Мечтите за вечен двигател преследват хората от стотици години. Този въпрос стана особено остър сега, когато светът е сериозно загрижен за предстоящата енергийна криза. Дали ще дойде или не е друг въпрос, но едно нещо, което може да се каже недвусмислено е, че независимо от това човечеството има нужда от решения на енергийния проблем и търсене на алтернативни източници на енергия.
Какво е магнитен двигател
В научния свят вечните двигатели се разделят на две групи: първи и втори тип. И ако с първото всичко е сравнително ясно - това е по-скоро елемент от фантастични произведения, то второто е много реално. Нека започнем с факта, че първият тип двигател е нещо утопично, способно да извлича енергия от нищото. Но вторият тип е базиран на съвсем реални неща. Това е опит да се извлече и използва енергията на всичко, което ни заобикаля: слънцето, водата, вятъра и, разбира се, магнитното поле.
Много учени от различни страни и в различни епохи се опитаха не само да обяснят възможностите на магнитните полета, но и да внедрят някакъв вид вечен двигател, задвижван от същите тези полета. Интересното е, че много от тях са постигнали доста впечатляващи резултати в тази област. Имена като Никола Тесла, Василий Шкондин, Николай Лазарев са добре известни не само в тесен кръг от специалисти и привърженици на създаването на вечен двигател.
От особен интерес за тях бяха постоянните магнити, способни да обновяват енергията от световния етер. Разбира се, никой на Земята все още не е успял да докаже нещо значимо, но благодарение на изучаването на природата на постоянните магнити човечеството има реален шанс да се доближи до използването на колосален източник на енергия под формата на постоянни магнити.
И въпреки че магнитната тема все още е далеч от напълно проучена, има много изобретения, теории и научно обосновани хипотези относно вечното движение. В същото време има много впечатляващи устройства, които се представят за такива. Самият магнитен двигател вече съществува, макар и не във формата, в която бихме искали, тъй като след известно време магнитите все още губят своите магнитни свойства. Но въпреки законите на физиката, учените успяха да създадат нещо надеждно, което работи, използвайки енергията, генерирана от магнитните полета.
Днес има няколко вида линейни двигатели, които се различават по своята структура и технология, но работят на същите принципи. Те включват:
- Работещи единствено благодарение на действието на магнитни полета, без управляващи устройства и без потребление на външна енергия;
- Импулсно действие, което вече има както управляващи устройства, така и допълнителен източник на захранване;
- Устройства, които комбинират принципите на работа на двата двигателя.
Устройство с магнитен двигател
Разбира се, устройствата с постоянен магнит нямат нищо общо с електрическия двигател, с който сме свикнали. Ако във втория се получи движениетопоради електрически ток, тогава магнитният, както е ясно, работи изключително поради постоянната енергия на магнитите. Състои се от три основни части:
- Самият двигател;
- Статор с електромагнит;
- Ротор с монтиран постоянен магнит.
На същия вал с двигателя е монтиран електромеханичен генератор. Статичен електромагнит, направен под формата на пръстеновидно магнитно ядро с изрязан сегмент или дъга, допълва този дизайн. Самият електромагнит е допълнително оборудван с индуктивна намотка. Към бобината е свързан електронен комутатор, поради което се подава обратен ток. Именно той осигурява регулирането на всички процеси.
Принцип на действие
Тъй като моделът на вечен магнитен двигател, чиято работа се основава на магнитните свойства на материала, далеч не е единственият по рода си, принципът на работа на различните двигатели може да се различава. Въпреки че това със сигурност използва свойствата на постоянните магнити.
Сред най-простите можем да различим антигравитационната единица на Лоренц. Как работисе състои от два различно заредени диска, свързани към източник на захранване. Дисковете се поставят наполовина в полусферичен екран. След това започват да се въртят. Магнитното поле лесно се изтласква от такъв свръхпроводник.
Най-простият асинхронен двигател с магнитно поле е изобретен от Тесла. Работата му се основава на въртенето на магнитно поле, което произвежда електрическа енергия от него. Едната метална плоча се поставя в земята, другата се поставя над нея. Проводник, прекаран през плочата, е свързан към едната страна на кондензатора, а проводник от основата на плочата е свързан към втората. Противоположният полюс на кондензатора е свързан със земята и действа като резервоар за отрицателно заредени заряди.
