Магнитный электрогенератор: Устойчивое, надежное и экологичное магнитный генератор 10kw

Содержание

Магнитный генератор из Кореи — Infinity MG10 | Невероятные Механизмы

Все данные взяты с официального сайта компании INFINITY SAV

Разработчики магнитного энергетического генератора MG10 позиционируют его как систему с рассчитанной и организованной структурой положений магнитов и бифилярных катушек. За работой этой структуры следит контроллер, работающий под управлением специальной программы. Сделано это с целью «правильного» включения и «выключения» катушек (для подавления обратной ЭДС), что способствует эффективности этого устройства.

МАГНИТНЫЙ ГЕНЕРАТОР MG10

МАГНИТНЫЙ ГЕНЕРАТОР MG10

При прохождении магнита относительно катушки, в момент когда напряжение в ней максимальное, контроллер «отключает» ее, не давая обратной ЭДС тормозить механизм. Это, а так же точные расчеты углового выравнивания магнитов и катушек относиться к «ноу-хау» механизма.

Магнитный энергетический генератор MG10 состоит из шестидесяти неодимовых магнитов и такого же количества бифилярных катушек. Первоначальный пуск устройства производится при помощи самой обычной двенадцати вольтовой батареи (в роли которой может служить, например, автомобильный аккумулятор). Устройство позволяет батареи перезаряжаться после каждого пуска.

Работа MG10 не зависит от внешней среди, ветра, солнца и остальных факторов. После запуска и набора оборотов генератором, внешний источник можно отключить: устройство полностью автономно.

Технические характеристики INFINITY MG10: генерируемый ток: 11.2А, эффективная выходная мощность 10 КВт, частота 50/60 Гц, может выдавать однофазный: 110В/100А, 220-230В/50А, и трехфазный ток: 220-230В/16 А, 380-440В/16А.
Частота вращения двигателя: 1500 об/мин., размеры 750x715x528 см, вес 80 кг, шум от работы не превышает 60 дБ, диапазон рабочих температур составляет от -40C до 70C. Срок службы 20 лет. Рекомендованная розничная цена — $ 15000 (без учета НДС и таможенных пошлин).

В отсутствие внешних воздействий, неодимовые магниты остаются «магнитными» в течение сотен лет. Их размагничивание в генераторе чрезвычайно мало: если устройство используется должным образом, то скорость размагничивания примерно 1% каждые 10 лет. Если техническое обслуживание выполняется регулярно и своевременно, генератор может прослужить намного дольше, чем его 20-летний гарантируемый срок службы.

На сайте компании INFINITY SAV можно получить больше информации по этому генератору, а так же по его младшей 5 КВт-ной модели и других инновационных и энергоэффективных разработках «зеленой» энергетики, а так же новости по внедрению этих устройств.

Если вам понравился материал, пожалуйста, ставьте лайки и подписывайтесь на канал. Это не сложно и бесплатно, но очень важно для развития «НМ». А еще нам нужны репосты в соцсети!

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

Hiest гидро Электрический/Электрогенератор без энергии магнитный генератор 10 кВт

Простой-структурный, научно разработанный генератор может сделать большую часть энергии ветра и эффективно генерировать электричество 24 часа в сутки без высокой скорости ветра. Наши генераторы успешно заняли долю на зарубежных рынках, рынке UE, US, SE Asia.

Внешний вид! Наши различные типы генераторов

Вы можете выбратьКакой тип вам нужен,Свяжитесь со мной,Я отправлю вам все данные для проверки

.

Почему стоит выбрать самый безсердечный ветрогенератор?

A) Высокая эффективность при низкой скорости, до 90%

B) Низкий пусковой момент 0.5N · M и 1,5 м/с начальная скорость ветра

C) Малый размер и вес, почти на 1/3 меньше, чем генератор с железным сердечником

D) регулярные типы генераторов могут быть получены в течение 15 дней

E) Качество подтверждено сертификацией CE

F) цена непосредственно от китайского производителя

G) OEM и ODM для наших клиентов

F) успешно используется на иностранном рынке, например, на рынке UE,US,SE Asia

ДругиеАксессуары АДоступно:

A) • Питание:

Встроенная система: вам просто нужно сказать нам-мощность и напряжение ветрогенератора? Нужен ли вам контроллер с MPPT и разгрузчиком?

Автономная система: вам просто нужно сказать нам-мощность аккумулятора и нагрузки?

B) Инвертор:

Вам просто нужно сказать нам-напряжение в сети, частота и максимальный ток, три фазы? Или автономная система нагрузки общая мощность, напряжение и частота?

C) Батарея:

Вам просто нужно сообщить нам напряжение батареиИСвинцово-кислотные батареи или литий?

Магнитный генератор Серла своими руками в домашних условиях

Изобретение Джона Серла называют энергией третьего тысячелетия. Созданный им бестопливный генератор работает на основе уравновешенной магнитной системы, его можно использовать в качестве источника для выработки электроэнергии в домашних условиях. Несмотря на то, что первая конструкция генератора была разработана ученым еще в 1946 году, в научных журналах отсутствуют публикации о нем. Как собрать бестопливный генератор Джона Серла своими руками? Что для этого понадобится? Ответы на эти и другие вопросы – в нашей статье.

Что представляет собой генератор Серла

В основу эффекта Джона Серла легло применение магнитного поля, это принципиально новый метод получения энергии. Его суть заключается в следующем: электрическая энергия производится за счет вращения магнитных роликов вокруг намагниченных колец. Интересно, что устройство не только выделяет электричество, но и создает вокруг себя гравитационное поле.

Генератор состоит из трех концентрических колец, скрепленных между собой. Вокруг них расположены намагниченные цилиндры. Все цилиндры могут свободно вращаться по кругу.

Как работает устройство

Принцип работы генератора на эффекте Серла основан на свойстве магнитов притягиваться и отталкиваться друг от друга. Разнонаправленные полюса притягивают магниты, а одинаковые полюса отталкивают их.

Если расположить цилиндры одинаковой намагниченности вокруг основы – они начнут отталкиваться на эквидистантные расстояния. При попытке сдвинуть с места один намагниченный цилиндр сразу сдвинутся с места и все остальные, при этом расстояние между ними будет сохраняться.

Вращение основы приведет к движению роликов. Постепенно увеличивая обороты, мы сможем добиться вращения системы как единого целого на протяжении определенного времени. Как правило, движение системы обеспечивают подшипники.

При вращении цилиндры проходят через зазоры ярма, изготовленного из магнитного материала. В результате этого в намотанных на ярме катушках индуцируется электродвижущая сила (ЭДС), ее можно снимать с присоединенных к концам катушек клемм. А здесь вы сможете узнать, как собрать самодельный ветрогенератор из асинхронного двигателя.

Какие детали понадобятся

Для того чтобы сделать магнитный генератор Серла своими руками в домашних условиях, понадобятся такие детали:

  • магниты разных размеров для изготовления роликов и статора;
  • токосъемные катушки;
  • корпус генератора;
  • разгонные электромагниты;
  • металл для изготовления обоймы;
  • электрические схемы;
  • эпоксидный клей.

