की संख्या या सुधार सर्किट में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।

अधिमानतः, समान खंड एक दूसरे के साथ चरण से बाहर हैं। यह प्राप्त किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, निकटवर्ती वर्गों में रोटर की प्रारंभिक शिफ्ट और एक दूसरे के सापेक्ष आसन्न वर्गों में स्टेटर इलेक्ट्रोमैग्नेट्स की कोणीय शिफ्ट।

कार्यान्वयन के उदाहरण:

उदाहरण 1. वर्तमान आविष्कार के अनुसार, 36 V तक के वोल्टेज वाले विद्युत उपकरणों को बिजली देने के लिए एक विद्युत जनरेटर का निर्माण किया गया था। विद्युत जनरेटर एक घूर्णन बाहरी रोटर के साथ बनाया जाता है, जिस पर 36 स्थायी चुम्बक रखे जाते हैं (प्रत्येक में 18) row, k=2) Fe-Nd मिश्रधातु -AT से बना है। स्टेटर में विद्युत चुम्बकों के 8 जोड़े होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में 0.9 मिमी के व्यास के साथ पीईटीवी तार के 100 मोड़ वाले दो कॉइल होते हैं। स्विचिंग सर्किट एक पुल है, जिसमें समान रूप से विपरीत विद्युत चुम्बकों (चित्र 7) के समान निष्कर्षों का कनेक्शन होता है।

बाहरी व्यास - 167 मिमी;

आउटपुट वोल्टेज - 36 वी;

अधिकतम वर्तमान - 43 ए;

शक्ति - 1.5 किलोवाट।

उदाहरण 2 वर्तमान आविष्कार के अनुसार, शहरी इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बिजली की आपूर्ति (24 वी बैटरी की एक जोड़ी) को रिचार्ज करने के लिए एक इलेक्ट्रिक जनरेटर बनाया गया था। विद्युत जनरेटर एक घूर्णन आंतरिक रोटर के साथ बनाया जाता है, जिस पर Fe-Nd-B मिश्र धातु से बने 28 स्थायी चुम्बक (प्रत्येक पंक्ति में 14, k=1) रखे जाते हैं। स्टेटर में 6 जोड़े इलेक्ट्रोमैग्नेट होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में दो कॉइल होते हैं जिनमें प्रत्येक में 150 मोड़ होते हैं, पीईटीवी तार के साथ 1.0 मिमी के व्यास के साथ लपेटा जाता है। स्विचिंग सर्किट एक मध्य बिंदु (चित्र 3) के साथ पूर्ण-लहर है।

बिजली जनरेटर में निम्नलिखित पैरामीटर हैं:

बाहरी व्यास - 177 मिमी;

आउटपुट वोल्टेज - 31 वी (24 वी बैटरी पैक चार्ज करने के लिए);

अधिकतम वर्तमान - 35A,

अधिकतम शक्ति - 1.1 किलोवाट।

इसके अतिरिक्त, जनरेटर में 29.2 V के लिए एक स्वचालित वोल्टेज नियामक होता है।

दावा करना

1. एक विद्युत जनरेटर जिसमें कम से कम एक गोलाकार खंड होता है, जिसमें एक गोलाकार चुंबकीय सर्किट वाला रोटर होता है, जिस पर समान पिच के साथ समान संख्या में स्थायी चुम्बक तय होते हैं, जो अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ वैकल्पिक ध्रुवता वाले ध्रुवों की दो समानांतर पंक्तियों का निर्माण करते हैं, एक घोड़े की नाल के आकार के इलेक्ट्रोमैग्नेट की एक समान संख्या को ले जाने वाला स्टेटर, एक दूसरे के विपरीत जोड़े में व्यवस्थित, विद्युत प्रवाह को सुधारने के लिए एक उपकरण, जहां प्रत्येक इलेक्ट्रोमैग्नेट में विपरीत घुमावों की एक श्रृंखला के साथ दो कॉइल होते हैं, जबकि इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के प्रत्येक कॉइल स्थित होते हैं रोटर ध्रुवों की समांतर पंक्तियों में से एक के ऊपर और एक पंक्ति में ध्रुवों की संख्या n के बराबर अनुपात को संतुष्ट करती है

