موتورهای الکترومغناطیسی: شرح و اصل عملکرد. موتور الکترومغناطیسی انرژی حاصل از آهنرباهای دائمی

محتوا:

مهندسان مدرن به طور مرتب آزمایش هایی را برای ایجاد دستگاه هایی با طراحی های غیر متعارف و غیر استاندارد انجام می دهند، مانند، به عنوان مثال، یک دستگاه چرخش. از جمله این مکانیسم ها، شایان ذکر است موتور برقی است که انرژی جریان الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. موتورهای برقی می توانند از یک یا چند سیم پیچ - شیر برقی تشکیل شوند.

در حالت اول، فقط یک سیم پیچ درگیر است، هنگام روشن و خاموش کردن آن، حرکت مکانیکی مکانیسم میل لنگ رخ می دهد. گزینه دوم از چندین سیم پیچ استفاده می کند که به طور متناوب با استفاده از دریچه ها روشن می شوند، زمانی که جریان از منبع برق در طول یکی از نیم چرخه های ولتاژ سینوسی تامین می شود. حرکت رفت و برگشتی هسته ها چرخ یا میل لنگ را به حرکت در می آورد.

اصل کار موتور برقی

طبق طبقه بندی اولیه، موتورهای سلونوئیدی رزونانسی و غیر رزونانسی هستند. به نوبه خود، طرح های تک سیم پیچ و چند سیم پیچ موتورهای غیر رزونانسی وجود دارد. موتورهای پارامتریک نیز شناخته شده اند که در آنها هسته به داخل شیر برقی کشیده می شود، اما زمانی که تعادل مغناطیسی پس از چندین نوسان به دست می آید، موقعیت مورد نظر را می گیرد. هنگامی که فرکانس شبکه با ارتعاشات طبیعی هسته منطبق می شود، تشدید می تواند رخ دهد.

موتورهای برقی کوچک و ساده طراحی شده اند. از معایب باید به راندمان پایین این دستگاه ها و سرعت بالای حرکت اشاره کرد. تا به امروز، این کاستی ها برطرف نشده است، بنابراین این مکانیسم ها در عمل به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته اند.

سیم پیچ عملکرد دستگاه های تک سیم پیچ با استفاده از یک کلید مکانیکی به دلیل عملکرد بدنه هسته یا یک شیر نیمه هادی روشن و خاموش می شود. در هر دو گزینه، حرکت معکوس توسط فنری با خاصیت ارتجاعی تضمین می شود. در موتورهای با چندین سیم پیچ، عناصر کار فقط توسط سوپاپ ها روشن می شوند، زمانی که جریان به نوبه خود در طول یکی از نیم چرخه های ولتاژ سینوسی به هر سیم پیچ تامین می شود. هسته های سیم پیچ یکی یکی شروع به جمع شدن می کنند، در نتیجه این امر منجر به حرکات رفت و برگشتی می شود. این حرکات از طریق درایوها به موتورهای مختلفی که عملکرد محرک ها را انجام می دهند، منتقل می شود.

طراحی موتور برقی

انواع مختلفی از دستگاه های مکانیکی و الکتریکی وجود دارد که عملکرد آنها بر اساس تبدیل یک نوع انرژی به نوع دیگر است. انواع اصلی آنها به طور گسترده در تمام ماشین آلات و مکانیزم های مورد استفاده در تولید و در خانه استفاده می شود. دستگاه های غیر سنتی نیز وجود دارد که کار بر روی آنها هنوز در سطح آزمایشی انجام می شود. اینها شامل موتورهای برقی است که بر اساس عمل مغناطیسی جریان کار می کنند. مزیت اصلی آن سادگی طراحی و در دسترس بودن مواد برای ساخت است.

عنصر اصلی این دستگاه یک سیم پیچ است که جریان الکتریکی از آن عبور می کند. این منجر به تشکیل یک میدان مغناطیسی می شود که یک پیستون ساخته شده به شکل یک هسته فولادی را به داخل می کشد. سپس با کمک مکانیزم میل لنگ، حرکات انتقالی هسته به حرکت چرخشی شفت تبدیل می شود. شما می توانید از هر تعداد کویل استفاده کنید، با این حال، بهینه ترین گزینه، یکی با دو عنصر در نظر گرفته می شود. هنگام تصمیم گیری در مورد نحوه ساخت موتور برقی با دستان خود از مواد ضایعاتی باید همه این عوامل را در نظر گرفت.

گزینه ای با سه سیم پیچ، که طراحی پیچیده تری دارد، اغلب در نظر گرفته می شود. با این حال، قدرت بیشتری دارد و بدون نیاز به فلایویل برای عملکرد روان، بسیار نرمتر کار می کند.

عملکرد این دستگاه به شرح زیر می باشد.

• از شبکه برق، جریان از طریق برس برقی وارد توزیع کننده می شود و پس از آن مستقیماً وارد این شیر برقی می شود.
• پس از عبور از سیم پیچ، جریان از طریق حلقه های مشترک و برس نصب شده در توزیع کننده به شبکه باز می گردد. عبور جریان منجر به تشکیل یک میدان مغناطیسی قوی می شود که پیستون داخل سیم پیچ را به سمت وسط آن می کشد.
• در مرحله بعد، حرکت انتقالی پیستون به شاتون و میل لنگ منتقل می شود که میل لنگ را می چرخاند. همزمان با شفت، توزیع کننده جریان می چرخد ​​و شیر برقی بعدی را فعال می کند.
• شیر برقی دوم حتی قبل از پایان عنصر اول شروع به کار می کند. بنابراین، به تضعیف رانش پیستون اولین شیر برقی کمک می کند، زیرا طول بازوی آن در طول چرخش میل لنگ کاهش می یابد.
• بعد از شیر برقی دوم، سیم پیچ بعدی - سوم - روشن می شود و کل چرخه به طور کامل تکرار می شود.