Размеры статора будут зависеть от диаметра роликов. Для того чтобы собрать генератор Серла, потребуется не менее 12 намагниченных роликов, а расстояние между ними должно равняться диаметру одного ролика.

Как собрать генератор Серла: последовательность изготовления всех деталей

Изготавливаем магнитные ролики

Каждый ролик будет состоять из 8 сегментов. Внутри него будет расположен неодимовый магнит, затем кольцо пластика и обойма из металла. Для изготовления 12 роликов понадобится 96 таких сегментов.

Сделать обойму можно из алюминиевой трубы, для пластикового слоя подойдет капролон. Сначала надо нарезать на токарном станке кольца из металла и пластика. Затем запрессовать металлические кольца на пластиковые, а внутри них расположить магниты. Из полученных сегментов надо склеить магнитные ролики, по 8 сегментов каждый. Все детали должны быть одинаковых размеров.

Собираем статор

Нам понадобятся три больших магнитных кольца, сложенных вместе разнополярно. Их надо склеить в один магнит. Для изготовления металлической обоймы для магнита можно использовать алюминиевую кастрюлю подходящего диаметра или готовый круг из металла. Из кастрюли необходимо вырезать обойму, высота которой будет соответствовать высоте магнита.

Следующий этап – заливка термоклеем внутреннего объема магнита и пространства между магнитом и обоймой. Это необходимо для того, чтобы удерживать магнит в одном положении и сглаживать толчки при взаимодействии с роликами.

Изготавливаем разгонные магниты

Задача разгонных магнитов заключается в том, чтобы отталкивать ролики, когда они будут приближаться к сердечнику электромагнита. Катушку электромагнита можно изготовить своими руками, но для этого придется самостоятельно наматывать провод на сердечники. Также можно приобрести уже готовые детали. Электромагнит надо установить таким образом, чтобы концы сердечника располагались к полюсам ролика симметрично. Всего понадобится 12 электромагнитов.

Схемы управления электромагнитами

Эти элементы будут подавать ток на катушку электромагнита в тот момент, когда мимо него проходит ролик. Для этих целей можно использовать схемы с магнитным датчиком. Как только ролик приблизится к электромагниту на 1 см, датчик будет загораться, а при его уходе он погаснет. Для изготовления схемы понадобится 12 монтажных плат (их количество должно соответствовать количеству электромагнитов).

Собираем генератор

Последний этап – сборка бестопливного генератора Джона Серла своими руками. Магнит-статор располагают в центре. Затем по кругу устанавливают ролики и электромагниты. Для повышения эффективности аппарата можно установить их на оси с подшипниками, между этими элементами и статором должен быть минимальный зазор. В результате получится маховик, который будет приводиться в действие электромагнитами и импульсным током.

Таким образом, генератор Серла – это один из необычных источников энергии, работающий на основе магнитных потоков.

Планета Земля: природный электрический мотор – генератор и альтернативная чистая энергетика на его основе — Энергетика и промышленность России — № 1 (53) январь 2005 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 1 (53) январь 2005 года

Почему вращается Земля и как извлечь из этого вращения энергию?

На эти вечные вопросы правильные ответы ученые нашли сравнительно недавно.

Давно известно, что Земля — природный электромагнит в виде магнитного диполя с магнитными полюсами, почти противоположными географическим полюсам. Земля обладает и собственным электрическим зарядом и электрическим полем. В различных сферах планеты и в недрах и в Океане и в атмосфере давно зафиксированы электрические круговые токи. Однако вывод о том, что наша планета является, как ни парадоксально, – именно природной электрической машиной, которая и вращает планету, сделан сравнительно недавно.

Согласно теории Земля является природной индуктивноемкостной электрической машиной, причем одновременно и мотором и генератором.

Виды природных электрических машин нашей планеты их взаимосвязи

Перечислим их ниже в порядке нисходящей иерархии:

1. Околоземный магнитогазодинамический генератор (далее – МГД-генератор), преобразующий энергию потока солнечной плазмы и магнитного поля Земли (МПЗ) в природное электричество;

2. Околоземный МГД-двигатель, вращающий ионизированные слои атмосферы;

3. Планетарный электростатический природный высоковольтный мотор-генератор, работающий на принципе электродинамической индукции и взаимодействии электрического потенциала ионосферы с электропроводящими сферами и круговыми электрическими токами планеты;

4. Планетарный униполярный электромагнитный моторгенератор Фарадея;

5. Океанический и подземный магнитогидродинамические генераторы — двигатели, создающие смещение движущихся зарядов и перемещающих массы природного водного электролита в виде океанических течений и расплавленные электропроводящие породы внутри Земли;

6. Геомагнитная машина холода планеты – на ее магнитных полюсах.

Для всех этих совмещенных в разных геосферах электрических машин Земли характерны взаимосвязанность и саморегуляции их работы.

Иерархия уровней этой энергосистемы и взаимосвязь работы ее отдельных звеньев электромеханического преобразования солнечной энергии в кинетическую энергию вращения планеты пояснена кратко ниже.

Откуда, почему и как возникает природное электричество?

Как известно из электрофизики, возникновение электродвижущей силы (эдс) обусловлено такими физическими эффектами как электромагнитная, электродинамическая индукция, эффект Холла и некоторыми иными. Основным поставщиком природного электричества планеты является солнечный ветер.

Его исходно превращает в электрическое и магнитное поле планеты околоземный природный МГД-генератор.

Конкретно, он преобразует в рамках магнитосферы планеты весь поток солнечной плазмы посредством эффекта Холла и МПЗ в разность потенциалов и в природное околоземное геоэлектричество, путем сортировки и противоположного отклонения разноименных зарядов солнечной плазмы Определенный вклад в процесс вносит и ионосферная плазма.

В результате, возникает электрический заряд и электрическое поле планеты.

а) униполярной электромагнитный мотор–генератор планеты

Явление униполярной электромагнитной индукции открыто М. Фарадеем еще в 1831 г. Им же предложены раздельно с большим интервалом во времени первые униполярные мотор и генератор. Но Фарадей не исследовал их совместную работу, тем более в сочетании с электростатическим мотор-генератором. Известно, что работа униполярного электрического генератора основана на явлении униполярной электромагнитной индукции Для ее возникновения необходимо относительное перемещение силовых магнитных линий относительное ее электропроводящих сред. Есть ли такое их взаимное перемещение на нашей красивой планете? Накопленная естествознанием и всей наукой информация свидетельствует о том, что ось геомагнитного диполя неподвижна в пространстве за суточный оборот планеты вокруг своей оси. Значит, индуцированные токи от униполярной индукции Земли должны наводиться.

Рассмотрим физику этого процесса подробнее. Вследствие орбитального вращения планеты силовые магнитные линии пересекают ее поверхность и все ее электропроводящие среды. В результате в электропроводящих средах планеты (в ионизированной высотной атмосфере, в морях, в ее недрах) возникают электродвижущие силы от униполярной электромагнитной индукции. Поэтому в этих электропроводящих средах планеты, включая ее расплавленное ядро планеты генерируется эдс униполярной индукции и протекают индуцированные от этой эдс – круговые электрические токи.

Они также усиливает и самоподдерживает магнитное поле Земли – т.е. Земля по сути представляет собою оригинальный природный электрический самовозбуждающийся униполярный генератор Фарадея.

