Можно ли использовать генератор в качестве двигателя
Содержание статьи
Можно ли использовать электродвигатель как генератор
Всем известно, что работа электродвигателя — это преобразование электрической энергии в механическую. Удастся ли заставить его преобразовывать механическую энергию в электрическую, чтобы использовать электродвигатель как генератор? Благодаря действующему в электротехнике принципу обратимости это возможно. Но нужно четко знать принцип работы агрегата и создать условия, способствующие превращению.
Законы, позволяющие использовать асинхронный электродвигатель как генератор
В генераторе напряжение, обычно подаваемое с аккумулятора, возбуждает в обмотке якоря магнитное поле, вращение же обеспечивается любым физическим устройством. В электродвигателе возможность подачи напряжения на обмотку якоря не предусмотрена. Чтобы он не поглощал, а вырабатывал электроэнергию, магнитное поле необходимо создать искусственно.
В асинхронном двигателе вращающееся магнитное поле ротора «отстает» от поля статора, обеспечивая процесс перехода электроэнергии в механическую энергию. Следовательно, чтобы запустить обратный процесс, нужно сделать так, чтобы поле статора вращалось медленнее поля ротора, либо чтобы оно вращалось в противоположную сторону.
Способы переделки электродвигателя в генератор
Есть два способа «регулировки» магнитного поля статора.
Торможение реактивной нагрузкой
Сделать это можно с помощью мощной конденсаторной батареи. Включите ее в цепь питания двигателя, который работает в обычном режиме. Заряд, накопленный в батарее, будет в противофазе с зарядом, создаваемым питающим напряжением, что приведет к замедлению последнего. После этого двигатель вместо поглощения тока начинает генерировать его, отдавая в сеть.
Любой транспорт на электротяге работает именно благодаря этому эффекту — при «самостоятельном» движении под уклон механическая энергия не требуется, и конденсаторная батарея автоматически подключается к цепи питания. Вырабатываемая энергия подается в сеть, чтобы затем опять преобразоваться в механическую.
Самовозбуждение электродвигателя
Остаточное магнитное поле ротора может произвести ЭДС, достаточное для зарядки конденсатора. Вследствие этого возникает эффект самовозбуждения, что делает возможным переход двигателя в режим генерации электроэнергии. Непрерывность этого процесса обеспечивает конденсаторная батарея, подпитывающаяся от произведенного тока.
Этот способ является более действенным, и именно он подходит, если вы хотите применить асинхронный электродвигатель как генератор.
Что нужно знать, чтобы электродвигатель работал как генератор
При переделке двигателя в генератор следует учитывать следующие технические детали:
- Не пытайтесь использовать электролитические конденсаторы — они не пригодны для подключения в цепь. Вам нужны неполярные конденсаторные батареи.
- В трехфазных машинах конденсаторы могут включаться по схеме «треугольник» или «звезда». В первом случае величина напряжения на выходе выше, а во втором генерация начинается на меньших оборотах ротора. Выбирайте оптимальный для достижения вашей цели вариант.
- Однофазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором тоже могут генерировать электроэнергию. Запуск осуществляется с помощью фазосдвигающего конденсатора.
Поскольку определить необходимую величину емкости конденсаторной батареи невозможно, остается подбирать ее по весу — он должен быть равен весу двигателя или слегка превышать его.
Насколько эффективно использование электродвигателя в качестве генератора
У использования электродвигателя как генератора есть свои «плюсы»:
- Агрегат достаточно прост в обслуживании и экономичен, поскольку конденсатор получает энергию от остаточного поля ротора и от вырабатываемого тока.
- Практически отсутствуют «побочные» траты энергии на магнитные поля или бесполезный нагрев.
И «минусы»:
- Преобразованный в генератор двигатель чувствителен к перепадам нагрузки.
- Частота вырабатываемого тока часто нестабильна.
- Такой генератор не может обеспечить промышленную частоту тока.
Если в вашем случае преимущества перевешивают недостатки, то применение асинхронного генератора целесообразно.
