Электромеханическая энергия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Электромеханическая энергия

Канарёв Ф.М.

Аннотация

Электромоторы - генераторы генерируют одновременно два вида энергии: электрическую - в обмотке статора и механическую - на валу ротора. Измерения показывают, что величины этих энергий, примерно, равны. Так как электрическая энергия от первичного источника питания подаётся в обмотку возбуждения ротора электромотора - генератора, который генерирует одновременно и электрическую, и механическую энергию, то её суммарная величина оказывается больше энергии, забираемой у первичного источника питания [1].

Целью создания электромеханического генератора электрических импульсов (рис. 1) было стремление установить истинную величину импульсной электрической мощности, реализуемой обычной электрической сетью с непрерывно генерируемым напряжением. В качестве приводного двигателя использовался немецкий электродвигатель WEG Typ EPG 04L112/534 мощностью 90Ватт (рис. 1, вверху). Он приводил во вращение электрогенератор (рис. 1, внизу) с внешним ротором с двумя постоянными магнитами. В обмотке внутреннего (не вращающегося) статора этого генератора наводились импульсы ЭДС индукции и его электрическая цепь не имела прямой электрической связи с внешней электрической сетью, питавшей приводной электродвигатель (рис. 1, вверху) [2], [3].

Рис. 1. Генератор импульсной мощности с электроприводом

Известно, что с уменьшением размеров электродвигателя его КПД уменьшается. Немецкий электромотор (рис. 1) убедительно доказал это. Нам удалось использовать его с двукратной перегрузкой, доведя сетевую мощность на его клеммах до 181,70 Ватта. При этом, мощность на привод электрогенератора без электрической нагрузки составила 149,7 Ватта. На долю полезной электрической нагрузки на клеммах электрогенератора оставалось 32,00Ватта. В качестве полезной нагрузки электрогенератора использовался электролизёр, который вырабатывал в час 10,83 л смеси водорода и кислорода при 3000 об./мин. оборотах электродвигателя.

Таким образом, КПД электромеханического генератора электрических импульсов (рис. 1) оказался очень низким - 17,61%. Вполне естественно, что такой источник питания не имеет перспективы развития. Анализ осциллограмм электромеханического генератора электрических импульсов в рамках новых законов новой электродинамики показал, что ротор генератора можно заставить вращаться без приводного электромотора (рис. 1, вверху), если напряжение в обмотку возбуждения ротора генератора подавать импульсами. Через три месяца после этого был изготовлен первый электромотор - генератор МГ-1 (рис. 2). Роль мотора у него выполнял ротор, а роль генератора статор, то есть он работает без приводного двигателя.

Рис. 2. Электромотор - генератор МГ-1

Электромотор - генератор МГ-1 (рис. 2), потребляя электрическую энергию от первичного источника питания, преобразует её одновременно в два вида энергии: электрическую и механическую. Происходит это потому, что электрическая энергия от первичного источника питания подаётся в обмотку возбуждения ротора, который при вращении генерирует электрическую энергию в обмотке статора и механическую энергию на валу ротора, одновременно.

Для определения механической мощности на валу электромотора - генератора МГ-1 использовался индукционный моментомер Ж-83. Зависимость механической мощности, генерируемой на валу ротора МГ-1, от частоты его вращения представлена в табл. 1.

импульсный электрический мощность сеть

Таблица 1. Зависимость механической мощности на валу ротора МГ-1 от частоты его вращения

Странная зависимость (табл. 1). Обычно с увеличением частоты вращения ротора механическая мощность на его валу увеличивается, а у электромотора - генератора МГ-1, наоборот, механическая мощность растёт с уменьшением частоты вращения его ротора.

Известно, что Динамика Ньютона отрицает наличие момента сил при равномерном вращении тела, а Механодинамика Канарёва рассчитывает этот момент и мощность, генерируемую им [4]. Связь между кинетической энергией равномерно вращающегося ротора и его мощностью следует из работы, совершаемой им при равномерном вращении за одну секунду

(1)

Механическая мощность, постоянно действующая на валу ротора при его равномерном вращении, генерирует механический момент, рассчитываемый по формуле

(2)

Теоретические величины мощности 28,11Вт и момента 0,18Нм близки к их экспериментальным значениям при частоте вращения ротора 1500 об/мин. (табл. 1). Возникает вопрос об общей величине мощности электрической и механической, генерируемой электромотором - генератором МГ-1? Для ответа на этот вопрос в качестве электрической нагрузки был взят электролизёр, который питался импульсами ЭДС самоиндукции, генерируемыми в обмотке статора МГ-1.Результаты эксперимента представлены в табл. 2.

Таблица 2. Электрическая мощность на клеммах ротора (на входе) и статора (ЭДС СИ), и механическая мощность на валу ротора.

Следующий эксперимент был проведён с использованием дополнительного генератора (МГ-0) электрических импульсов, подсоединённого к валу ротора МГ-1 снизу (рис. 3).

Рис. 3. а) электромотор - генератор МГ-1 с дополнительным генератором (МГ-0) внизу; - прототип электромотора-генератора МГ-3 (рис. 9); b) МГ-1 + МГ-0 в работе

Импульсы напряжения и тока на клеммах обмотки возбуждения ротора МГ-1, вал которого соединён с генератором МГ- 0 (рис. 3, а), представлены на рис. 4.