n=10+4k, जहाँ k एक पूर्णांक है जो मान 0, 1, 2, 3, आदि लेता है।

2. दावा 1 के अनुसार विद्युत जनरेटर, जिसमें विशेषता है कि स्टेटर इलेक्ट्रोमैग्नेट्स एम की संख्या अनुपात एम एन -2 को संतुष्ट करती है।

3. दावा 1 के अनुसार विद्युत जनरेटर, जिसमें विशेषता है कि विद्युत प्रवाह को ठीक करने के लिए उपकरण में विद्युत चुम्बकों के वाइंडिंग के कम से कम एक आउटपुट से जुड़े डायोड होते हैं।

4. दावा 3 के अनुसार विद्युत जनरेटर, जिसमें विशेषता है कि डायोड एक मध्य-बिंदु के साथ पूर्ण-तरंग सर्किट में जुड़े हुए हैं।

5. दावा 3 के अनुसार विद्युत जनरेटर, जिसमें विशेषता है कि डायोड एक ब्रिज सर्किट में जुड़े हुए हैं।

6. दावा 5 के अनुसार विद्युत जनरेटर, जिसमें विशेषता है कि पुलों की संख्या मी के बराबर है, और वे एक दूसरे से श्रृंखला में, या समानांतर में, या श्रृंखला-समानांतर में जुड़े हुए हैं।

7. दावा 5 के अनुसार विद्युत जनरेटर, जिसमें विशेषता है कि पुलों की संख्या m / 2 के बराबर है और प्रत्येक जोड़ी के समान नाम के आउटपुट में से एक समान रूप से विपरीत विद्युत चुम्बक एक दूसरे से जुड़े हैं, और अन्य जुड़े हुए हैं एक पुल।

8. 1 से 7 तक के दावों में से किसी एक के अनुसार विद्युत जनरेटर, विशेषता है कि रोटर स्टेटर के बाहर स्थित है।

9. 1 से 7 तक के दावों में से किसी एक के अनुसार विद्युत जनरेटर, विशेषता है कि रोटर स्टेटर के अंदर स्थित है।

10. दावा 1 के अनुसार विद्युत जनरेटर, इसकी विशेषता है कि इसमें कम से कम दो समान खंड होते हैं।

11. विद्युत जनरेटर दावा 10 के अनुसार, जिसमें विशेषता है कि कम से कम दो खंड एक दूसरे के सापेक्ष चरण में स्थानांतरित हो जाते हैं।

12. विद्युत जनरेटर दावा 1 के अनुसार, इसमें विशेषता है कि इसमें कम से कम दो खंड होते हैं जो विद्युत चुम्बकों की संख्या में भिन्न होते हैं।

13. दावा 1 के अनुसार विद्युत जनरेटर, इसकी विशेषता यह है कि इसमें अतिरिक्त रूप से एक वोल्टेज नियामक इकाई होती है।

तथ्य यह है कि एक नियोडिमियम चुंबक जनरेटर, जैसे कि पवन जनरेटर, उपयोगी है, अब संदेह में नहीं है। यहां तक ​​​​कि अगर घर में सभी उपकरणों को इस तरह से ऊर्जा प्रदान नहीं की जा सकती है, आखिरकार, लंबे समय तक उपयोग के साथ, यह जीत पक्ष से खुद को दिखाएगा। डिवाइस को अपने हाथों से बनाना ऑपरेशन को और भी किफायती और अधिक मनोरंजक बना देगा।