Источник
Íà íàøèõ ãëàçàõ ýëåêòðîýíåðãèÿ íà÷èíàåò èãðàòü âñå áîëüøóþ ðîëü â òðàíñïîðòå. Âñëåä çà ýëåêòðîìîáèëÿìè, óñïåøíî îòâîåâûâàþùèìè ñåáå ìåñòî íà äîðîãàõ, â íåáî ïîäíèìàþòñÿ ýëåêòðîñàìîëåòû. Íî äëÿ àâèàöèè òàêèå èçìåíåíèÿ ìîãóò èìåòü äàëåêîèäóùèå ïîñëåäñòâèÿ. Âïîëíå âîçìîæíî, ÷òî ñàìîëåòû çàâòðàøíåãî äíÿ áóäóò ïîäíèìàòü â íåáî íå ýëåêòðîìîòîðû, à àòìîñôåðíûå èîííûå äâèãàòåëè. Ïîÿâëåíèå èîíîëåòîâ îáåùàåò êà÷åñòâåííûé ïðîðûâ â àâèàòåõíèêå.
×òî ýòî òàêîå?
Ñåãîäíÿ èîíîëåò, îí æå èîíîêðàôò (èëè ëèôòåð, ñ óäàðåíèåì íà ïîñëåäíåì ñëîãå), — ýòî òîëüêî ëåãêàÿ ëåòàþùàÿ ìîäåëü, ñïîñîáíàÿ ìãíîâåííî îòîðâàòüñÿ îò ïîâåðõíîñòè, êàê òîëüêî íà ïðîâîä, ñîåäèíÿþùèé åå ñ èñòî÷íèêîì ïèòàíèÿ, áóäåò ïîäàí ýëåêòðè÷åñêèé òîê. Íî äëÿ èíæåíåðîâ è ôàíòàñòîâ ýòî îäèí èç âàðèàíòîâ ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà áóäóùåãî, èìåþùåãî âåñüìà çàìàí÷èâûå õàðàêòåðèñòèêè. Îí áóäåò ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòûì, â îòëè÷èå îò ñîâðåìåííûõ ñàìîëåòîâ è âåðòîëåòîâ, áåñøóìíûì è áåç çíà÷èòåëüíûõ óñèëèé ñìîæåò âåðòèêàëüíî âçëåòàòü è ñàäèòüñÿ. Âî âñÿêîì ñëó÷àå, òàê åãî ïðåäñòàâëÿþò èññëåäîâàòåëè. Íå ýòî ëè òåõíîëîãèÿ äëÿ ëåòàþùèõ àâòîìîáèëåé áóäóùåãî?
Ïîäúåìíàÿ ñèëà â òàêîì àïïàðàòå ñîçäàåòñÿ áëàãîäàðÿ ýôôåêòó Áèôåëüäà — Áðàóíà. Åùå â 20-õ ãîäàõ ïðîøëîãî âåêà àìåðèêàíñêèìè ó÷åíûìè Òîìàñîì Áðàóíîì è àññèñòèðîâàâøèì åìó Ïîëîì Áèôåëüäîì, ýêñïåðèìåíòèðîâàâøèìè ñ ðåíòãåíîâñêèìè òðóáêàìè Êóëèäæà, áûë îáíàðóæåí íåîáû÷íûé ýôôåêò. Íåêàÿ ñèëà äåéñòâîâàëà íà çàðÿæåííûé äî âûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ àñèììåòðè÷íûé êîíäåíñàòîð. Åå áûëî äîñòàòî÷íî äàæå äëÿ òîãî, ÷òîáû ïîäíÿòü êîíäåíñàòîð â âîçäóõ. Ñàì ó÷åíûé ïîíà÷àëó áûë óâåðåí, ÷òî íàøåë ñïîñîá âëèÿòü íà ãðàâèòàöèþ ñ ïîìîùüþ ýëåêòðè÷åñòâà. Òîãäà, îòêðûòîìó ÿâëåíèþ, äàæå äàëè ñîîòâåòñòâóþùåå íàçâàíèå — «ýëåêòðîãðàâèòàöèÿ». Ñåãîäíÿ òàêèå îïûòû ïîïóëÿðíû íå òîëüêî ó øêîëüíèêîâ è ñòóäåíòîâ, óâëåêàþùèõñÿ ôèçèêîé, íî è ñðåäè ñòîðîííèêîâ ðàçëè÷íûõ òåîðèé, íå ïðèçíàâàåìûõ ñîâðåìåííîé íàóêîé. Ïî èõ ìíåíèþ, èîííûé âåòåð äàåò òîëüêî 10-20% òÿãè èîííîãî äâèãàòåëÿ, îñòàëüíûå äàåò ïîêà íå èçâåñòíàÿ íàóêå ñèëà.