Отметим, что униполярный электромагнитный генератор Земли наводит дополнительную разность природных электрических потенциалов по ее меридианам между магнитными полюсами и магнитным экватором планеты с общим напряжением порядка 250-400 кВ.

Режим работы этого природного планетарного униполярного генераторов различен даже в течение суток, потому что околоземное магнитное поле планеты в освещенной и теневой части орбиты несколько различны. Как известно, магнитосфера Земли сплюснута давлением солнечной плазмы в освещенной части и вытянута солнечным ветром в теневой ее части орбиты осевого вращения, т.е. оно весьма неоднородно даже на одной широте Земли, особенно с удалением от планеты, возрастает, что существенно влияет на работу природных электрогенераторов. Порожденные явлениями электромагнитной индукций, электрические токи протекают повсюду на планете и приводят к возникновению электромагнитных силы и момента вращения планеты,

б) магнитогидродинамический мотор-генератор планеты

Взаимодействие индуцированных круговых околопланетных токов в природном электролите — водах Мирового океана, с силовыми линиями ГМПЗ порождают силы Лоренца в них и как следствие возникает эффект магнитогидродинамического двигателя. Именно этот природный планетарный МГД-двигатель порождает мощные глобальные теченияциркуляции природного электролита в Океане, и глобальную циркуляцию высотных слоев ионизированной атмосферы и ядро планеты. Образованный этой униполярной индукцией суммарный индуцированный электрический ток всех сред планеты путем его электромагнитного взаимодействия с ГМПЗ электромеханический момент вращения планеты и ее отдельных электропроводящих сред совпадает с направлением вращения планеты и океанических течений.

в) природный электростатический мотор-генератора планеты

Явление электродинамической индукции открыто в России в 2000 г. Суть явления состоит в возникновении эдс в проводнике от изменения потока электрической индукции вследствие взаимного
перемещения проводника и источника внешнего электрического поля. Обнаруженное явление проявляется и на планете Земля, поскольку имеется и внешнее электрическое поле в виде суммарного заряда ионосферы и естественные проводники электропроводящих сфер планеты. В результате эффекта электродинамической индукции осуществляется генерация и трансформация
природного электричества во все электропроводящие сферы планеты, и, в частности, зарядка подземных конденсаторов планеты. Далее электрическое поле путем эффекта электродинамической индукции образует в ионосфере и иных электропроводящих слоях мощный круговой ток. Этот ток создает суммарное магнитное поле планеты. Путем электродинамической индукции электрический заряд ионосферы и энергия полей планеты трансформируются в виде наведенной эдс и электроэнергии емкостных токов внутрь Земли.

В результате, происходит электрическая зарядка всех подземные и наземных природных электрических конденсаторов.

Электростатический планетарный генератор своими эдс порождают индуцированные круговые электрические токи во всех электропроводящих сферах планеты. Взаимодействие этих круговых токов с электрическим полем планеты порождает ее электромеханический момент вращения электростатического планетарного двигателя, который частично обеспечивает двигательный режим планеты.

Изменение солнечной активности и режимы работы планетного мотор-генератора

При изменении солнечной активности изменяются его напряжение, следовательно, изменяется и электромеханический момент вращения электростатического двигателя. Режимы этой совмещенной природной электрической машины изменчивы как в краткосрочном суточном цикле ее вращения так и в годовом и более длительных циклах. Это вызвано тем, что параметры магнитного и электрического полей планеты различны также в зависимости от положения планеты на ее эллипсной орбите относительно Солнца и от самой активности светила.

От этих параметров изменяется поток солнечной плазмы, пронизывающей магнитосферу планеты, что приводит к различным динамическим процессам и изменению момента вращения, напряжения и мощности этого природного униполярного мотор-генератора Земля. Циклические изменения магнитного поля планеты, ее орбитальной скорости вращения в периоды солнечной активности и разные геологические эпохи уже давно зарегистрированы учеными. В рамках предлагаемой теории электромеханического преобразования энергии планетой эта зависимость скорости вращения природного униполярного мотор-генератора от величин эдс и момента является логичной и вполне понятна. В полном соответствии с теорией униполярных электрических машин, можно смело утверждать, что в процессе инверсии геомагнитного поля, который уже начался, геомагнитное поле и далее будет снижаться, что приведет к замедлению суточного вращения планеты и в последующем к реверсу направления вращения планеты.

Поскольку многократная инверсия МПЗ уже доказана геофизиками, то за всю историю существования планеты, она уже многократно меняла свое направление осевого вращения в связи с реверсом МПЗ.

Таким образом, планета Земля – уникальная природная электрическая машина, которая и обеспечивает планете ее непрерывное ее вращение и протекание всех природных явлений. По конструкции и режиму работы она представляет собою совмещенный природный электрический индуктивноемкостной мотор-генератор.

Солнечный ветер является ее первичным источником энергии, а динамика солнечной активности существенно влияет на ее работу. Осевое вращение планеты обусловлено сразу двумя электромеханическими моментами (электромагнитным и электростатическим, действующими на нее тангенциально и согласно.

Благодаря возникновению силы Лоренца и эффекта МГД-двигателя существует целая совокупность взаимосвязанных электромеханических явлений переноса и глобального круговорота атмосферы и океанических вод и т.д.).

Метод преобразования энергии Земли в полезную электроэнергию

Как полезно использовать эту огромную возобновляемую энергию планеты и естественные природные процессы генерации природного электричества на планете для выработки дешевой электроэнергии? По мере более полного понимания геомагнитных электромеханических эффектов на планете и процессов генерации ею природного электричества и в связи с энергетическими и экологическими проблемами цивилизации эта научно- практическая задача использования этой чистой энергии в целях энергетики становится все более актуальной.

Использование природного электричества в целях энергетики

Предложен способ использования природного электричества, образующего вокруг планеты естественный околоземный постоянно подзаряжаемый электрический конденсатор «ионосфераЗемля» путем подключения одного конца электрической нагрузки к ионосфере планеты, заряженной положительно относительно поверхности планеты, через ионизирующий луч, направленный с поверхности Земли в ионосферу, причем другой конец электрической нагрузки надежно заземляют — Земля). В состав установки входит рентгеновский лазер с изолятором, кольцевой электрод, разрядник.

Благодаря огромному запасу электроэнергии природного электричества электрогенераторов планеты и наличию механизма его постоянного естественного возобновления данный способ может обеспечить электроэнергией либо отдельный электропотребитель ограниченной мощности либо вообще всю цивилизацию при условии безопасного размещения таких установок в пустынных безлюдных местах без ущерба для окружающей среды. В качестве источника ионизирующего излучения целесообразно использовать рентгеновский лазер. После надежного электрического пробоя ионосферы на нагрузку ионизирующий источник может быть отключен. Способ проверен в лабораторных условиях. Настоящий способ получения электроэнергии из природного электричества является экологически чистым и может служить альтернативой существующим энергозатратным способам традиционного получения электроэнергии.

Альтернативная контурная геомагнитная электроэнергетика

Поскольку магнитное и электрическое поле планеты неподвижны в пространстве, а поверхность планеты вращается относительно геомагнитных и геоэлектрических силовых линий, то униполярная и электродинамическая эдс наводится во всех токопроводящих контурах планеты, пересекающих геомагнитные силовые линии.