موتور برقی DIY

بهترین متریال برای قرقره ها، تکستولیت یا چوب سخت در نظر گرفته می شود. برای سیم پیچی از سیم PEL-1 با قطر 0.2-0.3 میلی متر استفاده می شود. سیم پیچی در مقدار 8-10 هزار دور انجام می شود و از مقاومت هر سیم پیچ در 200-400 اهم اطمینان حاصل می شود. پس از پیچیدن در هر 500 دور، کاغذهای جداکننده نازک ساخته می شود و به همین ترتیب تا زمانی که قاب کاملا پر شود.

برای ساخت پیستون از فولاد نرم استفاده می شود. میل لنگ را می توان از پره های دوچرخه درست کرد. سر بالایی باید به شکل یک گوش حلقه ای کوچک با قطر داخلی مورد نیاز ساخته شود. سر پایینی مجهز به دستگیره مخصوص برای نصب روی ژورنال میل لنگ است. از دو نوار حلبی ساخته شده است و یک چنگال است که روی گردن میل لنگ قرار می گیرد. بستن نهایی دوشاخه با سیم مسی که از طریق سوراخ ها رزوه می شود انجام می شود. چنگال شاتون روی یک بوش ساخته شده از لوله مس، برنز یا برنج قرار می گیرد.

میل لنگ از یک میله فلزی ساخته شده است. میل لنگ آن نسبت به یکدیگر با زاویه 120 درجه قرار دارند. یک توزیع کننده برق در یک طرف میل لنگ و در طرف دیگر یک چرخ طیار به شکل قرقره با شیاری برای تسمه محرک نصب شده است.

برای ساخت توزیع کننده جریان، می توانید از یک حلقه برنجی یا یک قطعه لوله با قطر مناسب استفاده کنید. به نظر می رسد یک حلقه کامل و سه حلقه نیمه که در رابطه با یکدیگر با تغییر 120 درجه قرار دارند. برس ها از صفحات فنری یا سیم فولادی کمی پرچ شده ساخته می شوند.

بوش توزیع کننده فعلی روی یک غلتک تکستولیت نصب شده است که روی یکی از انتهای میل لنگ قرار گرفته است. تمام اتصالات با استفاده از چسب BF و رولپلاک های ساخته شده از سیم یا سوزن نازک انجام می شود. توزیع کننده به گونه ای نصب شده است که اولین سیم پیچ زمانی که پیستون در پایین ترین موقعیت قرار دارد روشن می شود. اگر سیم هایی که از سیم پیچ ها به برس ها می روند تعویض شوند، شفت در جهت مخالف می چرخد.

کویل ها در حالت عمودی نصب می شوند. آنها به روش های مختلف، به عنوان مثال، با تخته های چوبی، که دارای فرورفتگی برای محفظه سیم پیچ هستند، محکم می شوند. پانل های جانبی ساخته شده از تخته سه لا یا ورق فلزی به لبه ها متصل می شوند که فضایی را برای نصب یاتاقان ها در زیر میل لنگ یا بوش های برنجی فراهم می کند. اگر دیواره های فلزی وجود داشته باشد، بوش ها یا بلبرینگ ها با لحیم کاری محکم می شوند. نصب بلبرینگ در قسمت میانی میل لنگ توصیه می شود. برای این منظور قفسه های حلبی یا چوبی مخصوص تهیه می شود.

برای جلوگیری از جابجایی میل لنگ در یک جهت یا دیگری، توصیه می شود حلقه های سیم مسی را به انتهای آن در فاصله تقریباً 0.5 میلی متری از یاتاقان ها لحیم کنید. خود موتور باید با پوشش قلع یا تخته سه لا محافظت شود. محاسبات موتور بر اساس جریان الکتریکی متناوب، ولتاژ 220 ولت انجام می شود. در صورت لزوم، دستگاه می تواند با جریان مستقیم کار کند. اگر ولتاژ شبکه فقط 127 ولت باشد، تعداد دور سیم پیچ باید 4-5 هزار دور کاهش یابد و سطح مقطع سیم باید به 0.4 میلی متر کاهش یابد. اگر به درستی مونتاژ شود، قدرت موتور سلونوئید به طور متوسط ​​30-50 وات خواهد بود.

نحوه ساخت موتور برقی در خانه

این اختراع مربوط به مهندسی قدرت و مهندسی برق است، یعنی دستگاه هایی که از انرژی دائمی و الکترومغناطیس استفاده می کنند. می توان از آن به عنوان یک درایو با محدوده قدرت گسترده برای موتورهای دوستدار محیط زیست و ژنراتورهای الکتریکی استفاده کرد.

هدف از اختراع ایجاد یک طراحی ساده تر از یک موتور الکترومغناطیسی است که ویژگی های کشش بهتری داشته باشد. طرح پیشنهادی باید تبدیل موثرتری از میدان مغناطیسی آهنرباهای دائمی و الکترومغناطیسی به انرژی حرکتی را فراهم کند. وظیفه دیگر گسترش زرادخانه وسایل فنی سازگار با محیط زیست است.

این کار با این واقعیت حاصل می شود که موتور الکترومغناطیسی حداقل یک عنصر مغناطیسی کواکسیال متحرک و یک عنصر ثابت دارد که با میدان های مغناطیسی آنها عمدتاً در امتداد سطوح آنها با شتاب در جهت حرکت عنصر متحرک در بخش مسیر تعامل دارند.