Рис. 4. Осциллограмма холостого хода на клеммах ротора МГ-1, соединённого с МГ-0

Как видно, МГ-1 совместно с МГ-0 (рис. 3, а) реализует на холостом ходу 11,32Вт мощности первичного источника питания при частоте вращения 1500 об./мин. Это в 27,47/11,32=2,4 раза меньше номинальной механической мощности на валу ротора МГ-1 (табл. 1) и в 149,7/11,32=13,22 раза меньше мощности, реализуемой электромотором (рис. 1) для привода генератора с аналогичной полезной мощностью.

Следующий эксперимент. Подключаем одну ячейку электролизёра к клеммам ЭДС самоиндукции статора МГ-1, а другую - к клеммам ЭДС индукции МГ-0 (рис. 3, b) и записываем осциллограмму на клеммах обмотки возбуждения ротора МГ-1 (рис. 5).

Рис. 5. Осциллограмма на клеммах обмотки возбуждения ротора МГ-1

Как видно (рис. 5), при подключении ячеек к клеммам генераторов МГ-1 и МГ-0 мощность, реализуемая от первичного источника питания, увеличилась с 11,32Вт (рис. 4) до 17,28Вт (рис. 5), но все равно осталась меньше номинальной механической мощности на валу ротора, равной 27,47Вт (табл. 1).

Осциллограмма на клеммах ячейки электролизёра, подключённой к клеммам ЭДС самоиндукции статора МГ-1, представлена на рис. 6. Из неё следует, что мощность на клеммах ячейки электролизёра, подключённой к клеммам ЭДС самоиндукции статора МГ-1, равна 11,83Вт. Мощность на клеммах ячейки электролизёра, подключённой к импульсам ЭДС индукции МГ-0, представлена на осциллограмме (рис. 7).

Рис. 6. Осциллограмма на клеммах ячейки, подключённой к клеммам ЭДС самоиндукции статора МГ-1

Рис. 7. Осциллограмма на клеммах ячейки, подключенной к генератору МГ-0

Видно (рис. 7), что мощность на клеммах ячейки нижнего генератора МГ- 0 (рис. 3, а и b) меньше мощности на клеммах ячейки, подключённой к клеммам ЭДС самоиндукции статора МГ-1, и составляет 8,25Вт (рис. 7).

Импульсы ЭДС индукции на статоре МГ-1 не использовались. С учётом этого мощность, забираемая у первичного источника питания при нагрузке, равна 17,28Вт (рис. 5). Она меньше мощности, реализуемой электромотором на привод генератора (рис. 2, а) с близкой величиной полезной мощности в 181,70/17,28=10,50 раза. Кроме того, мощность, реализуемая первичным источником питания на привод ротора электромотора-генератора МГ-1 в 27,47/17,38=1б,60 раза меньше механической мощности, генерируемой на валу ротора МГ-1. Суммарная электрическая мощность, генерируемая импульсами ЭДС самоиндукции статора МГ-1 и ЭДС индукции статора МГ-0, равна 11,83+8,25=20,08Вт. Она в 27,47/20,08=1,37 раза меньше механической мощности на валу ротора МГ-1. Это значит, что механическая мощность на валу ротора МГ-1 используется не полностью. Можно увеличивать длину магнитов или их количество.

Следующий эксперимент: подключение по одной ячейке к клеммам ЭДС самоиндукции статора МГ-1 и ЭДС индукции статора МГ-0. Результаты эксперимента - на осциллограмме (рис. 8).

Рис. 8. Осциллограмма напряжения и тока на клеммах ячейки электролизёра, подключённой к клеммам ЭДС самоиндукции статора МГ-1 и ЭДС индукции статора МГ-0

Представленная и дополнительная экспериментальная информация, полученная при испытаниях МГ-2, использована при разработке технического задания на проектирование и изготовление МГ-3 (рис. 9). Начало испытаний МГ-3 намечено на май 2011г. Таким образом, новые законы новой электродинамики уже успешно реализуют свои возможности по экономии электрической энергии, производимой и потребляемой импульсами [1], [2], [3], [4], [5], [6].

Рис. 9. Общий вид электромотора - генератора МГ-3

Заключение

Новые законы новой электродинамики уже выдают первые образцы экономных импульсных потребителей и импульсных генераторов электрической энергии.

Литература

1. Канарёв Ф.М. Начала физхимии микромира. Монография. Том II. Импульсная энергетика. http://www.micro-world.su/

2. Канарёв Ф.М. Введение в новую электродинамику. 4-е издание. http://www.micro-world.su/ Папка «Брошуры».

3. Канарёв Ф.М. Теоретическая механика. Часть III. Механодинамика. http://www.micro-world.su/ Папка «Учебные пособия».

4. Канарёв Ф.М.. Просто о глобальной физико-математической ошибке. http://www.micro-world.su/ Папка «Статьи». http://www.sciteclibrary.ru/rus/avtors/k.html

5. Канарёв Ф.М. Новый закон формирования электрической мощности. http://www.micro-world.su/ Папка «Статьи». http://www.sciteclibrary.ru/rus/avtors/k.html

Размещено на Allbest.ru