Линейный генератор своими руками - Electrik-Ufa.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Линейный генератор своими руками

Линейный генератор

Если мы снабдим ноутбук тюнером, у нас будет радиоприемник, телевизор, интернет и прочие прибамбасы для развлечения и работы. Добавим пару светодиодных лампочек, и мы уже почти полностью независимы от чубайсиков. При низком энергопотреблении ноутбуков, 7 амперного аккумулятора хватит на 8-12 часов работы. Если снабдить аккумулятор зарядкой на линейном генераторе, который будет подзаряжать его непрерывно – проблема будет решена.

Предлагаю для энтузиастов более простую и дешевую модель, которая уже «обкатана» и работает. Собрать эту модель может любой желающий поэкспериментировать в этой области, специальных знаний не требуется, но конечно желательно.

Я имею в виду «линейный генератор». Многие видели фонарики, изготовленные на линейном генераторе. Стоит их немного потрусить и энергии хватает на несколько минут горения светодиода. http://mobipower.ru/modules.php?name=News&file=article&s >
Конечно, линейный генератор собранный любителями, требует усовершенствования – не трусить же вам его сутки напролет руками. Я приобрел поисковой магнит P-60-06-30-N, от всех других поисковых магнитов он отличается тем, что не имеет стального стакана и одинаково сильно работает, как на плоскостях, так и по окружности. Это довольно сильный магнит, с силой сцепления 124 кг, линейный генератор на нём должен получиться мощным.

В центре этого магнита имеется отверстие, что облегчает его применение. Представьте шпильку, в центре которой с помощью шайб и гаек закреплен этот магнит. Шпилька, через «П» образную пластину, закрепленную на концах шпильки, горизонтально подвешена на неподвижной опоре. Это позволяет ей, вместе с магнитом, горизонтально перемещаться, внутри жестко закрепленной катушки. Подвеска жесткая, поэтому магнит может перемещаться только вдоль катушки. Если мы возьмемся за конец шпильки рукой и начнем её двигать в катушке, она начнет вырабатывать ток – вот и получился генератор, осталось только его автоматизировать.

Это можно сделать с помощью электромагнита и датчика Холла. На одном конце шпильки закрепляем дисковый магнит, напротив него закрепляется электромагнит, с сердечником равным по диаметру магниту. Электромагнит подключен через исполнительный механизм, управляемый датчиком холла, к аккумулятору.

При движении шпильки в сторону электромагнита, постоянный магнит, закрепленный на конце шпильки, притягивается к сердечнику электромагнита. Но на минимальном расстоянии до электромагнита срабатывает датчик Холла, включается электромагнит, одноименным полем с постоянным магнитом, и в результате сильным толчком отбрасывает шпильку с магнитом в противоположный конец.

На другом конце, напротив шпильки можно неподвижно закрепить пружину, которая будет отбрасывать шпильку в обратную сторону. Таким образом, процесс будет длиться непрерывно. Вместо пружины можно закрепить неподвижно дисковый постоянный магнит, а на шпильке такой же дисковый магнит, одноименными полюсами друг к другу.

Если вы пробовали соединить, одноименными полюсами, два неодимовых магнита, даже не очень больших, вы представляете, как это трудно. Причем магниты, при соединении, стремятся уйти в сторону, поэтому возможно потребуется вместо одного магнита, установить 4, с небольшим наклоном, чтобы они уравновешивали друг друга. В этом случае шпилька будет получать толчок строго горизонтально, что и требуется. Таким образом, на шпильке будет один магнит, а неподвижно будут закреплены 4, может быть будет достаточно и 3, симметрично расположенных.

Когда вы соберете подобное устройство, катушку электромагнита необходимо будет настроить в резонанс, для минимального потребления тока. Для этого в разрыв катушки необходимо включить амперметр, а к самой катушке параллельно подсоединять неполярные конденсаторы, добиваясь наименьшего потребления тока электромагнитом. При входе в резонанс электромагнит будет потреблять минимальный ток, вся остальная мощность генератора будет расходоваться на подзарядку аккумулятора.

Обмотку генератора можно намотать, исходя из опыта любителей, получится две катушки в поперечном сечении 30х20 каждая. Провод толщиной 1,5-2 мм с таким расчетом, чтобы он выдавал около 20 вольт, с возможно большим током.

Удлинив шпильку её подвес можно сделать на магнитах, тогда верхний маятниковый подвес можно исключить. Еще больше удлинив шпильку можно расположить на ней два, три таких генератора, увеличив общую мощность. В общем, здесь есть над чем поэкспериментировать любителю.

Вот к каким выводам приходили любители, проводя эксперименты с катушками:

«Рассмотрите этот процесс подробнее. Если магнит не находится в катушке и начинает входить в неё одним полюсом, то до того момента, пока катушка не дойдет до середины магнита в катушке будет наведён импульс только одной полярности. А вот когда в катушку начинает входить другой полюс, вот тогда появляется импульс другой полярности. Только вначале он маленький (т.к. магнитное поле в середине магнита незначительно), но по мере продвижения магнита вглубь катушки противоимпульс становится всё больше и больше и наступает момент когда эти импульсы равны. Это и есть момент перехода напряжения через 0. Это как раз и есть тот момент, когда магнит находится полностью в катушке и расстояние от его торцов (полюсов) до края катушки равны. А соответственно равны и наведённые напряжения разноименными полюсами. При выходе одного из полюсов из катушки картина аналогичная».

