Генераторы электромеханической энергии
Электромоторы и электрогенераторы как первичные источники энергии друг для друга. Использование электромоторов для получения механической энергии. Принципы и условия задействования постороннего привода. Закономерности работы электромоторов-генераторов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.02.2019 |
| Размер файла | 1,1 M |
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/
Генераторы электромеханической энергии
Приводим результаты испытаний электромотора-генератора МГ-1 (рис. 1) в режиме одновременной генерации электрической и механической энергий. Предварительно отметим, что электромоторы - генераторы генерируют два вида энергии одновременно: 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, который генерирует одновременно и электрическую, и механическую мощности, то важно знать её суммарную величину. Для этого МГ-1 испытывался под электрической нагрузкой на статоре и механической - на роторе. Электрической нагрузкой статора был электролизёр, а ротора - индукционным моментомером Ж-83. Зависимость механической мощности, генерируемой на валу МГ-1, от частоты его вращения представлена в табл. 1 [1].
Рис. 1. Электромотор-генератор МГ-1
Таблица 1. Зависимость механической мощности на валу ротора МГ-1 от частоты его вращения
|
Частота вращения, об./мин. |
Крутящий момент, Нм |
Мех. мощность, Вт. |
|
|
900 |
0,50 |
47,10 |
|
|
1160 |
0,30 |
36,42 |
|
|
1225 |
0,25 |
32,05 |
|
|
1300 |
0,20 |
27,21 |
|
|
1500 |
0,175 |
27,47 |
электромотор электрогенератор механический привод
Странная зависимость. 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. В табл. 2 и 3 приведены дополнительные показатели работы электромотора-генератора.
Таблица 2. Электрическая мощность на клеммах ротора и статора, и механическая мощность на валу ротора.
|
Об./мин. |
На входе |
На выходе |
|||
Входнаямощность , Вт |
Электрическаямощность , Вт |
Механическаямощность,, Вт |
Общая мощность., Вт. |
||
|
1160 |
24,99 |
20,94 |
36,42 |
57,36 |
|
|
1225 |
21,28 |
16,25 |
32,05 |
48,30 |
|
|
1300 |
16,99 |
14,53 |
27,21 |
41,74 |
Таблица 3. Показатели электролиза воды
Об./мин. |
На входе |
На выходе |
|||
Количествоячеек |
Входнаямощность , Вт |
, л/ч |
Уд. затратыВт/литр |
||
|
1160 |
3 |
24,99 |
13,20 |
1,89 |
|
|
1225 |
4 |
21,28 |
11,40 |
1,87 |
|
|
1300 |
5 |
16,99 |
10,20 |
1,66 |
Импульсы напряжения и тока на клеммах обмотки возбуждения ротора МГ-1, вал которого соединён с дополнительным генератором МГ-0 (рис. 2, а), представлены на рис. 3.
|
а) |
b) |
Рис. 2. а) электромотор - генератор МГ-1 с дополнительным генератором (МГ-0) внизу
Подключаем одну ячейку электролизёра к клеммам ЭДС самоиндукции статора МГ-1, а другую - к клеммам ЭДС индукции МГ-0 (рис. 2, b) и записываем осциллограмму на клеммах обмотки возбуждения ротора МГ-1 (рис. 3).
МГ-1 и МГ-0 нагруженыячейками электролизёров(рис. 2, b).На входе:; ;; |
Рис. 3. Осциллограмма на клеммах обмотки возбуждения ротора МГ-1
Следующий эксперимент - одна ячейка, подключённая к клеммам ЭДС самоиндукции статора МГ-1 и статора МГ-0. Результаты на осциллограмме (рис. 4).
Частота 1300 об/мин
На клеммах одной ячейки, подключённой к клеммам импульсов ЭДС самоиндукции статора МГ-1 и индукции статора МГ-0.; ;; . |
Рис. 4. Осциллограмма напряжения и тока на клеммах ячейки электролизёра, подключённой к клеммам ЭДС самоиндукции статора МГ-1 и ЭДС индукции статора МГ-0
На осциллограмме (рис. 4) большие амплитуды импульсов напряжения и тока принадлежат импульсам ЭДС самоиндукции верхнего статора, а импульсы с меньшей амплитудой, генерируемые постоянными магнитами нижнего ротора, - принадлежат импульсам ЭДС индукции нижнего статора.
