Генератор из магнитов: Доступ ограничен: проблема с IP

Содержание

Генераторы PMG Windkraft

Генератор — устройство преобразующее механическую энергию в электрическую. В качестве механической энергии может выступать энергия ветра, воды, топлива. Все электростанции используют в своем составе генераторы: атомные электростанции, теплоэлектростанции, гидроэлектростанции, бензиновые и дизельные электростанции и так же ветроэлектростанции.

 Все современные электрогенераторы можно разделить на два основных вида: генераторы с возбуждением и без возбуждения. Для генераторов с возбуждением, необходим внешний источник электроэнергии, который дает возбуждение (включает в работу электромагнит). Данный вид генераторов имеет не высокую цену. Но существенным недостатком таких генераторов является не высокий КПД и  присутствие щеток скольжения, что требует частого обслуживания генератора.

 Второй тип генераторов — с возбуждением от постоянных магнитов. Им не нужен внешний дополнительный источник электроэнергии. В генераторе на роторе установлены магниты, при вращении которых, генерируется электроэнергия. Данная конструкция практически не требует частого обслуживания, так как не имеет в своем составе щеток скольжения. Поэтому данный генератор очень надежный и может длительное время работать не прерывно. Единственное, что требует обслуживания — это подшипники. Так же особенность генератора на постоянных магнитах, что он начинает генерировать электроэнергию сразу же, когда только начинается вращение. Поэтому данные генераторы выгодно применять в мобильных установках, небольших ветрогенераторах для работы в полевых условиях. К недостаткам можно отнести относительно высокую стоимость и не стабильное напряжение на выходе. Необходимо дополнительно применять системы стабилизации напряжения или контролеры заряда для аккумуляторных батарей.

 Наша компания занимается производством генераторов на постоянных магнитах для применения в ветрогенераторах, гидроэлектростанциях, бензо- газо- и дизельных установках.

 Благодаря применению мощных неодимовых магнитов и  современных разработках нам удалось добиться КПД генератора 92,5% и практически убрать магнитное залипание магнитов ротора к статорному железу.

 Под заказ клиента возможно изготовление генератора с выходным напряжением от 15В до 380В. Так же возможно изготовление низкооборотистых генераторов от 60 об/мин.

 Всем нашим клиентам предлагаем услуги по  монтажу дополнительного оборудования для стабилизации выходного напряжения или зарядки аккумуляторных батарей. Есть возможность подготовки и продажи готовых комплектов «под ключ»

 Преимущества наших генераторов:

1. КПД более 90%

2. Применяются неодимовые магниты с рабочей температурой до 150 °C

3. Ремонтопригодность: полюса магнитов закреплены специальными винтами. При необходимости есть возможность заменить полюс генератора не прибегая к дорогостоящему ремонту. Кроме того, крепление с помощью винтов более надежно, чем клея.

4. Каждый ротор отбалансирован на стенде, что продлит «жизнь» подшипников и самого генератора.

5. Применяются  качественные, оригинальные подшипники NSK/SKF.

6. Вал генератора изготавливается из нержавеющей стали.

7. Под заказ клиента возможно изготовить генератор с не стандартными характеристиками: напряжение, мощность, обороты, крепление. 

Приминение генераторов на постоянных магнитах:

— ветрогенераторы

— гидроэлектростанции

— дизельные, бензиновые установки

— установка на привод от сельхозтехники

Мощность Обороты
20 об/мин 
30 об/мин
300Вт 100 об/мин
200 об/мин
400 об/мин
50 об/мин
500Вт
150 об/мин
200 об/мин
50 об/мин
60 об/мин
100 об/мин
1 кВт 150 об/мин
200 об/мин
250 об/мин
300 об/мин
400 об/мин
500 об/мин
1000 об/мин
150 об/мин
1,5 кВт 300 об/мин
500 об/мин
50 об/мин
100 об/мин
2 кВт 150 об/мин
300 об/мин
50 об/мин
70 об/мин
100 об/мин
3 кВт  150 об/мин
200 об/мин
500 об/мин
750 об/мин
50 об/мин
100 об/мин
5 кВт 150 об/мин
200 об/мин
250 об/мин
500 об/мин
40 об/мин
60 об/мин
10 кВт 100 об/мин
150 об/мин
300 об/мин
400 об/мин
100 об/мин
20 кВт 300 об/мин
400 об/мин
100 об/мин
30 кВт 300 об/мин
400 об/мин

Ученые разрабатывают уникальный генератор на магнитном подвесе для газотурбинной установки

Аспирант Южно-Уральского государственного университета представил свою разработку принципиально новой конструкции генератора, которая имеет магнитный и газодинамический подвес. Такие решения еще не применялись в мировой практике. Разработка была отмечена грантом от Российского фонда фундаментальных исследований на конкурсе «Аспирант».

Дешевле, проще, надёжнее

Аспирант кафедры «Теоретические основы электротехники» Политехнического института ЮУрГУ Николай Неустроев под руководством доктора технических наук, заведующего кафедрой «Теоретические основы электротехники»

Сергея Ганджи предложил реализовать новую конструкцию автономного генератора для газотурбинной установки, которая позволяет значительно снизить потери при производстве электроэнергии и повысить надёжность работы агрегата.

Высокоскоростные генераторы являются очень перспективным научным направлением. Ежегодно в России используется около 2150 газотурбинных установок общей мощностью 28 ГВт. Неприхотливость в обслуживании, автономная работа, высокий коэффициент использования топлива и маленькие габариты делают газотурбинные установки очень привлекательными для абсолютно разных сфер деятельности человека.

«В используемых на данный момент радиальных магнитоэлектрических генераторах основным недостатком являются большие магнитные потери в стали из-за высокой частоты перемагничивания. Это создает следующие проблемы: уменьшается КПД, тепловые потери надо отводить при помощи сложной системы охлаждения, усложняется система контроля и управления. Применение специальных сталей и ослабление магнитного потока только уменьшают проблему, но не решают ее. Цена изделия при этом существенно возрастает. Мы предлагаем использовать генератор на постоянных магнитах с аксиальным магнитным потоком и диамагнитным якорем. В нем стального сердечника просто нет, а значит, нет и этих проблем. Повышается КПД, упрощается конструкция, снижается цена изделия

», – поясняет Николай Неустроев.

На фото: Николай Неустроев, аспирант ЮУрГУ

Разрабатываемый аспирантом ЮУрГУ высокоскоростной генератор на мощных постоянных магнитах с аксиальным магнитным потоком и якорем без электротехнической стали на комбинированном магнитном газодинамическом подвесе за счет исключения магнитных потерь имеет высокий КПД, то есть является энергоэффективным.

При этом газотурбинный двигатель неприхотлив к качеству топлива. Здесь может подойти любое горючее вещество от газа до мазута. Предлагаемую концепцию можно будет применить в любой области техники: электроснабжение любых автономных объектов, таких как пассажирские самолеты, корабли, бортовая сеть изделий военной техники, бытовые нужды электропотребления.

Оригинальность конструкции заключается в ее модульности, которая позволяет подобрать необходимую мощность за счет дополнительных секций.

«На данном этапе мы завершаем работу над созданием «цифрового двойника», поскольку все основные узлы и агрегаты должны иметь трехмерные твердотельные цифровые модели, на которых будут проводиться испытания в виртуальном формате», — говорит научный руководитель Сергей Ганджа.

На фото: Сергей Ганджа, заведующий кафедрой «Теоретические основы электротехники» Политехнического институт ЮУрГУ

Уникальный генератор требует инновационных решений для своего создания.