Âîò òîëüêî åñëè áû äåëî áûëî â ãðàâèòàöèè, à íå â äâèæåíèè çàðÿæåííûõ èîíîâ âîçäóõà, êàê åñòü íà ñàìîì äåëå, òî óñòðîéñòâî îäèíàêîâî õîðîøî ðàáîòàëî áû êàê â âîçäóøíîé ñðåäå, òàê è â âàêóóìå. Íî â ðåçóëüòàòå ìíîæåñòâà îïûòîâ áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî â îòñóòñòâèå ãàçîâîé ñðåäû óñòðîéñòâî íå ðàáîòàåò.  âàêóóìå ýôôåêò èñ÷åçàåò. Çäåñü íå ñòîèò ïóòàòü èîíîëåò (àòìîñôåðíûé èîííûé äâèãàòåëü) ñ èîííûìè äâèãàòåëÿìè, âñå ÷àùå ïðèìåíÿåìûìè â êîñìè÷åñêèõ àïïàðàòàõ. Îíè-òî êàê ðàç è ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ðàáîòû â âàêóóìå. Òàêîé äâèãàòåëü ñâîáîäíî ðàáîòàåò â áåçâîçäóøíîé ñðåäå, òàê êàê ðåàêòèâíàÿ òÿãà âîçíèêàåò íà áàçå çàïàñåííîãî ðàáî÷åãî òåëà, êîòîðûì, êàê ïðàâèëî, ÿâëÿåòñÿ èíåðòíûé ãàç (àðãîí, êñåíîí è ò. ï.). Èì êîñìè÷åñêèé àïïàðàò çàïðàâëÿþò äî ñòàðòà.  ñëó÷àå èîíîëåòà åãî ðàáî÷èì òåëîì ôàêòè÷åñêè ÿâëÿåòñÿ çàáîðòíûé âîçäóõ, êîòîðûé, ðàçóìååòñÿ, ñ ñîáîé áðàòü â ïîëåò íå íàäî.
Ñåêðåò ïîäúåìíîé ñèëû èîíîëåòà ïðîñò. Ïðè î÷åíü âûñîêîì íàïðÿæåíèè ìåæó ýëåêòðîäàìè — àíîäîì è êàòîäîì — âîçíèêàåò èîííûé (èëè ýëåêòðîñòàòè÷åñêèé) âåòåð. Ýòî ÿâëåíèå òàêæå íàçûâàåòñÿ ýëåêòðîãèäðîäèíàìè÷åñêèì ýôôåêòîì (ÝÃÄ). Ïðè÷åì îäèí ýëåêòðîä, êàê ïðàâèëî, òîíêèé èëè îñòðûé, äðóãîé — øèðîêèé è ïëîñêèé. Òî åñòü îíè íå ñèììåòðè÷íû äðóã äðóãó. Òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷àåòñÿ ëåâèòèðóþùèé àñèììåòðè÷íûé âîçäóøíûé êîíäåíñàòîð.
Îäèí èç âàðèàíòîâ ìîäåëè èîíîëåòà / © jlnlabs.org
Îêîëî îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííîãî ýëåêòðîäà ìîëåêóëû âîçäóõà èîíèçèðóþòñÿ. Îíè ïîëó÷àþò îòðèöàòåëüíûé çàðÿä è íà÷èíàþò äâèãàòüñÿ ê ýëåêòðîäó ñ ïîëîæèòåëüíûì çàðÿäîì. Ïðè ýòîì îíè óâëåêàþò íà ñâîåì ïóòè íåéòðàëüíûå ìîëåêóëû âîçäóõà, ÷åì è ñîçäàåòñÿ íåîáõîäèìàÿ òÿãà äëÿ ïîëåòà. Ïðè÷åì ïîëíîé èîíèçàöèè ïðîõîäÿùåãî ÷åðåç àïïàðàò âîçäóõà íå òðåáóåòñÿ.