Вполне понятно, что в любом искусственном электропроводном проводнике и контуре также будет наводиться униполярная эдс. Ее величина зависит от протяжности проводника, параметров геомагнитного поля в месте его размещения и от ориентации проводника относительно геомагнитных силовых линий.

Оценочные расчет показывает, что в проводнике длиной 1 км., сооринтированном в направлении восток-запад, униполярная эдс от ГМПЗ составит десятки вольт в зависимости от широты планеты. В таком замкнутом контуре из дух проводников длиною 100 км и минимальным внутренним сопротивлением, размещенным перпендикулярно силовым геомагнитным линиям, с магнитным экранирование второго параллельного проводника, генерируемая мощность составит уже десятки Мвт. Принцип функционирования такой альтернативной энергетики уже вполне ясен и состоит в наведении униполярной индукции от ГМПЗ в любом искусственном электропроводящем контуре, который пересекают силовые геомагнитные линии. Проблема практической реализации такой нетрадиционной наземной контурной энергетики состоит в решении двух условий:
1. В необходимости правильной ориентации этих генераторных контуров средних широтах перпендикулярно геомагнитным силовым линиям и соответствующих устройств;
2. В магнитном экранировании обратного проводника этого замкнутого контура для исключения наведения в нем эдс от ГМПЗ.

В случае выполнения этих двух условий вполне реально получать электроэнергию в них путем электромеханического преобразования огромной кинетической энергии вращения планеты посредством униполярной электромагнитной индукции.

Для этого их необходимо размещать этот частично экранированный двойной токовый контур, перпендикулярно силовым геомагнитным линиям, т.е. с ориентацией плоскости этого контура в направлении восток-запад, поскольку силовые геомагнитные линии в средних широтах идут практически параллельно поверхности планеты.

Варианты выполнения и размещения геомагнитных контуров на планете

Эти искусственные генераторные электропроводные контура могут быть самых разных размеров и конструкций. Например, их можно выполнить в виде полых металлических труб, заливаемый водою, то одновременно от электротермического нагрева этих треб наведенными индукционными токами можно получить и тепловую энергию и горячую воду и пар. Регулирование электрической мощности осуществляем изменением сопротивления нагрузок, включенной в эти контура, или углом поворота контура.

Вполне пригодятся в качестве устройств контурной гэеомагнитоэлектроэнергетики, особенно в начальной период их внедрения и реализации, правильно спроектированные линии электропередач и даже магистральные трубопроводы.

Конструирование, проектирование и изготовление таких необычных и простых контурных геомагнитных электростанций не вызовет больших трудностей , потому что все основные параметры геомагнитного поля и самой планеты давно известны, и накоплен опыт проектирования униполярных
электромашин.

Перспективы и предельные мощности контурной геомагнитной энергетики

Поскольку кинетическая энергия вращения планеты во многие миллиарды раз больше всей вырабатываемой электроэнергии цивилизацией, то суммарная мощность такой контурной геомагнитной энергетики может в принципе быть огромной.

Поэтому в перспективе такая контурная геоэлектроэнергетика может покрыть практически все текущие потребности цивилизации в электроэнергии без угрозы ощутимого торможения осевого вращения планеты. Усиление эффекта естественной генерации электроэнергии в искусственных контурах возможно путем размещения их в зонах магнитных аномалий планеты.

Магнитогидродинамический генератор

Поняв важность электричества, люди стали пытаться добыть его любым способом. После создания первого электродвигателя и электрического генератора всего за несколько десятков лет был произведён ряд прототипов генераторов, работающих за счёт различных видов энергии. На сегодняшний день самым практичным, с точки зрения КПД, является генератор, действующий на энергии сгорающего дизельного топлива, однако альтернативные устройства всё же получили распространение и применяются достаточно широко.

Идея, заложенная во все электрические генераторы, заключается в явлении электромагнитной индукции. Это значит, что для получения электричества необходимо создать активное электромагнитное поле, приведя в действие систему электромагнитов и индукционных катушек. Достигается это путём вращения этой системы в силовом поле, а способы, которыми производится вращение, могут быть разными. В самых первых устройствах вал с катушками вращался вручную, что было крайне нерационально. Позднее начали использовать энергию расширяющегося газа (на основе парового двигателя), сгорающего топлива (по принципу двигателя внутреннего сгорания), движущейся воды, ветра и т.д.

В магнитогидродинамическом генераторе (или МГД-генераторе) отсутствует система вращающихся катушек, что избавляет его от энергетических потерь. Вместо этого в качестве рабочего тела используются электропроводящая жидкость или газ, энергия которого преобразуется непосредственно в электрическую. Название этому устройству дало явление магнитной гидродинамики, предполагающей движение жидкости в магнитном поле.

Проходя через силовые линии магнитного поля, жидкость (или газ, плазма, жидкий металл), являющаяся в то же время проводником, вызывает его колебание, в результате чего и образуются заряженные частицы, устремляющиеся к электродам. Между электродами возникает электрический ток.

В современных МГД-генераторах в качестве рабочего тела всё чаще используется плазма. Для создания магнитного поля применяют систему неподвижных магнитов, а для того чтобы увеличить проводимость рабочего тела, в него вводят калий.

Главным достоинством магнитогидродинамического генератора является отсутствие подвижных узлов и деталей, в результате чего сокращаются потери из-за трения. КПД такого устройства может превышать 65%, что является высоким показателем для генераторов. Кроме того, такие генераторы развивают мощность до 2 ГВт, а количество вредных для окружающей среды веществ сводится к минимуму.

Из недостатков можно выделить высокую стоимость устройства (за счёт строгих требований к материалам электродов и рабочего механизма), а также незначительные выбросы вредных продуктов сгорания.

МГД-генераторы применяются на тепловых, атомных и термоядерных электростанциях в качестве основного и резервного источника электричества, в космической технике и т. д. В промышленности такой тип устройств распространения не получил, но ведутся эксперименты по упрощению рабочего процесса.  

Магнитный генератор

Использование: производство электрической энергии. Технический результат заключается в создании магнитного генератора с высоким КПД путем использования энергии постоянных магнитов. Магнитный генератор содержит равномерно распределенные по окружности и неподвижно установленные в корпусе рабочие обмотки статора. Их сердечники состоят из Н-образных магнитопроводов и двухполюсных постоянных магнитов, причем двухполюсные постоянные магниты, установленные на торцах магнитопроводов, взаимодействуют с двухполюсными постоянными магнитами, установленными на роторе, поочередно однополярно и разнополярно, обеспечивая индуктирование эдс переключением магнитных потоков через рабочие обмотки статора, а одновременное взаимодействие двухполюсных постоянных магнитов ротора и статора, сориентированных однополярно и разнополярно, обеспечивает эффект магнитной балансировки.

