Generator z magnesami neodymowymi. Perpetuum mobile na magnesach neodymowych. Generator z magnesami trwałymi

Wysłane przez:

Część 1. Szczegółowo zbadano produkcję klasycznego wolnoobrotowego generatora z magnesami trwałymi o mocy około 35 W przy 200 obr/min i około 160 W przy 400 obr/min.

1. Wstęp

Są to instrukcje dotyczące wytwarzania generatora z magnesami trwałymi (PMG), który wytwarza prąd przemienny. Nie generuje „przemysłowego” napięcia 220V, lecz niskie napięcie przemienne w trzech fazach, które następnie jest prostowane i podawane na wyjście w postaci prąd stały o parametrach odpowiednich do ładowania akumulatorów 12V.

Takie generatory są szeroko stosowane w domowych minielektrowniach wodnych, wiatrakach i innych elektrowniach wytwarzanych ręcznie. Opis opracował dr Smail Hennas i opublikował na stronie internetowej słynnego szkockiego gospodyni domowej i autora licznych podręczników, Hugh Pigota.

Ten generator z magnesami trwałymi składa się z następujących elementów:

1. Osie i kolce stalowe
2. Stojan zawierający cewki drutu (Sjanor)
3. Dwa wirniki magnetyczne (wirnik magnetyczny)
4. Prostownik

Stojan zawiera sześć cewek z drutu miedzianego wypełnionych żywicą epoksydową. Obudowa stojana jest zamocowana za pomocą sworzni i nie obraca się. Przewody cewek są podłączone do prostownika, który wytwarza stały prąd do ładowania akumulatorów 12 V. Prostownik jest podłączony do grzejnik aluminiowyżeby się nie przegrzać.

Wirniki magnetyczne osadzone są na konstrukcji kompozytowej obracającej się wokół osi. Tylny wirnik jest zainstalowany za stojanem i jest przez niego przykryty. Przedni wirnik znajduje się na zewnątrz i jest przymocowany do tylnego wirnika za pomocą długich szprych przechodzących przez środkowy otwór stojana. Jeśli z wiatrakiem używany jest generator z magnesami trwałymi, łopaty wiatraka zostaną zamontowane na tych samych szprychach. Będą obracać wirniki, a tym samym przesuwać magnesy wzdłuż cewek. Zmienne pole magnetyczne wirników wytwarza prąd w cewkach.

Ten generator z magnesami trwałymi jest przeznaczony do użytku z małym generatorem wiatrowym. Aby wykonać sam generator wiatrowy, potrzebne są następujące elementy:

Maszt: rura stalowa zabezpieczona linkami (Wieża)
„Głowica obrotowa” montowana na szczycie masztu
Ogon, do obracania wiatraka na wietrze (ogon)
Zestaw ostrzy

Generator z magnesami trwałymi działa przy niskiej prędkości. Poniższy wykres przedstawia moc generatora podczas ładowania akumulatora 12V. Przy 420 obr./min wytwarza 180 W = 15 A x 12 V

Przy wyższych prędkościach generator wytwarza większą moc. Ale większy prąd nagrzewa cewki i wydajność. spada. Aby używać generatora przy dużych prędkościach, lepiej nawinąć cewki innym, grubszym drutem i wykonać mniej zwojów w cewce. Ale przy niskich prędkościach generator nie będzie działał dobrze.

Aby używać tego generatora przy wysokich i niskich prędkościach, możesz zmienić sposób podłączenia cewek: przełączyć z gwiazdy na trójkąt i odwrotnie.

Wykres przedstawia zależność mocy wyjściowej od prędkości dla różnych typów połączeń. „Gwiazda” zaczyna pracować na niskich obrotach (170 obr/min). „Trójkąt” wytwarza większą moc, ale tylko przy dużych prędkościach. Gwiazda jest dobra przy słabym wietrze, trójkąt jest dobry przy silnym wietrze.

Jeśli zwiększysz rozmiar generatora z magnesami trwałymi, wówczas przy tych samych prędkościach będzie on w stanie wytworzyć większą moc.

Uwaga

Podczas produkcji generatora z magnesami trwałymi należy zwrócić szczególną uwagę na mocowanie magnesów - w żadnym wypadku nie powinny one odrywać się od gniazda! Luźny magnes zaczyna rozdzierać obudowę stojana i nieodwracalnie uszkadza generator.

Postępuj ściśle według instrukcji napełniania rotora - nie ograniczaj się do prostego przyklejenia magnesów do stalowych krążków.
Podczas montażu nie należy uderzać wirnika młotkiem.
Pozostaw odstęp co najmniej 1 mm pomiędzy wirnikami a stojanem (w trudnych warunkach pracy odstęp należy zwiększyć)
Nie używaj generatora z magnesami trwałymi przy prędkościach powyżej 800 obr./min. (Gdy wiatrak obraca się z taką prędkością, powstają w nim siły żyroskopowe, które mogą wygiąć osie i spowodować, że magnesy dotkną wirnika)
Nie mocuj ostrzy bezpośrednio do zewnętrznego rotora, tylko przymocuj je do szprych.
Mocując łopatki do szprych, trzymaj generator tak, aby jego oś obrotu była pionowa, nigdy pozioma.

Wirnik, zespół łożyskowy, profil z osią

• Deski podłogowe i klej do drewna


• Papier ścierny, politura woskowa (jeśli jest - lakier poliuretanowy + płyn do jego usunięcia)


• Pędzle malarskie, gąbka do ich czyszczenia


• Sklejka 13mm na oprzyrządowanie i formy


• Stalowy pręt lub rura do maszyny nawijającej


• Kawałki grubej blachy

Narzędzia

• Okulary ochronne, maska, rękawiczki


• Stół warsztatowy z imadłem


• Spawarka


• szlifierka kątowa


• piła do metalu, młotek, dziurkacz, dłuto


• taśma miernicza, kompas, kątomierz


• klucze: 8, 10, 13, 17, 19 mm, po 2 sztuki każdego typu


• Pokrętło M10 i gwintownik do otworów w wirniku magnetycznym


• drut miedziany do magnesów pozycjonujących


• wiertarka pionowa


• wiertła 6, 8, 10, 12 mm


• przystawka do wiercenia otworów 25 mm, 65 mm


• Tokarka do drewna


• nóż do tokarka


• wyrzynarka do drewna


• wagi do ważenia żywic epoksydowych. Rozpylacz katalizatora, plastikowe tace, nożyczki


• lutownica, lut topnikowy, przecinaki do drutu, ostry nóż

W tej części opisano produkcję specjalnych urządzeń (sprzętu) i form do odlewania. Sposobów na wykonanie takich urządzeń jest wiele, jeden z nich opisano tutaj. Formy odlewnicze i osprzęt do generatorów z magnesami trwałymi mogą być wielokrotnie wykorzystywane.

