В наше время, первой четверти 21 века вопрос производства электричества стоит остро. Во-первых это вид энергии или мощности на котором завязана наша техногенная цивилизация. Во-вторых это товар, товар жизненно необходимый без которого вы изгой социума. Даже РОДы обосабливающиеся от потребительской цивилизации, все равно обустраивают у себя свой источник электрической мощности.
Естественно, вы же впитали с о школьной статьи что ничего не может возникнуть из ничего. Что Сверх Единица невозможна и т.д. прочие бредни глашатых устроителей потребительской парадигмы. Правда абсолютно непонятно, причем цикл Карно и генерирование электроэнергии, да еще привязка к Закону Сохранения Энергии.
А самое главное наука не знает такого понятия как электрическая энергия, есть много видов энергии, но для электричества применяют Энергия электромагнитного поля, или иногда электрическая мощность. Непонятно при чем здесь Цикл Карно и генерирование электроэнергии в генераторе.
Вы возразите, что нужна сила для вращения механического электрогенератора, дабы преодолеть его электромагнитный момент. Я абсолютно с вами соглашусь. Но почему мы исключаем варианты. Ведь всем известный факт, что инерционный ротор в моторе обеспечивает больший момент силы и меньшую потребность в электрической подводимой мощности. Или почему кто то решил, что невозможна конструкция генератора, где электромагнитный момент сведен к минимуму.
Не буду томить, если вас это трогает, вам интересно, да просто хочется проектировать и рассчитывать правильно, вот такой аксиальный традиционный генератор "РОМАШКА", подобный и не только ...
Допустим, у нас есть однофазный генератор, аксиального типа без сердечников, катушки статора залиты полимерной смолой. Параметры: напряжение 27В, мощность 1,47 кВт, частота вращения 600 об / мин, диаметр осевой линии витков 0,39 м. Мы можем рассчитать его электромагнитный момент:
M = 9550 * Р / n = 9550 * 1,47 кВт / 600 об / мин = 23 Нм.
Как видим, электромагнитный момент синхронного генератора привязан к электрической мощности и угловой скорости. Формула является некой константой. Но к примеру есть еще формулы, базовые для расчета ЭДС и Момента силы.
К примеру 1 кВт (1000 Вт) электрической мощности для генератора с разными угловыми скоростями вращения будут иметь разную длину активного провода, что непременно скажется на результирующей Силе Ампера и Электромагнитной силе катушек.
Если мы проверим по другим формулам исходя из формул Силы Ампера и Электромагнитной Силы катушек. Рассчитать электромагнитный момент так просто не выйдет т.к. нужно использовать формулы СИЛЫ АМПЕРА [Fа = B*I*L*sinα] и ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СИЛЫ катушек генератора [Fэ = ((n*I)2*μ *S) / (2*lср2)]. Для этого уже необходимо учитывать конструктивные особенности. С учетом конструктивных особенностей мы получим следующие параметры: Fa = 16 Ньютонов, и Fэ = 103 Ньютона. Зная радиус вектор R (1/2D) = 0.39/2=0.195 метров получим значение электромагнитного момента генератора:
M = (Fа + Fэ) * R , получаем T = (16 + 103) * 0,195 = 23,2 Нм
Мы видим, что результаты расчетов такие же. Если амперная сила никуда не денется при взаимодействии с магнитным потоком полюса, то электромагнитная сила катушек может быть нейтрализована. Снизим его до значения силы тока (силы Ампера) в жгуте проводов катушки:
M = (16 + 16) * 0,195 = 6,24 Нм, при этом общая мощность генератора остается прежней 1,47 кВт
Чисто теоретически остается рассчитать мощность приводного двигателя для преодоления полученного электромагнитного момента генератора:
Р = T * об / мин * 1,2 / 9550 = 6,24 * 600 * 1,2 / 9500 = 0,47 кВт
При этом традиционно для вращения классического генератора потребуется приводная минимальная мощность, равная:
Р = T * об / мин * 1,2 / 9550 = 23 * 600 * 1,2 / 9500 = 1,73 кВт
Для того чтобы убедится в логичности расчетов я взял пример однофазного аксиального генератора на 20 катушек и рассчитал зависимости согласно стандартных формул для нагрузки с применением Закона Ома (все расчеты выполнены для пикового значения, когда sin(a) = 1:
На белом фоне расчеты длины активного провода для генератора, чтобы с учетом падения напряжения при подключаемой нагрузки до 220В (напряжение нагрузки или сети), генератор выдавал ток 4,55А * 220В = 1000 Вт (1 кВт). Расчеты произведены для разных угловых скоростей вращения ротора от 500 до 3000 об/мин. Мощность приводного мотора рассчитана по традиционной формуле с применением коэффициента 1,2 для вращения системы электропреобразователя: P = M * n * 1,2 / 9550
Далее для первой скорости и последней, рассчитал на основе силы ампера и электромагнитной силы строка на желтом фоне. Момент силы для 500 об/мин составил 66 Н*м, против 19,1 Н*м по традиционной формуле (СОР преобразователя составит 0,24 против 0,81 традиционного расчета), а для 3000 об/мин 2,4 Н*м против 3,2 Н*м по традиционной (при этом преобразование уже будет СОР-1,1). Только на одной скорости данная константа будет выполнятся. Правда частота фазы будет в обоих случаях далека от 50Гц сети.