«Теперь львиную долю моего свободного времени занимает комбинированный магнитный газодинамический подвес. Дело в том, что предлагаемый подвес позволит умножить все преимущества разрабатываемого генератора, так сказать раскрыть весь его потенциал. Однако, «подружить» магнитный и газодинамический подшипник задача не из простых, но для этого и нужна наука

», – говорит Николай Неустроев.

После тщательного изучения существующей отечественной и зарубежной научной литературы ученые проводят расчет нескольких вариантов магнитных подвесов, стараясь учесть все возможные технические риски. Они должны рассмотреть варианты комбинаций газодинамического и магнитного подшипников и определить оптимальный. Свою инновационную идею ученые намерены проверить на практике, то есть изготовить и испытать макетный образец на средства выигранного гранта. Реальный образец должен  подтвердить принятые концепции.

Грант поможет довести научные исследования до логического конца. Результаты исследований будут опубликованы в журналах, проиндексированных наукометрических базах Scopus и Web of Science (Q1 и Q2). Рост числа отечественных разработок и патентов на изобретения предусмотрен нацпроектом «Наука», который должен быть реализован в России к 2024 году.

ЮУрГУ – участник Проекта 5-100, призванного повысить конкурентоспособность российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров

Управление ветроэнергетической установкой с синхронным генератором на постоянных магнитах и магнитным вариатором

Author:

Ачитаев, А. А.

Бархатов, К. А.

Удалов, С. Н.

Achitaev, Andrey A.

Barkhatov, Konstantin A.

Udalov, Sergey N.

Journal Name:
Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies, 2021, 14 (1)

Abstract:
В настоящее время в мировой литературе начинает получать развитие применение ветроэнергетических установок с магнитной редукцией скорости. Особенности применения данных систем в сочетании с ветроэнергетической установкой позволяет решить вопрос ее сопряжения с электроэнергетической системой. Управляемая гибкая связь между турбиной и генератором дает возможность согласовать управление углом нагрузки синхронного генератора. В данной работе рассматривается разработанный контроллер, обеспечивающий комплексное управление ветровой турбиной с магнитным вариатором с переменным шагом угла заклинения лопасти и переменной скоростью вращения турбины ВЭУ. Перспективным направлением построения ветроэнергетических систем в настоящее время является применение электромагнитных вариаторов в составе ветроэнергетических установок. Исследованию электроэнергетических систем, в составе которых имеются ветроустановки с электромагнитными вариаторами, посвящена данная работа. Вариатор встраивается между ветровой турбиной и генератором вместо механического редуктора. Быстродействующее изменение вращающего момента электромагнитного вариатора позволяет удерживать частоту вращения генератора. Из-за присущей нелинейности ветровой турбины и вариатора был определен набор эксплуатационных и аварийных режимов, затем контроллер проектировался для каждой рабочей точки. Кроме того, аэродинамический момент и эффективная скорость ветра оцениваются онлайн и получается планируемый график переменной для реализации контроллера. Потенциал метода был проверен путем моделирования с помощью MATLAB/Simulink

 

Currently, the use of wind power plants with magnetic speed reduction is beginning to develop in the world literature. Features of the application of these systems in combination with a wind power plant allows you to solve the issue of its interface with the electric power system. The controlled flexible connection between the turbine and the generator makes it possible to coordinate the control of the load angle of the synchronous generator. In this paper, we consider a developed controller that provides integrated control of a wind turbine with a magnetic variator with a variable pitch of the blade angle and a variable speed of rotation of the wind turbine. A promising direction for the construction of wind power systems is currently the use of electromagnetic variators as part of wind power plants. This work is devoted to the study of electric power systems that include wind turbines with electromagnetic variators. The variator is built between the wind turbine and the generator, instead of a mechanical gearbox. The high-speed change in the torque of the electromagnetic variator allows you to keep the speed of the generator. Due to the inherent non-linearity of the wind turbine and CVT, a set of operational and emergency modes was defined and then the controller was designed for each operating point. In addition, the aerodynamic torque and effective wind speed are estimated online and a planned variable schedule for the controller implementation is obtained. Was tested by simulating with MATLAB/Simulink

 

Аксиальный генератор на ферритовых магнитах

В основе генератора самодельная ступица, сделана из отрезка трубы, в тубу вставлены подшипники и шпилька. В качестве роторов использовались алмазные диски диаметром 220мм. На дисках наклеены и залиты эпоксидной смолой по 20 ферритовых магнитов. Статор содержит 15 катушек, каждая катушка намотана проводом 0,5 мм по 325 витков. Большое количество витков обусловлено слабыми ферритовыми магнитами. В итоге сопротивление одной фазы составило 18,5 Ом, не самый лучший показатель, зато напряжение в норме и пригодно для зарядки аккумулятора.

Самодельный дисковый генератор

аксиальный генератор на ферритовых магнитах Катушки мотал на оправке, которую вставлял в шуруповерт, толщина катушек 9мм. Для статора из фанеры вырезал форму, обтянул скотчем чтобы эпоксидка не пристала, все шесть проводов от фаз соединил в колодку и все вместе залил смолой. после сборки покрутил генератор чтобы узнать что получилось.

От руки при соединении в треугольник до 15 вольт выкручиваю, ток короткого замыкания 1,5Ампер. Покрутил шуруповертом на 700об/м получил 47 вольт.

Для ветрогенератора делал несколько винтов из ПВХ110-й серой трубы, но хороших результатов пока не добился, так-как винты делал на глаз, и они получались слишком тихоходными и не развивали больших оборотах.

Ниже фотографии процесса сборки этого ветрогенератора,

Оправка для намотки катушек

оправка для намотки катушек, вставляю в шуруповерт и наматываю катушки статора

Самодельный дисковый генератор

самодельный ветрогенератор Так примерно будут стоять диски ротора

Диски ротора на неодимовых магнитах

Диски расчертил на 20 секторов, магниты наклеил при помощи супер клея

Катушки генератора перед заливкой

Катушки статора перед заливкой эпоксидкой смолой

Форма для отливки статора

Форма для отливки статора, под низом шаблон с пленкой, края формы обклеены скотчем

Катушки статора

Готовые катушки статора, провод 0,5мм по 325витков, толщина 9мм

Собранный генератор

Общий вид готового генератора для ветряка

Ступица для крепления статора

Ступица, и уголки для крепления статора, разметка перед сваркой

Готовый статор аксиального генератора

После застывания эпоксидки получился такой вот статор

Самодельный ветрогенератор

генератор с винтом перед установкой на мачту

Тихоходный шести-лопастной винт для ветрогенератора

первый винт был вот этот

тъТрех-лопастной винт ветрогенератора

Сделал трех-лопастной винт для ветряка для пробы Генератор хоть и слабенький, так-как на ферритовых магнитах, но работает, а значит он получился, осталось сделать нужный винт и ватт 30 с него будет на зарядку аккумулятора.

Генератор для ветряка из асинхронного двигателя

>

немного вводной информации по переделке асинхронных двигателей в генератор
Переделка асинхронного двигателя довольно популярный метод изготовления генератора для ветрогенератора. Асинхронные двигатели с малым количеством полюсов рассчитаны на высокие обороты, к примеру двух-полюсные на 3000 об/м, но для ветрогенераторов нужны низкие обороты, по этому нужно выбирать самые низко-оборотистые двигатели. Сейчас в доступности самые низко-оборотистые на 750 и 1000 об/м, соответственно на 8 и 6 полюсов.