Ïðîñòåéøàÿ ñõåìà ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà âûãëÿäèò ñëåäóþùèì îáðàçîì. Îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûå ýëåêòðîäû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ìåòàëëè÷åñêèå îñòðèÿ. Èõ íåñêîëüêî, è îíè ðàñïîëîæåíû íàä ìåòàëëè÷åñêîé ñåòêîé ñ ïîëîæèòåëüíûì çàðÿäîì. Îáðàçîâûâàþùèåñÿ ìåæäó íèìè èîíû óñòðåìëÿþòñÿ ê ñåòêå, ãäå è ðàññòàþòñÿ ñî ñâîèì çàðÿäîì, âûõîäÿ èç äâèãàòåëÿ óæå îáû÷íûìè ìîëåêóëàìè âîçäóõà. Òåì ñàìûì ýëåêòðîýíåðãèÿ âûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ ïðåîáðàçóåòñÿ â êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ âîçäóøíîãî ïîòîêà. Òàêîé èîííûé äâèãàòåëü åùå íàçûâàþò ýëåêòðîñòàòè÷åñêèì äâèæèòåëåì (ÝÑÄ).
Ðåãóëèðóÿ íàïðÿæåíèå íà ýëåêòðîäàõ, ìîæíî äàòü êîìàíäó íà âçëåò è ïîñàäêó, èçìåíÿÿ íàïðÿæåíèå òîëüêî íà íåêîòîðûõ ýëåêòðîäàõ, ìîæíî íàêëîíÿòü è ïîâîðà÷èâàòü àïïàðàò. È ïðè ýòîì íèêàêèõ äâèæóùèõñÿ ÷àñòåé äâèãàòåëü íà èîííîì âåòðå íå èìååò. Êîíñòðóêöèÿ ïðîñòà, à ïåðñïåêòèâíûå âàðèàíòû äâèæèòåëÿ íå ïðåäïîëàãàþò ñåðüåçíîãî òåõíè÷åñêîãî îáñëóæèâàíèÿ, ñìàçêè è ò. ï.
Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî ñàì òåðìèí «èîíîêðàôò» (ionocraft), â ðóññêîì âàðèàíòå «èîíîëåò», ïðèäóìàë íàø ñîîòå÷åñòâåííèê. Ïèîíåð àâèàöèè, ëåò÷èê-àñ Ïåðâîé ìèðîâîé âîéíû, ïîêèíóâøèé Ðîññèþ ïîñëå ðåâîëþöèè, àâèàòîð, èçîáðåòàòåëü è àâèàêîíñòðóêòîð Àëåêñàíäð Íèêîëàåâè÷ Ïðîêîôüåâ-Ñåâåðñêèé. Îí æå â 1964 ãîäó ïîëó÷èë ïàòåíò íà ñâîé ëåòàòåëüíûé àïïàðàò. Çà ãîäû, ïðîâåäåííûå â Àìåðèêå, Ñåâåðñêèé ðàáîòàë êîíñóëüòàíòîì ïðè Ìèíèñòåðñòâå îáîðîíû, îñíîâàë äâå àâèàñòðîèòåëüíûå ôèðìû, ñêîíñòðóèðîâàë íåñêîëüêî óäà÷íî ñåáÿ ïîêàçàâøèõ ñàìîëåòîâ, ñòàë àâòîðîì ìíîæåñòâà èçîáðåòåíèé è ïàòåíòîâ. Îäíàêî êîììåð÷åñêîãî óñïåõà òàê è íå äîáèëñÿ.  1939 ãîäó Ñåâåðñêèé áûë îòñòðàíåí èíâåñòîðàìè îò óïðàâëåíèÿ îñíîâàííîé èì êîìïàíèè. Ïîñëå ÷åãî îí çàíÿëñÿ ïèñàòåëüñêîé äåÿòåëüíîñòüþ, ÷èòàë ëåêöèè è áëàãîäàðÿ ñâîåìó óìåíèþ âûñòóïàòü íà ïóáëèêå ïîëó÷èë øèðîêóþ èçâåñòíîñòü, à â 60-õ ãîäàõ çàíÿëñÿ èîíîëåòàìè. Ñåâåðñêèé ïîäðîáíî îïèñàë ôèçèêó ýôôåêòà è çàïàòåíòîâàë îñíîâíûå ïðèíöèïû ðàáîòû èîíîëåòà.