Роторният пръстен на Лазарев се счита за единствената работеща машина за вечно движение. Той е изключително прост по своята структура и приложим у дома със собствените си ръце. Изглежда като контейнер, разделен на две части с пореста преграда. В самата преграда е вградена тръба, а контейнерът е пълен с течност. За предпочитане е да се използва силно летлива течност като бензин, но може да се използва и обикновена вода.
С помощта на преграда течността навлиза в долната част на контейнера и се изтласква нагоре през тръбата. Самото устройство реализира само перпетуум мобиле. Но за да се превърне това във вечен двигател, е необходимо да се монтира колело с лопатки, върху които ще бъдат разположени магнити под течността, капеща от тръбата. В резултат на това полученото магнитно поле ще върти колелото все по-бързо и по-бързо, в резултат на което потокът на течността ще се ускори и магнитното поле ще стане постоянно.
Но линейният двигател на Шкодин направи наистина забележим пробив в напредъка. Този дизайн е изключително прост технически, но в същото време има висока мощност и производителност. Този „двигател“ се нарича още „колело в колелото“. Вече днес се използва в транспорта. Тук има две намотки, вътре в които има още две намотки. Така се образува двойна двойка с различни магнитни полета. Поради това те се отблъскват в различни посоки. Подобно устройство може да бъде закупено днес. Те често се използват на велосипеди и инвалидни колички.
Двигателят Perendev работи само с магнити. Тук се използват два кръга, единият от които е статичен, а вторият е динамичен. На тях в еднаква последователност са разположени магнити. Поради самоотблъскването вътрешното колело може да се върти безкрайно.
Друго съвременно изобретение, намерило приложение, е колелото Минато. Това е устройство, базирано на магнитното поле на японския изобретател Кохей Минато, което се използва доста широко в различни механизми.
Основните предимства на това изобретение са ефективност и безшумност. Освен това е просто: магнитите са разположени на ротора под различни ъгли спрямо оста. Мощен импулс към статора създава така наречената точка на „колапс“, а стабилизаторите балансират въртенето на ротора. Магнитният двигател на японския изобретател, чиято верига е изключително проста, работи без генериране на топлина, което му предсказва голямо бъдещене само в механиката, но и в електрониката.
Има и други устройства с постоянен магнит, като колелото Минато. Има доста от тях и всеки от тях е уникален и интересен по свой начин. Те обаче тепърва започват своето развитие и са в постоянен етап на развитие и усъвършенстване.
Разбира се, такава завладяваща и мистериозна област като магнитните вечни двигатели не може да представлява интерес само за учените. Много любители също допринасят за развитието на тази индустрия. Но тук въпросът е по-скоро дали е възможно да направите магнитен двигател със собствените си ръце, без никакви специални познания.
Най-простият екземпляр, който е бил сглобяван повече от веднъж от аматьори, изглежда като три вала, плътно свързани един с друг, единият от които (централният) е обърнат директно спрямо другите два, разположени отстрани. Към средата на централния вал е прикрепен диск Lucite (акрилна пластмаса) с диаметър 4 инча. На другите два валаинсталирайте подобни дискове, но наполовина по-малки. Тук също са монтирани магнити: 4 отстрани и 8 в средата. За да ускорите системата по-добре, можете да използвате алуминиев блок като основа.
Плюсове и минуси на магнитните двигатели
Професионалисти:
- Спестявания и пълна автономност;
- Възможност за сглобяване на двигател от импровизирани средства;
- Устройството на неодимови магнити е достатъчно мощно, за да осигури 10 kW или повече енергия на жилищна сграда;
- Способни да доставят максимална мощност на всеки етап на износване.
минуси:
Магнитните линейни двигатели днес станаха реалност и имат всички шансове да заменят други видове двигатели, с които сме свикнали. Но днес това все още не е напълно завършен и идеален продукт, способен да се конкурира на пазара, но с доста високи тенденции.
