Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 14.3.2010
Последнее обновление: Доработана: 03.04.2010

 

Измеритель магнитного взаимодействия

для ММП-7

 

Аннотация.    Рассмотрена схема измерителя сил магнитного взаимодействия применительно к магнитному мотору по схеме ММП-7.

 

       Попытка предварительно просчитать силы взаимного притягивания-отталкивания между магнитами статора во взаимодействии с магнитами ротора привели к результатам, существенно отличающимся от результатов, полученных экспериментально.

       Напрашивается естественное желание разработать и изготовить измерительное устройство, при помощи которого можно было бы выявить реальную зависимость сил магнитного взаимодействия от угла поворота между магнитами, установленными на статоре и роторе.

 

       На рисунке 1 показана схема измерителя для статорно-роторной схемы магнитного мотора  (ММП-7).

 

 

Рис. 1

       Один из магнитов (коричневый цвет) закреплён на  диске (жёлтый цвет), имеющем возможность для свободного вращения вокруг своей оси.

       Другой магнит (голубой цвет) закреплён на основании измерителя (серый цвет).

       Магниты ориентированы одинаковыми полюсами навстречу друг к другу, но с разворотом относительно линии, соединяющей ребро магнита с осью диска, например, под углом 45º (возможен и другой разворот). Предполагается, что угловая ориентация магнитов может изменяться по желанию экспериментатора. И совсем не обязательно на одинаковую величину и в одинаковом направлении для магнита на диске  и для магнита, закреплённого на основании. Мало того, один или даже оба магнита могут иметь скошенный торец.

       К основанию, кроме магнита, прикреплена угловая шкала с ценой деления в один градус. Центр её дуги совпадает с осью диска. Очень удобно, если шкалу можно будет смещать путём поворачивания её вокруг оси диска. И вообще – заменять на другую.

       В моём конкретном макете на роторе мотора предполагаются к размещению 15 магнитов. Поэтому шкала рассчитана на 24º. Шкала построена при помощи программы АВТОКАД и напечатана на глянцевой фотобумаге (цифровая печать). Для другого количества магнитов, предполагаемых к размещению на роторе, придётся изготовить соответствующую шкалу.

       На боковой (цилиндрической) поверхности диска подготовлены отверстия для установки в них штанги указателя (красный цвет). Отверстия должны быть достаточно глубокими, для надёжной повторяемости положения вставленной в него штанги. Штанга должна быть обязательно жёсткой, но не магнитной.

       Я предлагаю угловой шаг между осями боковых отверстий выполнить равным половине углового шага расположения магнитов.

       На конец штанги установлена стрелка указателя (розовый цвет). Это даёт возможность довольно точно отслеживать требуемую угловую позицию указателя и, следовательно, угла поворота диска.

       Диск насажен на свою ось через подшипники. Расстояние между подшипниками должно быть порядка пяти их наружных диаметров.

       На основании закреплены также два ограничителя, обеспечивающих защиту указателя от ударов при самовозврате диска в процессе измерений. Об установленные ограничители может ударяться стержень (цвет циана), специально вставляемый в подходящее боковое отверстие диска.

       На опорную стойку диска удобно насадить масштабный рычаг, позволяющий изменять разрешение шкалы измерителя. Для себя я применяю 2-х кратное изменение. Зацеп безмена может вставляться либо в отверстие на плоскости диска, либо в отверстие на свободном конце масштабного рычага. В последнем случае в его серединное отверстие следует вставить штифт, для связи рычага с диском.

       Основание необходимо закрепить на столе при помощи, хотя бы, струбцины.

      

       Работа по измерению силы взаимодействия магнитов состоит в том, чтобы сначала вставить штангу указателя в нужное боковое гнездо диска.

       Затем при помощи зацепленного за диск безмена (зелёный вектор «Р») следует медленно поворачивать диск, преодолевая силу отталкивания магнита на диске от магнита на основании (на некоторых участках вместо силы отталкивания возможно проявление силы притяжения). В этих случаях безмен, разумеется, следует тянуть в обратном направлении.

       Когда указатель окажется над риской нужной угловой позиции, можно записывать показание безмена.

 

ПРИМЕЧАНИЕ

       Каждое измерение я рекомендую проводить не менее трёх раз (лучше – более трёх):

 

-     Увести диск дальше от нужной позиции и медленно приближать его к этой позиции при помощи безмена. При этом необходимо отслеживать сохранение перпендикулярности линии «тянутия» безмена к радиусу диска в точке закрепления безмена (оранжевая линия на рычаге). Если диск проскочит мимо требуемой позиции, то процесс измерения следует прервать. Необходимо заново начать процедуру данного измерения.

-     Увести диск дальше от нужной позиции, но в другом направлении, и медленно приближать его к этой позиции, снижая для этого силу безмена. При этом необходимо отслеживать сохранение перпендикулярности линии «тянутия» безмена к радиусу диска в точке закрепления безмена. Если диск проскочит мимо требуемой позиции, то возвращать его не следует. Необходимо заново выполнить процедуру измерения.

-     Вручную установить диск на требуемую позицию и при помощи безмена отследить величину силы, достаточной для удержания указателя на нужной позиции.

-.    Безмен с линейной шкалой к использованию не желателен. Слишком короткая у него шкала (40мм на 10кг).

 

       После полного прохождения диапазона шкалы, (если угол отклонения диска под воздействием магнитов превысит 24º), следует перенести штангу в соседнее гнездо на боковой поверхности диска.

 

       Вероятнее всего экспериментатору в руки попадёт безмен заводского изготовления с пределом на 10кг. Это заметно больше желаемого (порядка 1кг) предела.

 

       Поэтому я предлагаю:

 

1.    Либо переделать готовый безмен, подобрав соответствующую пружину, либо полностью изготовить безмен самостоятельно, хотя бы и с использованием обычной поясной резинки. Шкалу безмена для удобства считывания показаний лучше всего сделать круглой. (Лично я переделал два безмена. Один – на предел 1кг. Другой – на предел 300гр.)

 

2.    Либо использовать заводской безмен и применить рычаг, имеющий требуемое соотношением плеч (например, 1:10 относительно его опоры). За конец меньшего плеча зацеплен безмен. Свободный конец рычага цепляется за край диска, а тянуть следует за безмен.

 

       В любом варианте полученной точности измерения силы будет вполне достаточно для достижения поставленной цели.


Просмотров: 3578

Комментарии к статье:


Ваще сообщение:
 

 

Добавить комментарий

[B] [I] [u] [S] [2] [2]       [TAB] [∑] [∓] [≈] [≠] [≤] [≥] [π] [×] [√]       [RED] [GRE] [BLU]

[α] [β] [Γ] [γ] [Σ] [σ] [Δ] [δ] [Ω] [ω] [μ] [Λ] [λ]