«Как и ожидал — торцы магнита формируют разнополярную ЭДС. А катушка, находящаяся у «бока» магнита — мало что дает. Основной импульс формируется, когда напротив витков проходит торец магнита. А у боков МП уже значительно рассеяно.

1) Надо 2 катушки, разнонаправленные и коммутированные так, что бы ЭДС суммировались.

2) амплитуда колебаний магнита не должна быть больше, чем длина катушек, что бы торцы магнита не выходили за пределы «своей» катушки.

С магнитной подвеской такой генератор генерит практически синусоиду! В других случаях генерация тоже есть, но это всякие разные импульсы, разные как по амплитуде, так и по полярности».

Линейный генератор вертикального типа

В этом генераторе катушка будет такая же, как и в прошлом генераторе, только расположена она будет вертикально. Магнит, соответственно, будет совершать возвратно поступательные движения, внутри катушки, в вертикальной плоскости. Катушка 2 каркасная, с внутренним диаметром 62 мм, длинна 60 мм. Магнит толщиной 30 мм, будет перемещаться на 30 мм.

Внизу катушки будет неподвижно закреплен постоянный магнит, направленный одноименным полюсом к подвижному магниту. Он будет служить пружиной, отталкивающей подвижный магнит.

Сверху катушки будет закреплен металлический сердечник электромагнита. Сердечник должен быть такого размера, чтобы подвижный магнит реагировал (притягивался) на него с нижней точки. На металлический сердечник можно наклеить резину или кожу, поможет при настройке. Как и в предыдущем генераторе, управлять электромагнитом будет датчик Холла.

При окончательной сборки этого генератора, подвижный магнит будет притянут к сердечнику электромагнита. При подключении аккумулятора, сработает датчик Холла и электромагнит с силой отбросит постоянный магнит. Достигнув нижней точки, магнит получит толчок от постоянного магнита, закрепленного внизу, и начнет притягиваться сердечником электромагнита. Достигнув верхней точки, ещё до соприкосновения с сердечником электромагнита, сработает датчик Холла, включится электромагнит и последует очередной толчок.

При сравнительной простоте конструкции, не всё так просто, как выглядит. Подвижный магнит имеет массу 620 гр., это довольно большой вес. Поэтому электромагнит должен быть достаточно мощным, чтобы погасить инерцию этой массы, при движении вверх. При движении магнита к верхней точке, электромагнит должен включиться ещё на подходе магнита, к верхней точке, чтобы погасить инерцию, остановить, а потом отбросить магнит вниз. Отключиться электромагнит может только после прохождения постоянным магнитом ¾ пути вниз. Таким образом, период включения электромагнита будет достаточно продолжительный, а значит – он будет потреблять много энергии. Останется ли энергии для полезной работы?

Генератор маятник вертикальный

Компенсировать расход энергии электромагнита можно разными способами. Один из них подвесить магнит на пружину, которую подобрать такой жесткости, чтобы магнит качался в пределах 30 мм. Электромагнит можно разместить снизу, сердечник электромагнита, может быть не таким массивным. В этом случае будет достаточно одного короткого импульса, чтобы придать магниту дополнительное ускорение, для непрерывного качания.

Компенсировать силу инерции, можно и в предыдущей схеме описания генератора. Для этого на подвижный магнит можно поставить снизу дополнительную ось, на которой расположить дополнительный магнит компенсатор. Нижний отталкивающий магнит в этом случае должен иметь форму кольца, для свободного прохождения оси.

При движении постоянного магнита, в катушке будет наводиться ЭДС, и появляться свое магнитное поле, которое будет противодействовать движению магнита. Чем большую мощность мы будем снимать с катушки, тем сильней она будет тормозить движение магнита. Можно ли компенсировать эту силу?

В генераторах на постоянных магнитах эту силу компенсируют разными способами. Самый эффективный – это способ, применяемый в генераторах бесщелевого типа, как известно у них нулевое сопротивление вращению. Возможно, этот способ удастся применить и в линейных генераторах.

Тогда идеальный генератор будет выглядеть, как набор из колец. Катушки, которых может быть больше чем магнитов, могут быть расположены как снаружи, так и внутри колец. Идеальная конструкция будет в виде маятника, с двумя линейными генераторами на концах.

Линейный генератор вертикального типа можно собирать на любых дисковых неодимовых магнитах. Чем больше размер, тем большую мощность можно получить. Отверстие в центре магнита не обязательно.

Если кто-нибудь добьется заметных успехов в сборке линейного генератора, напишите о результатах – размещу на этой странице, другим будет легче идти проторенным путем. Сам успел приобрести магнит, шпильку и примерно в это же время успел потерять работу. Поэтому не до экспериментов – тут бы выжить, работу найти перед пенсией сложно.

Линейный генератор: устройство, принцип работы, плюсы и минусы

Традиционные двигатели внутреннего сгорания отличаются тем, что в качестве начального звена выступают поршни, которые выполняют слаженные возвратно-поступательные движения. После изобретения кривошипно-шатунных агрегатов специалисты смогли достичь вращательного момента. В некоторых современных моделях оба звена совершают один вид движений. Именно этот вариант считается наиболее практичным.

Например, в линейном генераторе нет необходимости воздействовать на возвратно-поступательные действия, извлекая при этом прямолинейную составляющую. Применение современных технологий позволило адаптировать для пользователя выходное напряжение агрегата, за счет этого часть замкнутого электрического контура совершает не вращательные движения в магнитном поле, а только поступательные.