3.1 Maszyna do nawijania

Stojan generatora zawiera 6 cewek po 100 zwojów drutu miedzianego.

Cewki wykonuje się poprzez nawinięcie na szablon ze sklejki. Szablon montowany jest na końcu rękojeści, pomiędzy policzkami ze sklejki.

Wykonanie uchwytu

Wycinamy kawałek blachy stalowej o wymiarach 60 x 30 x 6 mm (plus lub minus) i bezpiecznie mocujemy (lub przyspawamy) do końca rączki, jak pokazano poniżej.
Wywierć 2 otwory o średnicy 6mm w odległości 40mm od siebie

Wytnij 3 kawałki sklejki o grubości 13 mm, jak na zdjęciu poniżej

Szablon ma wymiary 50 x 50 mm i grubość 13 mm. Krawędzie są zaokrąglone. Dwa policzki – 125 x 125 mm, z wycięciami o głębokości 20 mm u góry iu dołu. Wycięcia potrzebne są do zabezpieczenia cewki taśmą izolacyjną po nawinięciu.

Wszystkie części montujemy jak pokazano poniżej i wiercimy otwory przelotowe pod śruby o średnicy 6mm w odległości 40mm. Najlepiej używać wiertarki pionowej.

Włóż dwie śruby przez otwory w stalowej płycie i zmontuj całą konstrukcję, szablon pomiędzy policzkami. Najlepiej używać nakrętek motylkowych.

Szablon do otworów montażowych.

Wirniki magnetyczne osadzone są na piaście łożyskowej. Urządzenie posiada kołnierz z otworami. Przykładowo mogą to być 4 otwory umieszczone na okręgu o średnicy 102 mm (w języku angielskim istnieje specjalne określenie średnicy koła podziałowego, PCD). Można też zaprojektować inną liczbę otworów w zależności od zespołu łożyska. Następnie przyjrzymy się PCD 102 mm.

Szablon PCD będzie używany do wiercenia otworów w wirniku, a także do wyważania wirnika. Otwory muszą być zaznaczane i wiercone z niezwykłą precyzją.

a) wyciąć kwadratową blachę stalową o wymiarach 125 x 125 mm
b) narysuj przekątne i zaznacz środek
c) przesuń kompas na promień 51 mm, narysuj okrąg
d) średnica okręgu jest równa PCD
e) zaznacz 2 punkty przecięcia okręgu i jedną z przekątnych
f) przesuń kompas na 72 mm (liczba jest poprawna dla PCD 102 mm). Zaznacz dwa punkty na okręgu dokładnie w odległości 72 mm od dwóch poprzednich.
g) Wywierć 4 otwory w odległości 72 mm, używając najpierw wiertła o małej średnicy.

Szablon do pozycjonowania magnesów

a) Zaznacz środek kawałka sklejki
b) Narysuj 3 okręgi o średnicach 50mm, 102mm i 200m od zaznaczonego punktu
c) Narysuj 2 równoległe linie jako styczne do okręgu o średnicy 50 mm (na powyższym obrazku)
d) Narysuj jeszcze 3 pary równoległych linii pod kątem 45 i 90 stopni do pierwszej pary.
e) Za pomocą linii zaznacz miejsca na magnesy i wytnij szablon wzdłuż grubej linii (obrazek powyżej)
f) Narysuj linię pomiędzy środkami dwóch przeciwstawnych magnesów
g) Umieść stalowy szablon otworów montażowych PCD na okręgu o średnicy 102 mm, wyrównaj go z linią pomiędzy środkami magnesów i wywierć otwory przez otwory w stalowym szablonie.

3.3 Formy i oprzyrządowanie: Wykonywanie form odlewniczych

Przystępujemy do wykonywania form do odlewania wirnika i stojana. Mogą być wykonane z drewna lub aluminium. Innym sposobem jest uformowanie kształtów z gliny i wypoziomowanie ich na kole garncarskim niczym garnku. Powierzchnia formy będzie zewnętrzną powierzchnią stojana lub wirnika. Następnie do formy zostaną dodane wkładki z włókna szklanego. Powierzchnia formy powinna być możliwie gładka.

Formy muszą być trwałe. Stojana lub wirnika nie da się łatwo wytrącić z kształtu po stwardnieniu; może to wymagać kilku uderzeń młotkiem.

Wytnij kilka krążków z deski podłogowej (zdjęcie poniżej) o średnicy około 500 mm.

We wszystkich krążkach z wyjątkiem jednego wytnij okrągłe otwory o średnicy 360mm tak, aby uzyskać pierścienie.

Na pozostałym dysku narysuj okrąg o średnicy 360 mm
Wywierć otwór o średnicy 12 mm na środku dysku
Przyklej pierścienie do krążka, aby utworzyć stos o wysokości 60 mm. Nałóż więcej kleju do środka.
Wytnij krążek ze sklejki 15mm o średnicy 140mm, w jego środku wywierć otwór o średnicy 12mm
Za pomocą śruby 12 mm przechodzącej przez oba otwory przyklej mały krążek do środka większego. Nałóż więcej kleju na krawędzie dysku

Przymocuj konstrukcję do innego domowego dysku, do tarczy tokarki lub do koła. Ogólnie rzecz biorąc, potrzebujesz tak zwanej płyty czołowej na poniższym obrazku.
Obracając uchwyt, narysuj ołówkiem okrąg na jego środku.
Wywierć w tym środku otwór o średnicy 12 mm. Wiertło musi być ściśle równoległe do osi.
Przykręć sklejone krążki (w dalszej części będziemy je nazywać półfabrykatami) do uchwytu za pomocą śruby 12 mm. Dodatkowo zabezpieczyć 4 śrubami.
Sprawdź obrót przedmiotu obrabianego. Aby to zrobić, musisz trzymać ołówek blisko powierzchni, podczas gdy przedmiot się obraca. Jeśli ołówek pozostawi ślad, oznacza to, że w tym miejscu na powierzchni znajduje się wybrzuszenie. Poluzuj śruby i włóż kawałki papieru pomiędzy uchwyt a obrabiany przedmiot po przeciwnej stronie przedmiotu obrabianego, zgodnie ze znakami ołówka. Dokręć śruby i spróbuj ponownie

Teraz możesz obrabiać przedmiot za pomocą noża.

Wytnij płaską powierzchnię po wewnętrznej stronie przedmiotu obrabianego.
Wykonaj fazowanie pod kątem 7 stopni na powierzchni wewnętrznej
Całkowita średnica części wewnętrznej powinna wynosić 380 mm
Średnica części płaskiej 360 mm (patrz zdjęcie poniżej)
Narożniki wewnętrzne są zaokrąglone, a nie ostre

Szlifować tarczę wewnętrzną do średnicy 130mm. Rogi również są zaokrąglone (zdjęcie poniżej)

Sprawdź, czy cewka wchodzi swobodnie na swoje miejsce - jeśli nie, to albo lekko wywierć powierzchnię wewnętrzną, albo zmniejsz średnicę tarczy wewnętrznej.
Wyjmij obrabiany przedmiot z tokarki.