Как видно (рис. 4), в этом случае полная электрическая мощность, генерируемая в обмотках верхнего и нижнего статоров, равна Pc=28,27Вт (рис. 4). Она в 28,27/15,71=1,80 раза больше мощности на входе в обмотку возбуждения ротора (рис. 3).
Масса ротора генератора МГ-0 (рис. 2, а) равна , радиус инерции ротора, имеющего форму полого цилиндра с толщиной стенки 0,001 м, равен . В данном эксперименте ротор вращался с частотой . Связь между кинетической энергией равномерно вращающегося ротора и его мощностью следует из работы, совершаемой им при равномерном вращении за одну секунду
. (1)
Теоретическая величина механической мощности на валу ротора МГ-1 (1) близка к её экспериментальной величине 27,21Вт (табл. 1). Мощность, постоянно реализуемая на валу ротора МГ-1 при его равномерном вращении, генерирует механический момент, рассчитываемый по формуле
. (2)
Его экспериментальная величина равна 0,20 Нм (табл. 1). Из этого следует ошибочность первого закона динамики Ньютона, согласно которому при равномерном движении тела сумма сил, действующих на него, равна нулю, а при равномерном вращении тела сумма моментов, действующих на него, равна нулю. Сумма моментов, действующих на равномерно вращающийся ротор МГ-1, равна , а не нулю, как утверждает первый закон бывшей динамики Ньютона [2].
Конечно, параметры обмоток электромотора-генератора МГ-1 ещё не оптимизированы. Пока использована лишь часть механической мощности вала ротора (табл. 2) и, тем не менее, эффект очевидный. Он побуждает задуматься о перспективах в развитии импульсных электромоторов-генераторов. Они очевидны, так как импульсные производители и импульсные потребители электроэнергии значительно экономнее производителей и потребителей непрерывной энергии, генерируемой в виде постоянного или синусоидального напряжения.
Самое заманчивое направление - создание автономного источника энергии, питающегося от аккумуляторов, заряжающего их и вырабатывающего дополнительную энергию на полезный технологический процесс. Такие процессы уже имеются. Это высокоэффективные предплазменные процессы нагревания теплоносителя в батареях отопления, питающиеся импульсами напряжения и тока; высокоэффективные плазменные электролизёры, которые работают только в импульсных режимах. Механическую энергию на валу ротора электромотора-генератора выгоднее всего использовать для зарядки аккумуляторов, питающих электромотор-генератор. На рис. 5 показаны уже испытанные модели электромоторов-генераторов.
|
МГ-2 |
МГ-3 |
МГ-3 |
|
|
МГ-4 |
МГ-4 |
Рис. 5. Экспериментальные модели электромоторов-генераторов МГ-2, МГ-3 и МГ-4
Весной этого года исполняется два года с момента появления первого электромотора-генератора МГ-1. Уже испытаны и последующие модели МГ-2, МГ-3 и МГ-4. На очереди МГ-5 с ещё лучшими энергетическими показателями.
Литература
электромотор электрогенератор механический привод
1. Канарёв Ф.М. «Импульсная энергетика» - 2-й том монографии «Начала физхимии микромира». 15-е издание.
http://www.micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-45-21/228-ii-
2. Канарёв Ф.М. «Механодинамика».
http://www.micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-47-57/297-iii-
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Виды механической энергии. Кинетическая и потенциальная энергии, их превращение друг в друга. Сущность закона сохранения механической энергии. Переход механической энергии от одного тела к другому. Примеры действия законов сохранения, превращения энергии.
презентация [712,0 K], добавлен 04.05.2014Источники энергии Древнего мира, раннего Средневековья и Нового времени. Технологии, используемые в процессе получения, передачи и использования энергии. Тепловые двигатели, двигатели внутреннего сгорания, электрогенераторы. Развитие ядерной энергетики.
презентация [2,7 M], добавлен 15.05.2014Распространение солнечной энергии на Земле. Способы получения электричества из солнечного излучения. Освещение зданий с помощью световых колодцев. Получение энергии с помощью ветрогенераторов. Виды геотермальных источников энергии и способы ее получения.
презентация [2,9 M], добавлен 18.12.2013Анализ механической работы силы над точкой, телом или системой. Характеристика кинетической и потенциальной энергии. Изучение явлений превращения одного вида энергии в другой. Исследование закона сохранения и превращения энергии в механических процессах.