Двигатели на 2-4 полюса приходится перематывать чтобы сделать больше количество полюсов, это достаточно сложно и затратно, а двигатели на 6-8 полюсов можно не перематывать и использовать как есть. Вся переделка двигателя в генератор заключается в переделке ротора на неодимовые магниты. Делается это достаточно просто, родной ротор просто протачивается на толщину магнитов (к примеру 5 мм), далее ротор делится на количество полюсов (к примеру 8) и на полюса наклеиваются магниты.

Магниты подбираются небольших размеров и из них набираются полюса. К примеру двигатель АИР112MB8 3 кВт имеет ротор диаметром 131 мм, а длинна 130 мм. Значит длинна окружности ротора (130 мм*3,14=408,2 мм), но мы протачиваем ротор на 5 мм, значит (130 мм-10 мм*3,14=376.8 мм) делим на количество полюсов (376.8:8=47.1 мм) и получаем ширину полюса 47.1 мм. Магниты возьмём 30*10*5 мм, их поместится 4 ряда в полюсе и останется зазор в 7 мм между полюсами. По длине ротор 130 мм, а у нас как-раз 4 магнита по длинне 120 мм, и получается на ротор нужно по 16 магнитов на полюс, а всего понадобится 128 магнитов.

Можно использовать магниты любых других удобных размеров для набора полюсов. Магниты клеятся на супер-клей и другие клеи, а после наклейки оборачивается ротор скотчем и заливается эпоксидной смолой. Чтобы наиболее эффективно использовать магниты нужно делать минимальный зазор между магнитами и статором, тогда диаметр ротора с магнитами делают по диаметру статора, чтобы он на миллиметр не заходил в статор. После наклейки и заливки магнитов ротор подгоняют в статор шлифуя магниты, стачивают по немногу и пробуют вставлять в статор, добиваются того чтобы магниты были как можно ближе к зубам статора и при этом ротор вращался свободно без зацепов статора. При шлифовке очень важно не перегреть магниты, можно шлифовать на болгарке поливая водой, или на токарном станке.

>

Вообще желательно сделать новый цельно-металлический ротор под магниты, или на родной ротор асинхронника под магниты одеть металлическую гильзу. Так магниты будут работать гораздо эффективнее, и хватит толщины 3-4 мм, а если не ставить гильзу, то магниты желательно ставить потолще, к примеру 6-10 мм.

Ниже представлены данные по асинхронным двигателям, размеры, толщина обмоточного провода, количество полюсов, сопротивление обмотки и прочее. Атак-же расчёт мощности переделанного генератора на различных оборотах при работе на аккумуляторы напряжением 12/24/48 вольт. За основу расчёта я взял магнитную индукцию равной 1 Тл, но на практике она может быть больше или меньше, всё зависит от толщины магнитов, плотности заполнения полюсов. Если будет протачиваться родной ротор и без металлической гильзы, то при толщине магнитов 5 мм марки n50 магнитная индукция будет 0.8 Тл примерно, если магниты толщиной 8-10 мм, то магнитная индукция будет 1-1.2 Тл. А если с гильзой или с цельно-металлическим ротором, то при толщине магнитов 5-6 мм магнитная индукция составит около 1-1.2 Тл

Асинхронный двигатель АИР100L6 2,2 кВт

Число полюсов 6, 1000 об/м. Размеры статора: наружный диаметр 168 мм, внутренний диаметр 113 мм, длина статора 120 мм, число зубов 36. Обмотка: число проводников в пазу 42, диаметр провода 1,13 мм, трехфазный, сопротивление фазы 2.39 Ом.
Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником
Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
6013
120265,4/70
1803910.8/1405,4/140
2405216.2/21110,8/281
3006521.6/28116.2/4224,5/247
3607827/35221/56310/540
4209132.5/42227/70415/832
60013048/63343/112631/1710
90019575/98570/183058/3172

Асинхронный двигатель АИР100L8 1.5 кВт

Число полюсов 8, 750 об/м. Размеры статора: наружный диаметр 168 мм, внутренний диаметр 117 мм, длина статора 120 мм, число зубов 48. Обмотка: число проводников в пазу 48, диаметр провода 1,01 мм, трехфазный, сопротивление фазы 3.7 Ом.
Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником
Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
60171/13
120345,6/732/56
1805110/1306.7/175
2406814.8/19311,3/2954,3/244
3009522/28818.6/48411.6/604
36011226.7/34723.2/60416.2/843
42012931/40727.8/72320.8/1082
60017042.4/55138.9/101131.8/1658
90025565.4/85061.8/160954/2852

Асинхронный двигатель АИР112MA6 3 кВт

Число полюсов 6, 1000 об/м. Размеры статора: наружный диаметр 191 мм, внутренний диаметр 132 мм, длина статора 100 мм, число зубов 54. Обмотка: число проводников в пазу 28, диаметр провода 1,19 мм, трехфазный, сопротивление фазы 2 Ом.
Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником
Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
6013
90193/39
120266.5/84
1803913/1696.5/169
2405219.5/25313/338
3006526/33819.5/5076.5/338
3607832.5/42226/67613/676
4209139/50732.5/84519.5/1014
60013058.5/76052/135231.8/39/2028

Асинхронный двигатель АИР112MA8 2.2 кВт

Число полюсов 8, 750 об/м. Размеры статора: наружный диаметр 191 мм, внутренний диаметр 132 мм, длина статора 100 мм, число зубов 48. Обмотка: число проводников в пазу 40, диаметр провода 1,13 мм, трехфазный, сопротивление фазы 2.6 Ом.
Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником
Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
60171.5/20
90348/1053/80
1205114.6/1909.6/250
1806831/27516/4206.1/320
2408527/36022.6/59012.6/550
30011238/49533/86023/1200
36012944.6/57939.6/103029.6/1540
42014651/66546/120036/1880
60016357.6/75052.6/137042.6/2220

Асинхронный двигатель АИР112MB8 3 кВт

Число полюсов 8, 750 об/м. Размеры статора: наружный диаметр 191 мм, внутренний диаметр 132 мм, длина статора 130 мм, число зубов 48. Обмотка: число проводников в пазу 31, диаметр провода 1,25 мм, трехфазный, сопротивление фазы 1.93 Ом.
Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником
Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
60172/26
903411/1434.2/109
1205120/26013.1/242
1806828.9/37622.1/5748.4/437
2408537.8/49231/80717.3/903
30011252.1/67745.2/117631.5/1642
36012961/79354.2/140940.5/2107
42014670/91063.1/164249.4/2572
60016378.9/102672.1/187458.4/3037

Асинхронный двигатель АИР132S6 5.5 кВт

Число полюсов 6, 1000 об/м. Размеры статора: наружный диаметр 225 мм, внутренний диаметр 154 мм, длина статора 115 мм, число зубов 54. Обмотка: число проводников в пазу 21, диаметр провода 1,13 мм, трехфазный, сопротивление фазы 1 Ом.
Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником
Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
6013
90196/78
1202613/169
1803926/33813/338
2405239/50726/676
3006552/67639/101413/676
3607865/84552/135226/1352
4209178/101465/169039/2028
600130117/1521104/270478/4056

Асинхронный двигатель АИР132S8 4 кВт

Число полюсов 8, 750 об/м. Размеры статора: наружный диаметр 222 мм, внутренний диаметр 158 мм, длина статора 112 мм, число зубов 48. Обмотка: число проводников в пазу 28, диаметр провода 1,48 мм, трехфазный, сопротивление фазы 1,24Ом.
Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником
Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
60173,2/41
903416.9/2206,4/127
1205130.6/39820/524
1806844.3/52633.8/88012.9/670
2408558/75447.5/123726.6/1383
30011279.8/103769.3/180348.3/2516
36012993.5/121683/215962/3229
420146120/157296.7/251675.8/3941
60016357.6/750110/287289.5/4654

Множество двигателей не имеет смысла просчитывать, думаю представленной информации выше достаточно для того чтобы понять что получится из асинхронного двигателя различных размеров. Думаю что вполне можно и четырёх-полюсные на магниты переделывать, и даже двух-полюсные, но мощность будет ниже. Так-же я посчитал мощность при соединении фаз треугольником так-как при таком соединении сопротивление генератора меньше и следовательно ток зарядки выше. Но можно соединять и звездой, напряжение при этом поднимется в 1,7раза выше, но и сопротивление тоже, зато зарядка начнётся при ещё более низких оборотах.