W części środkowej wywiercić 4 otwory (są one potrzebne do oddzielenia zewnętrznej i wewnętrznej formy odlewniczej stojana, forma wewnętrzna została opisana w następnym rozdziale). Wbij małe kawałki sklejki w tył otworów, aby utworzyć „ogranicznik”.

Tarcze tnące o średnicy 370 mm

W środku każdego z nich wywierć otwór o średnicy 12 mm
Sklej je w stos (zdjęcie powyżej), skręć śrubą 12 mm
Grubość stosu powinna wynosić co najmniej 45 mm, a najlepiej 50 mm
Przeprowadź wzdłuż krawędzi frez 20 stopni, wycinając narożnik tak, aby średnica zmniejszyła się z 368 mm do 325 mm

Sprawdź, czy forma zewnętrzna pasuje do formy wewnętrznej z 6-milimetrową szczeliną wokół krawędzi. Następnie wyjmij wewnętrzną formę z maszyny.
Na większej powierzchni formy zaznacz dwie linie w odległości 340 mm.
Wytnij skosy, jak pokazano na poniższym obrazku

Fazowania umożliwią wykonanie dopływów materiału wypełniającego w tych miejscach i tym samym wzmocnienie punktów mocowania stojana.

Generator wymaga 2 wirników magnetycznych. Potrzebują tylko jednej formy odlewniczej, ale lepiej mieć dwie, aby przyspieszyć proces.

Zewnętrzny kształt wirnika (rys. poniżej) jest podobny do zewnętrznego kształtu stojana, ale jest prostszy:

Korzystając z szablonu otworów montażowych (omówionego powyżej), wywierć 4 otwory w celu późniejszego montażu wirników magnetycznych.

Odlew wirnik magnetyczny wymaga również wewnętrznej formy odlewniczej (rys. poniżej), z takimi samymi oznaczeniami otworów montażowych.

Wszystkie formy należy przeszlifować do uzyskania bardzo gładkiej powierzchni, którą należy ostatecznie wykończyć spoinowaniem gąbką poliuretanową nasmarowaną woskiem.

Nie ma potrzeby malowania form: podgrzana farba pęka i niszczy powierzchnię odlewu.

3.3.4 Szablony stojanów

Szablon na szpilki.

Podczas wlewania do stojana należy uszczelnić 4 kołki podtrzymujące 8 mm. Aby mieć pewność, że nie odkształcą się podczas schnięcia masy epoksydowej, mocuje się je na miejscu za pomocą szablonu, który teraz wykonamy. Szablon wykonany jest z drewnianego klocka o wymiarach 380 x 50 x 25 mm. Wymiary muszą być dokładnie zachowane, w przeciwnym razie kołki nie będą pokrywać się z kołkami montażowymi.

a) zaznacz środek klocka na największej krawędzi (obrazek poniżej)
b) narysuj dwa łuki o promieniu 178 mm za pomocą kompasu
c) zaznacz 2 punkty na każdym łuku, oddalone od siebie o 30 mm i 10 mm od krawędzi.
d) Wywierć 4 otwory o średnicy 8 mm, najlepiej za pomocą wiertarki
e) Ostrożnie przeszlifuj otwory wylotowe, aby usunąć wszelkie zadziory i nie pozostawić śladów na odlewie.

Szablon papieru

Do produkcji stojana wykorzystuje się tzw. proszkową matę szklaną (materiał szklany ze spoiwem proszkowym). Aby wyciąć z niego elementy stojana, wykonaj szablony papierowe. Można je obrysować flamastrem i wyciąć powstały kształt z maty szklanej.

Owiń formę w kartkę papieru i zaznacz krawędź.

Ciąg dalszy nastąpi.

We współczesnych warunkach podejmowane są ciągłe próby udoskonalenia urządzeń elektromechanicznych, zmniejszenia ich masy i gabarytów. Jedną z takich opcji jest generator z magnesami trwałymi, który jest dość prostą konstrukcją i ma wysoką wydajność. Główną funkcją tych elementów jest tworzenie elementów obrotowych pole magnetyczne.

Rodzaje i właściwości magnesów trwałych

Magnesy trwałe wykonane z tradycyjnych materiałów są znane od dawna. Po raz pierwszy w przemyśle zaczęto stosować stop aluminium, niklu i kobaltu (Alnico). Umożliwiło to zastosowanie magnesów trwałych w generatorach, silnikach i innym typie sprzętu elektrycznego. Szczególnie rozpowszechnione są magnesy ferrytowe.

Następnie stworzono twarde materiały magnetyczne samarowo-kobaltowe, których energia ma dużą gęstość. Po nich nastąpiło odkrycie magnesów na bazie pierwiastków ziem rzadkich - boru, żelaza i neodymu. Ich gęstość energii magnetycznej jest znacznie wyższa niż w przypadku stopu samaru i kobaltu przy znacznie niższym koszcie. Obydwa rodzaje materiałów sztucznych z powodzeniem zastępują elektromagnesy i znajdują zastosowanie w określonych obszarach. Elementy neodymowe należą do materiałów nowej generacji i uznawane są za najbardziej ekonomiczne.

Jak działają urządzenia

Za główny problem konstrukcji uznano powrót części obrotowych do ich pierwotnego położenia bez znacznej utraty momentu obrotowego. Problem ten rozwiązano za pomocą miedzianego przewodnika, przez który przepływał prąd elektryczny, powodując przyciąganie. Kiedy prąd został wyłączony, przyciąganie ustało. Zatem w urządzeniach tego typu stosowano okresowe załączanie i wyłączanie.

Zwiększony prąd wytwarza zwiększoną siłę przyciągania, która z kolei bierze udział w generowaniu prądu przechodzącego przez miedziany przewodnik. W wyniku działań cyklicznych urządzenie oprócz wykonywania pracy mechanicznej zaczyna wytwarzać prąd elektryczny, czyli pełnić funkcje generatora.

Magnesy trwałe w konstrukcjach generatorów

W konstrukcjach nowoczesnych urządzeń oprócz magnesów trwałych stosuje się elektromagnesy z cewkami. Ta łączona funkcja wzbudzenia pozwala uzyskać niezbędne właściwości sterujące napięciem i prędkością obrotową przy zmniejszonej mocy wzbudzenia. Dodatkowo zmniejszono wielkość całego układu magnetycznego, co sprawia, że ​​tego typu urządzenia są znacznie tańsze w porównaniu do klasycznych konstrukcji maszyn elektrycznych.