Читайте также:  Генератор электричества на дровах

Описание

Линейный генератор часто называют изделием на постоянных магнитах. Агрегат предназначен для эффективного преобразования механической энергии дизельного двигателя в выходной электрический ток. За выполнение этой задачи отвечают постоянные магниты. Качественный генератор может быть выполнен на основе разных геометрических схем. Например, стартер и ротор могут изготавливаться в виде соосных дисков, которые вращаются относительно друг друга.

Эксперты называют такие линейные генераторы дисковыми или просто аксиальными. Используемая на производстве схема позволяет создавать высококачественные агрегаты компактных размеров с наиболее плотной компоновкой. Такое изделие можно смело устанавливать в ограниченном пространстве. Самыми востребованными считаются цилиндрические и радиальные генераторы. В таких изделиях стартер и ротор выполнены в виде соосных цилиндров, вложенных друг в друга.

Характеристика

Линейный генератор относится к сфере энергомашиностроения, так как умелое его использование позволяет повысить топливную экономичность и минимизировать выбросы токсичных газов в распространенных свободнопоршневых двигателях внутреннего сгорания. В автономном изделии, в котором электричество преобразуется при помощи сцепления между постоянным магнитом и неподвижной обмоткой, спаренные с поршнями цилиндры имеют характерную коническую форкамеру. Генератор функционирует с измененными ходами сжатия. Обмотка и поисковой магнит устроен так, что итоговое соотношение между количествами механической энергии, применяемой для производства электричества, равно имеющемуся между степенями сжатия.

Конструкция

Поисковой магнит в классических генераторах отличается принципом строения, так как производители полностью исключили трущиеся детали, такие как токоснимающие щетки и коллекторы. Отсутствие таких механизмов повышает степень надежности работы дизельной электростанции. Конечному потребителю не придется тратить большие суммы на техническое обслуживание оборудования. Устройство линейного генератора на дизельном топливе с постоянными магнитами позволяет экспертам надежно обеспечивать ценной электроэнергией различные лаборатории, жилые дома, а также небольшие производственные объекты.

Высокая степень надежности, доступность и легкий запуск делают такие установки просто незаменимыми в том случае, когда нужно обеспечить наличие резервного источника питания. К негативным сторонам линейных генераторов можно отнести то, что самая надежная конструкция не позволяет получить высокого напряжения выходного тока. Если же нужно обеспечить электроэнергией мощное оборудование, тогда пользователю придется задействовать многополосные модели, стоимость которых значительно выше базовых установок.

Линейные цепи

Это отдельная категория деталей, которая пользуется огромным спросом среди профессионалов. В соответствии с законом Ома ток в линейных электрических цепях пропорционален приложенному напряжению. Уровень сопротивления постоянен и абсолютно не зависит от приложенного к нему напряжения. Если ВАХ электрического элемента является прямой линией, то такой элемент называется линейным. Стоит отметить, что в реальных условиях сложно добиться высоких показателей, так как пользователю нужно создать оптимальные условия.

Для классических электрических элементов линейность носит условный характер. Например, сопротивление резистора зависит от температуры, влажности и других параметров. В жаркую погоду показатели существенно возрастают, из-за чего механизм теряет свою линейность.

Преимущества

Универсальный линейный генератор на постоянных магнитах выгодно отличается от всех современных аналогов многочисленными положительными характеристиками:

  1. Небольшой вес и компактность. Такой эффект достигается за счет отсутствия кривошипно-шатунного механизма.
  2. Доступная цена.
  3. Качественная наработка на отказ из-за отсутствия системы сжигания.
  4. Технологичность. Для производства долговечных деталей используются исключительно нетрудоемкие операции.
  5. Регулировка объема камеры сгорания топлива без остановки двигателя.
  6. Базовый ток нагрузки генератора не влияет на магнитное поле, что не влечет за собой снижение характеристик оборудования.
  7. Отсутствует система зажигания.

Недостатки

Несмотря на многочисленные положительные характеристики, многофункциональный генератор с качественными втулками рабочего цилиндра имеет некоторые отрицательные характеристики. Негативные отзывы владельцев связаны со сложностью получения выходного напряжения в виде синусоида. Но даже этот недостаток можно легко устранить, если задействовать универсальную электронную и преобразовательную технику. Новичкам нужно быть готовыми к тому, что агрегат оснащен несколькими цилиндрами внутреннего сгорания. Классическая регулировка объема топливной камеры осуществляется по тому же принципу, что и в тестовой заготовке.

Дизельные установки

Каждый мужчина может сделать своими руками линейный генератор, который будет обладать оптимальными эксплуатационными характеристиками. Главное – придерживаться основных рекомендаций и заранее подготовить все необходимые инструменты. Дизельный линейный генератор пригодится в том случае, если пользователю приходится самостоятельно вносить изменения в существующую электрическую сеть. Агрегат поможет существенно упростить осуществление профессиональных и бытовых задач. Любое изделие нуждается в периодическом техническом обслуживании. С такими манипуляциями справится любой мастер, если будет знать принцип работы механизма.

Ограничения

Все большую популярность приобретает доступный и надежный линейный генератор. В качестве источника энергии этот агрегат можно использовать как в бытовой, так и промышленной сфере. Но каждый пользователь должен помнить о некоторых ограничениях. В процессе эксплуатации стираются кулачки приводов клапанов, в результате чего механизм не открывается, из-за чего мощность падает до критических отметок.