Изобретение относится к области производства электрической энергии. Известен магнитоэлектрический генератор, содержащий установленный в корпусе с возможностью поворота индуктор в виде аксиально намагниченного магнита с явнополюсными наконечниками, а также рабочую обмотку, расположенную на магнитопроводах статора. Магнитопроводы статора выполнены П-образными, равномерно распределенными по окружности с соответствием полюсов противоположным явнополюсным наконечникам индуктора, число магнитопроводов равно удвоенному числу полюсов явнополюсного наконечника индуктора, а соседние обмотки включены последовательно и встречно в случае обеспечения переменного напряжения либо согласно в случае обеспечения однополярного пульсирующего напряжения (Патент России N RU 2053591 С1, МПК 6 Н02К 21/12, 1991 г.).

Известен также магнитный генератор, содержащий корпус, выполненный из немагнитного материала, на котором неподвижно установлены и равномерно распределены по окружности сердечники и рабочие обмотки статора, по крайней мере один сердечник рабочей обмотки статора состоит из магнитопровода и двухполюсного постоянного магнита, причем между двухполюсным постоянным магнитом и магнитопроводом имеется зазор для возможности перемещения в нем магнитных экранов, закрепленных на торцах двухполюсных постоянных магнитов, установленных на роторе, выполненном из немагнитного материала, при этом на роторе, в отличие от статора, количество двухполюсных постоянных магнитов меньше или больше на одну единицу, полюса которых сориентированы к полюсам двухполюсных постоянных магнитов статора разноименно (Заявка N 2169423 С1, МПК 7 Н02К 21/12, Н02N 11/00 2000 г. ).

Недостатком этих генераторов является невысокий коэффициент полезного действия (КПД). Наиболее ближайшим аналогом является магнитный генератор (Патент России N RU 2169423 С 1, 7 Н02К 21/12, Н02N 11/00 2000 г.).

Задачей изобретения является достижение высокого КПД путем использования энергии двухполюсных постоянных магнитов.

Задача решается тем, что магнитный генератор, содержащий рабочие обмотки и сердечники статора, неподвижно установленные в корпусе из немагнитного материала и равномерно распределенные по окружности, ротор с валом, отличающийся тем, что сердечники рабочей обмотки статора состоят из Н-образных магнитопроводов и двухполюсных постоянных магнитов, причем двухполюсные постоянные магниты, установленные на торцах магнитопроводов, взаимодействуют с двухполюсными постоянными магнитами, установленными на роторе, по-очередно однополярно и разнополярно, обеспечивая индуктирование эдс переключением магнитных потоков через рабочие обмотки статора, а одновременное взаимодействие двухполюсных постоянных магнитов ротора и статора, сориентированных однополярно и разнополярно, обеспечивают эффект магнитной балансировки.

На фиг.1 представлен магнитный генератор, продольный разрез. (Схематично).

На фиг.2 схематично показан ротор с постоянными магнитами, вид сбоку.

На фиг.3 и на фиг.4 схематично показан момент магнитного переключения на обмотках статора.

На фиг.5 показана схема подключения потребителя к магнитному генератору.

Магнитный генератор содержит корпус 1, выполненный из немагнитного материала, на котором неподвижно установлены и равномерно распределены по окружности сердечники и рабочие обмотки 2 статора, по крайней мере один сердечник рабочей обмотки 2 статора состоит из Н-образного магнитопровода 3 и четырех двухполюсных постоянных магнитов 4, два из которых закреплены на роторе 5, выполненном из немагнитного материала, с валом 6.

Магнитный генератор работает следующим образом.

При вращении ротора 5, в момент максимального сближения по крайней мере двух двухполюсных постоянных магнитов 4, установленных на роторе 5 с двумя постоянными магнитами 4, установленными на торцах Н-образного магнитопровода 3, сердечника рабочей обмотки статора, одновременно происходит взаимодействие подведенных друг к другу одноименных и разноименных полюсов двухполюсных постоянных магнитов 4. При этом возникает магнитный поток, пересекающий рабочие обмотки статора, образуя ЭДС индукции.

Основное требование к магнитному генератору:

Количество двухполюсных постоянных магнитов 4, установленных на роторе 5, выполненном из немагнитного материала, должно иметь четное число, и одновременное взаимодействие разнополярных и однополярных постоянных магнитов 4 ротора и статора, которое способствует уменьшению затрат механической энергии, необходимой для создания вращающегося момента на роторе 5, существенно влияет на повышение КПД магнитного генератора.

Полученный электрический ток можно подключить к потребителю через трансформатор с необходимым напряжением. Для получения трехфазного тока необходимо на общий вал магнитного генератора установить три блока ротор-статор.

Магнитный генератор, содержащий рабочие обмотки и сердечники статора, неподвижно установленные в корпусе из немагнитного материала и равномерно распределенные по окружности, ротор с валом, отличающийся тем, что сердечники рабочей обмотки статора состоят из Н-образных магнитопроводов и двухполюсных постоянных магнитов, причем двухполюсные постоянные магниты, установленные на торцах магнитопроводов, взаимодействуют с двухполюсными постоянными магнитами, установленными на роторе, поочередно однополярно и разнополярно, обеспечивая индуцирование эдс переключением магнитных потоков через рабочие обмотки статора, а одновременное взаимодействие двухполюсных постоянных магнитов ротора и статора, сориентированных однополярно и разнополярно, обеспечивает эффект магнитной балансировки.




Энергии | Бесплатный полнотекстовый | Миниатюрные планарные магнитные генераторы с воздушным приводом