Това видео показва самоделен радиален електромагнитен двигател. Това е радиален електромагнитен двигател, работата му е тествана в различни режими. Показано е как са разположени магнитите, които не са залепени, а са притиснати с диск и обвити с тиксо. Но при високи скорости все още се получава изместване и те са склонни да се отдалечават от конструкцията.
Този тест включва три намотки, които са свързани последователно. Напрежение на батерията 12V. Позицията на магнитите се определя с помощта на сензор на Хол. Измерваме текущата консумация на бобината с помощта на мултицет.
Нека проведем тест за определяне на броя обороти на три бобини. Скоростта на въртене е приблизително 3600 оборота в минута. Веригата е сглобена на макет. Захранван от 12-волтова батерия, веригата включва стабилизатор и два светодиода, свързани към сензор на Хол. 2-канален датчик на Хол AH59, с един канал, който се отваря, когато южният и северният полюс на магнит преминават наблизо. Светодиодите мигат периодично. Управляващ мощен полеви транзистор IRFP2907.
Работа на сензора на Хол
На макета има два светодиода. Всеки е свързан към собствен сензорен канал. Роторът е с неодимови магнити. Полюсите им се редуват по схемата север-юг-север. Южният и северният полюс последователно преминават близо до сензора на Хол. Колкото по-висока е скоростта на ротора, толкова по-бързо мигат светодиодите.
Скоростта на въртене се контролира от датчик на Хол. Мултиметърът определя консумацията на ток на една от намотките чрез преместване на сензора на Хол. Броят на оборотите се променя. Колкото по-висока е скоростта на двигателя, толкова по-висока е консумацията на ток.
Сега всички намотки са свързани последователно и участват в теста. Мултиметърът ще отчете и консумацията на ток. Измерването на скоростта на ротора показа максимум 7000 об./мин. Когато всички бобини са свързани, стартирането става плавно и без външно влияние. Когато са свързани три намотки, трябва да помогнете с ръката си. При ръчно спиране на ротора се увеличава консумацията на ток.
Свързани са шест бобини. Три бобини в една фаза, три в друга. Устройството премахва тока. Всяка фаза се управлява от полеви транзистор.
Измерване на броя обороти на ротора. Стартовите токове са се увеличили и номиналният ток също се е увеличил. Двигателят достига пределните си обороти по-бързо при приблизително 6900 об./мин. Много е трудно да се спре двигателя на ръка.
Трите бобини са свързани към 12 волта. Останалите 3 намотки са накъсо с жица. Двигателят започна да набира обороти по-бавно. Устройството приема текуща консумация. Трите бобини са свързани към 12 волта. Тези три намотки са затворени с жица. Роторът се върти по-бавно, но достига максимална скорост и работи добре.
Мултиметърът приема тока на веригата от три намотки. Ток на късо съединение. Четири намотки са свързани последователно. Ядрата им са успоредни на роторните магнити.
Уредът измерва консумацията на ток. Той ускорява по-бавно, но няма проблем с това разположение на намотките. Роторът се върти свободно.
Електромагнитните двигатели са устройства, които работят на принципа на индукция. Някои хора ги наричат електромеханични преобразуватели. Страничен ефект на тези устройства се счита за прекомерно генериране на топлина. Има модели от постоянен и променлив тип.
Устройствата също се отличават по тип ротор. По-специално, има късо съединение и фазови модификации. Обхватът на приложение на електромагнитните двигатели е много широк. Те могат да бъдат намерени в домакински уреди, както и в промишлени единици. Те се използват активно и в самолетостроенето.
Схема на двигателя
Веригата на електромагнитния двигател включва статор, както и ротор. Колекторите обикновено са четкови. Роторът се състои от вал, както и от върха. Често се инсталират вентилатори за охлаждане на системата. За свободно въртене на вала има ролкови лагери. Има и модификации с магнитни ядра, които са неразделна част от статора. Плъзгащ пръстен е разположен над ротора. Мощните модификации използват прибиращо реле. Токът се подава директно през кабела.