На красном фоне я привел данные с применением НОУ-ХАУ, что позволяет убрать паразитные электромагнитные силы, результат это электромагнитный момент 8,13 Н*м, при том мощность приводного мотора составит 0,51 кВт., при выходной мощности 1 кВт (СОР-1,96).
Это решение возникло не на пустом месте. Занимаясь разработкой системы РОТОВЕРТЕР РАГЕН (первые главы), получил обратный эффект намагничивания аморфного сердечника из оксида железа и смолы. При любой подаче тока в витки катушки магнитный поток на полюсе сердечника оставался ничтожно малый.
После уточнения деталей, был выяснен состав компонента, который был приобретен под видом порошка оксида железа. В итоге ошибка для сердечников мотора, есть решение для генератора. Не могу утверждать но провернуть традиционный генератор малозатратно весьма проблематично. Пример вращения аксиального генератора приводным мотором, корейского изобретателя Чан Сок-хо. (полный материал читать по ссылке)
Все особенности и обоснования в книге (в новой редакции)
В своей книге я рассматриваю несколько вариантов создания таких энергогенерирующих машин. В приложении есть калькулятор в Excel для самостоятельных расчетов
Если кто то подумает что я открываю что то новое, ошибаетесь это все уже давно изобретено, и производится идут попытки поисков. Я же отработал вариант расчета оптимальной конструкции. Потому что нет универсальногогенератора, его можно рассчитать только на одну частоту вращения, при которой у него будут самые оптимальные показатели.
Основным на мой взгляд является генератор с конструктивными решениями по снижению такого параметра как момент генератора.
Вторым немаловажным моментом является затраты на вращение. И тут мы обращаем наш взор к инерции массы, к такому элементу как маховик. Для конструкторов далеко не секрет, что инерционный ротор электромотора уменьшает затраты на вращение при выполнении работы с нагрузкой. Справедливости ради, нужно отметить что массивный ротор имеет и свои недостатки это пуск и торможение. Основные моменты работы электродвигателя. Пуск требует большие мощности а торможение сопряжено с реактивной ЭДС, которая начинает генерироваться в пусковой цепи электромотора.
Момент инерции инерции ротора и маховика можно определить различными расчетными методиками, к примеру инженерная для ротора электромотора: Jэм = GD2 /4 (N*m2), и момент инерции массивного диска Jмax = 1/2 mR2 (kg*m2). Особенность на которую не специалист мало обращает внимания: Суммарный момент инерции механизма состоит из момента инерции двигателя и момента инерции механической части механизма (к примеру маховика). Момент инерции с моментом силы связан выражением M = Jω, а суммарный момент силы (крутяший момент) системы равет сумме моментов силы.
Так же имеет значение инерционная масса роторных элементов так собственно и маховика, в книге привожу пример использования в промышленности (скрин страницы книги)
Такой же прием увеличения крутящего момента (момента силы) применяют в установка камнедробилок, так что этот прием весьма отработан в инженерном конструировании. Единственное инерция массы работает с переменными нагрузками, и применение трехфазного генератора с его ровным электромагнитным моментом просто абсурдно.
В материале рассматриваем варианты совмещения массивного маховика и ротора разгонного модуля в одном элементе.
Самое большое проблемное звено, электромагнитный момент генератора. Тот самый элемент силы, который немеряно тормозит вал при вращении генератора, в момент индукции тока в цепи. В материале разбираем механизм доступную конструкцию электрогенератора с минимальным электромагнитным моментом, для изготовления в гаражных условиях. Расчет можете выполнить сами в приложении есть таблицы с введенными формулами, вам остается только ввести исходные данные и подобрать оптимальный вариант, после чего приступить к конструированию собственно "железа".
При желании соответствующих навыках, каждый найдет для себя приемлемое решение. Для вас перестанет быть постройка такого электромеханического прибора тайной или сказкой.
Я предлагаю материал "Ротовертер для Чайника" (Часть 1, Ротовертер массы)
В материале раскрываем позиции: что такое Домашняя энергетика и сколько вам нужно произвести электрической мощности, в какой промежуток времени; Прощаемся с синдромом розетки. Переходим из категории потребителя, в категорию производителя - инженера конструктора. Разбираем определение "заряженности" инерционного элемента - "маховик", даже ротор мотора или генератора, имеет показатель инерционности (момента инерции) Инженерный расчет маховика. Инерционный элемент приводного мотора позволяет снизить затраты на создание соответствующей силы момента (крутящего момента) подаваемой на вал генератора.
Обновленная версия планируется с решением разгонного модуля электромагнитного импульсного возбуждения и ротора маховика с магнитными несимметричными магнитными полюсами, роторного типа с постоянными магнитами элементом инерционного ротора и импульсного генератора. Вариант Разгонного модуля планируется как самоподдерживающийся. Вот сроки выхода второй части назвать не могу, но те кто приобрел первую часть вторую получат автоматически.
Думаю небольшой вот такой сверхединичный электромашинный преобразователь, интегрированный в энергосистему домохозяйства, будет решением вашей энергетической независимости.
КАК ПРИОБРЕСТИ , при условии, если не хочется отрабатывать методику самому.
Помощь https://yoomoney.ru/to/410011082769728
Практика начинается с расчета, интеллектуальная практика
Доброго всем здравия, и получения своего электричества. Сразу предупреждаю сие занятие совсем не из дешевых, вложиться придется.
Мой сайт: http://rakarskiy.narod.ru