Из-за частой эксплуатации быстро прогорают края горячего клапана. В устройстве присутствуют вкладыши – подшипники скольжения, которые расположены на шейке коленвала. Со временем эти изделия тоже стираются. В результате образуется свободное пространство, через которое начинает проходить заправленное масло.

Топливный насос

Привод этого агрегата представлен в виде кулачковой поверхности, которая прочно зажата между роликом поршня и самого корпуса. Механизм совершает возвратно-поступательные движения вместе с шатуном двигателя внутреннего сгорания. Если мастер планирует изменить количество выталкиваемого за один такт топлива, то он обязательно осуществляет аккуратный поворот кулачковой поверхности по отношению к продольной оси. В этой ситуации ролики поршня насоса и корпуса будут сдвигаться либо раздвигаться (все зависит от направления вращения). Итоговые значения напряжения и электроэнергии, вырабатываемые во время различных циклов, нельзя отнести к категории автоматически пропорциональных изменений механической энергии.

Такой подход предусматривает применение крупногабаритных аккумуляторных батарей, которые чаще всего устанавливают между частью внутреннего сгорания и электродвигателями. Использование линейного генератора позволяет сохранить благоприятную экологическую обстановку окружающей среды. Экспертам удалось минимизировать образование токсичных составов при работе агрегата, что высоко ценится в современном обществе.

Генераторы на магнитах, работающие без топлива

Всё большую популярность набирают генераторы, которые способны вырабатывать электричество без использования бензина или дизельного топлива, так как они гораздо экономичнее. Также эти устройства не выделяют токсичных веществ и не загрязняют окружающий мир. Генераторы на магнитах, работающие без топлива, применяют не только в домашнем хозяйстве, но и в некоторых отраслях промышленности.

Бестопливные генераторы

Многие государства сейчас делают упор на разработку альтернативных источников энергии, а также на экономию полезных ископаемых. Достигается это благодаря использованию магнитных электрогенераторов. Принцип их работы заключается в элементарных законах физики. Наиболее успешными видами устройств считаются такие:

  1. Бестопливный генератор на магнитах Адамса. На сегодняшний день является наиболее популярным магнитным двигателем. У него довольно простая конструкция, но при этом очень высокий коэффициент полезного действия.
  2. Мотор Дудышева. В основе его работы применяется магнитный ток, который видоизменяется в электрический импульс.
  3. Соленоидальный мотор Дудышева. В его конструкцию включён магнитный ротор. Наибольшую эффективность показывает на малых мощностях.
  4. Двигатель Минато. КПД устройства составляет 100%. Это достигается благодаря использованию усилителей мощности.
  5. Мотор Джонсона. Это довольно популярный тип устройств, но в промышленности его не применяют из-за малой мощности.

Большинство видов агрегатов можно успешно применять в разных отраслях промышленности. Это позволит не только экономить на топливе, но и снизить уровень загрязнения окружающей среды.

Прибор Вега и его особенности

Бтг работают по схеме захвата свободной энергии, после чего идёт её преобразование в индукционный ток. Адамс и Бедини посвятили свою жизнь изучению этого физического явления. Приборы можно применять как автономное обеспечение электроснабжением для:

  • частных домов;
  • фермерских или же лесных угодий;
  • судоходства;
  • автомобилестроения;
  • самолётостроения и космонавтики.

Эффективность бестопливных генераторов на магнитах зачастую проявляется в местах, которые не получается обеспечить топливом, а силы природной энергии недостаточно для полного обеспечения электричеством. Следует понимать, что устройство Адамса не является вечным генератором электричества. При эксплуатации ему необходим периодический ремонт. Также агрегат требует постоянного обслуживания.

Бестопливный генератор на магнитах от производителя «Вега» имеет ряд преимуществ:

  1. Прибор можно использовать в любых погодных условиях, а также вдали от сетей электроснабжения.
  2. Топливом является кинетическая энергия.
  3. Ограничения по производству электричества отсутствуют.
  4. Полностью безопасен для организма человека и природы.
  5. Сделать бестопливный генератор можно своими руками.
  6. Агрегат очень компактный.
  7. Минимальный срок эксплуатации составляет 20 лет.

Основное преимущество заключается в том, что не нужно самостоятельно придавать движение валу. Весь процесс автоматизирован, благодаря преобразованию кинетической энергии в электрический импульс.

Принцип работы

Работа генератора заключается в гибридной в системе. Переменный ток получается после преобразования кинетической энергии. Ротор вращается благодаря силе магнитного поля, которое исходит от торцов электромагнитов. Таким образом, магнитные колебания позволяют создать электрический импульс. Самая простая конструкция содержит в себе:

  1. Генератор. Это цилиндрическая ёмкость, которая обязательно должна герметично закрываться. Внутри возникает электромагнитное поле, благодаря направленному воздействию катушек.
  2. Конвектор-преобразователь. Продуцирует электроэнергию из магнитных импульсов. На выходе получается переменный ток.
  3. Аккумуляторы. Необходимы для накапливания заряда. Благодаря им можно пользоваться электричеством в любое время.

Главным элементом в конструкции является многополюсный генератор прямого вращения. Снаружи располагаются магниты. Их количество зависит от необходимой мощности. Минимальный коэффициент полезного действия такого устройства составляет 90%. Из генераторов можно создать электрические сети, соединяя несколько устройств между собой. Это выгодно, если мощность аппарата составляет, например, 5 киловатт, а требуется мощность в 10 киловатт.