Ìîäåëü, ñîçäàííàÿ Ñåâåðñêèì, ïðåäñòàâëÿëà ñîáîé ïðÿìîóãîëüíóþ ðàìêó èç áàëüñû (äåðåâà, äðåâåñèíà êîòîðîãî ñ÷èòàåòñÿ ñàìîé ëåãêîé â ìèðå) ñ íàòÿíóòîé íà íåå àëþìèíèåâîé ïðîâîëîêîé. Ýëåêòðè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ïîäâîäèëàñü ê àïïàðàòó ïî êîàêñèàëüíîìó êàáåëþ. Íî ñäåëàòü ÷òî-òî áîëüøåå ó íåãî íå ïîëó÷èëîñü. Ïîïûòêà Ñåâåðñêîãî ïîñòðîèòü èîíîêðàôò, ñïîñîáíûé ïîäíÿòüñÿ â âîçäóõ ñ ÷åëîâåêîì íà áîðòó, íå óäàëàñü. Ôîðìàëüíî ïî ïðè÷èíå îòñóòñòâèÿ äåíåã. Íî âñå-òàêè îñíîâíàÿ ñëîæíîñòü ñîçäàíèÿ òàêîãî àïïàðàòà êðîåòñÿ â äðóãîì. Äàæå ñåé÷àñ ìîäåëè èîíîëåòîâ íå ñïîñîáíû íåñòè íà ñåáå ñîáñòâåííûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ. Âñå ìîäåëè ïîäêëþ÷àþòñÿ ê âíåøíåìó èñòî÷íèêó ïèòàíèÿ, òàê êàê ñîáñòâåííûé èì ïîäíÿòü åùå íå ïîä ñèëó, íå ãîâîðÿ óæå î ïèëîòå èëè äîïîëíèòåëüíîì îáîðóäîâàíèè.
Ëåòàþùàÿ ìîäåëü èîíîëåòà è ïðîåêò îäíîìåñòíîãî àïïàðàòà À. Í. Ñåâåðñêîãî / © Popular Mechanics
Íå âñå òàê ïðîñòî
 ÷åì æå ïðîáëåìà? Àòìîñôåðíîìó èîííîìó äâèãàòåëþ òðåáóåòñÿ òîê î÷åíü âûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ.  òî æå âðåìÿ ê èäåå èîíîëåòà íå òàê äàâíî âåðíóëèñü ñíîâà. È íå êòî-òî, à èññëåäîâàòåëè èç Ìàññà÷óñåòñêîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà (MIT), êîòîðûé, êàê èçâåñòíî, ÿâëÿåòñÿ íîâàòîðîì â îáëàñòè ïåðñïåêòèâíûõ òåõíîëîãèé. Ñîãëàñíî èõ âûâîäàì, äëÿ ïîäúåìà â âîçäóõ áåñïèëîòíîãî àïïàðàòà ñ îáîðóäîâàíèåì íà áîðòó è ñîáñòâåííûì èñòî÷íèêîì ïèòàíèÿ ïîòðåáóåòñÿ íåñêîëüêî ñîòåí èëè äàæå òûñÿ÷ êèëîâîëüò. Äëÿ ñðàâíåíèÿ, â áûòîâîé ýêëåêòè÷åñêîé ñåòè íàïðÿæåíèå òîêà ñîñòàâëÿåò 220 âîëüò. Ýòî âñåãî 0,22 êèëîâîëüòà. Ëåãêîé ýêñïåðèìåíòàëüíîé ìîäåëè èîíîëåòà, ñäåëàííîé â ëàáîðàòîðèè MIT, ïîòðåáîâàëîñü íàïðÿæåíèå âñåãî â íåñêîëüêî êèëîâîëüò.  êà÷åñòâå îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííîãî ýëåêòðîäà âûñòóïèë òîíêèé ìåäíûé ïðîâîä, à ïîëîæèòåëüíîãî — ëåãêàÿ àëþìèíèåâàÿ òðóáêà. Êàðêàñ áûë ñêëååí èç áàëüñû.
Íî â öåëîì ðåçóëüòàòû îïûòà îêàçàëèñü îáíàäåæèâàþùèìè. Îíè ïîêàçàëè, ÷òî äâèãàòåëè, îñíîâàííûå íà ýôôåêòå Áèôåëüäà — Áðàóíà, ìîãóò áûòü ãîðàçäî áîëåå ýôôåêòèâíûìè, ÷åì òðàäèöèîííûå. Ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè, ÷òî òÿãà òàêîãî àòìîñôåðíîãî èîííîãî äâèãàòåëÿ ìîæåò ñîñòàâëÿòü äî 110 íüþòîíîâ íà êèëîâàòò ìîùíîñòè, òîãäà êàê òðàäèöèîííûå ðåàêòèâíûå äâèãàòåëè èìåþò ïîêàçàòåëü âñåãî 2 íüþòîíà íà êèëîâàòò.