Принцип на работа на двигателя
Както бе споменато по-рано, принципът на работа се основава на: Когато моделът е свързан, се образува магнитно поле. Тогава напрежението върху намотката се увеличава. Роторът се задвижва от силата на магнитното поле. Скоростта на въртене на устройството зависи преди всичко от броя на магнитните полюси. Колекторът в този случай играе ролята на стабилизатор. Токът се подава към веригата през статора. Също така е важно да се отбележи, че капаците и уплътненията се използват за защита на двигателя.
Как да го направите сами?
Направата на обикновен електромагнитен двигател със собствените си ръце е доста проста. Първото нещо, което трябва да направите, е роторът. За да направите това, ще трябва да намерите метален прът, който ще действа като вал. Ще ви трябват и два мощни магнита. Трябва да има намотка на статора. След това остава само да инсталирате четковия колектор. Домашните електромагнитни двигатели са свързани към мрежата чрез проводник.
Модификации за автомобили
Електромагнитните се произвеждат само от колекторен тип. Тяхната мощност е средно 40 kW. На свой ред параметърът на номиналния ток е 30 A. Статорите в този случай са двуполюсни. Някои модификации имат вентилатори, използвани за охлаждане на системата.
Уредите имат и специални отвори за циркулация на въздуха. Роторите в двигателите са монтирани с метални сърцевини. За защита на вала се използват уплътнения. Статорът в този случай е разположен в корпус. Електромагнитните двигатели за машини със соленоидни релета са рядкост. Средно диаметърът на ствола не надвишава 3,5 cm.
Авиационни устройства
Работата на двигатели от този тип се основава на принципа на електромагнитната индукция. За тази цел се използват статори от триполюсен тип. Също така електромагнитните авиационни двигатели включват безчеткови комутатори. Клемните кутии в устройствата са разположени над контактните пръстени. Неразделна част от статора е арматурата. Валът се върти благодарение на ролкови лагери. Някои модификации използват четкодържатели. Също така е важно да се споменат различните видове клемни кутии. В този случай много зависи от мощността на модификацията. Електромагнитните двигатели за самолети са оборудвани с вентилатори за охлаждане.
Моторни генератори
Електромагнитните мотор-генератори се произвеждат със специални бендикси. Веригата на устройството също включва релета за изтегляне. Ядрата се използват за стартиране на ротора. Статорите в устройствата се използват от двуполюсен тип. Самият вал е монтиран на ролкови лагери. Повечето двигатели имат гумена тапа. Така роторът се износва бавно. Има и модификации с четкодържатели.
Модели с катерица
В домакински уреди често се инсталира електромагнитен двигател с ротор с катерица. Средната мощност на моделите е 4 kW. Самите статори са от двуполюсен тип. Роторите са монтирани в задната част на двигателя. Моделите са с малък диаметър на вала. Днес най-често се произвеждат асинхронни модификации.
В устройствата няма клемни кутии. За подаване на ток се използват специални полюсни накрайници. Веригата на двигателя също включва магнитни вериги. Те са монтирани в близост до статорите. Също така е важно да се отбележи, че устройствата се предлагат със и без държачи за четки. Ако разгледаме първия вариант, тогава в този случай са инсталирани специални.По този начин статорът е защитен от магнитното поле. Устройствата без четкодържач имат уплътнение. Двигателите Bendix са монтирани зад статора. За закрепването им се използват дюбели. Недостатъкът на тези устройства е бързото износване на сърцевината. Това се дължи на повишена температура в двигателя.
Модификации с навит ротор
Електромагнитният двигател с навит ротор е инсталиран на металорежещи машини и често се използва в тежката промишленост. В този случай магнитопроводите са оборудвани с арматури. Отличителна черта на устройствата се считат за големи валове. Напрежението се подава директно към намотката през статора. За въртене на вала се използва четкодържач. Някои от тях имат монтирани контактни пръстени. Също така е важно да се отбележи, че мощността на моделите е средно 45 kW. Двигателите могат да се захранват директно само от мрежа с променлив ток.