چنین موتور مغناطیسی طبق اختراع از این جهت مشخص می شود که عناصر مغناطیسی متقابل به صورت هم محور ساخته می شوند، که به میزان زیادی منطقه تعامل بین عناصر مغناطیسی متحرک و ثابت را افزایش می دهد. عناصر مغناطیسی کواکسیال نیز چگالی فعل و انفعال میدان مغناطیسی بیشتری نسبت به آهنرباهای صفحه تخت دارند که برخلاف آهنرباهای کواکسیال پراکنده هستند.

عناصر مغناطیسی یکی از گروه ها به صورت دایره ای نصب می شوند و به یک محور چرخش منطبق بر محور دایره نصب گروه دیگر از عناصر متصل می شوند و هر دو دایره بر هم منطبق هستند و یک گروه از عناصر مغناطیسی دارای طولی هستند. شکاف ها در جهت شعاعی داخلی و عرض شکاف ها برای عبور عناصر اتصال محوری گروه دیگری از عناصر مغناطیسی کافی است.

در این حالت می توان عنصر اتصال محوری یکی از گروه های عناصر مغناطیسی را به صورت دیسک ساخت.

همچنین، عناصر اتصال محوری یکی از گروه های عناصر مغناطیسی به صورت پره یا صفحه ساخته می شوند.

در یک تجسم خاص، موتور مغناطیسی حاوی یک عنصر متحرک است، به عنوان مثال، به شکل سطحی که قادر به چرخش در یک دایره است، که بر روی آن عناصر مغناطیسی n ثابت است، که با قابلیت تعامل با m-magnetic نصب شده اند. عناصر بدون حرکت نصب شده اند. اگر هر یک از عناصر مغناطیسی موجود در گروه m به صورت آهنربای دائمی ساخته شود، عناصر مغناطیسی گروه n به شکل آهنربای الکتریکی ساخته می شوند. یکی از گروه های عناصر مغناطیسی (m یا n) از عناصر مغناطیسی تشکیل شده است که هر کدام با یک کانال عبوری ساخته شده است که انتهای این عنصر مغناطیسی را به هم متصل می کند و یک شکاف صاف که سطح خارجی عنصر مغناطیسی را با یک کانال عبوری در امتداد متصل می کند. تمام طول آن گروه دیگری از عناصر مغناطیسی شامل عناصر مغناطیسی است که هر کدام به گونه ای نصب شده اند که قادر به عبور از کانال عبور عنصر مغناطیسی از گروه دیگر هستند. عناصر مغناطیسی یکی از گروه ها آهنرباهای الکتریکی هستند که پیچ های آن به گونه ای قرار می گیرند که شکاف صافی که تمام طول کانال عبوری را با سطح بیرونی عنصر مغناطیسی متصل می کند همپوشانی نداشته باشد.

در صورتی که عناصر مغناطیسی یکی از گروه ها عناصر خارجی عناصر مغناطیسی کواکسیال در حال تعامل و یک آهنربای الکتریکی باشند، چرخش آنها به گونه ای قرار می گیرد که بر روی شکاف صافی که کل طول کانال عبوری را به هم متصل می کند، همپوشانی نداشته باشد. سطح بیرونی عنصر مغناطیسی و عناصر داخلی آهنرباهای دائمی از گروهی دیگر هستند که عناصر کواکسیال در تعامل هستند و نشان دهنده یک میله کمی خمیده هستند که شکل آن به عنوان بخشی از بدن که دارای سطح حلقوی است بهتر توصیف می شود.

در حالتی دیگر، هنگامی که عناصر مغناطیسی یکی از گروه ها، عناصر خارجی عناصر مغناطیسی کواکسیال در حال تعامل و آهنربای دائمی باشند، هر یک از آنها دارای یک کانال عبوری است که انتهای این عنصر مغناطیسی را به هم وصل می کند و یک هدف صاف که سطح خارجی را به هم متصل می کند. عنصر مغناطیسی با کانال عبوری در تمام طول آن. و عناصر مغناطیسی داخلی، آهنرباهای الکترومغناطیسی هستند، از گروه دیگری از عناصر مغناطیسی کواکسیال در حال تعامل و نشان دهنده یک میله کمی خمیده هستند که شکل آن به بهترین شکل به عنوان بخشی از بدن که دارای سطح حلقوی است توصیف می شود.