Маломощные асинхронные двигатели от 0.18 до 1 кВт без перемотки статора не подходят для ветрогенераторов, энергию конечно давать будут, но из-за большого сопротивления обмоток ток зарядки будет очень маленький. Например 6-ти полюсной двигатель мощностью 0.55 кВт имеет сопротивление фазы 22Ом, и при 600 об/м мощность будет всего (130-13:22=5,3*13=69) 69ватт на АКБ 12вольт, а на 48вольт около 180ватт.

Винт для генератора можно рассчитать и изготовить из ПВХ труб, или сделать из дерева. Програ ммка по расчёту лопаситей описана в этой статье — Расчёт лопастей для ветрогенератора

Сервис объявлений OLX: сайт объявлений в Украине

10 533 грн.

Договорная

Бабаи Сегодня 06:57

223 821 грн.

Договорная

Одесса, Киевский Сегодня 06:57

4 преимущества генераторов на постоянных магнитах

4 преимущества генераторов на постоянных магнитах

Ситуация, связанная с сокращением предложения ископаемого топлива и критическим состоянием окружающей среды, делает все более и более необходимым поиск альтернативных источников энергии. Все больше и больше людей выбирают генераторы на постоянных магнитах , чтобы заменить традиционные генераторы в некоторых бытовых применениях. Если вы все еще не знакомы с генераторами постоянных магнитов и их преимуществами, эта статья должна привлечь ваше внимание.

Генераторы на постоянных магнитах Преимущество 1: Источник свободной энергии

Генераторы с постоянными магнитами генерируют электричество с помощью внутренних магнитов, которые можно использовать для питания других электрических устройств, а это означает, что вам больше не нужно будет оплачивать дорогие счета за электроэнергию. Кроме того, вы даже можете продавать избыточную электроэнергию местным коммунальным предприятиям и получать от них оплату.

Генераторы на постоянных магнитах

Преимущество 2: надежный выход энергии

По сравнению с генераторами, работающими от других возобновляемых и экологически чистых источников энергии, солнечной энергии и энергии ветра, например, генераторы на постоянных магнитах работают независимо от факторов внутри или снаружи вашего дома.Вам больше не нужно будет беспокоиться о погоде.

Генераторы на постоянных магнитах

Преимущество 3: низкая плата за установку

Установка генератора на постоянных магнитах не будет стоить больших денег. Достаточно за небольшие деньги купить все необходимое в строительном магазине и собрать самому. Затратив всего лишь сотни долларов на один день или меньше, вы можете иметь дома свои собственные генераторы на постоянных магнитах.

Генераторы на постоянных магнитах Преимущество 4: не требует обслуживания

Еще одна замечательная особенность генераторов с постоянными магнитами заключается в том, что вам не нужно тратить много времени и денег на техническое обслуживание.Просто установите его и ждите, ожидая, что он принесет вам деньги!

Спасибо, что прочитали нашу статью, и мы надеемся, что она поможет вам лучше понять преимущества генераторов на постоянных магнитах . Если вы хотите узнать больше о постоянных магнитах , мы хотели бы порекомендовать вам посетить Stanford Magnets для получения дополнительной информации.

Stanford Magnets — ведущий поставщик магнитов по всему миру, который занимается исследованиями и разработками, производством и продажей магнитов с 1990-х годов.Она предоставляет клиентам высококачественные изделия из редкоземельных постоянных магнитов и другие постоянные магниты, не являющиеся редкоземельными элементами, по очень конкурентоспособной цене.

Просмотры сообщений: 4,119

Теги: поставщик магнитов, Генераторы на постоянных магнитах, постоянные магниты

Молекулярные выражения: электричество и магнетизм

Генераторы и двигатели
Основное магнитное поле

Магниты — это куски металла, которые могут притягивать другие металлы.У каждого магнита два полюса: северный и южный. Как и электрические заряды, два одинаковых магнитных полюса отталкиваются друг от друга; в то время как противоположные магнитные полюса притягиваются друг к другу. Магниты имеют постоянную силу вокруг себя, известную как магнитное поле. Это поле позволяет им привлекать другие металлы. Рисунок 1 иллюстрирует эту силу с использованием стержневых и подковообразных магнитов.

Форма магнита определяет путь, по которому будут двигаться силовые линии. Обратите внимание, что сила на рисунке 1 состоит из нескольких линий, движущихся в определенном направлении.Можно сделать вывод, что линии проходят от северного полюса магнита к его южному. Эти силовые линии часто называют магнитным потоком. Если стержневой магнит теперь изогнут, чтобы сформировать подковообразный магнит, северный и южный полюсы теперь находятся напротив друг друга. Обратите внимание на подковообразный магнит, как силовые линии теперь прямые и проходят от северного полюса к югу. Будет показано, как генераторы и двигатели используют эти силовые линии для выработки электричества, а также для механического движения.

Магнитные поля вокруг проводников

Когда ток течет по проводнику, магнитное поле окружает проводник. По мере увеличения тока увеличивается количество силовых линий в магнитном поле (рис. 2).

Правило правой руки помогает продемонстрировать взаимосвязь между током в проводнике и направлением силы. Возьмитесь за провод в правой руке, положите большой палец на провод, направленный вверх, и обхватите провод четырьмя пальцами.Пока большой палец находится в направлении, в котором ток течет через провод, пальцы сгибаются вокруг провода в направлении магнитного поля. Рисунок 3 демонстрирует правило правой руки.

Полярность катушек, прорезающих силовые линии

Проводник можно скрутить в катушку, которая эффективно вырабатывает ток при разрезании силовых линий в магнитном поле. Чем больше витков в этой катушке, тем сильнее магнитное поле.Более того, если катушка наматывается на кусок железа, ток становится еще сильнее.

При необходимости определить, какие полюса какие в проводнике, важно заметить, в какую сторону поворачиваются катушки, чтобы применить правило правой руки. Кроме того, всегда следует смотреть, какая сторона катушки присоединена к положительной клемме источника питания, например, батареи, а какая — к отрицательной. На рисунке 4 показаны четыре различных сценария и соответствующие полюса.

Когда проводник пересекает силовые линии в магнитном поле, он генерирует ток. Этот метод индукции тока называется индукцией. Есть три правила индукции:

  1. Когда проводник пересекает силовые линии, он индуцирует электродвижущую силу (ЭДС) или напряжение.
  2. Для этого необходимо, чтобы магнитное поле или проводник двигались.
  3. Если направление резания поперек магнитного поля изменяется, направление наведенной ЭДС также изменяется.

Соответственно, закон Фарадея гласит, что индуцированное напряжение может быть определено количеством витков в катушке и скоростью прохождения катушкой магнитного поля. Следовательно, чем больше витков в катушке или чем сильнее магнитное поле, тем больше индуцируемого напряжения.

Кроме того, ток меняет направление в зависимости от того, как он проходит через магнитное поле. Как показано на рисунке 5, катушка, прорезающая основное магнитное поле по часовой стрелке, сначала приведет к току с положительной полярностью, но, поскольку она пересекает то же поле в противоположном направлении во второй половине своего оборота, полярность становится отрицательной.

