Электродинамика электрических энергетических импульсов
Анализ электродинамики импульсных электрических энергетических процессов. Зависимость мощности, реализуемой ротором, и количества его оборотов от момента встречи магнитных полюсов ротора и статора на холостом ходу. Энергетические показатели ротора.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.02.2019 |
| Размер файла | 364,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Электродинамика электрических энергетических импульсов
Канарёв Ф.М.
Аннотация
Анализ электродинамики импульсных электрических энергетических процессов показывает, что в них скрыты самые значимые резервы экономии электроэнергии, которые до этого оставались не выявленными, поэтому не принимались никакие меры для их практической реализации. Теперь пришло время для принятия решений по реализации явных и уже неоспоримых резервов значительной экономии электрической энергии при использовании её импульсных потребителей.
Электроэнергетика - наиболее развитая область мировой промышленности. Считается, что все резервы по экономии электроэнергии её потребителями уже исчерпаны. Однако, результаты недавних научных исследований в этой области выявили резервы её экономии, которые считались несуществующими. Электроэнергетика базируется на её источниках и потребителях. Роль первых выполняют электрогенераторы, а роль мощных электропотребителей - электромоторы. Они работали независимо друг от друга, и объединение их функций в одном устройстве считалось невозможным.
Однако, в 2010году в России были изготовлены и испытаны первые в мире электромоторы-генераторы, которые, работая в режимах электромоторов, вырабатывают электрическую энергию (рис. 1).
Рис. 1. Электромотор-генератор МГ-1
Электромотор генератор МГ-1 работает в импульсном режиме. Осциллограмма импульсов напряжения и тока, подаваемых в обмотку возбуждения ротора, представлена на рис. 2. Явно видно, что после отключения подачи напряжения в обмотку возбуждения ротора, в ней возникает импульс ЭДС самоиндукции с обратной полярностью, который генерирует в обмотке статора (рис. 3) также импульс ЭДС самоиндукции . Поскольку импульсы ЭДС самоиндукции возникают в обмотке возбуждения ротора в момент прекращения подачи электроэнергии в эту обмотку, то энергии импульсов ЭДС самоиндукции в обмотках ротора и статора мало влияют на расход электроэнергии, подаваемой от первичного источника питания в обмотку возбуждения ротора и появляется возможность экономии электроэнергии.
Рис. 2. Импульсы напряжения и тока в обмотке ротора на холостом ходу
Рис. 3. Импульсы ЭДС самоиндукции в обмотке статора на холостом ходу
импульсный электрический ротор магнитный
Оказалось, что при питании электролизёра импульсами ЭДС самоиндукции статора (рис. 3) длительность импульсов напряжении и тока на клеммах электролизёра увеличивается пропорционально скважности импульсов напряжения (рис. 4)
Рис. 4. Импульсы ЭДС самоиндукции статора (рис. 3) и импульсы тока на клеммах электролизёра
Вполне естественно, что это ведёт к уменьшению затрат энергии на электролиз воды. В табл. 1 представлены удельные затраты на литр смеси водорода и кислорода при разном количестве ячеек, подключаемых к импульсам ЭДС самоиндукции статора МГ-1.