ما اصل عملکرد موتور پیشنهادی را در دو نسخه نشان خواهیم داد. در یک تجسم، یکی از گروه های عناصر مغناطیسی، که آهنرباهای الکترومغناطیسی ثابت هستند، به طور صلب به محفظه موتور متصل شده است. گروه دیگری از عناصر مغناطیسی با استفاده از نگهدارنده ها به روتور موتور الکتریکی ثابت می شوند. عناصر مغناطیسی متحرک آهنرباهای دائمی هستند که می توانند آزادانه از کانال های مغناطیسی ثابت عبور کنند. در مرحله اولیه کار موتور الکتریکی، جریان الکتریکی به آهنرباهای الکتریکی ثابت وارد می شود. یک میدان الکترومغناطیسی در آهنرباهای الکتریکی ظاهر می شود که آهنرباهای دائمی متحرک را به داخل حفره خود می کشاند. آهنرباهای دائمی متحرک که به دلیل برهمکنش میدان های مغناطیسی در ورودی کانال های آهنرباهای الکترومغناطیسی شتاب می گیرند، در طول کانال به حرکت خود ادامه می دهند و به سوراخ خروجی الکترومغناطیس نزدیک می شوند. قطبیت این قسمت از آهنربای الکتریکی با قطبیت بخش نزدیک به آهنربای دائمی متحرک منطبق است. با این حال، ترمز شدید آهنربای دائمی متحرک رخ نمی دهد، زیرا در این زمان یک جریان الکتریکی با قطبیت مخالف به طور خودکار با استفاده از یک سوئیچ الکترونیکی یا مکانیکی به آهنرباهای الکتریکی عرضه می شود. در نتیجه، آهنربای دائمی متحرک با دریافت شتاب اضافی به حرکت خود ادامه می دهد و از حفره آهنربای الکتریکی خارج می شود و به آهنربای الکتریکی ساکن بعدی که روی دایره قرار دارد نزدیک می شود. با نزدیک شدن به الکترومغناطیس بعدی، میدان های مغناطیسی متقابل آنها با همان قطب نیز نزدیک می شوند و در این زمان تغییر بعدی در قطبیت آهنربای الکتریکی ساکن رخ می دهد. و آهنربای دائمی متحرک به حرکت خود ادامه می دهد. فرآیند توصیف شده را می توان به طور مداوم نه تنها برای یک آهنربای دائمی و آهنربای الکتریکی، بلکه برای چندین آهنربای متحرک و ثابت دیگر تکرار کرد.

عناصر مغناطیسی را می توان هم به صورت آهنرباهای دائمی و هم به شکل آهنرباهای الکترومغناطیسی یا ترکیبی از آنها بر روی یک حلقه یا روی روتور دیگری نصب کرد.

یکی دیگر از گزینه های طراحی برای موتور الکتریکی در زیر آورده شده است.

اختراع حاضر با مواد گرافیکی همراه نشان داده شده است:

در شکل 1 یک موتور الکترومغناطیسی را در نسخه ای نشان می دهد که آهنرباهای ثابت آهنرباهای الکتریکی هستند و آهنرباهای متحرک آهنرباهای دائمی هستند.

در شکل 2- مقطع طولی A-A موتور الکترومغناطیسی با طراحی چهار روتور.

در شکل 3 – سطح مقطع موتور الکترومغناطیسی V-V.

در شکل 4 و شکل 5 گزینه برای یک موتور الکترومغناطیسی با منطقه برهمکنش بزرگتر بین عناصر مغناطیسی (عناصر مغناطیسی متقابل یک شکل کشیده).

در شکل 6 موتور الکترومغناطیسی در نسخه ای که آهنرباهای ثابت آهنرباهای دائمی و آهنرباهای متحرک الکترومغناطیسی هستند.

در تجسم دیگر، موتور مغناطیسی پیشنهادی به یکی از نمونه‌های اجرای ترجیحی اختراع مربوط می‌شود. این شامل یک محفظه 1 (شکل 2، شکل 3 و شکل 6) و یک پوشش محفظه 9 آهنربای ثابت ثابت 2 با یک شکاف صاف است که به طور صلب روی محفظه 1 نصب شده است. با استفاده از نگهدارنده 4. روتور 5 به طور سفت و محکم روی شفت 6 با امکان چرخش همراه با شفت 6 نصب شده است. محفظه 1، پوشش محفظه 9، نگهدارنده 4 و شفت 6 از ماده ای ساخته شده اند که با آهنرباها برهمکنش ندارند. آهنربای دائمی ثابت 2 بخشی از یک جسم حلقوی با یک کانال عبوری است که انتهای این بدنه را به هم متصل می کند و یک شکاف توخالی که سطح بیرونی را با یک کانال عبوری در تمام طول بدنه متصل می کند.

الکترومغناطیس متحرک 3 یک میله کمی خمیده است که شکل آن به عنوان بخشی از بدنه دارای سطح حلقوی توصیف می شود. انتهای سیم‌پیچ‌های 7 آهن‌ربای الکتریکی 3 به عناصر جمع‌آوری جریان 8 ثابت می‌شوند و با استفاده از صفحات کشویی سوئیچ به صورت الکتریکی تغذیه می‌شوند (سوئیچ توزیع‌کننده نشان داده نشده است). توزیع کننده کلید، قطبیت جریان الکتریکی عرضه شده را بسته به محل آهنربای الکتریکی 3 نسبت به آهنربای دائمی ثابت 2 تغییر می دهد.

موتور پیشنهادی به شرح زیر عمل می کند. همانطور که در شکل نشان داده شده است. 6، الکترومغناطیس 3 ثابت در نگهدارنده 4 روی روتور دوار 5 می تواند از کانال های آهنرباهای ثابت 2 عبور کند. هنگامی که جریان الکتریکی از طریق یک کلید در آهنرباهای الکتریکی 3، انتهای سیم پیچ ها 7 به عناصر جمع آوری جریان 8 وارد می شود. ، که به کلکتورهای جریان 8 ثابت می شوند، یک میدان الکترومغناطیسی برانگیخته می شود. الکترومغناطیس 3 به کانال عبوری آهنربای دائمی 2 کشیده می شود، زیرا قطبیت قطب های آهنربای الکترومغناطیس 3 و آهنربای دائمی 2 در لحظه ای که به یکدیگر نزدیک می شوند مخالف است. الکترومغناطیس 3 که توسط برهمکنش میدان های مغناطیسی در ورودی کانال شتاب می گیرد، به حرکت خود ادامه می دهد و به قسمت دیگری از سوراخ خروجی کانال آهنربای دائم نزدیک می شود. با این حال، ترمز ناگهانی آهنربای الکتریکی 3 رخ نمی دهد. از نظر ساختاری، اطمینان حاصل می شود که شرایطی برقرار است که در آن یک جریان الکتریکی با قطب مخالف به طور خودکار با استفاده از یک کلید الکترونیکی یا مکانیکی به آهنرباهای الکتریکی 3 عرضه می شود. در نتیجه، آهنربای دائمی 2، آهنربای الکتریکی 3 را از حفره خود بیرون می راند، زیرا قطبیت آهنربای الکترومغناطیس 3 برعکس تغییر می کند، میدان های مغناطیسی برهم کنش آهنربای الکتریکی 3 و آهنربای دائمی 2 در این ناحیه یکسان هستند. حرکت بعدی آهنربای الکتریکی 3 همراه با روتور 5 و شفت 6 تضمین می کند که آهنربای الکتریکی 3 به آهنربای دائمی بعدی 2 واقع در اطراف دایره نزدیک می شود. با نزدیک شدن به قطب های برهم کنش مانند آهنربای الکترومغناطیس 3 و آهنربای دائمی 2، تغییر بعدی در قطبیت الکترومغناطیس 3 رخ می دهد و آهنربای الکتریکی 3 به حرکت خود ادامه می دهد. فرآیند توصیف شده به طور مداوم نه تنها برای الکترومغناطیس توصیف شده 3، بلکه برای هر الکترومغناطیس از بین آنهایی که به همان روش روی روتور 5 ثابت شده اند، تکرار می شود.