Moc urządzeń wykorzystujących te elementy może wynosić zaledwie kilka kilowoltoamperów. Obecnie opracowywane są magnesy trwałe o lepszych parametrach, zapewniające stopniowy wzrost mocy. Takie maszyny synchroniczne są wykorzystywane nie tylko jako generatory, ale także jako silniki do różnych celów. Znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle wydobywczym, hutniczym, elektrowniach cieplnych i innych dziedzinach. Wynika to ze zdolności silników synchronicznych do pracy z różną mocą bierną. Sami pracują z precyzyjną i stałą prędkością.

Stacje i podstacje współpracują ze specjalnymi generatorami synchronicznymi, które są w wyposażeniu bezczynny ruch zapewniają generację wyłącznie mocy biernej. Z kolei zapewnia pracę silników asynchronicznych.

Generator z magnesami trwałymi działa na zasadzie oddziaływania pól magnetycznych poruszającego się wirnika i nieruchomego stojana. Nie do końca zbadane właściwości tych pierwiastków umożliwiają pracę nad wynalazkami innych. urządzenia elektryczne aż do stworzenia bezpaliwowego.

Niniejszy wynalazek dotyczy dziedziny elektrotechniki, a mianowicie bezszczotkowych maszyn elektrycznych, w szczególności generatorów prądu stałego, i może być stosowany w dowolnej dziedzinie nauki i technologii, która wymaga autonomicznych źródeł zasilania. Rezultatem technicznym jest stworzenie kompaktowego, wysokowydajnego generatora elektrycznego, który pozwala przy zachowaniu stosunkowo prostej i niezawodnej konstrukcji na szerokie zróżnicowanie parametrów wyjściowych prąd elektryczny w zależności od warunków pracy. Istota wynalazku polega na tym, że bezszczotkowy generator synchroniczny z magnesami trwałymi składa się z jednej lub większej liczby sekcji, z których każda zawiera wirnik z okrągłym rdzeniem magnetycznym, na którym przymocowana jest parzysta liczba magnesów trwałych o tym samym skoku, stojan niosący parzystą liczbę elektromagnesów w kształcie podkowy, ułożonych parami naprzeciw siebie i posiadający dwie cewki o kolejno przeciwnych kierunkach uzwojenia, urządzenie do prostowania prądu elektrycznego. Magnesy trwałe są przymocowane do rdzenia magnetycznego w taki sposób, że tworzą dwa równoległe rzędy biegunów o naprzemiennej polaryzacji wzdłużnej i poprzecznej. Elektromagnesy są rozmieszczone w poprzek tych rzędów biegunów, tak że każda z cewek elektromagnesu znajduje się nad jednym z równoległych rzędów biegunów wirnika. Liczba biegunów w jednym rzędzie równa n spełnia zależność: n=10+4k, gdzie k jest liczbą całkowitą przyjmującą wartości 0, 1, 2, 3 itd. Liczba elektromagnesów w generatorze zwykle nie przekracza liczby (n-2). 12 pensji f-ly, 9 chorych.

Rysunki do patentu RF 2303849

Niniejszy wynalazek dotyczy bezszczotkowych maszyn elektrycznych, w szczególności generatorów prądu stałego, i może być stosowany w każdej dziedzinie nauki i technologii, która wymaga autonomicznych źródeł zasilania.

Maszyny synchroniczne prąd przemienny są szeroko stosowane zarówno w produkcji, jak i zużyciu energii elektrycznej. Wszystkie maszyny synchroniczne mają właściwość odwracalności, to znaczy każda z nich może pracować zarówno w trybie generatora, jak i w trybie silnika.

Generator synchroniczny składa się ze stojana, zwykle pustego w środku laminowanego cylindra z podłużnymi rowkami na wewnętrznej powierzchni, w którym znajduje się uzwojenie stojana, oraz wirnika, czyli magnesów trwałych o zmiennej polaryzacji, umieszczonych na wale, które mogą być napędzane w jedną lub drugą stronę inny. W generatorach przemysłowych dużej mocy uzwojenie wzbudzenia umieszczone na wirniku służy do wytwarzania ekscytującego pola magnetycznego. Generatory synchroniczne o stosunkowo małej mocy wykorzystują magnesy trwałe umieszczone na wirniku.

Przy stałej prędkości obrotowej o kształcie krzywej pola elektromagnetycznego generowanej przez generator decyduje jedynie prawo rozkładu indukcji magnetycznej w szczelinie pomiędzy wirnikiem a stojanem. Dlatego też, aby uzyskać napięcie na wyjściu generatora o określonym kształcie i efektywnie przekształcić energię mechaniczną w energię elektryczną, stosuje się różne geometrie wirnika i stojana oraz optymalną liczbę trwałych biegunów magnetycznych i liczbę zwojów uzwojeń. wybrano uzwojenie stojana (US 5117142, US 5537025, DE 19802784, EP 0926806, WO 02/003527, US 2002153793, US 2004021390, US 2004212273, US 2004155537). Wymienione parametry nie są uniwersalne, ale dobierane są w zależności od warunków pracy, co często prowadzi do pogorszenia innych właściwości generatora elektrycznego. Ponadto złożony kształt wirnika lub stojana komplikuje produkcję i montaż generatora, a w rezultacie zwiększa koszt produktu. Wirnik synchronicznego generatora magnetoelektrycznego może mieć inny kształt Na przykład przy małej mocy wirnik jest zwykle wykonany w formie „gwiazdy”, przy średniej mocy - z biegunami w kształcie pazurów i cylindrycznymi magnesami trwałymi. Wirnik z biegunami w kształcie pazurów umożliwia uzyskanie generatora z dyspersją biegunów, co ogranicza prąd udarowy w przypadku nagłego zwarcia generatora.

W generatorze z magnesami trwałymi trudno jest ustabilizować napięcie przy zmianie obciążenia (ponieważ nie ma sprzężenia magnetycznego ze sprzężeniem zwrotnym, jak na przykład w generatorach z uzwojeniem wzbudzenia). Aby ustabilizować napięcie wyjściowe i wyprostować prąd, stosuje się różne obwody elektryczne (GB 1146033).

Celem niniejszego wynalazku jest stworzenie kompaktowego, wysokosprawnego generatora elektrycznego, który przy zachowaniu stosunkowo prostej i niezawodnej konstrukcji pozwala na szerokie zróżnicowanie parametrów wyjściowych prądu elektrycznego w zależności od warunków pracy.

Generator elektryczny wykonany według niniejszego wynalazku jest bezszczotkowym generatorem synchronicznym z magnesami trwałymi. Składa się z jednej lub więcej sekcji, z których każda zawiera:

Wirnik z okrągłym rdzeniem magnetycznym, na którym zamocowana jest parzysta liczba magnesów trwałych o tym samym skoku,

Stojan zawierający parzystą liczbę elektromagnesów w kształcie podkowy (w kształcie litery U), umieszczonych parami naprzeciw siebie i posiadający dwie cewki o kolejno przeciwnych kierunkach uzwojenia,

Urządzenie do prostowania prądu elektrycznego.