Колекторен електромагнитен двигател: принцип на действие
Колекторните модификации се използват активно за електрически задвижвания. Принципът им на действие е доста прост. След подаване на напрежение към веригата, роторът се активира. стартира процеса на индукция. Възбуждането на намотката води до въртене на вала на ротора. Това активира диска на устройството. Лагерите се използват за намаляване на триенето. Също така е важно да се отбележи, че моделите са оборудвани с четкодържатели. Често има вентилатор в задната част на устройствата. За да се предотврати триенето на вала в уплътнението, се използва защитен пръстен.
Безчеткови модификации
Безчетковите модификации не са често срещани в наши дни. Използват се за вентилационни системи. Тяхната отличителна черта се счита за безшумност. Трябва обаче да се има предвид, че моделите се произвеждат с ниска мощност. Средно този параметър не надвишава 12 kW. Статорите в тях често са монтирани от двуполюсен тип. Използваните валове са къси. За затваряне на ротора се използват специални уплътнения. Понякога двигателите са затворени в корпус, който има вентилационни канали.
Модели с независимо възбуждане
Модификациите от този тип се отличават с терминални магнитни вериги. В този случай устройствата работят в мрежа само с променлив ток. Първо се подава директно напрежение към статора. Роторите на моделите са направени с колектори. Някои модификации имат мощност до 55 kW.
Устройствата се различават по вида на котвите. Държачите на четки често се монтират на задържащ пръстен. Също така е важно да се отбележи, че колекторите в устройствата се използват с уплътнения. В този случай дисковете са разположени зад статорите. Много двигатели нямат бендикси.
Двигателна схема на самовъзбуждане
Електромагнитните двигатели от този тип могат да се похвалят с висока мощност. В този случай намотките са високоволтови. Напрежението се подава през клемните контакти. Роторът е директно прикрепен към четкодържача. Нивото на работния ток в устройствата е 30 A. Някои модификации използват арматури с четкодържатели.
Има и устройства с еднополюсни статори. Самият вал е разположен в центъра на двигателя. Ако вземем предвид устройства с висока мощност, те използват вентилатор за охлаждане на системата. Има и малки дупчици по корпуса.
Паралелни модели на възбуждане
Електромагнитните двигатели от този тип са направени на базата на четкови комутатори. В този случай няма котви. Валът в устройствата е монтиран на ролкови лагери. Също така се използват специални лапи за намаляване на силата на триене. Някои конфигурации имат магнитни ядра. Моделите могат да се свързват само към DC мрежа.
Също така е важно да се отбележи, че пазарът се състои главно от тритактови модификации. Четкодържателите в устройствата са направени под формата на цилиндри. Моделите се различават по мощност. Средно работният ток на празен ход не надвишава 50 A. За подобряване на електромагнитното поле се използват ротори с намотки с високо напрежение. Някои конфигурации използват съвети за магнитни ядра.
Серийни устройства за възбуждане
Принципът на работа на този тип двигател е доста прост. Напрежението се подава директно към статора. След това токът преминава през намотката на ротора. На този етап първичната намотка се възбужда. В резултат на това роторът се задвижва. Трябва обаче да се има предвид, че двигателите могат да работят само в мрежа с променлив ток. В този случай накрайниците се използват с магнитна сърцевина.
Някои устройства са оборудвани с държачи за четки. Мощността на моделите варира от 20 до 60 kW. За закрепване на вала се използват задържащи пръстени. Бендиксите в този случай са разположени в долната част на конструкцията. Няма клеми. Също така е важно да се отбележи, че валът е монтиран в различни диаметри.
Двигатели със смесено възбуждане
Електромагнитни двигатели от този тип могат да се използват само за задвижвания. Роторът тук най-често се монтира с първична намотка. В този случай индикаторът за мощност не надвишава 40 kW. Номиналното претоварване на системата е около 30 A. Статорът в устройствата е триполюсен. Посоченият двигател може да бъде свързан само към мрежа с променлив ток. Техните клемни кутии се използват с контакти.
Някои модификации са оборудвани с държачи за четки. На пазара се предлагат и устройства с вентилатори. Уплътненията най-често се намират над статорите. Устройствата работят на принципа на електромагнитната индукция. Първичното възбуждане се извършва на магнитната верига на статора. Също така е важно да се отбележи, че устройствата използват намотки с високо напрежение. За фиксиране на вала се използват защитни пръстени.