بنابراین، می توان موتور پیشنهادی را با اشکال دراز عناصر مغناطیسی برهم کنش طراحی کرد (شکل 4)، که باعث افزایش سطح برهمکنش آنها می شود. که به معنای افزایش قدرت موتور الکتریکی است.

باید در نظر داشت که تغییرات و اصلاحات احتمالی اختراع حاضر برای افراد متخصص در این هنر آشکار خواهد شد.

یکی دیگر از زمینه های استفاده از اختراع پیشنهادی امکان استفاده از آن در قالب سازه هایی است که هر بخش شامل روتور مخصوص به خود با عناصر مغناطیسی ثابت است که با عناصر مغناطیسی ثابت در تعامل است.

تقریباً همه چیز در زندگی ما به برق بستگی دارد، اما فناوری های خاصی وجود دارد که به شما امکان می دهد از شر انرژی سیمی محلی خلاص شوید. ما پیشنهاد می کنیم نحوه ساخت یک موتور مغناطیسی با دستان خود، اصل عملکرد، مدار و طراحی آن را در نظر بگیریم.

انواع و اصول عملیات

مفهوم ماشین های حرکت دائمی مرتبه اول و دوم وجود دارد. سفارش اول- اینها وسایلی هستند که به خودی خود انرژی تولید می کنند، از هوا، نوع دوم- اینها موتورهایی هستند که نیاز به دریافت انرژی دارند، می تواند باد، اشعه خورشید، آب و غیره باشد و آن را به برق تبدیل می کند. طبق قانون اول ترمودینامیک، هر دوی این نظریه ها غیرممکن است، اما بسیاری از دانشمندان با این گفته موافق نیستند، که شروع به توسعه ماشین های حرکت دائمی درجه دوم کردند که بر اساس انرژی میدان مغناطیسی کار می کنند.

عکس – موتور مغناطیسی دودیشف

تعداد زیادی از دانشمندان در همه زمان ها بر روی توسعه یک "ماشین حرکت دائمی" کار کردند؛ بزرگترین سهم در توسعه تئوری یک موتور مغناطیسی توسط نیکولا تسلا، نیکولای لازارف، واسیلی اسکوندین و انواع لورنز انجام شد. هاوارد جانسون، میناتو و پرندوا نیز شناخته شده هستند.

عکس – موتور مغناطیسی لورنتس

هر یک از آنها فناوری خاص خود را دارند، اما همه آنها بر اساس یک میدان مغناطیسی است که در اطراف منبع تشکیل شده است. شایان ذکر است که "ماشین های حرکت دائمی" اصولا وجود ندارند، زیرا ... آهنرباها پس از حدود 300-400 سال توانایی خود را از دست می دهند.

ساده ترین آنها را خانگی می دانند موتور مغناطیسی ضد جاذبه لورنتس. با استفاده از دو دیسک با شارژ متفاوت که به منبع تغذیه متصل هستند کار می کند. دیسک ها نیمی در یک صفحه مغناطیسی نیمکره قرار می گیرند که میدان آن شروع به چرخش آرام آنها می کند. چنین ابررسانایی به راحتی MP را از خود خارج می کند.

ساده ترین موتور الکترومغناطیسی ناهمزمان تسلابر اساس اصل میدان مغناطیسی دوار است و قادر است از انرژی آن الکتریسیته تولید کند. یک صفحه فلزی عایق شده تا حد امکان بالاتر از سطح زمین قرار می گیرد. یک صفحه فلزی دیگر در زمین قرار می گیرد. یک سیم از یک صفحه فلزی در یک طرف خازن عبور داده می شود و هادی بعدی از پایه صفحه به سمت دیگر خازن می رود. قطب مخالف خازن که به زمین متصل است، به عنوان مخزنی برای ذخیره بارهای انرژی منفی استفاده می شود.

عکس – موتور مغناطیسی تسلا

حلقه چرخشی لازارفتاکنون تنها VD2 کارآمد محسوب می شود، علاوه بر این، تکثیر آن آسان است، می توانید با استفاده از ابزارهای موجود آن را با دستان خود در خانه مونتاژ کنید. عکس نموداری از موتور حلقه ساده لازارف را نشان می دهد:

عکس – کولتسار لازارف

نمودار نشان می دهد که ظرف توسط یک پارتیشن متخلخل خاص به دو قسمت تقسیم شده است؛ خود لازارف از یک دیسک سرامیکی برای این کار استفاده کرد. یک لوله در این دیسک نصب شده است و ظرف با مایع پر می شود. برای آزمایش، حتی می توانید آب ساده بریزید، اما توصیه می شود از یک محلول فرار، به عنوان مثال، بنزین استفاده کنید.