Magnesy trwałe są przymocowane do rdzenia magnetycznego w taki sposób, że tworzą dwa równoległe rzędy biegunów o naprzemiennej polaryzacji wzdłużnej i poprzecznej. Elektromagnesy są rozmieszczone w poprzek tych rzędów biegunów, tak że każda z cewek elektromagnesu znajduje się nad jednym z równoległych rzędów biegunów wirnika. Liczba biegunów w jednym rzędzie równa n spełnia zależność: n=10+4k, gdzie k jest liczbą całkowitą przyjmującą wartości 0, 1, 2, 3 itd. Liczba elektromagnesów w generatorze zwykle nie przekracza liczby n-2.

Urządzeniem do prostowania prądu jest zwykle jeden ze standardowych obwodów prostowniczych wykonanych z diod: pełnookresowy z punktem środkowym lub mostek podłączony do uzwojeń każdego elektromagnesu. W razie potrzeby można zastosować także inny obwód prostujący prąd.

W zależności od charakterystyki pracy generatora elektrycznego, wirnik może być umieszczony na zewnątrz stojana lub wewnątrz stojana.

Generator elektryczny wykonany według niniejszego wynalazku może składać się z kilku identycznych sekcji. Liczba takich sekcji uzależniona jest od mocy mechanicznego źródła energii (silnika napędowego) oraz wymaganych parametrów generatora elektrycznego. Zaleca się, aby sekcje były względem siebie przesunięte w fazie. Można to osiągnąć np. poprzez wstępne przesunięcie wirnika w sąsiednich odcinkach o kąt mieszczący się w zakresie od 0° do 360°/n; lub przesunięcie kątowe elektromagnesów stojana w sąsiednich sekcjach względem siebie. Korzystnie, generator elektryczny zawiera także moduł regulatora napięcia.

Istotę wynalazku ilustrują poniższe rysunki:

Figura 1(a) i (b) przedstawia schemat generatora elektrycznego wykonanego według niniejszego wynalazku, w którym wirnik jest umieszczony wewnątrz stojana;

Rysunek 2 przedstawia obraz jednej sekcji generatora elektrycznego;

Rysunek 3 przedstawia zasadę schemat elektryczny generator elektryczny z pełnookresowym obwodem prostowniczym prądu środkowego;

Rysunek 4 przedstawia schemat ideowy generatora elektrycznego z jednym z obwodów prostowniczych prądu mostkowego;

Rysunek 5 przedstawia schemat ideowy generatora elektrycznego z innym obwodem prostowania prądu mostkowego;

Rysunek 6 przedstawia schemat ideowy generatora elektrycznego z innym obwodem prostowania prądu mostkowego;

Rysunek 7 przedstawia schemat ideowy generatora elektrycznego z innym obwodem prostowania prądu mostkowego;

Ryc. 8 przedstawia schemat generatora elektrycznego z wirnikiem zewnętrznym;

Fig. 9 przedstawia widok wielosekcyjnego generatora skonstruowanego zgodnie z niniejszym wynalazkiem.

Figura 1(a) i (b) przedstawia generator elektryczny wykonany według niniejszego wynalazku, który zawiera obudowę 1; wirnik 2 z okrągłym rdzeniem magnetycznym 3, na którym zamocowana jest parzysta liczba magnesów trwałych 4 o tym samym skoku; stojan 5, na którym znajduje się parzysta liczba elektromagnesów w kształcie podkowy 6, umieszczonych parami naprzeciw siebie, oraz środek do prostowania prądu (niepokazany).

Obudowa 1 generatora elektrycznego jest zwykle odlewana ze stopu aluminium lub żeliwa lub spawana. Montaż generatora elektrycznego w miejscu jego instalacji odbywa się za pomocą łap 7 lub kołnierza. Stojan 5 ma cylindryczną powierzchnię wewnętrzną, na której przymocowane są identyczne elektromagnesy 6 o tym samym skoku, w tym przypadku dziesięć. Każdy z tych elektromagnesów ma dwie cewki 8 o kolejno przeciwnych kierunkach uzwojenia, umieszczone na rdzeniu 9 w kształcie litery U. Pakiet rdzenia 9 jest złożony z ciętych płyt ze stali elektrotechnicznej za pomocą kleju lub nitów. Zaciski uzwojeń elektromagnesu są połączone poprzez jeden z obwodów prostownika (niepokazany) z wyjściem generatora elektrycznego.

Wirnik 3 jest oddzielony od stojana szczeliną powietrzną i zawiera parzystą liczbę magnesów trwałych 4, rozmieszczonych w taki sposób, że tworzą się dwa równoległe rzędy biegunów, jednakowo oddalone od osi generatora i o naprzemiennej polaryzacji wzdłużnej i poprzecznej kierunkach (Rysunek 2). Liczba biegunów w jednym rzędzie spełnia zależność: n=10+4k, gdzie k jest liczbą całkowitą przyjmującą wartości 0, 1, 2, 3 itd. W tym przypadku (rysunek 1) n=14 (k=1) i odpowiednio całkowita liczba stałych biegunów magnetycznych wynosi 28. Kiedy generator elektryczny się obraca, każda z cewek elektromagnesu przechodzi przez odpowiedni rząd naprzemiennych biegunów. Magnesy trwałe i rdzenie elektromagnesów są kształtowane w taki sposób, aby zminimalizować straty i uzyskać możliwie równomierność pola magnetycznego w szczelinie powietrznej podczas pracy generatora elektrycznego.

Zasada działania generatora elektrycznego wykonanego według niniejszego wynalazku jest podobna do zasady działania tradycyjnego generatora synchronicznego. Wał wirnika jest mechanicznie połączony z silnikiem napędowym (źródłem energii mechanicznej). Pod wpływem momentu obrotowego silnika napędowego wirnik generatora obraca się z określoną częstotliwością. Jednocześnie w uzwojeniu cewek elektromagnesu, zgodnie ze zjawiskiem Indukcja elektromagnetyczna Indukowane jest pole elektromagnetyczne. Ponieważ cewki pojedynczego elektromagnesu mają różne kierunki uzwojeń i znajdują się w dowolnym momencie w strefie działania różnych biegunów magnetycznych, sumuje się siłę emf indukowaną w każdym z uzwojeń.

Gdy wirnik się obraca, pole magnetyczne magnesu trwałego obraca się z określoną częstotliwością, więc każde z uzwojeń elektromagnesu przełącza się pomiędzy północnym (N) i południowym (S) biegunem magnetycznym. W tym przypadku zmianie biegunów towarzyszy zmiana kierunku pola elektromagnetycznego w uzwojeniach elektromagnesów.

Uzwojenia każdego elektromagnesu połączone są z urządzeniem do prostowania prądu, którym jest zwykle jeden ze standardowych obwodów prostownika diodowego: pełnookresowy z punktem środkowym lub jeden z obwodów mostkowych.

