Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 22.05.2015
Последнее обновление: 22.05.2015

 

Самодостаточный униполярный мотор-электрогенератор УниМотоГенП-1

 

      Для начала – несколько слов об униполярных устройствах.

      В Интернете описаны эксперименты, например, Александра Родина, показывающие, что:

1.   Магнитное поле, формируемое вращающимся дисковым (или кольцевым) магнитом НЕ вращается вместе с вращающимся магнитом.

2.   Если вместе с этим магнитом вращать диск из материала с хорошей электропроводимостью, например, медь (можно, но уже несколько хуже: латунь, бронза, дюраль), то на радиусе диска между его центром и краем будет формироваться ЭДС, которую можно измерить и даже подключить к нагрузке.

      Правда, следует иметь в виду, что генерируемое напряжение будет весьма малым (едва ли более, чем 0.1В). Зато ток, проходящий через нагрузку, может достигать величин до тысяч Ампер.

      Можно наоборот, подключить низкое питание к центру и к краю диска. В этом случае система  превратится в мотор.

      Правда, следует принять во внимание, что источник питания для такого мотора должен обеспечивать ток во много Ампер (например, в 100А и более).

      Оно, конечно, область применения таких моторов, (если это – мотор), или таких генераторов, (если это - генератор), весьма ограничена.  Например, в гальванопластике.

      Тем не менее…..

 

      Предлагаю для первичного ознакомления с подобными устройствами посмотреть кое-что из Интернета.

 

Рис.1

 

      Этот рисунок показывает, что на вращающемся медном диске, помещённом между двумя НЕ вращающимися дисковыми встречно направленными магнитами, индуцируется напряжение, к которому можно подключить нагрузку. Мотор, вращающий диск, не показан.

Рис.2

 

      На этом рисунке показано, что магниты можно вплотную приставить к диску и вращать их вместе с ним.

 

Рис. 3

 

      На рисунке 3 предложена схема генератора, в котором вместо диска, расположенного между магнитами, применён медный цилиндр, в торцы которого вставлены встречно направленные магниты, а между ними – железяка для замыкания магнитных потоков.

      Привод для вращения условно не показан.

      Напряжение снимается мощными щётками с конечных зон цилиндра.

 

Рис. 4

 

      Схема на рисунке 4 интересна тем, что здесь напряжение снимается не с большого диаметра, когда из-за большой окружной скорости присутствует большое трение на щётках, а с поверхностей малого диаметра (можно снимать вообще непосредственно с торцов).

      Не очень удобно (хотя, скорее, не так уж и не очень) здесь то, что диски вращаются в противоположных направлениях.

 

      В итоге получается так, что:

1.   Униполярный генератор привлекает своей конструктивной простотой.

2.   Устройство может состоять из одинаковых по конструкции секций.

3.   Внутри секций отсутствует механизм.

4.   Трение щёток о поверхность токосъёмной оси можно существенно снизить, если снимать ток прямо с центра торца вала или с поверхностей, максимально приближенных к оси.

5.   Работа генератора не сопровождается внутренним сопротивлением электромагнитных полей, которое неизбежно в обычных моторах и генераторах. Благодаря этому не требуется мощный привод даже для раскрутки мощного генератора или нескольких генераторов одновременно. Ведь привод должен преодолевать только сопротивление от сил трения в подшипниках и в щётках. Поэтому – чем меньше подшипников, тем меньше потребляемая мощность привода.

6.   Униполярный генератор принципиально не вырабатывает большого напряжения. Но к одному мотору можно пристроить последовательно или параллельно много генераторов и преобразовать уже не очень низкое суммарное напряжение (при наличии большого ампеража) в требуемую величину.

      Так, если взять за основу схему на рисунке 4, то при выходном его напряжении 0.2В и последовательном подключении 45-ти генераторов на выходе можно получить уже 9В. При токе в 100А это будет соответствовать мощности в 900Вт. Реальную же мощность может показать только эксперимент.

      Напряжения 9В уже вполне достаточно для построения преобразователя на напряжение, хотя бы и 220В. Даже, если мощность на выходе преобразователя будет равной всего 800Вт.

      45 генераторов можно скомпоновать, например, в пять веток по 9 генераторов на одну ветку. Но можно собрать и одну единую ветку.

      Количества 45шт не следует опасаться, так как каждый генератор имеет достаточно малые осевые габариты.

