После моих статей о БТГ возникло много вопросов по принципу работы генератора Хаббарда, т.к. информации по нему очень мало, а то что пишут про него на различных форумах вызывает удивление и смех.
Там и создание вращающегося магнитного поля (которое при таком расположении центральной катушки никакой ЭДС в ней не наведёт), и использование тройного резонанса с конденсаторами между обмоток (нет там вообще никаких конденсаторов), и даже резонанс самого железа в сердечнике на частоте больше 1ГГц!!! (и как это он смог бы им воспользоваться)... Даже самая популярная схема этого генератора тоже содержит ошибки:
Поэтому давайте сначала посмотрим, что о нём известно совершенно точно. Сам Хаббард писал, что внутри генератора расположено восемь «электромагнитов», на каждом есть первичная и вторичная обмотки, они установлены вокруг девятого «центрального» электромагнита, имеющего стальной сердечник и одну обмотку. Т.е. в восьми электромагнитах по кругу сердечников нет, потому что даже на этой схеме показаны сердечники во всех катушках.
По поводу сердечников как раз больше всего споров, т.к. Хаббард использовал магнитотвёрдую закалённую сталь, добавляя в неё различные легирующие добавки, а со временем и радиоактивные вещества. Наши высокообразованные изобретатели никак не могут примириться с этим фактом, т.к. их в институтах учили, что толку от такого сердечника даже меньше, чем ноль - тока в катушке не будет - и они пытаются получить результат с ферритом или просто железом. На самом же деле, сердечник и является "сердцем" этого генератора и от его свойств напрямую зависит КПД и вообще работа устройства.
Конструкция и принцип работы этого генератора на столько просты, элегантны и необычны, что никто, как говорится, не видит леса за деревьями. Люди считают, что Хаббард нарочно назвал катушки индуктивности электромагнитами и не упомянул про остальные сердечники, но на самом деле это самое точное описание, к которому просто нечего добавить. Но видно придётся всё разжевать по пунктам.
Сначала конструкция:
1. Центральная катушка действительно имеет одну обмотку и сердечник из магнитотвёрдого материала и похожа на электромагнит. Именно с неё будет сниматься переменное напряжение частотой около 60 герц. Если бы в те времена были постоянные магниты или сплавы, из которых сейчас их делают, то нужно было бы использовать в сердечнике их;
2. 8 катушек по кругу действительно являются обычными электромагнитами без сердечников. Это сделано для уменьшения потерь в обмотках и увеличения КПД установки;
3. 8 катушек соединены последовательно ПЕРВИЧНЫМИ обмотками, чтобы увеличить количество витков электромагнита и активное сопротивление обмоток, т.к. по сути это один кольцевой электромагнит, работающий практически на холостом ходу, ещё и без сердечника;
4. вторичные обмотки служат для рекуперации избытка энергии и продолжения работы устройства (самозапитки).
Принцип работы генератора основан на петле гистерезиса сердечника. Это так называемый гистерезисный генератор. Чем она шире - тем хуже для обычных трансформаторов и лучше для этого генератора, поэтому Хаббард пытался найти наиболее магнитотвёрдый материал. Вот на чём спотыкаются все современные умы. В тоже время, существуют и широко используются гистерезисные двигатели, в которых вместо ротора болванка из специального сплава, который медленно перемагничивается. Они стоят в насосах всех стиральных машин, в фильтрах для аквариумов, в системах охлаждения авто, в общем там, где ротор не изолирован от воды или других сред. Такой двигатель он и использовал на своей лодке.
Теперь по самой работе генератора:
1. Во время пуска генератора, ток от аккумулятора подают на первичную обмотку. В это время вторичная обмотка отключена, а сердечник центральной не намагничен. В результате первичная обмотка создаёт магнитное поле с полюсами на торцах сердечника, а т.к. реактивного сопротивления нет, то ток нарастает очень быстро и ограничен только активным сопротивлением провода. Точно так же, как у обычного электромагнита.
Тут мне могут возразить, что в центральной катушке наведётся ЭДС и она будет гасить этот ток, но посмотрите на конструкцию ещё раз. Именно магнитотвёрдый сердечник не даёт магнитным линиям проходить ВНУТРИ центральной катушки, а значит ток в ней будет минимален и не создаст большого сопротивления.
2. Далее, первичная катушка размыкается, магнитное поле очень быстро уменьшается и происходит скачок ЭДС. Этот скачок наводит ЭДС во вторичной обмотке, которая замыкается на низкоомную нагрузку (возможно, мощный конденсатор). В результате во вторичной обмотке будет проходит ток в 10 раз превышающий ток первичной обмотки, который... конечно! на короткое время пропорционально усилит напряжённость магнитного поля на полюсах сердечника!
3. Чему я тут так радуюсь? Открываем Вики и читаем про магнитный гистерезис и магнитотвёрдые материалы.
Попробую ещё популярнее: сердечник из магнитотвёрдого материала не намагничивается (не пропускает магнитный поток) до тех пор, пока напряжённость внешнего магнитного поля не превысит определённый предел (так намагничивают постоянные магниты). Потом он достаточно быстро намагничивается и... не только пропускает весь намагничивающий поток через себя, а значит и через центральную катушку, но и создаёт собственное магнитное поле, которое тоже проходит через него и эту же катушку. В результате в центральной катушке наводится ЭДС сразу от двух полей, а сопротивление самоиндукции практически не влияет на катушку возбуждения.
Магнитное поле сердечника чуть ниже того, которое было нужно для его намагничивания, но не намного и поэтому можно говорить о двукратном увеличении мощности, на Хаббард говорил о четырёх-кратном. Врал? Не думаю...
4. Теперь всё повторяется, первичная обмотка меняет полярность, размыкается, вторичная создаёт магнитный поток в обратном направлении, всё это происходит в ПОСТОЯННОМ магнитном поле сердечника, которое опять же не оказывает сопротивления и сердечник перемагничивается в обратную сторону. В центральной катушке опять течёт ток, но он уже состоит из магнитного поля катушек возбуждения и двойного потока перемагничивания сердечника, т.е. почти 4-х кратный прирост.
Сам Хаббард не знал, откуда в его генераторе берётся дополнительная электрическая энергия, но можно сказать, что она берётся от перемагничивания сердечника, или точнее от поворота его магнитных доменов и за счёт низкого сопротивления самоиндукции. Известно, что его генератор приходилось останавливать каждые пол часа и охлаждать ( ещё один источник даже не учтённой энергии), а сердечники из закалённой стали постепенно теряли свои свойства и становились хрупкими, менять их приходилось достаточно часто, поэтому Хаббард в них сначала добавлял легирующие, а потом и радиоактивные добавки.
То, что всё это смог сделать 16-и летний пацан 100 лет назад вызывает не только восхищение, но и массу вопросов о направлении нашей науки и образования...