Rysunek 3 przedstawia schemat prostownika pełnookresowego z punktem środkowym dla generatora elektrycznego z trzema parami elektromagnesów 10. Na rysunku 3 elektromagnesy są ponumerowane od I do VI. Jeden z zacisków uzwojenia każdego elektromagnesu i przeciwny zacisk uzwojenia przeciwnego elektromagnesu są podłączone do jednego wyjścia 12 generatora; pozostałe zaciski uzwojeń wymienionych elektromagnesów są połączone poprzez diody 11 z innym wyjściem 13 generatora (przy takim włączeniu diod wyjście 12 będzie ujemne, a wyjście 13 będzie dodatnie). Oznacza to, że jeśli dla elektromagnesu I początek uzwojenia (B) jest podłączony do szyny ujemnej, to dla przeciwnego elektromagnesu IV koniec uzwojenia (E) jest podłączony do szyny ujemnej. To samo dotyczy innych elektromagnesów.

Rysunki 4-7 przedstawiają różne obwody prostowania prądu mostkowego. Połączenie mostków prostujących prąd z każdego z elektromagnesów może być równoległe, szeregowe lub mieszane. Ogólnie rzecz biorąc, do redystrybucji prądu wyjściowego i potencjalnych charakterystyk generatora elektrycznego stosuje się różne obwody. Ten sam generator elektryczny, w zależności od trybów pracy, może mieć jeden lub drugi obwód prostowniczy. Zaleca się, aby generator elektryczny zawierał dodatkowy przełącznik umożliwiający wybór wymaganego trybu pracy (schemat podłączenia mostka).

Rysunek 4 przedstawia schemat ideowy generatora elektrycznego z jednym z obwodów prostowniczych prądu mostkowego. Każdy z elektromagnesów I-VI jest podłączony do osobnego mostka 15, które z kolei są połączone równolegle. Wspólne szyny są podłączone odpowiednio do ujemnego wyjścia 12 generatora elektrycznego lub do dodatniego 13.

Rysunek 5 pokazuje schemat elektryczny z szeregowym połączeniem wszystkich mostków.

Rysunek 6 przedstawia obwód elektryczny z połączeniem mieszanym. Mostki prostujące prąd z elektromagnesów: I i II; III i IV; V i VI są połączone parami szeregowo. Z kolei pary są połączone równolegle wspólnymi magistralami.

Rysunek 7 przedstawia schematyczny schemat elektryczny generatora elektrycznego, w którym oddzielny mostek prostuje prąd z pary diametralnie przeciwległych elektromagnesów. Dla każdej pary diametralnie przeciwnych elektromagnesów te same zaciski (w tym przypadku „B”) są ze sobą połączone elektrycznie, a pozostałe zaciski są podłączone do mostka prostowniczego 15. Całkowita liczba mostków wynosi m/2. Mostki można łączyć ze sobą równolegle i/lub szeregowo. Rysunek 7 przedstawia równoległe połączenie mostów.

W zależności od charakterystyki pracy generatora elektrycznego, wirnik może być umieszczony na zewnątrz stojana lub wewnątrz stojana. Rysunek 8 przedstawia schemat generatora elektrycznego o konstrukcji wirnika zewnętrznego (10 elektromagnesów; 36=18+18 magnesów trwałych (k=2)). Konstrukcja i zasada działania takiego generatora elektrycznego są podobne do opisanych powyżej.

Generator elektryczny wykonany według niniejszego wynalazku może składać się z kilku sekcji A, B i C (rys. 9). Liczba takich sekcji uzależniona jest od mocy mechanicznego źródła energii (silnika napędowego) oraz wymaganych parametrów generatora elektrycznego. Każda sekcja odpowiada jednemu z projektów opisanych powyżej. Generator elektryczny może składać się zarówno z sekcji identycznych, jak i sekcji różniących się między sobą liczbą magnesów trwałych i/lub elektromagnesów lub obwodem prostowniczym.

Zaleca się, aby identyczne sekcje były względem siebie przesunięte w fazie. Można to osiągnąć na przykład poprzez wstępne przesunięcie wirnika w sąsiednich sekcjach oraz kątowe przesunięcie elektromagnesów stojana w sąsiednich sekcjach względem siebie.

Przykłady realizacji:

Przykład 1. Zgodnie z niniejszym wynalazkiem wyprodukowano generator elektryczny przeznaczony do zasilania urządzeń elektrycznych napięciem do 36 V. Generator elektryczny wykonany jest z obracającego się wirnika zewnętrznego, na którym umieszczono 36 magnesów trwałych (po 18 w każdym rzędzie, k = 2), wykonane ze stopu Fe-Nd -IN. W stojanie znajduje się 8 par elektromagnesów, z których każdy ma dwie cewki zawierające 100 zwojów drutu PETV o średnicy 0,9 mm. Obwód przyłączeniowy ma charakter mostkowy, z połączeniem tych samych zacisków diametralnie przeciwnych elektromagnesów (rys. 7).

średnica zewnętrzna - 167 mm;

napięcie wyjściowe - 36 V;

maksymalny prąd - 43 A;

moc - 1,5 kW.

Przykład 2. Zgodnie z niniejszym wynalazkiem wyprodukowano generator elektryczny przeznaczony do ładowania zasilaczy (pary akumulatorów 24 V) miejskich pojazdów elektrycznych. Generator elektryczny zbudowany jest z obracającego się wirnika wewnętrznego, na którym umieszczono 28 magnesów trwałych (po 14 w każdym rzędzie, k=1), wykonanych ze stopu Fe-Nd-B. W stojanie znajduje się 6 par elektromagnesów, z których każdy ma dwie cewki zawierające 150 zwojów, nawinięte drutem PETV o średnicy 1,0 mm. Obwód przełączający jest pełnookresowy z punktem środkowym (ryc. 3).

Generator elektryczny ma następujące parametry:

średnica zewnętrzna - 177 mm;

napięcie wyjściowe - 31 V (do ładowania pakietu akumulatorów 24 V);

maksymalny prąd - 35A,

maksymalna moc - 1,1 kW.

Dodatkowo agregat prądotwórczy zawiera automatyczny regulator napięcia 29,2 V.

PRAWO

1. Generator elektryczny posiadający co najmniej jeden przekrój kołowy, w tym wirnik z okrągłym rdzeniem magnetycznym, na którym jest przymocowana parzysta liczba magnesów trwałych o tym samym skoku, tworzących dwa równoległe rzędy biegunów o naprzemiennej polaryzacji wzdłużnej i poprzecznej, a stojan przenoszący parzystą liczbę elektromagnesów w kształcie podkowy, umieszczonych parami naprzeciw siebie, urządzenie do prostowania prądu elektrycznego, w którym każdy z elektromagnesów ma dwie cewki o kolejno przeciwnych kierunkach uzwojenia, przy czym każda z cewek elektromagnesu znajduje się nad jedną z równoległe rzędy biegunów wirnika i liczba biegunów w jednym rzędzie równa n spełnia stosunek

n=10+4k, gdzie k jest liczbą całkowitą przyjmującą wartości 0, 1, 2, 3 itd.