Когда ток многократно переключается с положительного на отрицательный, это называется переменным током или A.C. Переменный ток будет объяснен более подробно позже.

Постоянный ток

Когда ток является постоянным (DC), а не переменным (A.C.), полярность этого тока никогда не меняет направление. Обычно, когда катушка вращается по часовой стрелке, первые 180 градусов поворота приводят к тому, что индуцированный ток идет в положительном направлении.Однако, как упоминалось выше, вторые 180 градусов приводят к тому, что индуцированный ток идет в отрицательном направлении. В постоянном токе ток всегда течет в положительном направлении. Как это возможно? При наведении постоянного тока должен использоваться какой-то механизм, чтобы убедиться, что катушки прорезают магнитное поле только в одном направлении, или что цепь использует ток только от катушки, разрезающий в этом одном направлении. Такие устройства, как генераторы постоянного тока, используют механизм, называемый коммутатором, для поддержания тока, протекающего в одном направлении.На рисунке 6 показан постоянный ток в виде синусоиды. Обратите внимание, что ток никогда не имеет отрицательной полярности и поэтому всегда течет в положительном направлении.

Генераторы постоянного тока

Генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию вращения в электрическую.

Простые генераторы постоянного тока состоят из нескольких частей, включая якорь (или ротор), коммутатор, щетки и обмотку возбуждения.Различные источники могут подавать механическую энергию на генератор постоянного тока для поворота его якоря. Коммутатор преобразует переменный ток (A.C.) в постоянный, когда он протекает через якорь.

Стационарные щетки, являющиеся графитовыми соединителями на генераторе, образуют контакт с противоположными частями коммутатора. Когда катушка якоря поворачивается, она пересекает магнитное поле, и индуцируется ток. При первом полуоборота катушки якоря (по часовой стрелке) контакты между коммутатором и щетками меняются местами, или, другими словами, первая щетка теперь контактирует с противоположным сегментом, которого она касалась в течение первого полуоборота, а вторая щетка контактирует с сегментом, противоположным тому, которого она коснулась на первой половине оборота.Таким образом, щетки поддерживают ток в одном направлении и доставляют его к месту назначения и обратно.

Двигатели постоянного тока

Двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую. Двигатели и генераторы постоянного тока устроены очень похоже. Сначала они работают почти противоположно, потому что генератор создает напряжение, когда проводники пересекают силовые линии в магнитном поле, в то время как двигатели создают крутящий момент — крутящее усилие механического вращения.Простые двигатели имеют плоскую катушку, по которой проходит ток, который вращается в магнитном поле. Двигатель действует как генератор, поскольку после запуска он вырабатывает встречный ток, вращаясь в магнитном поле, что, в свою очередь, приводит к физическому движению.

Это достигается, когда проводник проходит через магнитное поле, а затем противоположные поля отталкиваются друг от друга, вызывая физическое движение. Правило левой руки можно использовать для объяснения принципа работы простого двигателя (рис. 9).Указательный палец указывает в направлении магнитного поля, средний палец указывает в направлении тока, а большой палец показывает, в какую сторону будет вынужден двигаться проводник.

Самовозбуждающийся двигатель производит собственное возбуждение поля. Шунтирующий двигатель имеет свое поле параллельно цепи якоря, а последовательный двигатель — это когда поле последовательно с якорем.

Когда проводник согнут в катушку, физическое движение выполняет цикл вверх и вниз.Чем больше изгибов в катушке, тем менее пульсирующим будет движение. Это физическое движение называется крутящим моментом и может быть измерено уравнением:

T = узлы Q ia

T = крутящий момент

узлов = постоянная в зависимости от физических размеров двигателя

Q = общее количество магнитных линий, входящих в якорь от одного полюса N

ia = ток якоря

переменного тока

Подобно процессу производства постоянного тока, процесс производства переменного тока требует, чтобы петля проводника вращалась в магнитном поле.Фактически, процесс одинаков для обоих типов тока, за исключением того, что переменный ток никогда не превращается в постоянный ток с помощью коммутатора. Проводящая петля или катушка прорезает силовые линии в магнитном поле, чтобы навести напряжение переменного тока на своих выводах. Каждый полный оборот петли называется «циклом». Волна переменного тока изображена на рисунке 10.

Обратите внимание, какой сегмент волны состоит из одного цикла, а какой является частью волны от точки A до следующей точки A.Если мы разделим волну на четыре равные части, деления произойдут в точках A, B, C и D. Мы можем прочитать поворот катушки и то, как он соотносится с производимой волной. От A до B — первая четверть оборота катушки, от B до C — вторая четверть оборота, от C до D — третья четверть оборота и от D до A — последняя четверть оборота.

Важно отметить, что отметки градусов на горизонтальной оси относятся к электрическим градусам и не являются геометрическими. Приведенный выше пример относится к однополюсному генератору.Однако, если бы это был двухполюсный генератор, то 1 цикл происходил бы на каждые 180 градусов, а не на 360 градусов, и так далее.

Генератор переменного тока

Генератор переменного тока или генератор переменного тока вырабатывает переменный ток, что означает, что полярность тока неоднократно меняет направление. Для этого типа генератора требуется катушка, которая пересекает магнитное поле, и она прикреплена к двум контактным кольцам, связанным с щетками. Щетки подают ток к месту назначения нагрузки и от него, замыкая цепь.

Во время первой половины оборота катушка пересекает поле около северного полюса магнита. Электроны поднимаются по проводу, и нижнее контактное кольцо становится положительно заряженным. Когда катушка разрезает около южного полюса провода во время второй половины оборота, нижнее контактное кольцо становится отрицательно заряженным, и электроны движутся по проводу. Чем быстрее вращается катушка, тем быстрее движутся электроны, или, другими словами, чем больше увеличивается частота или чем больше герц в секунду, тем сильнее ток.

Двигатель переменного тока

Двигатель переменного тока похож на двигатель постоянного тока, за исключением нескольких характеристик. Вместо того, чтобы менять направление вращения поля ротора каждые пол-оборота, поле статора меняет направление каждые пол-оборота.

Существует несколько различных типов двигателей переменного тока. Самый распространенный тип — это многофазные асинхронные двигатели, которые содержат статор и ротор, где статор прикреплен к A.C. поставка. Когда обмотка статора находится под напряжением, создается вращающееся магнитное поле. ЭДС индуцируется, когда поле проходит через катушки индуктивности и через них течет ток. Таким образом, крутящий момент действует на проводники ротора, по которым проходит ток в статоре.

НАЗАД НА ДОМ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА И МАГНИТИЗМА

Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.
© 1995-2021, автор — Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды.Все права защищены. Никакие изображения, графика, программное обеспечение, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения правообладателей. Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами.
Этот веб-сайт поддерживается нашим

Команда разработчиков графики и веб-программирования
в сотрудничестве с оптической микроскопией в Национальной лаборатории сильного магнитного поля
.
Последнее изменение: пятница, 13 ноября 2015 г., 14:19
Счетчик доступа с 29 марта 1999 г .: 343662

Магнитная энергия | AltEnergyMag

Невозможно ли создать вечный магнитный генератор? Возможно, но на эту теорию было выдано несколько патентов, и поскольку стоимость энергии продолжает расти, все больше ученых будут искать способы сделать работающий практичный вечный магнитный генератор.

Магнитная энергия

Лен Кальдероне

Что, если вы выйдете из дома и сядете в машину будущего, похожую на пончик? Вы нажимаете кнопку, и автомобиль поднимается над землей примерно на фут. Небольшое подруливающее устройство перемещает транспортное средство вперед, поскольку транспортное средство следует за электромагнитной полосой, встроенной в дорогу, при этом электромагнетизм отталкивает автомобиль от дороги.