Потребность в независимых и компактных источниках питания возрастает по мере того, как беспроводные сенсорные сети, носимые устройства и другие маломощные устройства становятся все меньше и широко используются. Электрохимические батареи, как наиболее распространенные источники питания, не могут удовлетворить требования из-за ограниченной способности аккумулировать энергию и потенциального загрязнения окружающей среды. Миниатюрные планарные магнитные генераторы являются потенциальными кандидатами на роль миниатюрных преобразователей механического напряжения в электрические с выходной мощностью от десятков микроватт до нескольких ватт.По сравнению с батареями, магнитные генераторы обладают такими преимуществами, как длительное хранение, отсутствие необходимости в замене, простота обслуживания, меньшее загрязнение и использование в экстремальных условиях. Кроме того, миниатюрные планарные магнитные генераторы обладают высокой удельной мощностью и высоким КПД, что представляет большой интерес для питания маломощных устройств [1,2]. Таким образом, миниатюрные планарные магнитные генераторы привлекли широкое внимание исследовательских сообществ. Pan et al. изготовили генератор 5 × 5 × 2 мм 3 , и максимальная выходная мощность достигла 0.412 мВт при 149,3 Гц [3]. Это устройство имело четырехполюсную конструкцию с четырехслойной планарной катушкой и дискообразным ПМ NdFeB. Herrault et al. изготовили генератор, состоящий из микросборной трехфазной медной катушки с поверхностной обмоткой и многополюсного ротора с постоянными магнитами (ПМ) диаметром 2 мм [4]. Генератор показал до 6,6 мВт электрической мощности переменного тока (AC) через резистивную нагрузку при скорости вращения 392 кр / мин. В следующем году та же исследовательская группа изготовила генератор с многослойным магнитным сердечником статора, чтобы получить мощность 1. 05 Вт при 200 кр / мин [5]. Sun et al. представили трехфазную обмотку статора, которая выдавала 357,3 мкВт при 10 кОм / мин с резисторной нагрузкой 0,23 Ом [6]. Кордеро и др. разработал генератор, состоящий из нескольких коммерчески доступных NdFeB PM и планарных катушек, изготовленных методом фотолитографии [7]. Генератор был способен производить 3,2 В и выходную мощность 5,8 мВт при скорости вращения 4 кг / мин. Chen et al. установил генератор размером 0,761 см 3 , который генерировал 218,127 мВ при 1395,34 рад / с [8]. Холмс и др.реализован пятиполюсный генератор. Показано, что прототип устройства диаметром 7,5 мм обеспечивает выходную мощность 1,1 мВт на статор при скорости вращения 30 км / мин [9]. Raisigel et al. представили трехфазный генератор диаметром 8 мм, который показал выходную мощность 5 Вт на статор при 380 оборотов в минуту [10]. Арнольд и др. изготовил трехфазный генератор осевого потока, состоящий из восьмиполюсной обмотки статора с поверхностной обмоткой и ротора с постоянными магнитами. При частоте вращения 120 км / мин генератор продемонстрировал 2.5 Вт мощности и доставлено 1,1 Вт электроэнергии постоянного тока на резистивную нагрузку 25 Ом после трансформатора и выпрямителя [11]. Арнольд и др. представил трехфазный генератор, состоящий из статора с медными поверхностными обмотками и многополюсного ротора SmCo PM, способного подавать 8 Вт постоянного тока (на резистивную нагрузку) со скоростью вращения 305 км / мин [12]. Все упомянутые выше генераторы состоят из плоской катушки и ротора с постоянными магнитами на одной стороне катушки. Обычно от ротора ПМ возникает паразитное магнитное поле.Когда ротор вращается и ферромагнитные материалы или электропроводящие структуры поблизости, которые взаимодействуют с паразитным магнитным полем, возникает значительный крутящий момент магнитного сопротивления, который необходимо преодолевать, что приводит к таким проблемам, как высокий пусковой крутящий момент и плохая стабильность. разработаны в этой статье, и каждый из них в основном состоит из многослойной плоской катушки и двух роторов PM. Два противоположных ротора PM создают между собой статическое магнитное поле. Магнитные цепи внутри магнитов не изменяются во время вращения генератора, что значительно снижает крутящий момент магнитного сопротивления.Эта конфигурация проистекает из крупномасштабных генераторов осевого постоянного магнитного потока (AFPM) [13] и была реализована на генераторах сантиметрового масштаба [14]. Опытные образцы генераторов были испытаны в аэродинамической трубе и могли начать работу при небольшой скорости ветра 1-2 м / с. Чтобы оптимизировать структурные параметры для обеспечения высокой эффективности генерации, распределение магнитного поля анализируется с использованием анализа магнитной цепи и анализа методом конечных элементов (FEA). Кроме того, теоретические модели генераторов оцениваются и сравниваются с экспериментальными результатами, и показано, что модель является точной с ошибками менее 4%.

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 проходить 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 нужно 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, с которой катушка прорезает магнитное поле. 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

При постоянном токе (D.C.), а не переменный (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, разрезая 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.

Простой D.Генераторы C. 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 коллектора. 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, в то время как 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

Переменный ток

Как и процесс 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 индуцировать 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.

Электродвигатель 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 обслуживается 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 .: 343898

Новый и энергоэффективный настольный генератор магнитного поля: Scilight: Vol 2019, No 47

Магнитные поля переменного тока находят широкое научное и коммерческое применение.Однако использование электромагнитов для генерации магнитных полей ограничено проблемами, связанными с источником питания, такими как генерация шума и доступность энергии, в дополнение к эксплуатационным ограничениям, таким как отсутствие трехмерного механического и оптического доступа в области сильных полей.

Чтобы преодолеть эти ограничения, Tretiak et al. использовали вложенные массивы Хальбаха в двух вращающихся колесах для создания мощного одноосного регулируемого переменного магнитного поля. Матрица Хальбаха — это особая система постоянных магнитов, которая генерирует магнитные поля с максимально возможной силой на массу материала постоянного магнита.

«Наше устройство представляет собой устройство на основе постоянного магнита, которое создает сильные, однородные магнитные поля в области трехмерного механического и оптического доступа», — сказал Ликургос Бугас.

Устройство генерирует одноосное поле силой до нескольких килогаусс на частотах ∼1 Гц. Авторы называют свою конструкцию «зеленой» из-за ее невысокой стоимости и низкого энергопотребления. Он совместим с системами, работающими в вакууме, и полностью масштабируем и регулируем, поскольку в нем используются постоянные магниты в особом геометрическом расположении.

«Наше устройство полностью масштабируемо и регулируемо с точки зрения его пространственных размеров, доступности и магнитных свойств, а также с точки зрения топологии магнитного поля, которое оно может создавать», — сказал Бугас. Эти преимущества позволяют адаптировать прототип к широкому кругу приложений, таких как настольные научные эксперименты.

Авторы использовали прибор для высокочувствительных экспериментов в своих лабораториях. Они продолжают исследовать новые потенциальные применения для него и намереваются оптимизировать конструкцию для создания более сильных магнитных полей.

Источник: «Генератор переменного одноосного магнитного поля на постоянных магнитах» Олег Третьяк, Петер Блюмлер и Ликургос Бугас, AIP Advances (2019). Статью можно найти по адресу https://doi.org/10.1063/1.5130896.
  1. © 2019 Автор (ы). Опубликовано AIP Publishing (https://publishing.aip.org/authors/rights-and-permissions).
Опубликовано AIP Publishing (https://publishing.aip.org/authors/rights-and-permissions).

Этот массивный магнит будет генерировать энергию на первой в Америке оффшорной ветряной электростанции

Оффшорные ветряные электростанции могут использовать изобилие ветра, которое позволяет им работать вдвое продуктивнее.Но за эффективность приходится платить. Как и любую морскую технологию, ветряные электростанции сложно построить и дорого поддерживать, поскольку рабочие борются с той же погодой, которая заставляет фермы работать так хорошо. В результате наземные турбины неуклонно набирают популярность по сравнению с турбинами, построенными на море. Но вскоре это может измениться.
Инженеры подразделения Power Conversion компании GE в Нанси, Франция, спроектировали инновационный 6-мегаваттный генератор с прямым приводом — один из крупнейших из когда-либо построенных — оснащенный ротором с постоянными магнитами.Конструкция позволяет отказаться от коробки передач и уменьшить количество движущихся частей, которые потенциально могут выйти из строя, а также упрощает техническое обслуживание. Команда также разделила электропривод на три независимых электрических канала. Даже если два отключатся, турбина все равно может работать на одном канале и вырабатывать электроэнергию.

Низкие эксплуатационные расходы и избыточность чрезвычайно важны, особенно для морских установок, где опасная вода и сильный ветер могут задержать ремонтную поездку на несколько дней или недель.

Вверху: гондола Haliade покидает фабрику в Сен-Назере. Генератор расположен за ступицей заостренной частью впереди. Вверху: GE производит генераторы с постоянными магнитами на заводе в Сен-Назере. Изображения предоставлены: GE Renewable Energy

Вспомогательные суда стоят более 10 000 долларов в день, поиск запасных частей может занять время, а обученных инженеров нужно искать в спешке, — говорит Фредерик Менхаут, исполнительный директор GE Power Conversion в области возобновляемых источников энергии. «Наша технология прямого привода снижает главный риск надежности ветряной турбины — коробку передач», — говорит Маенхаут.«Когда дело доходит до затрат на техническое обслуживание, это имеет большое значение. Мы разработали его так, чтобы он идеально подходил для работы на море ».