नियोडिमियम मैग्नेट के लक्षण

लेकिन पहले, आइए जानें कि मैग्नेट क्या हैं। वे बहुत पहले नहीं दिखाई दिए। पिछली सदी के नब्बे के दशक से स्टोर में मैग्नेट खरीदना संभव हो गया है। वे नियोडिमियम, बोरान और लोहे से बने होते हैं। मुख्य तत्व, निश्चित रूप से, नियोडिमियम है। यह लैंथेनाइड समूह की एक धातु है, जिसकी मदद से चुम्बक एक विशाल चिपकने वाला बल प्राप्त करते हैं। यदि आप दो बड़े टुकड़े लेते हैं और उन्हें एक साथ खींचते हैं, तो उन्हें अलग करना लगभग असंभव होगा।

बिक्री पर मूल रूप से, निश्चित रूप से लघु प्रजातियां हैं। किसी भी उपहार की दुकान में आप इस धातु से बनी गेंदों (या अन्य आकृतियों) को पा सकते हैं। कच्चे माल के निष्कर्षण और इसके उत्पादन की तकनीक की जटिलता से नियोडिमियम मैग्नेट की उच्च कीमत को समझाया गया है। यदि 3-5 मिलीमीटर के व्यास वाली एक गेंद की कीमत केवल कुछ रूबल होगी, तो 20 मिलीमीटर या उससे अधिक के व्यास वाले चुंबक के लिए आपको 500 रूबल या उससे अधिक का भुगतान करना होगा।

नियोडिमियम मैग्नेट विशेष भट्टियों में उत्पादित होते हैं, जहां प्रक्रिया ऑक्सीजन तक पहुंच के बिना, निर्वात में या एक अक्रिय गैस वाले वातावरण में होती है। अक्षीय चुम्बकत्व वाले चुम्बक सबसे आम हैं, जिसमें क्षेत्र सदिश को उन तलों में से एक के साथ निर्देशित किया जाता है जहाँ मोटाई मापी जाती है।

नियोडिमियम मैग्नेट की विशेषताएं बहुत मूल्यवान हैं, लेकिन मरम्मत से परे उन्हें आसानी से क्षतिग्रस्त किया जा सकता है। तो, एक मजबूत झटका उन्हें सभी गुणों से वंचित कर सकता है। इसलिए आपको गिरने से बचने की कोशिश करनी चाहिए। पर भी विभिन्न प्रकारतापमान की एक सीमा होती है, जो अस्सी से ढाई सौ डिग्री के बीच होती है। सीमा से ऊपर के तापमान पर चुंबक अपने गुणों को खो देता है।

उचित और सावधानीपूर्वक उपयोग तीस साल या उससे अधिक समय तक गुणवत्ता बनाए रखने की कुंजी है। प्राकृतिक विमुद्रीकरण प्रति वर्ष केवल एक प्रतिशत है।

नियोडिमियम मैग्नेट का अनुप्रयोग

वे अक्सर भौतिकी और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के क्षेत्र में प्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं। लेकिन व्यवहार में, इन चुम्बकों ने पहले ही व्यापक आवेदन प्राप्त कर लिया है, उदाहरण के लिए, उद्योग में। अक्सर उन्हें स्मृति चिन्ह की रचना में पाया जा सकता है।

भूमिगत धातु की वस्तुओं की खोज करते समय उच्च स्तर की पकड़ उन्हें बहुत उपयोगी बनाती है। इसलिए, कई खोज इंजन युद्ध के समय से बचे हुए उपकरणों को खोजने के लिए नियोडिमियम मैग्नेट का उपयोग करने वाले उपकरणों का उपयोग करते हैं।

यदि पुराने ध्वनिक स्पीकर मुश्किल से काम करते हैं, तो कभी-कभी यह फेराइट मैग्नेट के लिए नियोडिमियम मैग्नेट संलग्न करने के लायक है, और उपकरण फिर से बहुत अच्छा लगेगा।

तो आप इंजन या जनरेटर पर पुराने मैग्नेट को बदलने की कोशिश कर सकते हैं। तब संभावना है कि तकनीक बहुत बेहतर काम करेगी। खपत भी कम होगी।