Очевидно, что это всего лишь концептуальный автомобиль, представленный Volkswagen в Китае в рамках проекта «Народный автомобиль». Автомобиль VW Hover Car был представлен на Пекинском автосалоне 2012 года.

Сегодня существуют электродвигатели с электромагнитным и постоянным магнитом, которые осуществимы и используются. Большой спор заключается в том, существует ли такая вещь, как магнитный двигатель (генератор) постоянной энергии.

Электромагнитная энергия — это энергия, которая исходит от электромагнитного излучения, такого как радиоволны и волны видимого света, которое вызывает как электрические, так и магнитные поля.Компонент, который мы называем постоянным магнитом, представляет собой кусок магнитного материала, который после намагничивания или «заряжения» внешним магнитным полем сохраняет полезный большой магнитный момент после того, как намагничивающая сила снимается. Таким образом, постоянный магнит сам становится источником магнитного поля, которое может взаимодействовать с другими намагничиваемыми материалами или с электрическими токами.

Самая простая форма магнитной энергии — это фонарик Фарадея, который мы все видели. Вы встряхиваете фонарик взад и вперед, и это действие создает энергию для питания лампочки.Принцип достаточно простой. Магнит проходит взад и вперед через катушку с проволокой и создает электрический ток, который затем сохраняется в конденсаторе. Когда фонарик включен, конденсатор подает накопленную энергию в лампочку так же, как фонарь с батарейным питанием.

Эта система состоит из пяти основных частей. Магнит — это то, что генерирует мощность, проходя через катушку с проволокой. Чем сильнее магнит, тем больше мощности вырабатывается при каждом встряхивании. Размер катушки с проволокой (количество витков) также определяет, сколько энергии вырабатывается при каждом проходе магнита.Конденсатор накапливает энергию, которую вы генерируете при встряхивании фонарика. Чем выше качество и больший размер конденсатора, тем больше световой поток. Кроме того, есть светодиодная лампа с пониженным энергопотреблением и долговечностью. Наконец, есть переключатель включения / выключения.

Возникает вопрос: «Можно ли создать вечный двигатель с помощью аналогичного процесса?» Вечный двигатель в замкнутой системе нарушает первый закон термодинамики. Машины, которые производят работу и энергию без ввода энергии, противоречат закону сохранения энергии.Согласно законам термодинамики энергия не может быть просто создана или уничтожена. Следовательно, настоящий вечный двигатель может никогда не оказаться жизнеспособным, но его можно будет создать близкую замену. В то время как энергия необходима для кратковременного запуска вечного двигателя, что-то простое, например, ручная рукоятка, может быть катализатором в устройстве, которое производит достаточно энергии, чтобы поддерживать себя и обеспечивать дополнительную мощность.

В этом типе двигателя используется конструкция с постоянными магнитами, в которой роторы удерживают постоянные магниты, расположенные вокруг вала.Эти магниты должны быть синхронизированы с магнитами статора; а для создания хорошей мощности нужны редкоземельные элементы. Без разумного запаса материала постоянных магнитов постоянные магниты не были бы очень постоянными. Проблема в том, что большая часть редкоземельных материалов, необходимых для изготовления надежных долгоживущих магнитов, поступает из Китая.

Ниже приведен пример двигателя с постоянным магнитом и асинхронного двигателя с электромагнитным полем.

В асинхронном двигателе с электромагнитным полем вокруг статора создается вращающееся магнитное поле, которое вращается с синхронной (возникающей одновременно) скоростью.Это вращающееся магнитное поле проходит через воздушный зазор и разрезает проводники ротора, которые были неподвижны. Из-за относительной скорости между неподвижными проводниками ротора и вращающимся магнитным полем в проводниках ротора индуцируется электромагнитное поле. Поскольку проводники ротора закорочены, через него начинает течь ток. И поскольку эти токонесущие проводники ротора помещаются в магнитное поле, создаваемое статором, они испытывают механическую силу, которая перемещает ротор в том же направлении, что и вращающееся магнитное поле.

Двигатель с постоянными магнитами — это разновидность электродвигателя. В основном все типы двигателей работают, когда у них есть статор и ротор. Многие электродвигатели используют электромагнит для ротора. В двигателе с постоянными магнитами ротор содержит постоянный магнит, а не электромагнит.

Двигатель с постоянными магнитами способен создавать более высокий крутящий момент по сравнению с асинхронным двигателем. Кроме того, двигатель с постоянными магнитами может использоваться для производства энергии, а не для механического движения, особенно в ветроэнергетических устройствах.

Магниты в двигателе с постоянными магнитами сделаны в основном из неодима и поэтому являются чрезвычайно мощными и прочными постоянными магнитами. Для выработки электроэнергии ветер включает турбину, которая затем включает магниты генератора и вырабатывает электрический ток. В результате при преобразовании кинетической формы энергии ветра в электрический ток фактически теряется гораздо меньше энергии.

XEMC Darwind строит ветряные турбины высшего класса мощностью в несколько мегаватт на основе технологии генераторов на постоянных магнитах с прямым приводом.

Есть еще одно применение магнитов для создания эффективной энергии. Магнитогидродинамическое производство энергии основано на законе электромагнитной индукции Фарадея. То есть, когда проводящая жидкость, такая как плазма, протекает через магнитное поле, ионы будут двигаться в направлении, перпендикулярном как магнитному полю, так и направлению потока, и тогда возникнет электродвижущая сила. MHD — самая эффективная солнечная электрическая технология на сегодняшний день.

Слово Magneto Hydro Dynamic (MHD) происходит от слова Magneto, что означает магнитное поле, Hydro, что означает жидкость, и Dynamics, что означает движение.

Изображенный здесь МГД генерирует электричество непосредственно из тела очень горячего движущегося ионизированного газа без каких-либо механических движущихся частей. Солнечная энергия, сконцентрированная зеркалами и линзами, создает перегретые газы. Из-за более высокой температуры генерируемая солнечная МГД более эффективна, чем другие типы солнечных тепловых технологий, которые работают при гораздо более низкой температуре.

Магнитогидродинамика использует сверхпроводящие магниты для извлечения электричества из перегретого движущегося ионизированного газа.Благодаря технологии MHD использование сверхпроводящих постоянных магнитов чрезвычайно большого размера повышает эффективность.

Первоначально генераторы с постоянными магнитами производят электричество путем присоединения ручного кривошипа или турбины, которые запускают его движение. Ручной кривошип будет использоваться бытовыми генераторами, в то время как турбина нужна генераторам, которые управляют гидроэлектростанциями. Магниты, находящиеся внутри генератора, создают магнитное поле, которое запускает электричество, действующее в проводнике, каждый раз, когда он проходит.Последовательное движение проводника создает постоянный поток электричества.

Тем не менее, как для электромагнитных двигателей, так и для двигателей с постоянными магнитами, для запуска двигателя необходим внешний источник. Идея вечного магнитного двигателя существует уже давно, но пока этот источник энергии не является жизнеспособным.

Идея магнитных вечных двигателей достаточно проста для понимания. Магнитные вечные двигатели приводятся в движение магнитами, которые заставляют пластины вращаться, и это движение приводит в движение генератор.Он может производить энергию или электроэнергию без необходимости в каком-либо внешнем источнике топлива. Электромагнитное поле, создаваемое расположением магнитов, является основой мощности, и после запуска генератора вы получаете всю необходимую электроэнергию абсолютно бесплатно. Генераторы, которые вы обычно найдете в доме, требуют источника топлива, чтобы они могли производить электричество.