کار به این صورت انجام می شود: محلول با استفاده از پارتیشن وارد قسمت پایین ظرف شده و در اثر فشار از طریق لوله به سمت بالا حرکت می کند. تا اینجا این فقط حرکت دائمی است، مستقل از عوامل خارجی. برای ساختن یک ماشین حرکت دائمی، باید یک چرخ زیر مایع چکاننده قرار دهید. بر اساس این فناوری، ساده ترین موتور الکتریکی مغناطیسی خود چرخشی با حرکت ثابت ایجاد شد؛ این حق اختراع در یک شرکت روسی به ثبت رسید. شما باید یک چرخ با تیغه هایی زیر قطره چکان نصب کنید و آهنرباها را مستقیماً روی آنها قرار دهید. با توجه به میدان مغناطیسی حاصل، چرخ سریعتر شروع به چرخش می کند، آب سریعتر پمپ می شود و یک میدان مغناطیسی ثابت تشکیل می شود.

موتور خطی شکندیننوعی انقلاب در حال پیشرفت ایجاد کرد. این دستگاه از نظر طراحی بسیار ساده، اما در عین حال فوق العاده قدرتمند و سازنده است. موتور آن چرخ در چرخ نامیده می شود و عمدتاً در صنعت حمل و نقل مدرن استفاده می شود. طبق بررسی ها، یک موتور سیکلت با موتور Shodin می تواند 100 کیلومتر را با چند لیتر بنزین طی کند. سیستم مغناطیسی برای دفع کامل کار می کند. در سیستم چرخ در چرخ سیم پیچ های جفتی وجود دارد که داخل آنها سیم پیچ دیگری به صورت سری به هم متصل می شود، یک جفت دوتایی را تشکیل می دهند که میدان های مغناطیسی متفاوتی دارد و به همین دلیل در جهات مختلف حرکت می کنند و یک شیر کنترلی. یک موتور خودمختار را می توان روی ماشین نصب کرد؛ هیچ کس از موتور سیکلت بدون سوخت با موتور مغناطیسی شگفت زده نمی شود؛ دستگاه هایی با چنین سیم پیچی اغلب برای دوچرخه یا ویلچر استفاده می شوند. شما می توانید یک دستگاه آماده را در اینترنت به قیمت 15000 روبل (ساخت چین) خریداری کنید، استارت V-Gate بسیار محبوب است.

عکس – موتور شودین

موتور جایگزین Perendevaدستگاهی است که تنها به لطف آهنربا کار می کند. دو دایره استفاده می شود - ایستا و پویا، با آهنرباهایی که روی هر یک از آنها به ترتیب مساوی قرار می گیرند. به دلیل نیروی آزاد خود دفع کننده، دایره داخلی بی انتها می چرخد. این سیستم به طور گسترده در تامین انرژی مستقل در خانوارها و صنایع مورد استفاده قرار گرفته است.

عکس – موتور پرندوا

همه اختراعات ذکر شده در بالا در مرحله توسعه هستند؛ دانشمندان مدرن به بهبود آنها ادامه می دهند و به دنبال گزینه ایده آل برای توسعه یک ماشین حرکت دائمی درجه دوم هستند.

علاوه بر دستگاه های ذکر شده، موتور گرداب الکسینکو، دستگاه های Bauman، Dudyshev و Stirling نیز در بین محققان مدرن محبوب هستند.

چگونه خودتان موتور را مونتاژ کنید

محصولات خانگی تقاضای زیادی در هر انجمن برق دارند، بنابراین بیایید ببینیم چگونه می توانید یک موتور ژنراتور مغناطیسی را در خانه مونتاژ کنید. وسیله ای که ما پیشنهاد می کنیم از 3 شفت به هم پیوسته تشکیل شده است، آنها به گونه ای بسته شده اند که شفت در مرکز مستقیماً به دو طرف بچرخد. به وسط شفت مرکزی دیسکی از لوسیت به قطر چهار اینچ و ضخامت نیم اینچ متصل شده است. شفت های بیرونی نیز دارای دیسک هایی با قطر دو اینچ هستند. روی آنها آهنرباهای کوچک وجود دارد، هشت آهنربا روی دیسک بزرگ و چهار آهنربا روی آنها کوچک.

عکس – موتور مغناطیسی روی سیستم تعلیق

محوری که تک تک آهنرباها روی آن قرار دارند در صفحه ای موازی با شفت ها قرار دارد. آنها به گونه ای نصب می شوند که انتهای آن با یک فلاش در دقیقه از نزدیک چرخ ها عبور می کند. اگر این چرخ ها با دست حرکت داده شوند، انتهای محور مغناطیسی هماهنگ می شود. برای سرعت بخشیدن به کار، توصیه می شود یک بلوک آلومینیومی را در پایه سیستم نصب کنید تا انتهای آن کمی با قطعات مغناطیسی تماس داشته باشد. پس از چنین دستکاری ها، سازه باید شروع به چرخش با سرعت نیم دور در ثانیه کند.