      Проблема габаритов дополнительно упрощается, если сделать так, что в генераторе оба диска будут вращаться в одном направлении. 

 

      Теперь – переходим к нашей задачке.

 

Рис. 6

 

      На рисунке 6 представлена примерная компоновочная схема предлагаемого мотора-генератора.

      Левая секция – мотор. Правая сборка – генератор. В данном случае генератор состоит из 4-х секций, но секций может быть и больше. Ведь длина секций не превышает 44мм. Таким образом, суммарная (вместе с подшипниками и муфтой) длина сборки из 4-х секционного генератора и мотора составляет, примерно, 220мм. В зависимости от диаметров применяемых магнитов жёсткость сборки может допускать возможность подключения в ветку сразу 45 секций без появления прогиба сборки.

      Габариты предлагаемого для эксперимента устройства – всего D60хL220мм. Вместе с мотором.

      Конструкции секции мотора и секций генератора – одинаковы. Разница заключается в том, что к валам мотора подводится низкое напряжение от источника питания, обеспечивающего большой ток нагрузки, а с валов генератора снимается выходное напряжение, равное сумме напряжений от всех последовательно включённых секций.

      В общем случае конечный подшипник мотора и начальный подшипник генератора могут отсутствовать.

      Щётки на схемах не показаны.

      Предполагается, что напряжение, снимаемое с трёх секций генератора, будет более, чем достаточным для работы мотора. Этим ожидается достичь самодостаточности устройства. Тем более что для питания мотора требуется малое напряжение, но большой ток, а униполярный генератор как раз и выдаёт малое напряжение, но с большим током в нагрузке.

      Очень может оказаться, что даже одной секции генератора хватит для работы мотора.

      В Интернете имеются публикации, показывающие односекционный самодостаточный мотор-генератор. То есть, и мотор, и генератор – в одной секции.

      Нагрузкой же нашего мотора являются ТОЛЬКО силы трения в подшипниках и в щётках. При удалении двух промежуточных подшипников (последний у мотора и первый у генератора) трение уменьшается дополнительно.

      Поэтому предполагается, что генераторов можно будет подключать много, и не только соосно с мотором, но и параллельными ветками.

 

      На рисунке 7 показана отдельно конструктивная схема секции (например, мотора).

 

Рис.7

 

      Красно-голубые прямоугольники, показанные на рисунке, это дисковые магниты.

      Крестами обозначены шариковые радиальные подшипники.

      Коричневый цвет – сборные медные диски.

      Внутри дисковой сборки размещены внутренние дисковые магниты, отделённые от внутренних стенок диска неметаллическими прокладками (белый цвет).

      Голубым цветом у магнитов обозначен северный полюс. Красным – южный.

      Дисковая сборка и внешние (боковые) магниты сидят на медных валах (жёлтые контуры).

      Вал секции состоит из двух частей, каждая из которых ввинчена в диск.

      Сама дисковая сборка состоит из трёх частей, соединённых в одно целое при помощи болтов (синий цвет). Будет лучше, если болты тоже сделать из меди (можно, но несколько хуже: из латуни, бронзы, дюраля).

      Один их концов вала мотора (на схеме – правый) соединяется бесконтактно с валом генератора при помощи неметаллической муфты (серый цвет).

 

      Принцип работы заключается в следующем:

 

1.   К торцу левого вала подводится один из проводов источника питания. Для определённости будем считать эту клемму плюсовой.

2.   Вторая клемма (минусовая) подключается к поверхности правого вала мотора (перед муфтой).

3.   Ток от источника питания идёт от плюса к минусу через левый (входной) вал, по левому диску к его внешнему краю.

      Поскольку ток проходит между магнитами, то на него начинает действовать отталкивающая сила.

      По правилу левой руки мы получаем, что сила эта направлена на наблюдателя.

4.   Ток продолжает своё течение по цилиндрическому ободу диска и попадает в правый диск, проходя к правому (выходному) валу.

      По правилу левой руки мы получаем, что сила выталкивания направлена опять же на наблюдателя.

5. Таким образом, мотор вращается и приводит во вращение секции генератора.

     

      Думаю, что секции генератора особого пояснения не требуют. Просто при вращении секции в направлении Наблюдателя в левом диске формируется ЭДС с плюсом на ободе. А в правом диске – с плюсом на валу.

      Все диски генератора вращаются в одном направлении.

 

      Всё, описанное ниже, относится, скорее, к общим рассуждениям, чем к утверждению, поскольку проверить мне самому мои идеи не реально из-за отсутствия ресурсов.