2. Generator elektryczny według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że liczba elektromagnesów stojana m spełnia zależność m n-2.

3. Generator elektryczny według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że urządzenie do prostowania prądu elektrycznego zawiera diody podłączone do co najmniej jednego z zacisków uzwojenia elektromagnesu.

4. Generator elektryczny według zastrzeżenia 3, znamienny tym, że diody są połączone w obwód pełnookresowy z punktem środkowym.

5. Generator elektryczny według zastrzeżenia 3, znamienny tym, że diody są połączone w obwód mostkowy.

6. Generator elektryczny według zastrzeżenia 5, znamienny tym, że liczba mostków jest równa m i są one połączone ze sobą szeregowo, równolegle lub szeregowo-równolegle.

7. Generator elektryczny według zastrzeżenia 5, znamienny tym, że liczba mostków jest równa m/2 i niektóre z tych samych wyjść każdej pary diametralnie przeciwległych elektromagnesów są połączone ze sobą, a pozostałe są połączone z jednym mostkiem .

8. Generator elektryczny według któregokolwiek z zastrzeżeń 1-7, znamienny tym, że wirnik jest umieszczony na zewnątrz stojana.

9. Generator elektryczny według któregokolwiek z zastrzeżeń 1-7, znamienny tym, że wirnik jest umieszczony wewnątrz stojana.

10. Generator elektryczny według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że zawiera co najmniej dwie identyczne sekcje.

11. Generator elektryczny według zastrzeżenia 10, znamienny tym, że co najmniej dwie sekcje są względem siebie przesunięte w fazie.

12. Generator elektryczny według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera co najmniej dwie sekcje różniące się liczbą elektromagnesów.

13. Generator elektryczny według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że zawiera dodatkowo zespół regulatora napięcia.

To, że generator wykorzystujący magnesy neodymowe, np. wiatrowy, jest przydatny, nie budzi już wątpliwości. Nawet jeśli nie da się w ten sposób zasilić wszystkich urządzeń w domu, to i tak będzie to pokazywać swoje zalety przy dłuższym użytkowaniu. Samo wykonanie urządzenia sprawi, że użytkowanie będzie jeszcze bardziej ekonomiczne i przyjemne.

Charakterystyka magnesów neodymowych

Ale najpierw dowiedzmy się, czym są magnesy. Pojawiły się nie tak dawno temu. Magnesy można kupić w sklepach już od lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku. Wykonane są z neodymu, boru i żelaza. Głównym elementem jest oczywiście neodym. Jest to metal z grupy lantanowców, dzięki któremu magnesy uzyskują ogromną siłę przyczepności. Jeśli weźmiesz dwa duże kawałki i połączysz je razem, ich rozdzielenie będzie prawie niemożliwe.

W sprzedaży są oczywiście głównie gatunki miniaturowe. W każdym sklepie z pamiątkami można znaleźć kulki (lub inne kształty) wykonane z tego metalu. Wysoka cena magnesów neodymowych wynika ze złożoności wydobycia surowców i technologii ich produkcji. Jeśli kula o średnicy 3-5 milimetrów będzie kosztować tylko kilka rubli, to za magnes o średnicy 20 milimetrów i większej będziesz musiał zapłacić 500 rubli lub więcej.

Magnesy neodymowe produkowane są w specjalnych piecach, gdzie proces zachodzi bez tlenu, w próżni lub w atmosferze gazu obojętnego. Najczęściej spotykane są magnesy z namagnesowaniem osiowym, w których wektor pola jest skierowany wzdłuż jednej z płaszczyzn, w których mierzona jest grubość.

Właściwości magnesów neodymowych są bardzo cenne, ale można je łatwo uszkodzić w sposób uniemożliwiający naprawę. Zatem silny cios może pozbawić je wszystkich właściwości. Dlatego należy starać się unikać upadków. Również różne rodzaje istnieje granica temperatury, która waha się od osiemdziesięciu do dwustu pięćdziesięciu stopni. W temperaturach powyżej temperatury granicznej magnes traci swoje właściwości.

Właściwe i ostrożne użytkowanie jest kluczem do utrzymania jakości przez trzydzieści lat lub dłużej. Naturalne rozmagnesowanie wynosi tylko jeden procent rocznie.

Zastosowanie magnesów neodymowych

Często wykorzystuje się je w eksperymentach z zakresu fizyki i elektrotechniki. Jednak w praktyce magnesy te znalazły już szerokie zastosowanie, na przykład w przemyśle. Często można je znaleźć jako część produktów pamiątkowych.

Ich wysoki stopień przyczepności sprawia, że ​​są bardzo przydatne podczas poszukiwania metalowych przedmiotów znalezionych pod ziemią. Dlatego wiele wyszukiwarek wykorzystuje sprzęt wykorzystujący magnesy neodymowe do wyszukiwania sprzętu pozostałego po czasach wojny.

Jeśli stare głośniki akustyczne ledwo działają, czasem warto do magnesów ferrytowych dodać magnesy neodymowe, a sprzęt znów zabrzmi świetnie.

Podobnie możesz spróbować wymienić stare magnesy w silniku lub generatorze. Jest wtedy szansa, że ​​technologia będzie działać znacznie lepiej. Konsumpcja nawet spadnie.

Ludzkość od dawna poszukiwała magnesów neodymowych, jak niektórzy uważają, że technologia ta może nabrać prawdziwego kształtu.

Gotowy pionowo zorientowany generator wiatrowy

Szczególnie w ostatnich latach wzrosło zainteresowanie turbinami wiatrowymi. Pojawiły się nowe modele, wygodniejsze i praktyczne.

Do niedawna stosowano głównie poziome generatory wiatrowe z trzema łopatami. Typy pionowe nie rozprzestrzeniały się ze względu na duże obciążenie łożysk kół wiatrowych, co skutkowało zwiększonym tarciem pochłaniającym energię.

Ale dzięki zastosowaniu zasad lewitacji magnetycznej zaczęto stosować generator wiatrowy na magnesach neodymowych w układzie pionowym, z wyraźnym swobodnym obrotem bezwładnościowym. Obecnie udowodnił swoją wyższą skuteczność w porównaniu do poziomej.

Łatwy start osiąga się dzięki zasadzie lewitacji magnetycznej. A dzięki wielobiegunowości, która zapewnia napięcie znamionowe przy niskich prędkościach, można całkowicie zrezygnować ze skrzyń biegów.

Niektóre urządzenia są w stanie rozpocząć pracę, gdy prędkość wiatru wynosi zaledwie półtora centymetra na sekundę, a gdy osiągnie zaledwie trzy do czterech metrów na sekundę, może już równać się mocy generowanej przez urządzenie.