AC устройства
Електрическата схема на този тип модел включва двуполюсен тип статор. Средната мощност на устройството е 40 kW. Роторът тук се използва с първична намотка. Има и модификации, които имат бендикси. Те са монтирани на статора и играят ролята на стабилизатор на електромагнитното поле.
За завъртане на вала се използва задвижващо зъбно колело. В този случай лапите са монтирани, за да се намали силата на триене. Използват се и полюсни накрайници. За защита на механизма се използват капаци. Магнитопроводите на моделите се монтират само с котви. Средно работният ток в системата се поддържа на 45 A.
Синхронни устройства
Веригата включва двуполюсен статор, както и четков комутатор. Някои устройства използват магнитна верига. Ако разгледаме битовите модификации, те използват държачи за четки. Средният параметър на мощността е 30 kW. Устройствата с вентилатори са рядкост. Някои модели използват зъбни задвижвания.
За охлаждане на двигателя има вентилационни отвори на корпуса. В този случай задържащият пръстен е монтиран в основата на вала. Намотката е от тип ниско напрежение. Принципът на работа на синхронната модификация се основава на индукция на електромагнитно поле. За да направите това, в статора са монтирани магнити с различна мощност. Когато намотката е възбудена, валът започва да се върти. Честотата му обаче е ниска. Мощните модели имат колектори с релета.
Схема на асинхронен двигател
Асинхронните модели са компактни и често се използват в домакински уреди. Те обаче са търсени и в тежката промишленост. На първо място трябва да се отбележи тяхната сигурност. Роторите в устройствата се използват само от еднополюсен тип. Статорите обаче са инсталирани с магнитни ядра. В този случай намотката е от високоволтов тип. За стабилизиране на електромагнитното поле има бендикс.
Закрепва се към устройството благодарение на ключ. Прибиращото реле в тях се намира зад арматурата. Валът на устройството се върти на специални ролкови лагери. Също така е важно да се отбележи, че има модификации с безчеткови комутатори. Използват се предимно за задвижвания с различна мощност. Ядрата в този случай са инсталирани удължени и са разположени зад магнитните ядра.
Условия, тогава това писание е специално за вас.
Също така предлагаме да гледате видео стъпка по стъпка, преди да започнете работа, за да разберете по-ясно как и какво се прави.
За да направим двигателя, ще ни трябва:
- голямо колело от кола играчка;
- химилка;
- болт или пирон с дебелина не по-голяма от диаметъра на дебелината на дръжката;
- тапа за вино;
- малко винтове;
- кламери;
- стоманена тел с диаметър 3,8 mm и диаметър 1,3 mm;
- 1 метър обикновен електрически проводник;
- изолиран меден проводник с диаметър 0,4 mm;
- 12-волтово захранване за захранване на нашия двигател;
- дървен блок от всякакъв размер, който ще служи като основа за двигателя;
- клещи;
- странични фрези;
- отвертки;
- дебеломер;
- кръгли клещи;
- ножовка;
- свредла 1,4 и 3,8 мм;
- ножовка;
- пистолет за лепило;
- отвертка-бормашина.
Преди всичко трябва да сглобим солницата. За да направим това, имаме нужда от ножовка, тапа за вино, компас и дръжка.
Нека разглобим дръжката.
Трябва да отрежем частта с резба от дръжката, за това използваме острие за ножовка.
Подрязваме краищата и премахваме неравностите с файл.
Следващата стъпка е да направите малки дискове с дебелина 5 мм от винен корк.
В центъра на всеки диск правим дупка с диаметър, равен на външния диаметър на нашата дръжка.
Сега, използвайки горещо лепило, ще залепим нашите дъски към различни краища на дръжката. Имаме базата.
Нека започнем да навиваме намотката, за това вземаме тел от 0,4 мм и навиваме 500-600 оборота.
Основното е, че всичките 600 чилета са в една посока.
Прекарайте края на жицата през щепселния блок.
Сега нека да преминем към направата на буталото. Взимаме болт или пирон и отрязваме главата с ножовка.