Создание аппарата своими руками

Получение электрической энергии в огромных количествах без затрат топлива — идея заманчивая и вполне выполнимая. Создание такого устройства можно рассмотреть на примере генератора Адамса. Для самостоятельной сборки понадобятся:

  1. Магниты. Чем больше магнит, тем сильнее он воздействует на индукционное поле, а также на количество вырабатываемой энергии. Для генератора небольшой мощности подойдут маленькие куски. Желательно, чтобы размеры были одинаковыми. Для нормальной работы достаточно 15 штук. Плюсовой полюс одного магнита должен устанавливаться напротив плюса другого. Если не соблюсти это условие, то индукционного поля не будет.
  2. Медные провода.
  3. Две катушки. Их можно достать из старых двигателей или же намотать проволоку самостоятельно.
  4. Листовая сталь для изготовления корпуса.
  5. Болты, шайбы, шурупы и гвозди. Они необходимы для крепежа небольших элементов.
Читайте также:  Кварцевый генератор принцип работы

Сначала магнит нужно закрепить на основании катушки. Сделать это можно, если высверлить в нём отверстие, а затем закрепить болтами. Провода на катушках должны быть толщиной в 1,25 мм и иметь слой изоляции. Катушки следует крепить на металлической раме так, чтобы между торцами были небольшие зазоры. Это требуется для свободного вращения основного элемента.

На этом этапе аппарат уже можно использовать. Проверить правильность сборки довольно просто: следует вручную прокрутить магниты. Если конструкция собрана правильно, то на концах обмотки возникнет напряжение.

Это наиболее примитивный генератор, работающий от магнитов. Но на основе такой схемы можно создать устройство, которое будет способно обеспечить электроэнергией весь дом. Также можно приобрести уже готовые аппараты от проверенных производителей.

Наиболее популярные модели

На текущий момент наиболее популярными генераторами являются модели от производителей «Энерджистем», «U-Polemag», «Вега», а также «Верано-Ко». Они занимают обширную часть рынка устройств.

«Вега» производит аппараты, которые работают исходя из принципа магнитной индукции. Эту идею смог воплотить знаменитый физик Адамс. Цена зачастую зависит от мощности и размеров аппарата. Минимальная стоимость составляет 45 тыс. руб. У этого производителя есть ряд преимуществ:

  1. Продукция от компании «Вега» очень экологична.
  2. Генераторы полностью бесшумны, что позволяет их устанавливать в любом месте.
  3. Аппараты сравнительно компактные.
  4. У производителя довольно много моделей, мощность которых начинается от 1,5 кВт и достигает до 10 кВт.

Минимальный эксплуатационный срок составляет 20 лет. Аккумуляторы необходимо заменять через каждые 3−4 года.

«Верано-Ко» — это украинский производитель, использующий для своей продукции только качественные комплектующие. Производит генераторы как для бытовых нужд, так и для промышленных целей. Принцип работы альтернативного источника энергии такой же, как и у других магнитных агрегатов. Самая дешёвая модель стоит 50 тыс. руб. Цены на устройства достигают 200 тыс. руб.

«U-Polemag» является китайским производителем. Представляет наибольшее разнообразие моделей генераторов. Стандартное КПД устройств составляет 93%. Максимальные потери энергии — 1%. Зачастую приобретается для бытового использования. Имеет компактные габариты, низкий уровень шума и небольшой вес. В комплектацию входят системы охлаждение. Максимальная длительность использования достигает 15 лет. Цены на модельный ряд начинаются от 30 тыс. руб. и достигают 90 тыс. руб.

«Энерджисистем» производит устройства вертикального типа. Однозначного мнения о качестве и мощности аппаратов у потребителей нет. Цены на генераторы немного завышены и начинаются от 50 тыс. руб.

Рекомендации по выбору

Любые подобные устройства (особенно магнитные генераторы) стоят довольно много. Зачастую потребители хотят купить качественную модель, но при этом потратить минимальное количество денег. В последнее время люди начали приобретать товары из Китая. Это обусловлено тем, что продукция стоит дешёво и имеет вполне терпимое качество. Генераторы или же элементы конструкции можно купить за границей, но есть определённые риски, которые следует учитывать:

  1. Приходится платить за товар до его получения.
  2. Часто случается, что продукция не соответствует описанию на сайте.
  3. Иногда посылка не доходит до адресата, а деньги при этом никто не вернёт.

Часто такая экономия оказывается ложной. Есть возможность покупки генератора напрямую от производителя. Но при таком варианте необходимо знать все тонкости конструкции аппарата, чтобы опытный продавец не смог «втюхать» генератор, не соответствующий требованиям, поэтому перед покупкой следует:

  1. Досконально изучить рынок таких устройств. Это позволит обнаружить лидеров среди производителей.
  2. Правильно рассчитать мощность. Так можно сэкономить, не переплачивая за ненужные характеристики.

Желательно убедиться, что к товару выписывается гарантийный талон. У каждой модели должен быть лист испытаний, который может подтвердить качество.

Изобретения русов – линейный генератор

Данная статья будет интересна “суровым технарям” – в ней рассказывается об альтернативной компоновке двигателя внутреннего сгорания. Это очередное подтверждение изобретательности русов: двигатели данного типа – линейные – только начинают разрабатываться за рубежом.

Исторически сложилось, что традиционные устройства для выработки электрической энергии используют вращательное движение для перемещения обмоток в магнитном поле. В движения такие устройства приводятся различными движителями: гидротурбинами, газовыми турбинами, ветром и т.д. Одним из движителей является и традиционный двигатель внутреннего сгорания. В таких движителях химическая энергия топлива проходит многократные преобразования: сначала в поступательное движение поршней, а затем – во вращательное движение коленвала и уже после только в электрический ток.

