Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 15.08.2013
Последнее обновление: 09.10.2013

 

Дополнение: 09.10.13

 

 

 

       Предлагается конструктивная схема центробежного усилителя мощности (ЦУМ), представленная рисунком 1.

 

 

Рис.1

 

       Вращение ротора (большая белая окружность) осуществляется при помощи четырёх центробежных движителей, «упакованных» между двумя дисками-платформами.

       На одну из этих платформ (правая на боковой проекции) установлены приводные электродвигатели (тонкие красные линии). По одному на каждый движитель.

 

ПРИМЕЧАНИЕ

       Устанавливать единый центральный приводной электродвигатель, как это сделано в центрифуге Линевича Э. И., принципиально НЕ рекомендую! При едином центральном электроприводе становится возможным вращение платформ БЕЗ вращения центробежных движителей! И в этом режиме устройство перестаёт быть усилителем мощности.

 

       Обе платформы взаимно связаны стойками (на схеме не показаны), образуя единый ротор. Боковая сторона ротора защищена цилиндрической стенкой от возможного вылета грузов.

       Ротор (вместе с движителями и их приводами) помещён в корпус (коричневый цвет), который предполагается закреплять на полу при помощи лапок (для нейтрализации реактивного момента вращения).

       Я надеюсь, что будет допустима работа ЦУМ также и с горизонтальной осью вращения. В этом случае устройство можно будет повесить на стенку.

       На схеме от ротора при помощи ременной передачи (я изготавливал её из резины от велосипедной камеры) вращается электрогенератор (тонкая красная окружность в правом нижнем углу основной проекции).

       Вместо шариковых подшипников везде идеальными были бы подшипники скольжения (существенное снижение шума). В моём конкретном случае придётся изготавливать ЦУМ самостоятельно. Поэтому все подшипники будут заменены шариковыми.

       Ротор может быть изготовлен из металла и даже из толстого оргстекла. Я, например, планирую использовать сборную деревянную плиту.

       Корпус мною уже изготавливался из сборных деревянных плит. Можно -  из толстой фанеры и даже из ДСП.

 

       Сами по себе приводы, если и будут вращать ротор непосредственно, то лишь в отсутствии связки с генератором. Да и то, вращение осуществляется не напрямую, а в виде реакции на вращение роторов в электроприводах.

 

       Поскольку приводы вращаются вместе с роторами, постольку и питание к ним следует подводить через троллеи (на схеме не показаны).

 

       На рисунке 2 отдельно показана схема предлагаемого центробежного движителя. Я эту схему ещё не проверял, а только сделал прикидочные расчёты.

 

 

Рис. 2

 

       Белым цветом изображён диск, вращающийся вокруг собственной оси (серая штриховка белого круга) при помощи привода-электродвигателя (на рисунке 2 не показан). Привод установлен соосно с заштрихованным кругом и закреплён на платформе.

       С диском вращаются установленные на нём поводки (белые сегменты), в которые вложены спицы, несущие на своих концах грузы. Поводки свободно вращаются в диске. Закреплённые концы спиц имеют форму колец и надеты через промежуточные прокладки на единую ось вращения (красный круг). Эта ось не контактирует с диском движителя.

       В данном движителе в качестве грузов я предполагаю использовать шариковые подшипники диаметром 52мм. Но можно применить и цельнометаллические болванки.

 

       На рисунке 3 показаны «единичные» тяговые характеристики движителя, подсчитанные для разной «многоместности» (разное количество грузов на движителе).

       «Единичные» означает: величина массы одного груза и величина генерируемой вращающимся грузом центробежной силы принимаются равными «условной единице» каждая.

       Для подсчёта реальной величины тяговой компоненты, в её расчётную формулу:

 

 

следует подставить реальную величину веса груза m (я обычно работаю с [кг]) и вычисленную величину центробежной силы P (я обычно работаю тоже с [кг]).

 

 

Рис. 3

 

       Длина вылета грузов (от оси вращения груза до центра масс груза) просчитанного движителя составляла 130мм. На схемах из рисунков 1 и 2 длина этого вылета уменьшена до 120мм (для уменьшения габаритов ЦУМ).