Правим перпендикулярен разрез и малък проходен отвор.
Сега трябва да направим свързващ прът. За да направим свързващ прът, се нуждаем от тел 3,8 мм.
Трябва да сплескаме жицата, така че да влезе добре в жлеба на болта. В сплесканото място на болта трябва да направим точно същия отвор от 1,3 мм.
Сега можете да започнете да правите коляновия вал. Ще ни трябва стоманена тел с диаметър 3,8 cm.
Ще трябва да направите „коляно“ на третия проводник.
Като маховик ще използваме колело от голяма детска кола.
За свързване на мотовилката към коляновия вал ще използваме капачка на дръжката с два отвора, пробити един към друг.
Капачката от дръжката трябва да бъде монтирана на коляното, след което свързващият прът ще бъде прикрепен към него.
Нашата конструкция може да бъде закрепена с помощта на предварително направени крака. Краката са изработени от тел 1,4 мм.
Сега трябва да направим контакт от парче меден лист.
Съдържание:Съвременните инженери редовно провеждат експерименти за създаване на устройства с нетрадиционен и нестандартен дизайн, като например ротационен апарат. Сред тези механизми си струва да се отбележи соленоидният двигател, който преобразува енергията на електрическия ток в механична енергия. Електромагнитните двигатели могат да се състоят от една или повече намотки - соленоиди.
В първия случай участва само една намотка, при включването и изключването се получава механично движение на коляновия механизъм. Вторият вариант използва няколко намотки, които се включват последователно с помощта на вентили, когато токът се подава от източника на захранване по време на един от полупериодите на синусоидалното напрежение. Възвратно-постъпателното движение на сърцевините задвижва колелото или коляновия вал.
Принцип на работа на електромагнитния двигател
Според основната класификация соленоидните двигатели биват резонансни и нерезонансни. На свой ред съществуват конструкции с една и няколко намотки на нерезонансни двигатели. Известни са и параметрични двигатели, при които сърцевината се изтегля в соленоида, но заема желаната позиция, когато се постигне магнитно равновесие след няколко трептения. Когато мрежовата честота съвпада с естествените вибрации на ядрото, може да възникне резонанс.
Електромагнитните двигатели са компактни и прости по дизайн. Сред недостатъците трябва да се отбележи ниската ефективност на тези устройства и високата скорост на движение. Към днешна дата тези недостатъци не са преодолени, така че тези механизми не са широко използвани в практиката.
Работната намотка на устройства с една намотка се включва и изключва с помощта на механичен превключвател, поради действието на тялото на сърцевината или полупроводников вентил. И при двата варианта обратното движение се осигурява от пружина с еластичност. При двигатели с няколко намотки работните елементи се включват само от клапани, когато ток се подава към всяка намотка на свой ред по време на един от полупериодите на синусоидалното напрежение. Сърцевините на бобината започват да се прибират една по една, в резултат на което това води до възвратно-постъпателни движения. Тези движения се предават чрез задвижвания към различни двигатели, които изпълняват функцията на задвижващи механизми.
Дизайн на соленоиден двигател
Има различни видове механични и електрически устройства, чието действие се основава на преобразуването на един вид енергия в друг. Основните им видове са широко използвани във всички машини и механизми, използвани в производството и у дома. Има и нетрадиционни устройства, работата по които все още се извършва на експериментално ниво. Те включват електромагнитни двигатели, които работят на базата на магнитното действие на тока. Основното му предимство е простотата на дизайна и наличието на материали за производство.
Основният елемент на това устройство е намотка, през която преминава електрически ток. Това води до образуването на магнитно поле, което привлича бутало, направено под формата на стоманена сърцевина. След това, с помощта на колянов механизъм, транслационните движения на сърцевината се превръщат във въртеливо движение на вала. Можете да използвате произволен брой бобини, но най-оптималната опция се счита за една с два елемента. Всички тези фактори трябва да се вземат предвид, когато решавате как да направите електромагнитен двигател със собствените си ръце от скрап материали.
Често се разглежда вариант с три бобини, който има по-сложен дизайн. Той обаче има повече мощност и работи много по-гладко, без да изисква маховик за гладка работа.