Необходимость такого преобразования приводит как к механическим потерям, так и к усложнению конструкции двигателя в целом. Мы все на опытах физики видели одну и туже картину: преподаватель берет постоянный магнит, и начинает возвратно-поступательно его двигать в катушке индуктивности. При этом на клеммах катушки появляется напряжение. Созданной конструкцией принципиально нового типа электрогенераторов, мы предоставляем возможность использования возвратно-поступательного движения для выработки электрического тока без промежуточных преобразований во вращательное движение.

В разработанном нами линейном генераторе (далее ЛГ) вместо крышек цилиндра устанавливаются два внешних поршня, которые жестко между собой закреплены. Такое технологическое решение обусловлено несколькими факторами, о которых мы поговорим ниже.

В традиционных двигателях в цилиндрах при сгорании топлива поршень, от возникающего давления газов, начинает двигаться в одну сторону, но по законам инерции сам цилиндр ведь тоже начинает двигаться в противоположную. Поэтому работу двигателей внутреннего сгорания всегда сопровождает вибрация. Для ее гашения используются сложные технологические приемы, что приводит к удорожанию производства двигателя. Например, для гашения вибрации при вращении коленвала на нем устанавливают дополнительные компенсационные грузы, что приводит к увеличению массы коленвала. На сегодняшний день приблизительно 40% массы коленвала — это компенсационные грузы.

Теперь вернемся к разработанной конструкции ЛГ. Мы напрямую используем поступательное движение поршней для генерации электрического тока. Если рассмотреть принципиальную схему, то можно определить, что два внутрених поршня соединенны между собой жесткой связью, и два внешних — так же. Что это нам дает?

Первое и самое главное — кардинальное упрощение конструкции двигателя. В данном двигателе нет таких частей как коленвал, распредвал, передаточный механизм между коленвалом и распредвалом, впускные и выпускные клапана. За счет упрощения конструкции стоимость двигателя резко снижается.

Второе. Предложенная нами связка двух внутренних поршней и двух внешних поршней дает нам почти что полное отсутствие вибрации при работе данного ЛГ. За счет чего это происходит? Допустим в одном из цилиндров происходит сгорание топлива, тогда в другом в это же время будет происходить сжатие воздуха либо топливной смеси. При этом внутренние поршни двигаются, допустим, вправо, тогда внешние поршни будут двигаться влево. Если масса внешних поршней будет равна массе внутренних поршней, то силы инерции, возникающие при движении поршней будут взаимно компенсироваться, и на корпус двигателя передаваться не будут. Это дает возможность устанавливать данный ЛГ на сверх легкий фундамент и отказаться от всяких виброгасящих устройств. Что опять таки приводит к снижению стоимости генератора.

Третье. Допустим мы взяли традиционный двигатель и запустили его в работу. У него будет определенная частота вращения коленвала, что будет обусловлено частотой хода поршня в цилиндре. Теперь мы возьмем наш ЛГ и зададим ему такую же частоту хода поршня в цилиндре, как и у традиционного двигателя. При этом скорость расширения газов в цилиндре ЛГ будет в два раза больше, как и сама камера расширения, по сравнению с традиционным двигателем, а это дает нам, если брать по простому, возможность отобрать у газов энергии больше, что приведет к увеличению общего КПД ЛГ.

Проведя теоретические расчеты, мы получили следующие показатели

Частота хода поршня = 500

Диаметр цилиндра = 372 mm

Ход поршня = 439mm

Полная длинна ЛГ = 6000mm

Полная ширина и высота ЛГ = 1000mm

Индикаторный КПД = 51.38%

Эффективный КПД = 49.85%

Расход топлива = 171.3 gr/(kWatt * hour)

Мощность = 1000 kWatt

Все расчеты проводились при давлении наддува = 0.11 Mpa (мягко говоря от бытового фена). Если дополнительно на генератор установить газовую турбину, то мощность генератора можно увеличить без увеличения геометрических размеров.

Но даже при этом КПД ЛГ получился очень внушительным. Для сравнения средний КПД современных автомобильных двигателей не превышает 40%, и только судовые длинно ходовые двигателя, у которых ход поршня в цилиндре около 2,0 – 2,5 метра. приближаются к показателю КПД 45-50%.

Как можно заметить из данных расчетов, предлагаемый ЛГ имеет вытянутую цилиндрообразную форму. Соотношение длины ЛГ к его диаметру составляет 6 к 1це. Некоторые могут сказать, что это его огромный недостаток. В некоторых случаях — да. Но давайте думать как инженеры.