Таблица 1. Мощность, реализуемая МГ-1 на получение одного литра смеси газов водорода и кислорода из воды при разном количестве электролитических ячеек
|
Параметры |
1 яч. |
2 яч. |
3 яч. |
4 яч. |
5 яч. |
6 яч. |
7 яч. |
|
|
Средний ток, А |
2.22 |
2.44 |
1.93 |
1.52 |
1.30 |
1.28 |
1.30 |
|
|
Мощность, Вт |
31,1 |
35,7 |
29,0 |
23,6 |
19,6 |
18,7 |
19,1 |
|
|
Количество газов, л/час |
8.1 |
9.9 |
9.7 |
9.2 |
8.1 |
6.3 |
3.8 |
|
|
Удельная мощность, Вт/л |
3,83 |
3,61 |
2,99 |
2,56 |
2,41 |
2,96 |
5,03 |
Следующая интересная особенность электромоторов-генераторов заключается в возможности регулирования оборотов ротора путём изменения угла встречи магнитных полюсов ротора и статора в момент включения обмотки возбуждения ротора (табл. 2)
Таблица 2. Зависимость мощности, реализуемой ротором, и количества его оборотов от момента встречи магнитных полюсов ротора и статора на холостом ходу
|
Расстояния между полюсами ротора и статора в момент подачи напряжения в обмотку возбуждения ротора, , мм |
Мощность на валу ротора, Вт |
Обороты ротора, об./мин |
||
|
1. |
11,30 |
860 |
||
|
2. |
9,45 |
1100 |
||
|
3. |
15,20 |
1760 |
||
|
4. |
16,60 |
2100 |
||
|
5. |
19,50 |
2100 |
||
|
6. |
20,20 |
2100 |
||
|
7. |
22,80 |
2100 |
Оказалось, что схема намотки проводов на магнитопроводы ротора также влияет на энергетические показали электромотора-генератора. При обычной намотке, после завершения первого слоя, второй слой наматывают с того конца магнитопровода, где закончился первый слой. Назовём такую схему намотки последовательной. Однако при такой схеме намотки ток в соседних витках смежных слоёв намотки будет течь во встречных направлениях, ослабляя общее магнитное поле сердечника. Если провода укладывать так, чтобы после завершения первого слоя витков, второй начинался с того конца магнитопровода, с которого начинается первый слой (назовём такую схему намотки проводов параллельной), то при такой схеме намотки ток в витках обоих слоёв проводов будет течь в одном направлении и магнитные поля витков будут сближать их, усиливая суммарное магнитное поле. В результате ротор, с параллельной намоткой проводов должен вращаться быстрее, ротора с последовательной намоткой. Достоверность этого следствия новой электродинамики была доказана с помощью электромотора - генератора МГ-2 (рис. 5). В табл. 3 представлены результаты эксперимента.
Рис. 5. Фото МГ-2 и его ротора со старой намоткой
Таблица 3. Влияние схем намотки проводов на роторе электромотора-генератора МГ-2 на его обороты.
|
Последовательная намотка |
Параллельная намотка |
|||
|
количество витков - 40 |
количество витков - 38 |
|||
|
напряжение/ток, В/А |
обороты в минуту |
напряжение/ток, В/А |
обороты в минуту |
|
|
12/1,6 |
800 |
12/1,7 |
820 |
|
|
24/1,6 |
1800 |
24/1,7 |
2200 |
|
|
36/1,6 |
2500 |
36/1,7 |
3100 |
Следующий эксперимент предусматривал независимую подачу напряжения в две пары обмоток двух магнитопроводов ротора путём использования двух коллекторов. Испытывались две схемы намоток: последовательная и параллельная. Результаты испытаний представлены в табл. 4.
Таблица 4. Энергетические показатели ротора при разных схемах соединения обмоток возбуждения двух пар его магнитных полюсов.
|
Схемы соединения слоёв обмоток ротора |
Электрическая мощность на валу ротора, Вт |
Обороты ротора, об. /мин |
|
|
1. Слои обмоток соединены последовательно |
51,50 |
2070 |
|
|
2. Слои обмоток соединены параллельно |
36,30 |
4140 |
Таким образом, представленные результаты испытаний импульсных электромоторов-генераторов показывают наличие у них значительных энергетических резервов, которые ещё не используются.
Заключение
Собранная экспериментальная и теоретическая информация по электродинамике импульсных электромоторов-генераторов диктует необходимость изготовления первого будущего коммерческого образца такого электромотора-генератора, но пока нет финансирования на его изготовление.
Источники информации
1. Канарёв Ф.М. Монография микромира. http://micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-45-21/663-2012-08-19-17-07-36
2. Канарёв Ф.М. Импульсная энергетика. Том II монографии «Начала физхимии микромира». http://www.micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-45-21/228----ii-
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выбор главных размеров статора, ротора и короткозамыкающего кольца. Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с закрытыми пазами. Масса двигателя и динамический момент инерции ротора. Вентиляционный расчет двигателя с радиальной вентиляцией.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 15.10.2012Определение Z1, W1 и площади поперечного сечения провода обмотки статора. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Напряжение на контактных кольцах ротора при соединении обмотки ротора в звезду. Сечение проводников обмотки ротора.
реферат [383,5 K], добавлен 03.04.2009Сущность z1, w1 и площади поперечного сечения провода обмотки статора. Особенности расчета ротора, магнитной цепи и зубцовой зоны. Расчёт пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учётом влияния эффекта вытеснения тока.
курсовая работа [676,7 K], добавлен 04.12.2011Выбор внешнего и внутреннего диаметра статора, электромагнитных нагрузок, длины статора и ротора. Расчет магнитной цепи машины, параметров схемы замещения, потерь мощности. Определение параметров для номинальной нагрузки на валу. Выбор системы вентиляции.