درایوها به روش خاصی نصب می شوند که با کمک آنها شفت ها به طور مشابه یکدیگر می چرخند. به طور طبیعی، اگر سیستم را با یک شی شخص ثالث، به عنوان مثال، یک انگشت تحت تاثیر قرار دهید، متوقف می شود. این موتور مغناطیسی دائمی توسط باومن اختراع شد، اما او نتوانست حق ثبت اختراع را به دست آورد زیرا ... در آن زمان، دستگاه به عنوان VD غیرقابل ثبت طبقه بندی شد.

Chernyaev و Emelyanchikov کارهای زیادی برای توسعه نسخه مدرن چنین موتوری انجام دادند.

عکس - چگونه آهنربا کار می کند

مزایا و معایب موتورهای مغناطیسی واقعی چیست؟

مزایای:

1. استقلال کامل، مصرف سوخت، توانایی استفاده از وسایل موجود برای سازماندهی موتور در هر مکان دلخواه.
2. دستگاه قدرتمندی که از آهنرباهای نئودیمیوم استفاده می کند، قادر به تامین انرژی فضای زندگی تا 10 VKt و بالاتر است.
3. موتور گرانشی تا فرسوده شدن کامل قادر به کار است و حتی در آخرین مرحله کار می تواند حداکثر انرژی را تولید کند.

ایرادات:

1. میدان مغناطیسی می تواند بر سلامت انسان تأثیر منفی بگذارد، به ویژه موتورهای فضایی (جت) مستعد این عامل هستند.
2. با وجود نتایج مثبت آزمایش ها، اکثر مدل ها قادر به کار در شرایط عادی نیستند.
3. حتی پس از خرید یک موتور آماده، اتصال آن می تواند بسیار دشوار باشد.
4. اگر تصمیم به خرید یک موتور پالس مغناطیسی یا پیستونی دارید، برای این واقعیت آماده باشید که قیمت آن بسیار متورم خواهد شد.

عملکرد یک موتور مغناطیسی حقیقت محض است و واقعی است، نکته اصلی محاسبه صحیح قدرت آهنرباها است.

اکولوژی مصرف علم و فناوری: یکی از گزینه های موتور مغناطیسی محصولی به نام موتور برقی شعاعی است. نحوه عملکرد آن در حال آزمایش است.

این ویدیو یک موتور برقی شعاعی خانگی را نشان می دهد. این یک موتور الکترومغناطیسی شعاعی است، عملکرد آن در حالت های مختلف آزمایش می شود. نشان داده شده است که چگونه آهنرباها قرار دارند، که چسبانده نشده اند، آنها را با یک دیسک فشرده می کنند و با نوار الکتریکی پیچیده می شوند. اما در سرعت های بالا، جابجایی همچنان اتفاق می افتد و تمایل به دور شدن از سازه دارند.

این تست شامل سه سیم پیچ است که به صورت سری به هم متصل می شوند. ولتاژ باتری 12 ولت موقعیت آهنرباها با استفاده از سنسور هال تعیین می شود. مصرف جریان سیم پیچ را با استفاده از مولتی متر اندازه گیری می کنیم.

بیایید آزمایشی را برای تعیین تعداد دور روی سه سیم پیچ انجام دهیم. سرعت چرخش تقریباً 3600 دور در دقیقه است. مدار روی تخته نان مونتاژ می شود. این مدار با یک باتری 12 ولتی تغذیه می شود و شامل یک تثبیت کننده و دو LED است که به سنسور هال متصل هستند. سنسور سالن 2 کانالی AH59، با یک کانال باز می شود زمانی که قطب جنوب و شمال آهنربا از نزدیکی عبور می کند. LED ها به صورت دوره ای چشمک می زنند. کنترل ترانزیستور اثر میدان قدرتمند IRFP2907.

عملکرد سنسور هال

روی تخته نان دو عدد LED وجود دارد. هر کدام به کانال حسگر خود متصل هستند. روتور دارای آهنرباهای نئودیمیم است. قطب های آنها بر اساس الگوی شمال-جنوب-شمال متناوب می شوند. قطب جنوب و شمال به تناوب از سنسور هال عبور می کنند. هرچه سرعت روتور بیشتر باشد، LED ها سریعتر چشمک می زنند.

دور موتور توسط سنسور هال کنترل می شود. مولتی متر با حرکت دادن سنسور هال میزان مصرف جریان روی یکی از سیم پیچ ها را تعیین می کند. تعداد انقلاب ها تغییر می کند. هرچه سرعت موتور بیشتر باشد، جریان مصرفی نیز بیشتر می شود.

حالا تمام کویل ها به صورت سری به هم وصل شده و در تست شرکت می کنند. مولتی متر میزان مصرف فعلی را نیز خواهد خواند. اندازه گیری سرعت روتور حداکثر 7000 دور در دقیقه را نشان داد. هنگامی که همه سیم پیچ ها متصل می شوند، شروع به آرامی و بدون تأثیر خارجی رخ می دهد. وقتی سه سیم پیچ به هم وصل می شوند، باید با دست خود کمک کنید. هنگام ترمز گیری روتور با دست، مصرف جریان افزایش می یابد.

شش سیم پیچ به هم وصل شده اند. سه سیم پیچ در یک فاز، سه سیم پیچ در فاز دیگر. دستگاه جریان را حذف می کند. هر فاز توسط یک ترانزیستور اثر میدانی کنترل می شود.

اندازه گیری تعداد دور روتور جریان های راه اندازی افزایش یافته و جریان نامی نیز افزایش یافته است. موتور در حدود 6900 دور در دقیقه سریعتر به محدوده دور خود می رسد. ترمز کردن موتور با دست بسیار دشوار است.