Принцип работы магнитного вечного двигателя заключается в том, что роторы приводятся в движение точно расположенными магнитами, а вращение роторов приводит в действие магнитный генератор так же, как ветрогенератор получает энергию от вращающегося ротора.Все эти моторы хоть и называются вечными, но это не так. В какой-то момент все изнашивается, и в конечном итоге на магнитах заканчивается энергия. По сути, вечный двигатель — это двигатель, который работает в течение длительного периода времени.

Энергия двигателя с постоянным магнитом генерирует энергию из магнитных полей внутри магнитов. Эти поля можно использовать для инициирования силы, которая, в свою очередь, создает движение. Затем это движение можно использовать для создания энергии.

Генератор с магнитным приводом — это еще одно название вечного магнитного генератора.Двигатели принимают силу, создаваемую полями внутри магнитов, и преобразуют эту силу в электрическую энергию.

Если вы возьмете достаточно магнитов и расположите их должным образом, они будут отталкиваться друг от друга. Расположив эти магниты в форме круга, вы теоретически создаете колесо, которое будет вращаться, поскольку магнитные поля толкают колесо. Вращающееся движение колеса — это то, как двигатель вырабатывает энергию. Поскольку энергия в магнитах длится многие годы, колесо может вращаться и продолжать вращаться без необходимости когда-либо останавливаться, поэтому движение прялки создает энергию на многие годы.Это то, что делает генератор с магнитным приводом вечным генератором.

Двигатель с вечным магнитом Johnson Патент номер 4151431

Невозможно? Возможно, но на эту теорию было выдано несколько патентов, и поскольку стоимость энергии продолжает расти, все больше ученых будут искать способы сделать работающий практичный вечный магнитный генератор.

Для дополнительной информации:

http: // www.levitationfun.com/mfield.pdf

http://www.smma.org/mmpa_pmg-88.pdf

http://askmar.com/Magnets/Modern%20Permanent%20Magnet%20Applications.pdf

http://freeenergynews.com/Directory/Howard_Johnson_Motor/1979Paper/

О Лен

Лен начал работать в аудиовизуальной индустрии в 1975 году и написал статьи для нескольких публикаций. Он также пишет редакционные статьи для местной газеты. Сейчас он на пенсии.

Эта статья содержит изложения личного мнения и комментарии, сделанные добросовестно в интересах общественности. Вы должны подтвердить все заявления у производителя, чтобы убедиться в их правильности.

Содержание и мнения в этой статье принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения AltEnergyMag

Комментарии (0)

У этой записи нет комментариев.Будьте первым, кто оставит комментарий ниже.


Опубликовать комментарий

Вы должны войти в систему, прежде чем сможете оставлять комментарии. Авторизуйтесь сейчас.

Рекомендуемый продукт

STI Norland — Первый двухрядный гусеничный трактор на рынке

Разработанный в 2017 году, STI-h350 ™ состоит из двух связанных торсионных балок, которые одновременно вращаются по пути солнца.Они приводятся в движение одним двигателем, что сокращает расходы на снабжение и техническое обслуживание. Двухрядный трекер STI-h350 ™ включает режим обратного отслеживания, чтобы избежать затенения между соседними рядами, и функцию укладки для защиты трекера в экстремальных ветровых условиях. Для очистки автомобили могут проходить между трекерами, и каждый ряд может быть размещен в разных местах.

Магнит

— Energy Education

Рис. 1: Стержневой магнит с обозначенными северным и южным полюсами. [1] Рисунок 1: Магнитное поле стержневого магнита с направлением поля с севера на юг, как показано стрелкой компаса. [2]

Магнит — это материал, создающий магнитное поле. Создаваемое магнитное поле невидимо, но его эффекты очень легко ощущаются при контакте с другими магнитными материалами.

Магниты важны для электрических генераторов, потому что вращение магнита рядом с катушкой с проволокой производит электричество.Например, ветряная турбина использует ветер для вращения магнита, гидроэлектростанция делает то же самое, но с силой движущейся воды.

Магнит характеризуется двумя полюсами; Север и юг. Эти полюса создают магнитное поле, которое течет от северного полюса к южному, и может быть изображено стрелкой компаса, как показано на рисунке 2. Стрелка компаса на самом деле является постоянным магнитом и, естественно, ориентируется для выравнивания с любым магнитным полем. [2]

Изменение движения магнитных полей создает электрический ток около петель из проволоки.

Способность материала реагировать на магнитное поле более подробно обсуждается в гиперфизике.

Типы магнитов

Есть 3 типа магнитов: [3]

  • Постоянные магниты , обычно называемые ферромагнитными, представляют собой материалы, которые нелегко теряют свой магнетизм после намагничивания. Материалы могут намагничиваться при контакте с внешним магнитным полем. Этот процесс можно ускорить, сначала нагревая, а затем охлаждая материал. Такие материалы также называют жесткими магнитами . [4] Постоянные магниты часто используются в ветряных турбинах.
  • Временные магниты очень легко намагничиваются (внешним полем), но со временем постепенно теряют свой магнетизм. Эти магниты также называются мягкими магнитами . [4]
  • Электромагниты — очень сильные магниты, используемые в таких устройствах, как компьютеры, телевизоры и двигатели. Их делают, помещая металлический сердечник в катушку с проволокой, по которой проходит электрический ток. Электричество, проходящее через провод, создает магнитное поле.Во время прохождения электрического тока сердечник действует как сильный магнит. [3] Электромагниты используются во многих генераторах и электростанциях.

Phet Simulation

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета. Это моделирование показывает, как изменение магнитного поля создает ток. Переместите магнит и посмотрите, что происходит с током.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

Магниты для создания большей мощности в электрических генераторах

Исследователи из Университета Пердью разработали параллельное устройство с внутренним магнитом, чтобы уменьшить размер и повысить эффективность электрических генераторов средней и малой мощности.Предоставлено: Университет Пердью.

У электрических генераторов есть множество применений — от автомобилей до самолетов и микросетей. В настоящее время существует сильное желание уменьшить размер и повысить эффективность устройств.

Исследователи из Университета Пердью придумали эффективный способ уменьшить размер и повысить эффективность электрических генераторов средней и малой мощности, используемых в этих приложениях.

Синхронная машина с намотанным ротором содержит обмотку возбуждения — группу изолированных токоведущих катушек — на роторе, используемую для создания вращающегося магнитного поля и регулирования выходного напряжения. С этой обмоткой связаны потери, которые выделяют тепло, которое необходимо отводить от вращающегося ротора. Постоянные магниты также могут использоваться для создания магнитного поля с гораздо меньшими потерями и тепловыделением, но этот подход не способствует регулированию выходного напряжения.

«Устройство с параллельным внутренним магнитом Purdue представляет собой гибридное решение, которое создает часть поля с помощью постоянного магнита и часть поля с помощью обмотки возбуждения», — сказал Скотт Садхофф, профессор электротехники и вычислительной техники Майкла и Кэтрин Бирк. Инженерный колледж Пердью, исследования которого сосредоточены на силовой электронике и электромеханических устройствах.«Это позволяет регулировать, но с меньшими потерями, чем у обычной машины».

Омар Лалдин, бывший доктор философии. студент Sudhoff, помогал руководить командой Purdue, которая создала устройство с внутренним магнитом. Судхофф сказал, что устройство может использоваться в различных генераторах переменного и постоянного тока (с выпрямителем). Ключевые вопросы включают в себя вопросы о наилучшей конструкции машины с точки зрения объединения двух источников поля, электромагнитного демпфирования и характеристик неисправности. Команда проверила проектный код с помощью тестирования на основе анализа методом конечных элементов.