 

      Дело в том, что для работы секции в режиме мотора необходимо, чтобы ток, проходящий по вращающемуся диску, пересекал при этом поле магнита. Тогда, по правилу левой руки, можно будет определить направление вращения этого диска.

      Вопрос-то заключается в следующем: «А что будет происходить с секцией, когда каждый диск будет соседствовать не с двумя магнитами по обе его стороны, а только с одним магнитом на одной стороне. Например, так, как это показано на рисунке 8?»

 

 

Рис. 8

 

      В этом варианте заметно уменьшается осевой размер секции.

      И уменьшение это будет особенно заметным, если речь идёт о многосекционной конструкции.

       

      Далее.

      Мы условимся (для определённости), что ко входному валу мотора подаётся «ПЛЮС» питания, а к выходному – «МИНУС».

      Но тогда в режиме генератора точно такая же секция, вращающаяся в ту же сторону, на своём входном валу генерирует «МИНУС», а на выходе – «ПЛЮС».

      Из этого следует, что выходной вал мотора и входной вал генератора могут быть электрически единым изделием.

      А это уже - дополнительное укорочение длины устройства и упрощение его конструкции (отсутствие электрически нейтральной соединительной муфты, да и вообще - муфты). Одновременно с этим можно будет отказаться и от выходного подшипника мотора.

      Получающаяся конструктивная схема показана на рисунке 9.

 

 

Рисс.9

 

      Для нейтрализации сил взаимного отталкивания внутрисекционных магнитов между ними устанавливается прокладка из мягкой стали.

 

      Как обычно, на авторство я не претендую.

 

 


Просмотров: 1973

Комментарии к статье:

№ 1480   Pref   2015-16-08 11:21:06
Ну что ж, вполне. Что либо получилось?
№ 1481   Владимир Максимович   2015-17-08 00:07:04
На №1480
     На маленьком пробничке попробовал. Как генератор - работает. Напряжение не измерял. просто смотрел на отклюнение стрелки.
     Как мотор - не испытывал. Понял, что практическая целесообразность униполярки слишком низка.
№ 1490   Денис   2015-14-09 04:00:15
"Слишком низка" - при каких скоростях, диаметрах и силах магнита?
№ 1491   Владимир Максимиович   2015-14-09 09:42:29
На №1490
     Денис, я не измерял скорость вращения. Просто закрепил в патрон своего токрного станка. Думаю, что 1000 оборотов в минуту всё-таки было.
     Магниты у меня по 14 кг на отрыв при 1мм зазара.
     Предполагаю, что напряжение на радиусе диска было равным, примерно, 0.005В. Точно измерить его не представляется возможным. Куда такое напряжение применить, кроме гальваники, не знаю. Поэтому и считаю целесообразность слишком низкой.
     Область моих интересов - это СЕ-устройства. Из униполярки такое вытянуть - не реально!
№ 1601   Rivaros   2016-14-01 09:38:36
Наводимая ЭДС мала - определяется контуром на нагрузку, всего один виток, ток определяется толщиной провода, или количеством щеток (параллельные контуры).
№ 1602   Владимир Максимович   2016-14-01 12:34:10
На №1601
     Красиво сказано! Только не понятно, зачем?
№ 1810   АК   2016-10-08 18:46:54
Рывшись в файлопомойке, надыбал "Униполярные электрические машины" - фундмантальный научно-технический труд 1964 года. Уникальные ИМХО вещи там написаны... Могу тоже прислать, коли интересуетесь этими машинками
№ 1812   Владимир Максимович   2016-10-08 19:50:46
На №1810
     Андрей, спасибо! Не требуется. Я пересмотрел достаточно и теперь они меня не интересуют!
№ 1813   АК   2016-10-08 19:52:48
ОК, Владимир! действительно - униполярки нынче как-то не рулят...
№ 1814   Владимир Максимович   2016-11-08 08:28:18
На №1813
     ОК!
№ 1932   Rivaros   2017-03-12 12:30:05
К посту -№ 1602
Сказано, для того, что эффективность мала, напряжение низкое, определяется витком внешнего контура и смещением электронов при вращении, то есть скорость вращения определяет эффективность, но скорость не возможно увеличивать бесконечно много.
№ 1933   Владимир Максимович   2017-03-12 17:30:08
На №1602
     Всё верно!
     Сам я от этих методов давно отказался!

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]