презентация [136,8 K], добавлен 25.11.2015Сущность и краткая характеристика видов энергии. Особенности использования солнечной и водородной энергии. Основные достоинства геотермальной энергии. История изобретения "ошейника" А. Стреляемым, принцип его работы и потребления энергии роста растений.
презентация [911,5 K], добавлен 20.12.2009Обзор развития современной энергетики и ее проблемы. Общая характеристика альтернативных источников получения энергии, возможности их применения, достоинства и недостатки. Разработки, применяемые в настоящее время для нетрадиционного получения энергии.
реферат [4,5 M], добавлен 29.03.2011Солнечная, ветряная, геотермальная энергия и энергия волн. Использование альтернативной энергии в России. Исследование параметров солнечной батареи и нестандартных источников энергии. Реальность использования альтернативной энергии на практике.
реферат [3,8 M], добавлен 01.01.2015Возрастание интереса к проблеме использования солнечной энергии. Разные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики. Современная концепция использования солнечной энергии. Использование океанской энергии. Принцип действия всех ветродвигателей.
реферат [57,6 K], добавлен 20.08.2014Основные способы получения энергии, их сравнительная характеристика и значение в современной экономике: тепловые, атомные и гидроэлекростанции. Нетрадиционные источники энергии: ветровая, геотермальная, океаническая, энергия приливов и отливов, Солнца.
курсовая работа [57,0 K], добавлен 29.11.2014Солнечная энергетика — использование солнечного излучения для получения энергии; общедоступность и неисчерпаемость источника, полная безопасность для окружающей среды. Применение нетрадиционной энергии: световые колодцы; кухня, транспорт, электростанции.
презентация [4,5 M], добавлен 05.12.2013Использование солнечного излучения для получения энергии. Преобразование ее в теплоту и холод, движущую силу и электричество. Применение технологий и материалов для обогрева, охлаждения, освещения здания и промышленных предприятий за счет энергии Солнца.
презентация [457,4 K], добавлен 25.02.2015Ветроэнергетика: история развития, ветер как источник энергии. Принципы преобразования энергии и работы ветродвигателя. Энергия Мирового океана: альтернативная океаническая энергетика, тепловая энергия океана-идеи Д'Арсонваля и работы Клода.
дипломная работа [313,6 K], добавлен 02.11.2007Типовые источники энергии. Проблемы современной энергетики. "Чистота" получаемой, производимой энергии как преимущество альтернативной энергетики. Направления развития альтернативных источников энергии. Водород как источник энергии, способы его получения.
реферат [253,9 K], добавлен 30.05.2016Использование ветрогенераторов, солнечных батарей и коллекторов, биогазовых реакторов для получения альтернативной энергии. Классификация видов нетрадиционных источников энергии: ветряные, геотермальные, солнечные, гидроэнергетические и биотопливные.
реферат [33,0 K], добавлен 31.07.2012Характеристика возобновляемых источников энергии: основные аспекты использования; преимущества и недостатки в сравнении с традиционными; перспективы использования в России. Способы получения электричества и тепла из энергии солнца, ветра, земли, биомассы.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 30.07.2012Характеристика устройств преобразования различных видов энергии в электрическую и для длительного хранения энергии. Использование мускульной силы человека для обеспечения автономного функционирования систем электрического питания при помощи велотренажера.
научная работа [270,6 K], добавлен 23.02.2013Основы энергосбережения, энергетические ресурсы, выработка, преобразование, передача и использование различных видов энергии. Традиционные способы получения тепловой и электрической энергии. Структура производства и потребления электрической энергии.
реферат [27,7 K], добавлен 16.09.2010Пути и методики непосредственного использования световой энергии Солнца в промышленности и технике. Использование северного холода как источника энергии, его потенциал и возможности. Аккумулирование энергии и повышение коэффициента полезного действия.
реферат [18,0 K], добавлен 20.09.2009Виды нетрадиционных возобновляемых источников энергии, технологии их освоения. Возобновляемые источники энергии в России до 2010 г. Роль нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в реформировании электроэнергетического комплекса Свердловской обл.
реферат [3,1 M], добавлен 27.02.2010Классификация альтернативных источников энергии. Возможности использования альтернативных источников энергии в России. Энергия ветра (ветровая энергетика). Малая гидроэнергетика, солнечная энергия. Использование энергии биомассы в энергетических целях.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 30.07.2012