Безэнергетические сверхбыстрые вычисления, изобретенные учеными с использованием световых импульсов
Предоставлено Университет Пердью

Ссылка : Показано, что магниты создают больше энергии в электрических генераторах (2019, 3 июля) получено 10 октября 2021 г. с https: // физ.org / news / 2019-07-магниты-шоу-мощность-электрические.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Гибридная магнитная система возбуждения позволяет создавать более компактные и эффективные генераторы

Исследователи из Университета Пердью придумали способ уменьшить размер и повысить эффективность некоторых электрических генераторов, которые используются в автомобилях, самолетах и ​​микросетях.(Запасное фото) Скачать изображение

WEST LAFAYETTE, Ind. — Электрические генераторы имеют множество применений — от автомобилей до самолетов и микросетей. В настоящее время существует сильное желание уменьшить размер и повысить эффективность устройств.

Исследователи из Университета Пердью придумали эффективный способ уменьшить размер и повысить эффективность электрических генераторов средней и малой мощности, используемых в этих приложениях.

Синхронная машина с намотанным ротором содержит обмотку возбуждения — группу изолированных токоведущих катушек — на роторе, используемую для создания вращающегося магнитного поля и регулирования выходного напряжения. С этой обмоткой связаны потери, которые выделяют тепло, которое необходимо отводить от вращающегося ротора. Постоянные магниты также могут использоваться для создания магнитного поля с гораздо меньшими потерями и тепловыделением, но этот подход не способствует регулированию выходного напряжения.

Исследователи из Университета Пердью разработали параллельное устройство с внутренним магнитом, чтобы уменьшить размер и повысить эффективность электрических генераторов средней и малой мощности.(Изображение предоставлено) Скачать изображение

«Устройство параллельного внутреннего магнита Purdue представляет собой гибридное решение, которое создает часть поля с помощью постоянного магнита и часть поля с помощью обмотки возбуждения», — сказал Скотт Садхофф, профессор электротехники и вычислительной техники Майкла и Кэтрин Бирк. Инженерный колледж Пердью, исследования которого сосредоточены на силовой электронике и электромеханических устройствах. «Это позволяет регулировать, но с меньшими потерями, чем у обычной машины.”

Омар Лалдин, бывший доктор философии. студент Sudhoff, помогал руководить командой Purdue, которая создала устройство с внутренним магнитом. Судхофф сказал, что устройство может использоваться в различных генераторах переменного и постоянного тока (с выпрямителем). Ключевые вопросы включают в себя вопросы о наилучшей конструкции машины с точки зрения объединения двух источников поля, электромагнитного демпфирования и характеристик неисправности. Команда проверила проектный код с помощью тестирования на основе анализа методом конечных элементов.

Команда работала с Purdue Research Foundation Управление коммерциализации технологий над патентованием технологии и ищет партнеров для коммерциализации.Судхофф также работал с тем же офисом над другими технологиями.

Работа совпадает с празднованием Purdue Giant Leaps, посвященным глобальным достижениям университета в области устойчивого развития в рамках 150-летия Purdue. Это одна из четырех тем Фестиваля идей, который проводится в рамках ежегодного празднования, призванный продемонстрировать Purdue как интеллектуальный центр, решающий реальные проблемы.

О компании Purdue Research Foundation Офис коммерциализации технологий

Purdue Research Foundation Управление коммерциализации технологий осуществляет одну из самых всеобъемлющих программ трансфера технологий среди ведущих исследовательских университетов США.S. Услуги, предоставляемые этим офисом, поддерживают инициативы по экономическому развитию Университета Purdue и приносят пользу академической деятельности университета за счет коммерциализации, лицензирования и защиты интеллектуальной собственности Purdue. Офисом управляет фонд Purdue Research Foundation, получивший в 2016 году премию университетов за инновации и экономическое процветание от Ассоциации государственных университетов и университетов, получивших земельные гранты. Для получения дополнительной информации о лицензировании инноваций Purdue обращайтесь в Управление коммерциализации технологий по адресу otcip @ prf.орг. Для получения дополнительной информации о возможностях финансирования и инвестирования в стартапы, основанные на инновациях Purdue, свяжитесь с Purdue Foundry по адресу [email protected] Purdue Research Foundation — это частный некоммерческий фонд, созданный для продвижения миссии Purdue University.

Автор: Крис Адам, 765-588-3341 , [email protected]

Источник:
Скотт Судхофф, [email protected]

Моделирующие генераторы на постоянных магнитах | COMSOL Blog

Генераторы на постоянных магнитах, или генераторы с постоянными магнитами, как их еще называют, вырабатывают энергию без батарей.Генераторы PM состоят из магнитного статора, обмотанного проволокой, и колеса с постоянными магнитами, вращающегося внутри статора. Генераторы PM могут использоваться во многих электрических машинах, от мотоциклов до ветряных электростанций. Давайте посмотрим, как работают эти типы генераторов и как их можно смоделировать.

Как работают генераторы на постоянных магнитах

По сути, проволока наматывается на статор из материала с высокой относительной проницаемостью. Внутри статора находится колесо или ротор, который состоит из центра (состоящего из того же материала, что и статор) и постоянных магнитов, создающих сильное магнитное поле.Эти постоянные магниты обычно представляют собой редкоземельные элементы, такие как, например, самарий.

Когда ротор приводится в движение, индуцируется ток. Это потому, что электромагнитные поля (ЭДС) постоянных магнитов на роторе движутся мимо спирального статора. Поскольку магниты разнесены, как зубцы на роторе, сила ЭДС колеблется вверх и вниз по мере вращения ротора. Именно этот непрерывный поток индуцирует ток в проводе статора. Естественно, чем быстрее вращается ротор, тем выше выходное напряжение.

2D-моделирование генератора PM в COMSOL Multiphysics

Я наткнулся на отличный пример генератора PM, просматривая нашу онлайн-галерею приложений. Модель показывает, как вращение ротора с постоянными магнитами создает наведенную ЭДС в обмотке. Напряжение рассчитывается как функция времени во время вращения. В модели также показано влияние на напряжение параметров материала, скорости вращения и количества витков в обмотке провода.

Симуляция, представленная ниже, была произведена моим коллегой Валерио, чтобы вы могли увидеть модель в действии:


Более яркий цвет можно увидеть там, где постоянные магниты расположены на роторе.

Как обычно, если у вас есть учетная запись COMSOL Access, вы можете загрузить документацию по модели генератора, чтобы узнать о ней больше. Если у вас также есть COMSOL Multiphysics и модуль AC / DC, вы можете загрузить файлы моделей и продолжить изучение этой мультифизической проблемы.

Применение генераторов PM

Согласно статье, опубликованной на сайте windpowerengineering.com (Генераторы 101), генераторы с постоянными магнитами используются в ветроэнергетике в основном потому, что для их работы не требуется аккумулятор. Ветер используется для приведения в движение вращающегося колеса, а оттуда он вырабатывает ток. Аспект нулевого заряда батарей настолько важен, потому что ветряные электростанции, как правило, располагаются в отдаленных районах. Использование энергии ветра с помощью генераторов PM требует меньшего обслуживания, чем генераторы, которые содержат батарею, которую необходимо время от времени заменять.

Если вас интересуют мотоциклы, возможно, вы знаете, что генераторы PM также можно использовать для питания вашего велосипеда. Наткнулся на интересную статью о том, как собрать на свой мотоцикл генератор с постоянными магнитами. Подумал, что поделюсь этим с теми из вас, кто пригодится в магазине.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.