Íî åñòü è äðóãàÿ ñëîæíîñòü â ñîçäàíèè òàêèõ àïïàðàòîâ.  ñðàâíåíèè ñ òðàäèöèîííûìè ðåàêòèâíûìè äâèãàòåëÿìè, àòìîñôåðíûé èîííûé äâèãàòåëü ñóùåñòâåííî óñòóïàåò ïî ïîêàçàòåëþ «ïëîòíîñòè» òÿãè, òî åñòü åå êîëè÷åñòâó íà åäèíèöó ðàáî÷åé ïëîùàäè. Îáúÿñíÿåòñÿ ýòî òåì, ÷òî åå âåëè÷èíà íàïðÿìóþ çàâèñèò îò øèðèíû âîçäóøíîãî çàçîðà ìåæäó àíîäîì è êàòîäîì. ×åì îí áîëüøå, òåì ñèëüíåå òÿãà. Ñëåäîâàòåëüíî, ÷òîáû ñîçäàòü äàæå ëåãêèé ëåòàòåëüíûé àïïàðàò, ïîòðåáóåòñÿ ðàçìåñòèòü ýëåêòðîäû íà áîëüøîì ðàññòîÿíèè äðóã îò äðóãà. Ôàêòè÷åñêè òàêèå çàçîðû áóäóò îïðåäåëÿòüñÿ ìàêñèìàëüíî âîçìîæíûìè ãàáàðèòàìè ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà. Òàêèì îáðàçîì, ñàì ôþçåëÿæ, îêðóæåííûé ýëåêòðîäàìè, áóäåò íàõîäèòüñÿ âíóòðè ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî äâèæèòåëÿ.
Èîíîëåò â âèäå «ëåòàþùåé òàðåëêè» / © Popular Mechanics
Âïå÷àòëÿþùèå ïåðñïåêòèâû
Åñëè âåðèòü îáåùàíèÿì èññëåäîâàòåëåé, ïåðåäâèãàòüñÿ òàêîé àïïàðàò ñìîæåò áåñøóìíî è íå áóäåò èìåòü âðåäíûõ âûáðîñîâ. Êðîìå òîãî, îí ñìîæåò âåðòèêàëüíî âçëåòàòü, ñàäèòüñÿ, à òàêæå çàâèñàòü íàä ïîâåðõíîñòüþ.  ýòîì îí ïîäîáåí âåðòîëåòó. Íî, â îòëè÷èå îò ïîñëåäíåãî, îòñóòñòâèå âèáðàöèè ïîçâîëèò ñîçäàòü èäåàëüíûé êîìôîðò â ïàññàæèðñêîé êàáèíå. Âçëåòàòü è ñàäèòüñÿ òàêèå àïïàðàòû ñìîãóò â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò æèëûõ è àäìèíèñòðàòèâíûõ çäàíèé, íå ñîçäàâàÿ øóìà, à ñëåäîâàòåëüíî, è íåóäîáñòâà îêðóæàþùèì.  ïðîøëîì òàêèå ëåòàòåëüíûå àïïàðàòû ïðåäñòàâëÿëèñü ïèëîòèðóåìûìè, íî ñåé÷àñ ñ ðàçâèòèåì áåñïèëîòíîé òåõíèêè ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî ïåðâûå èîíîëåòû áóäóò îáõîäèòüñÿ áåç ÷åëîâåêà íà áîðòó.
Íåçàìåíèì îí îêàæåòñÿ è íà âîåííîé ñëóæáå. Èîíîëåò íåâèäèì â èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíå, ÷òî ÿâëÿåòñÿ íàñòîÿùåé íàõîäêîé äëÿ âîåííûõ. Òàêîé áåñïèëîòíûé ëåòàòåëüíûé àïïàðàò ìîæíî áóäåò èñïîëüçîâàòü äëÿ ðàçâåäûâàòåëüíûõ è èíûõ ìèññèé, íå ðèñêóÿ áûòü îáíàðóæåííûì ïðèáîðîì íî÷íîãî âèäåíèÿ. Ðåàëèçîâàí èîíîëåò ìîæåò áûòü è â âèäå ëåâèòèðóþùåé ïëàòôîðìû, ïîëó÷àþùåé ïèòàíèå ñ çåìëè ïî ïðîâîäàì. Ëåòàþùèé ñòðîèòåëüíûé êðàí, áåñïèëîòíèê äëÿ ïàòðóëèðîâàíèÿ äîðîæíîãî äâèæåíèÿ, ìåòåîçîíä, îòñëåæèâàþùèé èçìåíåíèÿ ïîãîäû. Åìó ìîæíî íàéòè ìíîãî ñïîñîáîâ ïðèìåíåíèÿ.