Работата на това устройство е както следва.
- От електрическата мрежа токът влиза в разпределителя през соленоидната четка, след което влиза директно в този соленоид.
- След преминаване през намотката, токът се връща в мрежата през общи пръстени и четка, монтирани в разпределителя. Преминаването на ток води до образуването на силно магнитно поле, което притегля буталото вътре в намотката към нейната среда.
- След това транслационното движение на буталото се предава на свързващия прът и манивелата, които въртят коляновия вал. Едновременно с вала, разпределителят на ток се върти, активирайки следващия соленоид.
- Вторият соленоид започва да работи още преди края на първия елемент. По този начин той подпомага отслабването на тягата на буталото на първия соленоид, тъй като дължината на рамото му намалява по време на въртенето на манивелата.
- След втория соленоид се включва следващата - трета намотка и целият цикъл се повтаря напълно.
Направи си сам соленоиден мотор
Най-добрият материал за макари се счита за текстолит или твърда дървесина. За навиване се използва тел PEL-1 с диаметър 0,2-0,3 mm. Намотката се извършва в количество от 8-10 хиляди оборота, като съпротивлението на всяка намотка е в рамките на 200-400 ома. След навиване на всеки 500 оборота се правят дистанционери от тънка хартия и така до пълното запълване на рамката.
За направата на буталото се използва мека стомана. Коляните могат да бъдат направени от велосипедни спици. Горната глава трябва да бъде направена под формата на малко пръстеновидно ухо с необходимия вътрешен диаметър. Долната глава е оборудвана със специална ръкохватка за монтиране върху шийката на коляновия вал. Изработена е от две тенекиени ленти и представлява вилица, която пасва на шийката на манивелата. Окончателното закрепване на щепсела се извършва с медна жица, прокарана през отворите. Биелната вилка е поставена върху втулка от медна, бронзова или месингова тръба.
Коляновият вал е изработен от метален прът. Коляните му са разположени под ъгъл от 120 градуса един спрямо друг. От едната страна на коляновия вал е монтиран разпределител на мощността, а от друга - маховик под формата на шайба с жлеб за задвижващия ремък.
За да направите токоразпределител, можете да използвате месингов пръстен или парче тръба с подходящ диаметър. Получава се един цял пръстен и три половин пръстена, разположени един спрямо друг с изместване от 120 градуса. Четките са изработени от пружинни плочи или леко занитена стоманена тел.
Втулката на токоразпределителя е монтирана върху текстолитна ролка, поставена на един от краищата на коляновия вал. Всички закрепвания се извършват с BF лепило и дюбели от тънка тел или игли. Разпределителят е монтиран по такъв начин, че първата намотка се включва, когато буталото е в най-ниско положение. Ако проводниците, преминаващи от бобините към четките, се сменят, валът ще се върти в обратна посока.
Бобините са монтирани във вертикално положение. Те се закрепват по различни начини, например с дървени дъски, които имат вдлъбнатини за корпусите на намотките. Към ръбовете са закрепени странични панели от шперплат или ламарина, които осигуряват място за монтиране на лагери под коляновия вал или месингови втулки. Ако има метални странични стени, втулките или лагерите се закрепват чрез запояване. Препоръчително е да монтирате лагери в средната част на коляновия вал. За тази цел са предвидени специални тенекиени или дървени стелажи.
За да избегнете изместване на коляновия вал в една или друга посока, се препоръчва да запоявате пръстени от медна тел към краищата му на разстояние приблизително 0,5 mm от лагерите. Самият двигател трябва да бъде защитен от калай или шперплат. Изчисленията на двигателя се извършват на базата на променлив електрически ток, напрежение 220 волта. Ако е необходимо, устройството може да работи с постоянен ток. Ако мрежовото напрежение е само 127 волта, броят на завъртанията на намотката трябва да се намали с 4-5 хиляди оборота, а напречното сечение на проводника трябва да се намали до 0,4 mm. Ако е сглобен правилно, мощността на соленоидния двигател ще бъде средно 30-50 W.
Как да си направим соленоиден двигател у дома