дипломная работа [200,9 K], добавлен 25.03.2012Изоляция обмотки статора и короткозамкнутого ротора. Активные и индуктивные сопротивления обмоток. Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с овальными закрытыми пазами. Расчет параметров номинального режима работы асинхронного двигателя.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 15.12.2011Проектирование синхронных генераторов Marathon Electric, состоящих из главного статора и ротора, статора и ротора возбудителя, вращающегося выпрямителя и регулятора напряжения. Характеристики и механический расчет синхронных двигателей серии Magnaplus.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 19.09.2012Определение главных размеров электромагнитных загрузок, числа пазов статора и ротора, витков в фазе обмотки и зубцовой зоны. Расчет магнитной цепи статора и ротора. Параметры асинхронного двигателя. Определение потерь и коэффициента полезного действия.
курсовая работа [956,2 K], добавлен 01.06.2015Электромагнитный расчет трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Выбор главных размеров, определение числа пазов статора и сечения провода обмотки. Расчет размеров зубцовой зоны статора, ротора, намагничивающего тока.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 28.04.2014Особенность использования асинхронных машин в качестве двигателей. Сбор сердечников статора и ротора из отдельных листов электротехнической стали. Прохождение трехфазного переменного тока по обмоткам статора. Принцип действия частотного преобразователя.
презентация [784,7 K], добавлен 18.08.2019Номінальні значення фазних напруги і струму статорної обмотки двигуна. Струми в обмотках статора і ротора, обертальний момент і коефіцієнт потужності при пуску двигуна із замкненим накоротко ротором. Зведений і реальний опори фази пускового реостата.
задача [353,4 K], добавлен 28.08.2015Определение главных размеров двигателя, расчет сердечника и обмоток статора, параметров воздушного зазора, полюсов ротора, пусковой обмотки. Определение МДС обмотки возбуждения, ее расчет. Потери мощности, КПД и статическая перегруженность двигателя.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 14.05.2011Расчет пазов и обмотки статора, полюсов ротора и материала магнитопровода синхронного генератора. Определение токов короткого замыкания. Температурные параметры обмотки статора для установившегося режима работы и обмотки возбуждения при нагрузке.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 20.06.2014Проектирование и расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором по заданным исходным характеристикам, установленным в соответствии с требованиями государственных и отраслевых стандартов. Расчет обмоток статора, ротора, намагничивающего тока.
курсовая работа [229,4 K], добавлен 04.11.2012Виды потерь мощности в асинхронной машине (АСМ), особенности их определения. Электрические (переменные) и магнитные (постоянные) потери. Расчет потерь в меди статора и ротора, в стали статора, механические потери. Регулирование частоты вращения АСМ.
презентация [1,7 M], добавлен 21.10.2013Визначення розмірів пазів статора. Розрахунок магнітної індукції і напруженості на всіх ділянках магнітного кола. Активний і реактивний опір обмоток статора і ротора. Визначення величини складових втрат в асинхронному двигуні, його робочі характеристики.
курсовая работа [5,1 M], добавлен 06.09.2012Производственная мощность энергетических предприятий, ее анализ и оценка эффективности, определение капиталовложений в их формирование. Порядок и принципы измерения производственной мощности оборудования, энергетических объектов, электростанций.
лекция [23,9 K], добавлен 10.06.2011Служебное назначение и особенности конструкции ротора. Оценка технологичности конструкции. Расчет усилия запрессовки ротора без вала на вал и выбор оборудования и оснастки для запрессовки. Маршрутная технология сборки. Расчет количества оборудования.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 21.01.2017Расчет параметров обмотки статора и ротора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Расчет механической характеристики асинхронного двигателя в двигательном режиме по приближенной формуле М. Клосса и в режиме динамического торможения.
курсовая работа [827,2 K], добавлен 23.11.2010Развитие современных электроэнергетических систем. Понятия и виды переходных процессов. Понятия о параметрах режима и состояния электрической системы и связь между ними. Рост единичных мощностей агрегатов. Увеличение мощности энергетических объединений.
контрольная работа [60,6 K], добавлен 19.08.2014Данные двигателя постоянного тока серии 4А100L4УЗ. Выбор главных размеров асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора, конфигурация его пазов. Выбор воздушного зазора. Расчет ротора и магнитной цепи.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 06.09.2012