मैनकाइंड लंबे समय से नियोडिमियम मैग्नेट की तलाश कर रहा है, जैसा कि कुछ का मानना ​​​​है कि तकनीक वास्तविक आकार ले सकती है।

रेडी-मेड वर्टिकल ओरिएंटेड विंड जनरेटर

विशेष रूप से हाल के वर्षों में पवन टर्बाइनों में नए सिरे से दिलचस्पी दिखाई गई है। नए मॉडल हैं जो अधिक सुविधाजनक और व्यावहारिक हैं।

कुछ समय पहले तक, मुख्य रूप से तीन ब्लेड वाली क्षैतिज पवन टर्बाइनों का उपयोग किया जाता था। और पवन पहिया के बीयरिंगों पर भारी भार के कारण ऊर्ध्वाधर दृश्य नहीं फैले, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा को अवशोषित करते हुए घर्षण में वृद्धि हुई।

लेकिन चुंबकीय उत्तोलन के सिद्धांतों के उपयोग के लिए धन्यवाद, एक स्पष्ट मुक्त जड़त्वीय घुमाव के साथ, नियोडिमियम मैग्नेट पर पवन जनरेटर का सटीक रूप से उन्मुख उपयोग किया जाने लगा। वर्तमान समय में यह क्षैतिज से अधिक प्रभावी सिद्ध हुआ है।

चुंबकीय उत्तोलन के सिद्धांत के लिए आसान शुरुआत हासिल की जाती है। और मल्टी-पोल के लिए धन्यवाद, जो रेटेड वोल्टेज को कम गति पर देता है, गियरबॉक्स को पूरी तरह से छोड़ना संभव है।

कुछ डिवाइस तब काम करना शुरू करने में सक्षम होते हैं जब हवा की गति केवल डेढ़ सेंटीमीटर प्रति सेकंड होती है, और जब यह केवल तीन या चार मीटर प्रति सेकंड तक पहुंचती है, तो यह पहले से ही डिवाइस की उत्पन्न शक्ति के बराबर हो सकती है।

आवेदन क्षेत्र

इस प्रकार, पवन जनरेटर, इसकी शक्ति के आधार पर, विभिन्न संरचनाओं को ऊर्जा प्रदान करने में सक्षम है।

शहर के अपार्टमेंट।

निजी घर, दचा, दुकानें, कार वॉश।

किंडरगार्टन, अस्पताल, बंदरगाह और अन्य शहर संस्थान।

लाभ

उपकरणों को तैयार रूप में खरीदा जाता है या स्वतंत्र रूप से बनाया जाता है। एक पवन जनरेटर खरीदा है, यह केवल इसे स्थापित करने के लिए बनी हुई है। सभी समायोजन और संरेखण पहले ही पूरे हो चुके हैं, विभिन्न जलवायु परिस्थितियों में परीक्षण किए गए हैं।

नियोडिमियम मैग्नेट, जो गियरबॉक्स और बियरिंग्स के बजाय उपयोग किए जाते हैं, आपको निम्नलिखित परिणाम प्राप्त करने की अनुमति देते हैं:

घर्षण कम हो जाता है, और सभी भागों का सेवा जीवन बढ़ जाता है;

ऑपरेशन के दौरान डिवाइस का कंपन और शोर गायब हो जाता है;

लागत कम हो जाती है;

बिजली बचाता है;

नियमित रखरखाव की आवश्यकता को समाप्त करता है।

पवन जनरेटर को एक अंतर्निर्मित इन्वर्टर के साथ खरीदा जा सकता है जो बैटरी को चार्ज करता है, साथ ही एक नियंत्रक के साथ भी।

सबसे आम मॉडल

नियोडिमियम मैग्नेट पर जनरेटर को सिंगल या डबल माउंट पर बनाया जा सकता है। डिजाइन में मुख्य नियोडिमियम मैग्नेट के अलावा, अतिरिक्त फेराइट मैग्नेट प्रदान किए जा सकते हैं। पंख की ऊंचाई अलग-अलग बनाई जाती है, मुख्य रूप से एक से तीन मीटर तक।