Ìîãóò ïðèãîäèòüñÿ èîíîëåòû è äëÿ ïîëåòîâ â àòìîñôåðå äðóãèõ ïëàíåò. Âåäü èì íå íàäî íåñòè íà áîðòó òîïëèâî. Íî âñå-òàêè, îñòàëîñü ðåøèòü âîïðîñ ñ ìîùíûì èñòî÷íèêîì ïèòàíèÿ.
Ñðàâíåíèå ýêîíîìè÷íîñòè íåñóùåé ñèñòåìû âåðòîëåòà è èîíîëåòà (ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî äâèæèòåëÿ) / © «Òåõíèêà-ìîëîäåæè»
Ñäåëàé ñàì
Åñëè åñòü îïûò ðàáîòû ñ ýëåêòðè÷åñòâîì, ñäåëàòü ïðîñòåéøóþ ëåòàþùóþ ìîäåëü èîíîëåòà ìîæíî è ñàìîìó. Ïðè ýòîì íåîáõîäèìî ïðåäïðèíÿòü ñîîòâåòñòâóþùèå ìåðû ïðåäîñòîðîæíîñòè, òàê êàê ïðèäåòñÿ ðàáîòàòü ñ òîêîì âûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ.  îñíîâå êîíñòðóêöèè — ñêëååííàÿ èç òîíêèõ áàëüñîâûõ ïëàíîê òðåóãîëüíàÿ ðàìà. Âåðõíèé ýëåêòðîä — òîíêàÿ ìåäíàÿ ïðîâîëîêà ñå÷åíèåì 0,1 êâ. ìì. Íèæíèé — øèðîêàÿ ïîëîñêà èç ïèùåâîé àëþìèíèåâîé ôîëüãè, íàòÿíóòàÿ íà ðàìó. Ðàññòîÿíèå ìåæäó íèìè — îêîëî 30 ìì. Ôîëüãà äîëæíà îãèáàòü ïëàíêè è íå èìåòü îñòðûõ ðåáåð, â ïðîòèâíîì ñëó÷àå ìîæåò âîçíèêíóòü ýëåêòðè÷åñêèé ïðîáîé.
Ïðîñòåéøàÿ ìîäåëü èîíîëåòà /© linux-host.org
Ïîñëå ñáîðêè êîíñòðóêöèè ê íåé ïîäêëþ÷àåòñÿ âûñîêîâîëüòíûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ ñ íàïðÿæåíèåì 30 êÂ. Ïîëîæèòåëüíûé âûâîä — ê ïðîâîäó, îòðèöàòåëüíûé — ê ôîëüãå. ×òîáû ìîäåëü íå óëåòåëà, åå íóæíî ïðèâÿçàòü ê ñòîëó êàïðîíîâûìè íèòÿìè.
Источник
Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы
Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы
Электрики давно научились извлекать пользу из принципа обратимости электрических машин: когда попадает в руки вроде бы ненужный трехфазный движок, то его можно раскрутить от бытовой сети или вырабатывать бесплатную электрическую энергию.
Эта статья рассказывает, как можно просто и надежно сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками по одной из трех доступных схем, а в ее конце приведен видеоролик, автор которого воплотил в железе эту идею.
Однако там есть ошибочные выводы. Не повторяйте их.
Секреты подбора электродвигателя
Асинхронная машина может работать в режиме:
1. двигателя, когда на нее подается электрическое напряжение;
2. или генератора, если вращать ее ротор с определенной величиной крутящего момента от дополнительного источника. Им может быть любой двигатель внутреннего сгорания, водяная турбина, ветряное колесо или другой источник энергии.
Отработавшие на производстве трехфазные электродвигатели часто списывают. Они попадают в руки домашнего мастера практически бесплатно или по символической цене.
Ими не сложно воспользоваться для решения бытовых или хозяйственных задач. Потребуется только оценить конструкцию: возможности по выработке электроэнергии определенного напряжения и мощности от источника энергии с конкретным числом оборотов.
Для этого следует изучить характеристики статора и ротора.
Коротко о статоре
Конструкция статора асинхронного двигателя представлена:
· тремя обмотками, по которым проходит электрический ток;
· магнитопроводом из пластин электротехнического железа, созданному для передачи магнитного потока.
Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы
Соединение концов обмоток может выполняться схемой звезды либо треугольника. Каждый вариант имеет свои особенности. Их надо учитывать для различных условий эксплуатации.
Чтобы не отвлекать ваше внимание на этот вопрос рекомендую тем, кого он интересует, ознакомиться с этой информацией более подробно в статье о способах подключения трехфазного асинхронного электродвигателя в однофазную сеть.
Она будет полезна многим людям.
Что надо знать о роторе
Он имеет три обмотки из изолированного провода. по которым протекают наводимые токи и формируют суммарный крутящий момент магнитного поля.
Эти обмотки могут быть:
1. выведены на внешние клеммы статора через контактные вращающиеся кольца с щеточным механизмом. Его называют ротором с фазной обмоткой;
2. короткозамкнуты встроенным алюминиевым кольцом — «беличье колесо».
Выглядят они следующим образом.
Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы
Для бытовых целей предпочтительнее использовать электродвигатель у которого работает короткозамкнутый ротор. О нем идет речь дальше.
Однако, если попалась в руки модель с фазным ротором, то ее легко переделать в короткозамкнутую: достаточно просто зашунтировать выходные контакты между собой.
Важные электрические характеристики
Чтобы сделать генератор из асинхронного двигателя стоит учесть:
· поперечное сечение провода обмотки. Оно ограничивается тепловым воздействием от протекающих суммарных токов, формируемых как от активной нагрузки, так и реактивных составляющих;
· число оборотов, на которые рассчитан электродвигатель. Это оптимальная величина, котрой следует придерживаться при выборе подключения к источнику энергии;
· КПД, cos φ;
· схему подключения обмоток.
Эти величины указываются на табличке корпуса или рассчитываются косвенными методами.
Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы
Как работает двигатель в режиме генератора
При раскрутке ротора необходимо возбудить электромагнитное поле. Его добиваются за счет параллельного подключения к обмоткам емкостной нагрузки от батареи конденсаторов разными методами. Рассмотрим их.
Две схемы звезды
Типовое подключение выглядит следующим образом.
Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы
Упрощенный вариант схемы показан ниже.
Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы
Здесь применяют рабочий и пусковой конденсаторы, которые коммутируются собственными переключателями.
Схема треугольника
Она позволяет вырабатывать 220 вольт линейного напряжения.
Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы
Как подобрать конденсаторы
Емкость конденсатора для возбуждения генератора можно подсчитать по формуле, исходя из реактивной мощности, частоты и напряжения.
С=Q/2π∙f∙U2.
Следует учитывать, что они по разному влияют на нагрев обмоток в различных режимах. Поэтому для холостого хода и работы генератора используют ступенчатое переключение.
Рекомендуемые расчеты представлены таблицей.
Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы
Конденсаторную батарею рекомендую набирать из бумажных моделей на 500 вольт. Пользоваться электрическими конструкциями не рекомендую даже при включении каждой полугармоники через диод.
Электролит при нагревании может закипеть, что приведет к взрыву корпуса.
Особенности эксплуатации
Для безопасной работы необходимо:
· правильно подобать измерительные приборы;
· включить в схему защиты автоматический выключатель и УЗО;
· смонтировать схему резервного питания;
· правильно выбрать систему напряжения;
· избегать перегрузок за счет эффективного подключения потребителей;
· контролировать рабочую частоту на выходе.
О том, как это сделать, подробно раскрыто в статье на моем сайте: «Как сделать генератор из асинхронного двигателя». Рекомендую прочитать и выполнить.
Ее хорошо дополняет видеоролик Ильи Петровича. Обязательно посмотрите и ознакомьтесь с комментариями. Он допустил несколько характерных ошибок, а люди в своих комментариях указали на них. Надеюсь, что эта информация будет полезной для вас.
До встречи в следующей публикации.
Источник