       Эксцентриситет в обоих случаях принят равным 30мм.

       Диаметр расположения осей вращения грузов – 440мм.

       Тяговые характеристики вычислялись с дискретностью угла равномерного поворота привода, ∆α = 5º. Но рисовались графики с дискретностью 20 градусов. Вероятно, именно это является причиной недобора величины пика на жёлтой кривой (4-х местный движитель). Надо бы рисовать с дискретностью 5 градусов.

       При дискретности рисования  ∆α = 5º и прямая линия 18-местного движителя стала бы слегка волнистой.

       В соответствии с произведёнными вычислениями пульсация тяговой характеристики 18-местного движителя (зелёная линия) составляет, примерно, 0.8%.

 

       Усреднённую величину тяговой характеристики я не вычислял, считая, что это не имеет первостепенного значения (по крайней мере – для меня).

       По этой же причине я не вычислял усреднённую величину бокового биения. Мне понятно, что при такой малой пульсации величины прямой силы пульсация боковой силы обязана быть во много раз меньше.

        

       В предлагаемом ЦУМ нет прямой зависимости между угловой скоростью вращения ротора и угловой скоростью вращения грузов. На их соотношение влияют только величина нагрузки генератора на ротор и суммарная сила внутреннего трения всего устройства.

 

ДОПОЛНЕНИЕ от 09.10.13

 

       Для экспериментов был построен макет движителя по схеме на рисунке 4.

 

 

Рис.4

 

       Правда, вместо зеркальной пары, показанной на рисунке 4, был изготовлен только один движитель.

       Отличие новой схемы движителя от схемы, заявленной в начале статьи, состоит в том, что в качестве грузов используются подшипники (зелёный цвет), надетые на болты (голубой цвет). Благодаря такой замене:

 

а)    - грузы теперь могут кататься по основанию, а не тереться по нему своей боковой поверхностью в период раскрутки движителя:

б)   - существенно уменьшилась толщина всей конструкции.

 

       Предполагалось, что тяговая характеристика движителя должна соответствовать графику, показанному на рисунке 5.

 

 

Рис. 5

 

       Правда, при условии, что скорость ротора будет составлять 500 оборотов в минуту.

 

       Эксперимент показал, что достигнуть таких оборотов при использовании электродвигателя мощностью 600Вт не представилось возможным. При полном напряжении питания в 220В двигатель даже начинал дымиться, так и не приблизивши ротор движителя к скорости в 500 оборотов.

       Могу предположить, что для нормальной раскрутки движителя необходимо применить электропривод, мощностью не менее 750Вт.

 

ПРИМЕЧАНИЕ

       Рассчитывать необходимую мощность для раскрутки центробежного движителя я не умею.

 

       Если принять, что число оборотов ЦУМ будет тоже равно 500 в минуту (раскручивать огромную махину корпуса ЦУМ сильнее таких оборотов я не считаю допустимым), то мощность, которую можно было бы получить на выходном валу ЦУМ, равнялась бы:

 

 

Nвых  - выходная мощность на валу ЦУМ

М        - момент вращения на корпусе ЦУМ, генерируемый одним движителем [кгм]

n         - угловая скорость вращения ротора движителя [об/мин]

Q        - усреднённая тяговая сила одного движителя [кг]

R         - радиус приложения тяговой силы [м]

 

       После подстановки названных величин в приведённую формулу можно получить результат:

 

 

       Это существенно ниже, чем мощность, затрачиваемая на раскрутку движителя. А ещё – полезно не забывать о коэффициенте полезного действия (порядка 50%) самого генератора.

 

       Даже при оборотах ЦУМ, например, 1500, выходная мощность на его валу всё равно не превысит 180Вт, что явно меньше, чем 750!

 

       Вот так развенчался миф о возможности построения усилителя мощности по принципу, предложенному Линевичем Эдвидом Ивановичем!

       Говорить о построении на этом принципе генератора – уже и язык не поворачивается!

 

 


Просмотров: 2076

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]