अधिक शक्तिशाली मॉडल में डबल माउंट होता है। वे फेराइट मैग्नेट पर अतिरिक्त जनरेटर भी स्थापित करते हैं और अलग-अलग पंखों की ऊंचाई और व्यास होते हैं।

घर का बना डिजाइन

यह देखते हुए कि हर कोई पवन-संचालित नियोडिमियम चुंबक जनरेटर खरीदने का जोखिम नहीं उठा सकता है, वे अक्सर अपने हाथों से एक संरचना बनाने का निर्णय लेते हैं। उपकरणों के लिए विभिन्न विकल्पों पर विचार करें जिन्हें आप आसानी से स्वयं बना सकते हैं।

DIY पवन जनरेटर

रोटेशन की एक ऊर्ध्वाधर धुरी होने के कारण, इसमें आमतौर पर तीन से छह ब्लेड होते हैं। डिजाइन में एक स्टेटर, ब्लेड (फिक्स्ड और रोटेटिंग) और एक रोटर शामिल है। हवा ब्लेड, टर्बाइन के प्रवेश और निकास को प्रभावित करती है। ऑटोमोबाइल हब को कभी-कभी समर्थन के रूप में उपयोग किया जाता है। नियोडिमियम मैग्नेट पर ऐसा जनरेटर मौन है, तेज हवाओं में भी स्थिर रहता है। उसे ऊंचे मस्तूल की जरूरत नहीं है। आंदोलन बहुत कमजोर हवा के साथ भी शुरू होता है।

एक निश्चित जनरेटर डिवाइस क्या हो सकता है

यह ज्ञात है कि तार के माध्यम से इलेक्ट्रोमोटिव बल चुंबकीय क्षेत्र को बदलकर उत्पन्न होता है। स्थिर जनरेटर का मूल इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण द्वारा बनाया जाता है, यांत्रिक रूप से नहीं। जनरेटर स्वचालित रूप से प्रवाह को नियंत्रित करता है, गुंजायमान रूप से कार्य करता है और बहुत कम बिजली की खपत करता है। इसके कंपन लोहे या फेराइट कोर के चुंबकीय प्रवाह को पक्षों की ओर विक्षेपित करते हैं। दोलन आवृत्ति जितनी अधिक होगी, जनरेटर की शक्ति उतनी ही मजबूत होगी। लॉन्च को जेनरेटर को शॉर्ट टर्म पल्स द्वारा महसूस किया जाता है।

कैसे एक सतत गति मशीन बनाने के लिए

ऑपरेशन के सिद्धांत के अनुसार, नियोडिमियम मैग्नेट मूल रूप से एक ही प्रकार के होते हैं। मानक विकल्प पहले से ही अक्षीय प्रकार है।

यह ब्रेक डिस्क वाली कार के हब पर आधारित है। ऐसा आधार विश्वसनीय और शक्तिशाली बनेगा।

इसका उपयोग करने का निर्णय लेते समय, हब को पूरी तरह से अलग किया जाना चाहिए और जांच की जानी चाहिए कि क्या वहां पर्याप्त स्नेहक है, और यदि आवश्यक हो, तो जंग को साफ करें। फिर तैयार डिवाइस को सुखद रूप से चित्रित किया जाएगा, और यह "घरेलू", अच्छी तरह से तैयार दिखने वाला होगा।

एकल-चरण डिवाइस में, ध्रुवों की संख्या चुंबक की संख्या के बराबर होनी चाहिए। तीन चरण में, दो से तीन या चार से तीन का अनुपात अवश्य देखा जाना चाहिए। मैग्नेट को वैकल्पिक ध्रुवों के साथ रखा जाता है। वे बिल्कुल स्थित होना चाहिए। ऐसा करने के लिए, आप कागज पर एक टेम्प्लेट खींच सकते हैं, इसे काट सकते हैं और इसे डिस्क पर सटीक रूप से स्थानांतरित कर सकते हैं।