این سه سیم پیچ به برق 12 ولت متصل می شوند. 3 سیم پیچ دیگر با سیم کوتاه می شوند. موتور آهسته تر شروع به افزایش سرعت کرد. دستگاه مصرف جریان دارد. این سه سیم پیچ به برق 12 ولت متصل می شوند. این سه سیم پیچ توسط یک سیم بسته می شوند. روتور کندتر می چرخد، اما به حداکثر سرعت می رسد و خوب کار می کند.

مولتی متر جریان مدار را از سه سیم پیچ می گیرد. جریان اتصال کوتاه چهار سیم پیچ به صورت سری به هم وصل شده اند. هسته آنها موازی با آهنرباهای روتور است.

دستگاه مصرف جریان را اندازه گیری می کند. سرعت آن کندتر است، اما هیچ نقطه چسبندگی با این آرایش سیم پیچ وجود ندارد. روتور آزادانه می چرخد.منتشر شده

موتورهای الکتریکی وسایلی هستند که در آنها انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود. اصل عملکرد آنها بر اساس پدیده القای الکترومغناطیسی است.

با این حال، نحوه تعامل میدان های مغناطیسی، که باعث چرخش روتور موتور می شود، بسته به نوع ولتاژ تغذیه - متناوب یا مستقیم - به طور قابل توجهی متفاوت است.

اصل کار یک موتور الکتریکی DC بر اساس اثر دفع قطب های مشابه آهنرباهای دائمی و جذب قطب های غیر مشابه است. اولویت اختراع آن متعلق به مهندس روسی B. S. Jacobi است. اولین مدل صنعتی موتور DC در سال 1838 ساخته شد. از آن زمان تاکنون، طراحی آن دستخوش تغییرات اساسی نشده است.

در موتورهای DC کم مصرف، یکی از آهنرباها از نظر فیزیکی وجود دارد. مستقیماً به بدنه دستگاه متصل می شود. دومی در سیم پیچ آرمیچر پس از اتصال منبع جریان مستقیم به آن ایجاد می شود. برای این منظور، از یک دستگاه ویژه استفاده می شود - یک واحد کموتاتور-برس. خود کلکتور یک حلقه رسانا است که به شفت موتور متصل است. انتهای سیم پیچ آرمیچر به آن متصل می شود.

برای اینکه گشتاور ایجاد شود، قطب های آهنربای دائمی آرمیچر باید به طور مداوم تعویض شوند. این باید در لحظه ای اتفاق بیفتد که قطب از به اصطلاح خنثی مغناطیسی عبور کند. از نظر ساختاری، این مشکل با تقسیم حلقه جمع کننده به بخش هایی که توسط صفحات دی الکتریک از هم جدا شده اند، حل می شود. انتهای سیم پیچ های آرمیچر به طور متناوب به آنها متصل می شوند.

برای اتصال کلکتور به منبع تغذیه، به اصطلاح برس ها استفاده می شود - میله های گرافیتی با هدایت الکتریکی بالا و ضریب اصطکاک لغزشی کم.

سیم‌پیچ‌های آرمیچر به شبکه تغذیه متصل نیستند، اما از طریق یک مجموعه کموتاتور-برس به رئوستات راه‌اندازی متصل می‌شوند. فرآیند روشن کردن چنین موتوری شامل اتصال به شبکه تغذیه و کاهش تدریجی مقاومت فعال در مدار آرمیچر به صفر است. موتور الکتریکی به آرامی و بدون اضافه بار روشن می شود.

ویژگی های استفاده از موتورهای آسنکرون در مدار تک فاز

علیرغم این واقعیت که میدان مغناطیسی دوار استاتور از یک ولتاژ سه فاز راحت‌تر به دست می‌آید، اصل کار یک موتور الکتریکی ناهمزمان به آن اجازه می‌دهد تا در صورت ایجاد تغییراتی در طراحی آنها، از یک شبکه خانگی تک فاز کار کند.

برای انجام این کار، استاتور باید دو سیم پیچ داشته باشد که یکی از آنها سیم پیچ "شروع" است. جریان موجود در آن به دلیل گنجاندن یک بار راکتیو در مدار 90 درجه در فاز جابجا می شود. اغلب برای این

همزمانی تقریباً کامل میدان‌های مغناطیسی به موتور اجازه می‌دهد تا حتی با بارهای قابل توجه روی شفت سرعت به دست آورد، که برای عملکرد مته‌ها، چکش‌های دوار، جاروبرقی‌ها، آسیاب‌ها یا صیقل‌کننده‌های کف مورد نیاز است.

اگر یک قابل تنظیم در مدار تغذیه چنین موتوری گنجانده شود، می توان فرکانس چرخش آن را به آرامی تغییر داد. اما جهت، هنگامی که از مدار جریان متناوب تغذیه می شود، هرگز نمی تواند تغییر کند.

چنین موتورهای الکتریکی قادر به توسعه سرعت های بسیار بالا، فشرده و گشتاور بیشتری هستند. با این حال، وجود یک مجموعه کموتاتور-برس عمر مفید آنها را کاهش می دهد - برس های گرافیتی در سرعت های بالا به سرعت فرسوده می شوند، به خصوص اگر کموتاتور آسیب مکانیکی داشته باشد.

موتورهای الکتریکی بالاترین راندمان (بیش از 80٪) را در بین تمام دستگاه های ساخته شده توسط انسان دارند. اختراع آنها در پایان قرن نوزدهم را می توان یک جهش کیفی در تمدن دانست، زیرا بدون آنها نمی توان زندگی یک جامعه مدرن مبتنی بر فناوری پیشرفته را تصور کرد و چیزی مؤثرتر هنوز اختراع نشده است.

اصل همزمان عملکرد یک موتور الکتریکی در ویدئو