Генератор весит 150 тонн, имеет диаметр 7,6 метра и находится на высоте сотен футов над волнами. Он получает энергию вращения от гигантской ветряной турбины GE под названием Haliade и преобразует ее в электричество. Турбина должна быть большой, чтобы перемещать большой магнит. Фактически, его несущий винт диаметром 150 метров покрывает площадь, на которой уместились бы два двухэтажных самолета Airbus A380.

Самое первое коммерческое применение комбо будет на первой в Америке оффшорной ветряной электростанции, которая в настоящее время строится недалеко от Блок-Айленда, Род-Айленд. Каждая Haliade может произвести достаточно электричества, чтобы привести в действие 5 000 домов.

Каждый генератор весит 150 тонн и имеет диаметр 7,6 метра. Изображение предоставлено: GE Renewable Energy

GE производит генераторы в Сен-Назере во Франции, на том же заводе, который также производит Haliades. (GE Reports посетит это место во вторник, поэтому обязательно смотрите наши перископы.) Первая гондола GE с генератором на постоянных магнитах покинула завод на прошлой неделе. Завод может производить 100 штук в год.

Производственный процесс во многих отношениях столь же инновационен, как и сами генераторы. Машины перемещаются по производственной линии на воздушной подушке, что снижает потребность в подъемных кранах на заводе. Также на сайте есть собственный испытательный стенд. Рабочие тестируют каждый генератор перед тем, как он покинет завод, вместо того, чтобы отправлять его в другое место для тестирования.

Маенхаут говорит, что рынок оффшорной ветроэнергетики, как ожидается, будет расти на 20 процентов ежегодно до 2020 года, и он хочет быть к этому готовым.«Морская ветроэнергетика становится все более конкурентоспособной в структуре энергоснабжения, и GE имеет хорошие возможности для обслуживания этой отрасли», — говорит он.

Ветряк Haliade в Северном море. Изображение предоставлено: GE Renewable Energy

(PDF) Обзор микромагнитного генератора

Датчики и преобразователи, Vol. 176, выпуск 8, август 2014 г., стр. 1-12

11

генератор, IEE Proc. Circuit Device Syst., 6, 2001,

с.148.

[21]. Рохан Даял, Суман Двари, Новый дизайн для

Системы сбора электромагнитной энергии на основе вибрации

, использующие индуктивность катушки микрогенератора,

Транзакции IEEE в отраслевых приложениях, 2, 47,

2011, стр. 820-830.

[22]. Цзя Фа-Лонг, Ван Вэй, Чжао Бин-Ин, Чжан

Цзян-Чжун, Новый тип микротермоэлектрического генератора энергии

, Китайский журнал источников энергии,

28, 9, 2004, стр.569-570 (на китайском языке).

[23]. С. Менингер, Дж. Мур-Миранда, Р. Амиртхараджа,

А.П. Чандракасан, Дж. Х. Ланг, Преобразование энергии из вибрации в электрическую

, Очень крупномасштабная интеграция

Системы

, 9, 1, 2001, стр. 64–76 .

[24]. С. Раунди, П. К. Райт, К. С. Пистер, Micro

, электростатическая вибрация для преобразователей электроэнергии, в материалах

Proceedings of the International Mechanical

Engineering Congress and Exposition, New Orleans,

Louisiana, USA, 2002, стр.1-10.

[25]. Эммануэль Буэндо, Андреас Грейнер, Патрик Дж.

Смит, Ян Г. Корвинк, Недорогой электромагнитный генератор

для сбора энергии вибрации, IEEE

Sensors Journal, Vol. 11, № 1, январь 2011 г.,

с. 107–113.

[26]. Тан Жэнь-Юань, Современные постоянные магниты

, теория и дизайн машин, China Machine Press,

Пекин, 1997 (на китайском языке).

[27]. Дэвид П. Арнольд, Обзор Microscale Magnetic

Power Generation, Magnetics, 43, 11, 2007,

стр.3940-3951.

[28]. F. Herrault, CH Ji, RH Shafer, SH Kim,

MG Allen, Ультраминиатюрные генераторы на постоянных магнитах милливаттной шкалы

, в материалах 14-й Международной конференции по твердотельным датчикам,

Приводы и микросистемы,

, Лион , France, 2007,

pp. 899–902.

[29]. Mohammed Dhia Shaker, Hanim Salleh, Approaches

and Developments in MEMS Power Harvesting

Generators, in Proceedings of the 34th IEEE / CPMT

International Conference on Electronic

Manufacturing Technology Symposium (IEMT),

2010, pp.1-7.

[30]. Пэнпэн наука и искусство

http://www.pengky.cn/fengdian-ZQFDJ/fengdian-

ZQFDJ.html (2009-01-20 / 2014-03-12).

[31]. Флориан Херро, Чан-Хен Джи, Марк Г. Аллен,

Ультраминиатюрные высокоскоростные генераторы с постоянным магнитом

Генераторы для выработки энергии милливаттного уровня,

Журнал микроэлектромеханических систем, 17, 6,

2008, стр. 1376 -1387.

[32]. Сунь Шаочунь, Ши Генгчен, Проектирование и изготовление

микровращательных генераторов, Оптика и точность

Engineering, 19, 6, 2011, стр.1306-1312 (на китайском языке

).

[33]. Флориан Херро, Бернард К. Йен, Чанг-Хён Джи,

и др., Изготовление и производительность кремниевых микрогенераторов

со встроенными постоянными магнитами,

Journal of Microelectromechanical Systems, 19, 1,

2010, стр. 4-13.

[34]. А. Ривера и др., Микровращающийся генератор, в материалах

Proceedings of the IMECE’2011, Paper No. 65043,

2011.

[35]. Р. Кордеро, А.Ривера, М. Нойман, Р. Уоррингтон,

Э. Ромеро, Электромагнитный генератор с микровращением

для высокоскоростных приложений, в материалах

Труды 25-й Международной конференции по микроэлектромеханическим системам (МЭМС)

, Париж,

Франция, 2012, стр. 1257-1260.

[36]. Пан К. Т., Чен Й., Моделирование и анализ плоского электромагнитного микрогенератора

, Журнал

Micro / Nanolithography, MEMS и MOEMS, 8, 3,

2009, стр.031304.

,

[37]. Ю. Дж. Чен, К. Т. Пан, З. Х. Лю, Анализ плоского микрогенератора in-

с различными формами микрокатушки,

Microsyst. Технология, 19, 2013. С. 43–52.

[38]. W. L. Lu, Y. M. Hwang, Анализ индуцированного вибрацией микрогенератора

со спиральной микропружиной

и индукционной катушкой, Microelectronics Reliability, 52,

2012, стр. 262-270.

[39]. Чон Чеол Парк, Дон Хён Банг, Джэ Ён Парк,

Микро-фабричный электромагнитный генератор энергии

для устранения низкой вибрации окружающей среды, IEEE

Транзакции по магнетизму, 46, 6, 2010,

стр.1937-1942 гг.