Obszar zastosowań

Zatem generator wiatrowy, w zależności od swojej mocy, może dostarczać energię do różnych budynków.

Apartamenty miejskie.

Domy prywatne, domki letniskowe, sklepy, myjnie samochodowe.

Przedszkola, szpitale, porty i inne instytucje miejskie.

Zalety

Urządzenia można kupić gotowe lub wykonane samodzielnie. Po zakupie generatora wiatrowego pozostaje tylko go zainstalować. Wszystkie regulacje i zbieżności zostały już wykonane, przeprowadzono testy w różnych warunkach klimatycznych.

Magnesy neodymowe, które zastosowano zamiast przekładni i łożysk, pozwalają uzyskać następujące rezultaty:

tarcie jest zmniejszone, a żywotność wszystkich części zwiększona;

znikają wibracje i hałas urządzenia podczas pracy;

koszt maleje;

energia jest oszczędzana;

Nie ma potrzeby regularnego serwisowania urządzenia.

Generator wiatrowy można kupić z wbudowanym falownikiem ładującym akumulator, a także ze sterownikiem.

Najczęściej spotykane modele

Generator z magnesami neodymowymi może być wykonany z mocowaniem pojedynczym lub podwójnym. Oprócz głównych magnesów neodymowych projekt może zawierać dodatkowe magnesy ferrytowe. Wysokość skrzydła jest różna, zwykle od jednego do trzech metrów.

Mocniejsze modele mają podwójne zapięcie. Mają także zainstalowane dodatkowe generatory magnesów ferrytowych i mają różne wysokości i średnice skrzydeł.

Domowe projekty

Biorąc pod uwagę, że nie każdego stać na zakup generatora z magnesami neodymowymi napędzanego wiatrem, często decydują się na zbudowanie konstrukcji własnymi rękami. Przyjrzyjmy się różnym opcjom urządzeń, które możesz łatwo wykonać samodzielnie.

Generator wiatrowy DIY

Mając pionową oś obrotu, zwykle ma od trzech do sześciu ostrzy. Konstrukcja obejmuje stojan, łopatki (nieruchome i obrotowe) oraz wirnik. Wiatr wpływa na łopatki oraz wejście i wyjście z turbiny. Piasty samochodowe są czasami używane jako podpory. Ten generator z magnesami neodymowymi jest cichy i pozostaje stabilny nawet przy silnym wietrze. Nie potrzebuje wysokiego masztu. Ruch rozpoczyna się nawet przy bardzo słabym wietrze.

Jaka może być konstrukcja generatora stacjonarnego?

Wiadomo, że siła elektromotoryczna przechodząca przez drut jest generowana poprzez zmianę pola magnetycznego. Rdzeń generatora stacjonarnego jest tworzony poprzez sterowanie elektroniczne, a nie mechaniczne. Generator automatycznie reguluje przepływ, działając rezonansowo i zużywając bardzo mało energii. Jego oscylacje odchylają strumienie magnetyczne rdzeni żelaznych lub ferrytowych na boki. Im wyższa częstotliwość oscylacji, tym większa moc generatora. Rozruch realizowany jest poprzez krótkotrwały impuls do generatora.

Jak zrobić perpetuum mobile

Magnesy neodymowe są w zasadzie tego samego typu pod względem zasady działania. Standardową opcją jest typ osiowy.

Opiera się na piaście samochodowej z tarczami hamulcowymi. Taka baza stanie się niezawodna i potężna.

Decydując się na jej użycie, piastę należy całkowicie rozebrać i sprawdzić, czy jest wystarczające smarowanie, a jeśli to konieczne, oczyścić z rdzy. Wtedy gotowe urządzenie będzie przyjemne w malowaniu i nabierze „domowego”, zadbanego wyglądu.

W urządzeniu jednofazowym liczba biegunów musi być równa liczbie magnesów. W przypadku prądu trójfazowego należy zachować stosunek dwóch do trzech lub czterech do trzech. Magnesy ułożone są z naprzemiennymi biegunami. Muszą być dokładnie zlokalizowane. Aby to zrobić, możesz narysować szablon na papierze, wyciąć go i dokładnie przenieść na dysk.

Aby uniknąć pomylenia biegunów, rób notatki markerem. Aby to zrobić, magnesy są umieszczane na jednej stronie: ten, który przyciąga, jest oznaczony znakiem „+”, a ten, który odpycha, jest oznaczony „-”. Magnesy muszą się przyciągać, czyli te znajdujące się naprzeciw siebie muszą mieć różne bieguny.

Zwykle stosuje się superglue lub coś podobnego, a po przyklejeniu wypełnia się go większą ilością żywicy epoksydowej dla zwiększenia wytrzymałości, po zrobieniu „ramek” tak, aby nie wyciekało.

Trzy lub jednofazowe

Generator oparty na magnesach neodymowych jest zwykle zaprojektowany do pracy z wibracjami pod obciążeniem, ponieważ nie będzie zapewniony stały prąd wyjściowy, co spowoduje nagłą amplitudę.

Jednak w przypadku systemu trójfazowego stała moc jest zawsze gwarantowana dzięki kompensacji faz. Dlatego nie będzie żadnych wibracji ani brzęczenia. A wydajność operacyjna będzie o pięćdziesiąt procent wyższa niż w przypadku jednej fazy.

Nawijanie cewki i reszty zespołu

Obliczanie generatora za pomocą magnesów neodymowych odbywa się głównie na podstawie wzroku. Ale oczywiście lepiej jest osiągnąć dokładność. Na przykład w przypadku urządzenia o niskiej prędkości, w którym ładowanie akumulatora zacznie działać przy 100-150 obr./min, wymagane będzie od 1000 do 1200 obrotów. Całkowita ilość jest dzielona przez liczbę cewek. Ile zwojów będzie wymaganych w każdym z nich. Cewki są uzwojone najgrubszym możliwym drutem, ponieważ przy mniejszym oporze prąd będzie większy (przy wysokim napięciu rezystancja pochłonie cały prąd).

Zwykle używają okrągłych, ale lepiej jest nawijać wydłużone cewki. Otwór wewnętrzny musi być równy lub większy niż średnica magnesu. Ponadto optymalny magnes będzie miał kształt prostokąta, a nie krążka, ponieważ w pierwszym przypadku pole magnetyczne jest rozciągnięte na całej długości, podczas gdy w drugim jest skoncentrowane w środku.

Grubość stojana jest równa grubości magnesów. Do formy możesz użyć sklejki. Włókno szklane jest umieszczone na dole i na górze cewek, aby zapewnić wytrzymałość. Cewki są ze sobą połączone, a każdą fazę wyprowadza się w celu połączenia w trójkąt lub gwiazdę.

Pozostaje tylko zrobić maszt i niezawodny fundament.

Nie jest to oczywiście perpetuum mobile bazujące na magnesach neodymowych. Jednak oszczędności przy zastosowaniu generatora wiatrowego zostaną zapewnione.