डंडे को भ्रमित न करने के लिए, एक मार्कर के साथ निशान बनाए जाते हैं। ऐसा करने के लिए, मैग्नेट को एक तरफ लाया जाता है: जो आकर्षित करता है उसे "+" चिन्ह द्वारा दर्शाया जाता है, और जो पीछे हटता है - "-"। चुम्बकों को आकर्षित होना चाहिए, अर्थात, जो एक दूसरे के विपरीत स्थित हैं, उनके अलग-अलग ध्रुव होने चाहिए।

सुपरग्लू या जैसा आमतौर पर उपयोग किया जाता है, और ताकत बढ़ाने के लिए स्टिकर को अधिक एपॉक्सी के साथ डालने के बाद, पहले "बॉर्डर" बना दिया जाता है ताकि यह बाहर लीक न हो।

तीन या एकल चरण

एक नियोडिमियम चुंबक जनरेटर को आमतौर पर लोड के तहत कंपन के साथ काम करने के लिए बनाया जाता है, क्योंकि यह एक निरंतर वर्तमान आउटपुट प्रदान नहीं करेगा, जिसके परिणामस्वरूप अचानक आयाम होगा।

दूसरी ओर, तीन-चरण प्रणाली के साथ, चरण क्षतिपूर्ति के कारण हर समय निरंतर शक्ति की गारंटी होती है। इसलिए, कोई कंपन नहीं होगा, कोई भनभनाहट नहीं होगी। और काम की दक्षता एक चरण की तुलना में पचास प्रतिशत अधिक होगी।

कुंडल घुमावदार और विधानसभा

नियोडिमियम मैग्नेट पर जनरेटर की गणना मुख्य रूप से आंख से की जाती है। लेकिन, निश्चित रूप से, सटीकता हासिल करना बेहतर है। उदाहरण के लिए, एक कम गति वाले डिवाइस के लिए, जहां बैटरी चार्जिंग प्रति मिनट 100-150 क्रांतियों पर कार्य करना शुरू कर देगी, 1000 से 1200 घुमावों की आवश्यकता होगी। कुल संख्या को कॉइल की संख्या से विभाजित किया जाता है। उनमें से प्रत्येक में इतने सारे मोड़ों की आवश्यकता होगी। कॉइल सबसे मोटे संभव तार के साथ घाव कर रहे हैं, क्योंकि कम प्रतिरोध के साथ, वर्तमान अधिक होगा (एक बड़े वोल्टेज के साथ, प्रतिरोध पूरे वर्तमान को ले जाएगा)।

आमतौर पर वे गोल का उपयोग करते हैं, लेकिन लम्बी आकार के कॉइल को हवा देना बेहतर होता है। भीतरी छेद चुंबक के व्यास के बराबर या उससे बड़ा होना चाहिए। इसके अलावा, इष्टतम चुंबक एक आयत के रूप में होगा, वॉशर के रूप में नहीं, क्योंकि पूर्व में चुंबकीय क्षेत्र लंबाई के साथ फैला हुआ है, जबकि बाद में केंद्र में केंद्रित है।

स्टेटर की मोटाई चुंबक की मोटाई के बराबर बनाई जाती है। फॉर्म के लिए, आप प्लाईवुड का उपयोग कर सकते हैं। ताकत के लिए इसके तल पर और कॉइल के ऊपर शीसे रेशा लगाया जाता है। कुंडल एक दूसरे से जुड़े हुए हैं, और प्रत्येक चरण को एक त्रिकोण या एक तारे से जोड़ने के लिए बाहर लाया जाता है।

यह एक मस्तूल और एक विश्वसनीय नींव बनाने के लिए बनी हुई है।

बेशक, यह नियोडिमियम मैग्नेट पर एक सतत गति मशीन नहीं है। हालांकि, पवन जनरेटर का उपयोग करते समय बचत प्रदान की जाएगी।