[40]. Д. Мариоли, Э. Сардини, М. Серпеллони,

Электромагнитный генератор, использующий планарные индукторы

для приложений автономных датчиков, в

Труды XXIII конференции Eurosensors

Procedure Chem., Lausanne, 1, 2009, pp. 469 -472.

[41]. Эмилио Сардини, Мауро Серпеллони, Эффективное устройство сбора электромагнитной энергии

для низкочастотных приложений

, Датчики и приводы A,

172, 2011, стр.475-482.

[42]. Дибин Чжу, Стивен Робертс, Майкл Дж. Тюдор,

Стивен П. Биби, Проектирование и экспериментальное определение характеристик настраиваемого электромагнитного микрогенератора

на основе вибрации

, Датчики и приводы

A, 158, 2010, стр. 284-293.

[43]. Ибрагим Сари, Туна Балкан, Халук Кулах, Электрогенератор Micro

с планарными катушками на консолях из парилена

, в материалах конференции PhD

Исследования в области микроэлектроники и электроники,

Стамбул, Турция, 2008 г.

[44]. Ибрагим Сари, Тунец Балкан, Халук Кюлах, Электромагнитный микрогенератор

для низкочастотных вибраций окружающей среды на основе метода преобразования с повышением частоты

, Журнал

Microelectromechanical Systems, 2010, 19, 1,

стр. 14-27.

[45]. Серол Туркилмаз, Халук Кулах, Али Мухтароглу,

Дизайн и прототип второго поколения

METU MEMS Электромагнитные микромощные генераторы

, в материалах Международной конференции

по энергоэффективным вычислениям (ICEAC),

Каир, 2010 г. , стр.1-4.

[46]. Цено Галчев, Хансеуп Ким, Халил Наджафи, Micro

Power Generator для сбора низкочастотных и

непериодических колебаний, Журнал

Microelectromechanical Systems, 2011, 4, 20,

pp. 852-866.

[47]. Peihong Wang, Huiting Liu, Xuhan Dai, Design,

моделирование, изготовление и определение характеристик комбайна для сбора энергии микроэлектромагнитной вибрации

с многослойной структурой и воздушным каналом,

Microelectronics Journal, 43, 2012, стр.154-159.

[48]. B. Mack, K. Kratt, M. Stürmer, U. Wallrabe,

Электромагнитный микрогенератор, микрогенератор

Массив, состоящий из трехмерных микрокатушек, противостоящих магнитной PDMS-мембране

, в Proceedings of the

15th International Actuators and Microsystems

Conference on Solid State Sensor, Denver, CO,

2009, pp. 1397-1400.

[49]. Ван Пэн, Ли Вэй, Че Луфэн, Дизайн и

, изготовление микроэлектромагнитного вибрационного комбайна

, Journal of Semiconductors, 32, 10,

2011.

Максимальное увеличение выработки электроэнергии за счет рассеянных магнитных полей окружающей среды вокруг интеллектуальной инфраструктуры, позволяющее использовать автономные беспроводные устройства

Получение электроэнергии из паразитных магнитных полей является привлекательным для разработки устойчивого источника энергии для устройств Интернета вещей (IoT), которые внедряются в интеллектуальную инфраструктуру. Рассеянные магнитные поля встречаются в зданиях повсеместно, но имеют фиксированную частоту (50/60 Гц) и низкую амплитуду.Магнитоэлектрическое (МЭ) сопряженное магнито-механо-электрическое (ММЭ) преобразование энергии является наиболее эффективным способом преобразования этих низкочастотных паразитных магнитных полей в электричество. Однако известные в настоящее время генераторы ММЭ с МЭ-связью вырабатывают высокую выходную мощность только в относительно сильных магнитных полях (≥500 мкТл), которые недоступны в практических условиях. Здесь был продемонстрирован новый генератор ММЕ с МЭ-связью, который обеспечивает на 400% большую выходную мощность по сравнению с современным уровнем техники при работе ниже уровня магнитного поля 100 мкТл.Оптимизированный генератор ММЕ с МЭ-связью вырабатывает мощность в милливаттах с магнитным полем ниже 300 мкТл. Выходная мощность от чрезвычайно слабых магнитных полей (≤50 мкТл) достаточна для питания сотен массивов светодиодов (LED) и работы цифровых часов без зарядки конденсатора. Использование собранной энергии рядом с бытовым прибором демонстрирует устойчивое питание датчиков и системы беспроводной связи. Фундаментальные достижения в этой работе обеспечат направление для развертывания устройств IoT с автономным питанием от ME и MME-генераторов в интеллектуальных инфраструктурах.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Генератор на постоянных магнитах | Alxion

Генератор на постоянных магнитах — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую.В этом устройстве обмотки ротора заменены постоянными магнитами. Эти устройства не требуют отдельного источника постоянного тока для цепи возбуждения или имеют контактные кольца и контактные щетки. Эти машины являются превосходной альтернативой традиционным асинхронным двигателям, которые могут быть соединены с турбинами, дизельными генераторами и использоваться в гибридных транспортных средствах. Другим важным преимуществом является то, что эти машины не требуют какой-либо конкретной рабочей среды и, следовательно, могут использоваться в ветряных и водяных машинах.

PMG может быть машиной постоянного напряжения с щетками и вращающимся коллектором или, что гораздо чаще, синхронной многофазной машиной переменного тока, в то время как магнитные поля статора и ротора вращаются с одинаковой скоростью. Это исключает потери возбуждения в роторе, которые обычно составляют от 20 до 30 процентов от общих потерь генератора. Уменьшение потерь также приводит к меньшему повышению температуры в генераторе, что означает, что можно использовать меньшую и более простую систему охлаждения. Если вы рассматриваете генератор постоянного тока с постоянными магнитами, то индуктор будет находиться на статоре с массивом постоянных магнитов.Но в случае генератора переменного тока индуктор расположен на роторе со сборкой постоянных магнитов.

PMG снижает потери в роторе на 20–30 процентов. Таким образом, мы получаем гораздо более крутую систему. Это снижение температуры также снижает температуру подшипников и, следовательно, повышает надежность и срок службы подшипников. Последние разработки в технологии PMG стали возможными благодаря значительному усовершенствованию магнитных материалов за последнее десятилетие. Небольшой кусок неодима-борного железа (NeFeB) в 10 раз прочнее, чем традиционные, сделанные из ферритового магната.Таким образом, при дальнейших исследованиях мы сможем повысить прочность и надежность этих устройств.

Спрос на эти устройства растет день ото дня. С ростом стоимости электроэнергии люди ищут альтернативный источник энергии, и генератор на постоянных магнитах идеально подходит для этого места. Эти устройства не используют никаких ресурсов окружающей среды для производства энергии и, следовательно, являются экологически чистыми. Кроме того, в процессе выработки энергии из этих устройств не образуются отходы или побочные продукты.Эксперты по окружающей среде рекомендуют использовать генераторы с постоянными магнитами, так как они могут снизить воздействие загрязнения на 50%.

ALXION производит трехфазные генераторы с постоянными магнитами, см.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.