Рассмотрим обычный автомобиль, а точнее его двигатель и его режимы работы. Мы едем по городу со скоростью 60 км в час (в большинстве случаев это максимальная разрешенная скорость передвижения в городе). Что мы имеем в традиционном двигателе при этом? А мы имеем то, что он работает как минимум на половину спроектированной мощности. Кто знает, хорошо, а кто не знает, тем мы сейчас расскажем одну замечательную вещь. Так как расчет процессов внутри цилиндра является довольно сложной задачей, и параметры работы на различных режимах двигателей могут отличатся довольно сильно, то в большинстве случаем конструкция двигателя (а это значит абсолютно все показатели, такие как диаметры впускных и выпускных клапанов, объем подаваемого воздуха, его температура и тд) и его КПД рассчитывается при работе на номинальном режиме. А это значит, что максимальный КПД двигателя будет достигнут лишь при работе на номинальном режиме. Во всех других случаях, таких как частичная нагрузка, либо перегрузка, КПД двигателя всегда меньше максимально возможного. Наш ЛГ тоже не лишен этого недостатка. НО. Но мы предлагаем устанавливать в автомобиль не один ЛГ, а, к примеру, два. Допустим для движения автомобиля с максимальной скоростью нам нужно 70 кВт мощности. Мы поставим на автомобиль два ЛГ по 35кВт мощности. Что это нам даст? А это нам даст то, что при движении в городе мы можем использовать лишь один ЛГ, а второй при этом будет выключен. Это приведет к тому, что ЛГ будет работать на номинальном режиме при движении в городе и будет иметь максимальный КПД. А это уменьшение расхода бензина в городском цикле. Плюс в случае выхода одного ЛГ из строя, у нас есть второй ЛГ. Да, с максимальной скоростью вы не поедете, но как минимум сможете добраться до ближайшего ТО без помощи эвакуаторов. Расписывать все преимущества такой компоновки я не буду, большинство автолюбителей сразу же поймут о чем речь. Но замечу, что традиционные двигатели не позволяют двойной компоновки из-за своих размеров и показателей массы двигателя к вырабатываемой мощности (так называемой удельной массы). А наш ЛГ позволяет.

Читайте также:  Генератор тесла своими руками на 220 вольт

На данный момент у нас уже есть две модели ЛГ. Первую модель мы собирали так сказать и того что под ногами нашли — из цилиндров и поршней на мопеды. В результате на топливе мы ее не запустили, но зато точно убедились в отсутствии вибрации. Тесты проводили сжатым воздухом, а в качестве синхронизаторов использовали пружины в трубках. Видео об этом можно посмотреть на этом видео:

Сейчас почти закончили вторую модель, детали к которой создавались полностью с 0 по нашим чертежам. Надеюсь к осени 2013 года мы завершим сборку и сможем продемонстрировать работающий ЛГ, а так же его реальные характеристики.

Мы пытались заинтересовать многие фирмы нашей разработкой. Обращались на различные автомобилестроительные заводы Украины и России. Но в большинстве случаем мы слышали такие слова, что идея класс, но этот двигатель не будет ломаться, мол с чего мы будем получать прибыль, если не нужно будет выпускать запчасти для него, да и производство надо переделывать, а это же деньги. Обидно за родину. Выпуская такой ЛГ, Россия могла бы стать лидером двигателестроения в течении нескольких лет. А так мы продолжаем покупать иностранные автомобили и поднимать экономику и давать работу людям не в своей стране. Могу сказать точно, что будущее двигателестроения — за линейными машинами. Сейчас в некоторых странах идут активные разработки различных линейных двигателей: в Австралии — PemPec Motors , в Англии – Libertine FPE Limited ( видео презентация ), в Чехии – Czech technical university ( сайт проекта ), в США – The Automotive Propulsion Control Laboratory (APCL) . Наступил момент, что кто первый встал, того и тапки. Сейчас мы наконец то можем стать первыми в данной области, ведь наша конструкция линейного генератора намного лучше всех вышеперечисленных как в конструктивном плане, так и в эксплуатационном.

Работы по ЛГ начаты еще в 2008 году. Но из-за огромной стоимости заказа частей в единичном экземпляре, ведутся до сегодняшнего дня. За это время конструкция была изменена несколько раз. Например мы на сегодняшний день отказались от механического синхронизатора между внешними и внутренними поршнями, и обеспечили синхронизацию лишь за счет сопротивления движению поршней, создаваемое катушками при индукции тока в них. Так же при создании деталей к ЛГ можно изначально заложить возможность изменять объем камеры сжатия, а это приведет к тому, что в течении нескольких часов, без изменения конструкции, ЛГ можно перевести с работы на бензине, например, на работу на спирт или масло (в традиционных двигателях, если двигатель был разработан для бензина, то перевести его на более вязкое топливо невозможно, в первую очередь, из-за фиксированного объема камеры сжатия). Были разработаны и некоторые другие мелочи, которые позволяют избавиться от некоторых недостатков, присущих данному ЛГ. К сожалению, в нашем мире коммерции, где любые идеи воруются в мгновение ока, мы не можем рассказать обо всех нюансах конструкции.

Если все таки кто-либо заинтересуется производством данного ЛГ, то вот контакты для связи с одним из авторов сего творения.

С уважением, Олег Гуняков и Владимир Кузнецов.

Линейный генератор на постоянных магнитах

Полезная модель относится к области электротехники. Линейный генератор на постоянных магнитах, включает корпус, установленную в нем электромагнитную систему, состоящую из постоянного магнита, выполненного в цилиндрической форме и совершающего возвратно-поступательные движения и магнитопровода, который является неподвижной частью линейного генератора. Корпус линейного генератора изготовлен из немагнитного материала, на концах магнитопровода установлены полюсные наконечники, а постоянный магнит закреплен на штоке, который приводится в движение мембранами термоакустического двигателя.

Повышение энергоэффективности достигается за счет увеличения частоты и уменьшения периода колебаний. Используя данный линейный генератор в составе с первичным двигателем, которым в данном случае является термоакустический двигатель, частота которого является постоянной, он обеспечивает частоту напряжения 50 Гц. Так же эффективность достигается тем, что колебания штока на котором закреплена магнитная система используются в обоих направлениях, тем самым уменьшая габариты по отношению к вырабатываемой мощности.

Полезная модель относится к генерированию электрической энергии, конкретно к устройству линейных электрических генераторов на постоянных магнитах. Данный линейный генератор относится к области электротехнике.

Известен линейный электрический генератор, включающий корпус и смонтированную в нем электромагнитную систему с одной или несколькими, расположенными в ряд, кольцевыми индуктивными катушками, с цилиндрическим генерирующим магнитом, установленным с возможностью челночного перемещения внутри соосного катушке канала между ограниченными элементами на его концах, выходящих за пределы катушки: см. патенты США 5347186, НКИ 310/17 и 5975714, НКИ 362/192.

Прототипом изобретения является линейный электрический генератор представленный в патенте 2304341. Электрогенератор включает корпус, установленную в нем электромагнитную систему с одной или несколькими, расположенными в ряд, кольцевыми индуктивными катушками, с цилиндрическим генерирующим магнитом, установленным с возможностью челночного перемещения внутри соосного катушке канала между ограничительными элементами на его концах, выходящих за пределы катушки.

Недостатком данных конструкций является низкая эффективность преобразования колебательной энергии в электроэнергию, что объясняется малыми амплитудами и частотами, при встряске его рукой, ходьбе, а, следовательно, и малыми линейными скоростями перемещений подвижного элемента относительно статора при раскачивании генератора. Очевидно, что амплитуда наводимой в обмотке статора э.д.с. при раскачивании генератора за счет низкой частоты предельно мала, что обуславливает низкую эффективность использования данного генератора.

Полезная модель решает техническую задачу комплексного усовершенствования линейного электрического генератора, а именно повышение его энергетической эффективности как источника тока.

Технический результат достигается тем, что линейный генератор на постоянных магнитах, включающий корпус, установленную в нем электромагнитную систему, состоящую из постоянного магнита, выполненного в цилиндрической форме и совершающего возвратно-поступательные движения и магнитопровода, который является неподвижной частью линейного генератора. Корпус линейного генератора изготовлен из немагнитного материала, на концах магнитопровода установлены полюсные наконечники, а постоянный магнит закреплен на штоке, который приводится в движение мембранами термоакустического двигателя.

Энергоэффективность достигается за счет увеличения частоты и уменьшения периода колебаний. Так же используя данный линейный генератор в составе с первичным двигателем, которым в данном случае является термоакустический двигатель, частота которого является постоянной, он обеспечивает частоту напряжения 50 Гц. Так же эффективность достигается тем, что колебания штока на котором закреплена магнитная система используются в обоих направлениях, тем самым уменьшая габариты по отношению к вырабатываемой мощности.

Сущность полезной модели иллюстрирует чертеж, на котором показан схематично предлагаемый линейный генератор на постоянных магнитах в разрезе. На рис.1 изображено устройство, где 1 – магнитопровод; 2 – катушка; 3 – постоянный магнит; 4 – индуктор; 5 – корпус линейного генератора; 6 – полюсные наконечники; 7 – первая мембрана; 8 – шток; 9 – холодильник – излучатель; 10 – термоакустический двигатель; 11 – вторая мембрана.

Акустические колебания газа, генерируемые термоакустическим двигателем 10, приводят в движение вторую и первую мембраны 11 и 7, которые выполнены упругими. Причем первая и вторая мембраны 7 и 11 перемещаются с частотой колебания газа в термоакустическом двигателе 10. Вторая мембрана 11 в свою очередь передает усилие на шток 8, на котором жестко закреплена подвижная часть – индуктор 4. Магнитная система состоит из постоянного магнита 3, выполненного в цилиндрической форме, закрепленного между полюсными наконечниками 6, неподвижного магнитопровода 1 в корпусе линейного генератора 5. Корпус линейного генератора 5 должен быть изготовлен из немагнитного материала, для снижения потоков рассеяния замыкающихся через него и не участвующих в процессе преобразования энергии. В полости между частями магнитопровода 1 расположена катушка 2.

Предложенный линейный генератор работает следующим образом: акустические колебания газа, генерируемые термоакустическим двигателем 10, приводят в движение вторые мембраны 11. Причем вторая мембрана 11 перемещается с частотой колебания газа. Вторая мембрана 11 в свою очередь передает усилие на шток 8. Магнитная система состоит из постоянного магнита 3, цилиндрической формы и неподвижного магнитопровода 1 с полюсными наконечниками 6. Магнитопровод 1 вместе с катушкой 2 образуют неподвижную часть машины. Шток 8 вместе с закрепленным на нем индуктором 4 и постоянным магнитом 3 образуют подвижную часть машины. Постоянный магнит 3, закрепленный между полюсными наконечниками 6, которые позволяют добиться более благоприятного распределения магнитной индукции, намагничен в осевом направлении и создает магнитный поток, который благодаря периодическому перемещению подвижной части машины изменяет свое направление на противоположное. На магнитопроводе 1 расположена катушка 2, в которой в результате перемещения подвижной части машины наводится ЭДС.

Линейный генератор на постоянных магнитах, включающий корпус, установленную в нем электромагнитную систему, состоящую из постоянного магнита, выполненного в цилиндрической форме и совершающего возвратно-поступательные движения, и магнитопровода, который является неподвижной частью линейного генератора, отличающийся тем, что корпус линейного генератора изготовлен из немагнитного материала, на концах магнитопровода установлены полюсные наконечники, а постоянный магнит закреплен на штоке, который приводится в движение мембранами термоакустического двигателя.

Читайте далее:
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector