Transformador de soldadura de bricolaje. Máquina de soldar con motor eléctrico.

La reparación y el rebobinado adecuados del motor eléctrico ahorran energía. Se utiliza un motor eléctrico resonante sin EMF inverso para reducir el consumo de energía de la red eléctrica. Consume muy poco de la red. energía eléctrica, que supone 100 veces menos energía consumida que un motor eléctrico estándar convencional.

Un motor eléctrico resonante y su diagrama de conexión para reducir radicalmente la potencia eléctrica consumida de la red se pueden describir en pocas palabras:

> los devanados del motor eléctrico son inductancia, si les agrega un condensador en serie (o tal vez en paralelo), obtiene un circuito oscilatorio resonante en serie (o, en consecuencia, un circuito oscilatorio resonante en paralelo),

> La frecuencia de la red es de 50 Hz, conociendo la inductancia del devanado y seleccionando la capacitancia del capacitor, obtenemos resonancia en este circuito oscilatorio y, en consecuencia, un aumento múltiple de voltaje (corriente) en los devanados, lo que debería conducir a un aumento en la potencia de salida del motor eléctrico, si no fuera por el EMF trasero.

La contra-EMF o el fenómeno de la autoinducción electromagnética es que: cualquier cambio en el flujo magnético externo a través de un circuito conductor cerrado conduce a la aparición en este último de una fuerza electromotriz y una corriente secundaria inducida en tal dirección que su campo magnético contrarresta el cambio en el flujo magnético externo. Según la ley de Lenz, la fem inducida resiste todos los cambios, por lo que la fem entrante que alimenta el motor se opone a la fem autogenerada (fem inversa). Así, la regla de Lenz establece que corriente inducida siempre está dirigido de tal manera que contrarreste la causa raíz que lo causó, por lo tanto, para un motor eléctrico que gira a una frecuencia nominal, la contraEMF es el 90% del voltaje de la red.

En consecuencia, en los motores eléctricos modernos, casi toda la energía suministrada se gasta en superar el contador EMF.

Por ejemplo, un motor eléctrico CC en serie tipo 4PN 200S tiene las siguientes características: 60 kW; voltaje 440 V; corriente 149 A; velocidad de rotación 3150/3500 rpm; eficiencia 90,5%; longitud del estator 377 mm; diámetro del rotor 250 mm, tensión de pérdida 41,8 V; voltaje para superar el EMF inducido 398,2 V; potencia para superar pérdidas 6228 W; par (3500 rpm) 164,6 Nm.

Resulta que si nos deshacemos de los campos electromagnéticos traseros en el motor eléctrico, para alimentarlo necesitaremos una fuente de voltaje no de 440 voltios, sino solo de 42 voltios, con la misma corriente de 150 A. Por tanto, el consumo de energía del motor eléctrico a plena carga será de 6,3 kW con una potencia de salida mecánica en el eje de 60 kW.

Ejemplo: uso de EMF inverso en un motor de CC. La eficiencia es superior al 100%. Video

La teoría de la resonancia LC es conocida por todos y no requiere explicación.: por ejemplo, las corrientes dentro de un circuito oscilatorio resonante paralelo pueden ser mucho mayores que las corrientes en la fuente. Podemos llamar a estas corrientes "reactivas" y asumir que trabajo útil No puedo hacerlo. Sin embargo, son estas corrientes las que crean el campo, y la interacción de los campos asegura la rotación del rotor en el motor eléctrico. Esta notable afirmación causó una gran resonancia entre los primeros experimentadores con corriente alterna en los albores del desarrollo de la ingeniería eléctrica y los accionamientos eléctricos. J. Claude-Va Ostwald escribió en el libro “La electricidad y sus aplicaciones en una presentación de acceso público” Imprenta I. N. Kushnerev, Moscú, 1914. pág.463.

Fig. 1 Del libro “La electricidad y sus aplicaciones en una presentación accesible al público” Imprenta I.N. Kushnerev, Moscú, 1914. p.463

Así como sucede en modelo hidráulico, el fenómeno de resonancia también ocurre en el circuito eléctrico correspondiente: si una bobina y una capacitancia conectadas en paralelo entre sí están bajo la influencia de una fuerza electromotriz alterna, entonces la corriente total que fluye a través de este sistema no es igual a la suma, sino a la diferencia de las corrientes que pasan por los dos ramales indicados.. conectar un amperímetro al circuito común (M) y a cada uno de los ramales (P y N). Entonces, si P muestra 100 y N 80 amperios, entonces M encontrará que la corriente total no es 180, sino sólo 20 amperios. Entonces, la corriente alterna entiende la “suma” a su manera, y como no está en nuestras manos reenseñarla a nuestra manera, nosotros mismos tenemos que aplicarnos a sus costumbres. Comencemos a cambiar gradualmente la autoinducción empujando el núcleo de hierro. Nos aseguraremos de que la corriente que circula por la bobina sea igual a 80 Amperios, es decir, el mismo valor que observamos simultáneamente en la rama con el condensador. ¿Qué pasará en estas circunstancias? Por supuesto, puedes adivinar: dado que la corriente total es igual a la diferencia de las corrientes que pasan por las ramas, ahora será igual a cero. Una imagen absolutamente increíble: la máquina produce una corriente igual a cero, pero se divide en dos ramas, de 80 amperios cada una. ¿No es un buen ejemplo para un primer contacto con las corrientes alternas?

Sobre el efecto máximo del uso de la resonancia, podemos decir que es una cuestión de diseño para aumentar el factor de calidad del circuito oscilatorio. La palabra "factor de calidad" aquí no solo significa un circuito oscilatorio "bien hecho". El factor de calidad de un circuito es la relación entre la corriente que fluye a través del elemento reactivo y la corriente que fluye a través del elemento activo del circuito. En un circuito oscilatorio de alta calidad, se puede obtener un factor de calidad de 30 a 200. Al mismo tiempo, a través de los elementos reactivos fluyen corrientes: inductancia y capacitancia, mucho mayores que la corriente de la fuente primaria. Estas grandes corrientes “reactivas” no abandonan el circuito, ya que están desfasadas y se anulan, sino que crean un potente campo magnético que puede “funcionar”, por ejemplo, en motores eléctricos. La eficiencia depende del modo de funcionamiento resonante del motor eléctrico.

Puede sintonizar cualquier motor eléctrico que tenga inductancia en resonancia y obtener un efecto de ahorro de energía. Pero, desafortunadamente, los motores eléctricos convencionales no pueden mostrar un buen factor de calidad, ya que intentan suprimir la resonancia de manera constructiva, incluso en la etapa de desarrollo y diseño. La resonancia puede provocar sobretensiones y dañar el motor eléctrico. Para obtener un motor eléctrico que consuma 1 kW en resonancia, pero funcione a 10 kW, debe diseñarse para funcionar en condiciones de resonancia. Sin embargo, para experimentos en este ámbito son adecuados los motores eléctricos asíncronos estándar de alta potencia (10 kW y más), especialmente los accionamientos eléctricos de grúas.

Amplificador. Patente 2201001.

Autores: Gusev P.G., Bogoslov A.V., Kryukovsky V.B. Titulares de patentes: Gusev Petr Gennadievich, Bogoslov Alexey Vladimirovich, Kryukovsky Viktor Borisovich, Sociedad Anónima Abierta "Polymersintez" Prioridades: presentación de una solicitud: 2000-04-20 publicación de una patente: 20/03/2003

La invención se refiere a la ingeniería eléctrica y puede usarse en dispositivos eléctricos, a saber, electroimanes, dispositivos electromagnéticos, calentadores eléctricos, sistemas de accionamiento de CA y CC, transformadores de impulsos. El resultado técnico es la creación de un amplificador de flujo magnético, que permite conseguir importantes ahorros en la energía consumida de corriente industrial. El amplificador de flujo magnético en un dispositivo eléctrico tiene la forma de un circuito oscilatorio de corriente resonante de potencia, con una frecuencia de oscilación natural igual a la frecuencia de las oscilaciones de corriente en la fuente que lo alimenta, e incluye un inductor conectado en paralelo con un núcleo de transformador. , capacitancia, formando un circuito magnético común - receptor/convertidor flujo magnético mejorado. Los parámetros del inductor, núcleo y capacitancia se seleccionan basándose en el establecimiento de una inducción magnética en el circuito magnético común cerca del límite de su saturación magnética completa en el rango de carga desde inactivo hasta la potencia nominal del dispositivo eléctrico. 2 mesas, 10 enfermos.

La invención se refiere al diseño de un amplificador de flujo magnético y a dispositivos eléctricos basados ​​en este amplificador de potencia, como electroimanes y dispositivos electromagnéticos, calentadores eléctricos, sistemas de accionamiento de CA y CC, transformadores de impulsos. Estos dispositivos eléctricos de potencia funcionan según el principio de convertir la energía eléctrica de corriente alterna industrial con una frecuencia de 50-60 Hz o corriente continua mediante la generación de un flujo electromagnético formado en el inductor con el núcleo de estos dispositivos y convirtiéndolo en energía mecánica ( sistemas de propulsión), en energía térmica(calentadores eléctricos de inducción), en energía de atracción/repulsión (electroimanes), o cambiar el voltaje de la corriente de pulso alterna (transformadores de pulso). La eficiencia operativa de estos dispositivos eléctricos de potencia depende en gran medida tanto de sus elementos estructurales generadores de flujo magnético como del diseño de los receptores/convertidores de flujo magnético para proporcionar carga útil a dichos dispositivos eléctricos. En los sistemas de accionamiento, dichos receptores/convertidores son rotores/inducidos de motores eléctricos, en dispositivos electromagnéticos es un núcleo con inducido, en calentadores de inducción es un elemento calentado, en transformadores de impulsos es un devanado secundario con una carga. Los límites de eficiencia de los elementos estructurales que generan flujo magnético y sus convertidores/receptores están lejos de ser alcanzados. Por lo tanto, mejorar el diseño de generadores y convertidores de flujo magnético en dispositivos eléctricos de potencia sigue siendo una tarea urgente para la industria. Los inventores están trabajando activamente en este problema y logrando ciertos resultados positivos (ver, por ejemplo, la revista "Drive Technology", 3-4, 1999, págs. 21-22).

Lo último

En unidades eléctricas de potencia, como por ejemplo accionamientos eléctricos de CA y CC, se conocen generadores/amplificadores de flujo magnético, que constan de circuitos de alimentación de una fuente de corriente conectados al circuito de alimentación de los devanados de campo de motores eléctricos con un núcleo y un receptor/amplificador de flujo magnético. convertidor - rotor o armadura. En un calentador eléctrico de inducción, dicho receptor es un elemento calentado con suficiente permeabilidad magnética.

Las desventajas comunes de los diseños conocidos de generadores/amplificadores de flujo magnético en plantas de energía de CA son:

Bajo factor de potencia dependiente de la carga (Cos Ф),

Eficiencia relativamente baja en el uso de la fuente de alimentación,

Sobrecarga reactiva de la fuente de alimentación EMF,

Energía libre no realizada basada en la inducción magnética del núcleo.

Las desventajas generales de los diseños conocidos de generadores/amplificadores de flujo magnético en unidades de corriente continua, que también se manifiestan en su baja eficiencia, son:

Ausencia o baja eficiencia de recarga de la fuente de CC, gran variación en la amplitud de la corriente de recarga, rendimiento reducido de la fuente de corriente, chispas y quemaduras de los contactos del interruptor.

Las invenciones según la solicitud internacional WO 88/01803 del 10 de marzo de 1988 y la solicitud de patente alemana 4125927 tienen como objetivo aumentar el par de arranque, reducir la corriente de arranque y aumentar el factor de potencia en el diseño del motor eléctrico según la normativa internacional. En la solicitud WO 88/01803, los devanados del estator se aplican simultáneamente y se conectan (cuasi) condensadores en paralelo y (cuasi) en serie para formar circuitos oscilatorios y resonancia de corrientes (cuasi) en paralelo y (cuasi) en serie. Esto permite, según los autores de la invención, aumentar el factor de potencia a 0,96-1,0 y, en todas las condiciones de carga, descargar casi por completo la red de CA de las corrientes reactivas generadas en los devanados del estator del motor eléctrico. De acuerdo con la solicitud de patente alemana 4125927 se propone un diseño de motor eléctrico compensado que prácticamente no consume potencia reactiva de la red. En un motor eléctrico de este tipo, se colocan dos devanados trifásicos en las ranuras del estator: trabajo y compensación. En este caso, los condensadores se incluyen en el circuito del devanado de compensación en serie con sus fases. En el estator, los devanados están dispuestos con un desplazamiento mutuo, cuyo ángulo se elige de modo que el devanado de compensación se cargue principalmente con corriente reactiva y el de trabajo con corriente activa.

Las desventajas de los diseños anteriores de motores eléctricos compensados ​​son el mayor consumo de materiales (cobre, acero eléctrico) por unidad de potencia útil y los indicadores técnicos y económicos reducidos. Este inconveniente se debe al hecho de que la colocación de devanados adicionales en el estator, que ocupan más del 20% del volumen total de la máquina electromagnética, conduce a una disminución de la carga de corriente en el devanado de trabajo y, en consecuencia, a una disminución. en la potencia activa de la máquina. Además, los devanados principal y adicional tienen diferente número de vueltas en las fases y están hechos de conductores con Diferentes areas sección transversal, lo que, a su vez, complica el proceso tecnológico de fabricación de la máquina y conduce a un aumento de su costo.

La desventaja de los diseños conocidos de calentadores de inducción de vórtice VIN que funcionan a una frecuencia de CA industrial de 50 Hz (incluyen una bobina de inductancia y un elemento calentado, que también sirve como núcleo de la bobina) es la baja eficiencia, el alto consumo de energía reactiva de la fuente de alimentación. fuente (bajo coeficiente de potencia), pérdidas importantes por fuga de flujo magnético, alto consumo de cobre para la fabricación del inductor, severas condiciones térmicas de su funcionamiento.

Las desventajas de los calentadores de inducción de alta frecuencia, que incluyen un convertidor de alta frecuencia y un circuito de radiofrecuencia oscilante, son la eficiencia extremadamente baja, la dificultad de operación y los riesgos eléctricos y ambientales.

Se conoce un accionamiento eléctrico de corriente continua de baja potencia del inventor P.G Gusev, que incluye una fuente de corriente continua, un motor eléctrico de corriente continua conectado por un devanado de excitación a uno de los terminales de la fuente de corriente, así como un diodo y un inductor conectado en paralelo al circuito entre el motor eléctrico y el otro terminal de la fuente (patente RF 2017317 del 04/02/1993).

Cuando se suministra corriente al motor eléctrico, debido a su alta inductancia, se induce en el circuito una fem autoinductiva significativa, dirigida contra la corriente de funcionamiento y provocando la aparición de una contracorriente. La presencia del inductor 5 y el diodo 6 elimina posibles picos de corriente, ya que la contracorriente pasa por el devanado 4 del inductor 5 y magnetiza el núcleo 7, asegurando la acumulación de energía electromagnética en el inductor 5. La batería 3 está protegida de la contracorriente por el diodo 6. arco en los contactos y chispas en el colector al arrancar el motor eléctrico 1, se extinguen desde el comienzo de su formación. Luego, la energía electromagnética acumulada en el inductor 5 se gasta en alimentar el motor eléctrico 1. Las pérdidas de electricidad debidas a descargas de arco, chispas y calentamiento de elementos estructurales se reducen significativamente. Cuando se abre el disyuntor 2, aparece una fem de autoinducción en el circuito, creando una corriente adicional dirigida de la misma manera que la corriente de operación. Esta corriente adicional, que pasa a través del inductor, conduce a la magnetización del núcleo 7 y a la acumulación de energía en el inductor 5. Como resultado, se eliminan las descargas de arco en los contactos y la energía acumulada en el inductor 5 se utiliza posteriormente. para alimentar el motor eléctrico 1. El funcionamiento del propulsor eléctrico de batería de vehículos y equipos de elevación se caracteriza por encendidos y apagados frecuentes, por lo que la eficiencia del propulsor eléctrico propuesto es especialmente evidente aquí: la vida útil del propulsor eléctrico aumenta en 1,5 -2 veces.

La desventaja de este accionamiento eléctrico es la baja eficiencia de recarga de la fuente de CC debido al hecho de que los pulsos de corriente enviados a través del diodo para recargar la fuente de energía tienen una gran amplitud en amplitud. Esto reduce el rendimiento de la batería (fuente de corriente). La corta duración y la baja amplitud de los impulsos de recarga, debido a la baja inductancia del inductor con respecto a la inductancia del motor eléctrico, también reduce la eficiencia de la recarga.

Un accionamiento eléctrico de corriente continua conocido por el inventor Gusev P.G. incluye un circuito de potencia de una fuente de corriente continua, un motor eléctrico de corriente continua conectado por un devanado de excitación a uno de los terminales del circuito de potencia, e inductores primarios y secundarios incluidos en la potencia. circuito entre el motor eléctrico y el otro terminal del circuito de potencia con un núcleo común (solicitud de patente URSS 4867701 del 19 de septiembre de 1990. Accionamiento eléctrico con modo de funcionamiento intermitente).

La desventaja de este diseño es la falta de recarga de la fuente de energía.

El efecto de la amplificación resonante del flujo magnético en un circuito oscilatorio se utiliza más plenamente en la ingeniería de radio no eléctrica, que opera a altas frecuencias de oscilaciones de voltaje, corriente y flujo magnético. En un receptor de radio estándar, un amplificador magnético consta de un circuito de alimentación de una fuente de corriente alterna generada por la antena receptora, un inductor con núcleo y un condensador, que están conectados en paralelo al circuito de alimentación de una fuente de corriente alterna. y también un receptor/convertidor del flujo magnético amplificado en una señal de audio.

La limitación de este amplificador de potencia, que en esencia técnica es el más cercano al que afirmamos, es su uso solo dentro del rango de altas frecuencias de corriente y flujo magnético de 1 kHz a 3 MHz y su incapacidad para funcionar en modo de potencia industrial. en corriente alterna con una frecuencia en el rango de 50-60 hercios. No es casualidad que en la ingeniería energética los fenómenos de resonancias tanto en paralelo como en serie se consideren negativos, porque provocar fuertes aumentos repentinos de corriente y voltaje, que no excluyen casos trágicos. Por lo tanto, no es casualidad que el hecho descrito anteriormente de que los inventores del documento WO 88/01803 optaran por la CUASI resonancia y se limitaran a aumentar únicamente el factor de potencia, prácticamente sin afectar la eficiencia del motor eléctrico reivindicado.

Las desventajas de los diseños conocidos de transformadores de impulsos son aumento del consumo materiales por unidad de potencia y la dependencia del factor de potencia de la carga.

La esencia de la invención.

La invención se basa en una tarea urgente: crear un amplificador de flujo magnético que permita lograr ahorros significativos en la energía consumida de la corriente industrial con una frecuencia de 50 Hz en comparación con el nivel existente de ingeniería eléctrica. Esta tarea incluye tareas particulares para crear diseños industriales altamente económicos y técnicamente más avanzados de dispositivos eléctricos de potencia que incorporarían el amplificador de flujo magnético que hemos encontrado, como calentadores eléctricos de CA, accionamientos eléctricos de CC de baja, media y alta potencia, dispositivos electromagnéticos de CA. , como los propios electroimanes, arrancadores electromagnéticos, bombas, válvulas, acoplamientos, dispositivos de vibración, herramientas de impacto, frenos, grúas eléctricas, mesas electromagnéticas, motores eléctricos asíncronos, así como transformadores de impulsos.

Por "corriente alterna" nos referimos tanto a la corriente alterna en términos de voltaje e intensidad de corriente (pulsante, en una dirección), como a la corriente alterna sinusoidal, que cambia tanto en voltaje como en valor de corriente y en su dirección en 180 o radianes "Pi". .

Los objetivos se resuelven por el hecho de que el diseño fundamental propuesto del amplificador de flujo magnético de dispositivos eléctricos industriales y domésticos de potencia se realiza en forma de un circuito oscilatorio de potencia, que consta de un circuito de potencia de una fuente de corriente alterna, inductores con núcleo. y capacitancia conectada en paralelo al circuito, y formando un circuito magnético común: receptor/convertidor de flujo magnético mejorado para proporcionar carga útil al dispositivo eléctrico. Además, según la invención, el inductor tiene un núcleo de tipo transformador y estos, junto con la capacitancia, se seleccionan para establecer en el circuito magnético común un valor de inducción magnética cercano al límite de saturación magnética completa en el rango de carga de sin carga a la potencia nominal del dispositivo eléctrico.

El valor requerido de inducción magnética en el circuito magnético común se puede establecer de varias maneras:

Eligiendo el número de vueltas y la sección del cable del inductor del circuito oscilante y del inductor del receptor, si este último lo tiene.

La elección del material, forma y tamaño de los elementos del circuito magnético general, como el núcleo del inductor, los entrehierros, el espesor de las láminas ferromagnéticas y el material aislante entre las láminas y el espacio entre las láminas.

Según la invención, el inductor del amplificador de potencia de flujo magnético contiene un núcleo de tipo transformador. El núcleo del transformador se caracteriza por estar fabricado de material magnético blando y prefabricado. Como materiales magnéticos blandos para la fabricación del núcleo del amplificador se pueden utilizar aceros eléctricos y aleaciones magnéticas, así como ferritas modernas diseñadas para una frecuencia de corriente alterna industrial de 50 Hz. Los principales requisitos a la hora de elegir un material para el núcleo del amplificador son: alta permeabilidad magnética, bucle de histéresis estrecho e inducción magnética de alta saturación, así como viabilidad económica de uso. de este material. Los métodos de fabricación y las formas del núcleo del amplificador son comunes para la fabricación de transformadores de potencia. Como núcleo se pueden utilizar núcleos de dispositivos eléctricos industriales y domésticos modernos: núcleos magnéticos de un motor eléctrico (estator y rotor), electroimanes (yugo y armadura), así como núcleos de transformadores convencionales, adaptados estructuralmente a los dispositivos eléctricos indicados.

Según la invención, la condición fundamental para la formación de un circuito oscilatorio de un amplificador de potencia es la elección del valor de inducción magnética del circuito magnético, que debe estar cerca del límite de su saturación magnética completa en el rango de carga desde inactivo a la potencia nominal del dispositivo eléctrico.

El “límite de saturación magnética del circuito magnético” se refiere aquí al área de inflexión de la curva (la llamada “rodilla”) de la magnetización de las partes ferromagnéticas del circuito magnético. Por encima de la "rodilla": el ferroimán está saturado y la inducción magnética aumenta poco con un aumento significativo del voltaje. campo magnético o la fuerza de la corriente magnetizante. Debajo de la "rodilla" hay una región de proporcionalidad en la que la inducción magnética aumenta en proporción al aumento de la intensidad del campo magnético o de la intensidad de la corriente magnetizante.

Hemos descubierto que la creación de un circuito oscilatorio de potencia según la invención en condiciones de inducción magnética cercanas al límite de saturación magnética completa del circuito magnético nos permite desarrollar en el circuito oscilatorio un aumento del flujo magnético y de la potencia reactiva, que están implicados. aquí para garantizar la potencia nominal del dispositivo eléctrico con un consumo mínimo de corriente de la fuente de alimentación. Se encontró que el "crecimiento" de la corriente resonante, el flujo magnético y la potencia reactiva según la invención no provoca un aumento proporcional en el calentamiento del núcleo magnético y el inductor por encima de los límites permitidos, lo que permite aumentar significativamente la potencia nominal.

También es significativo que el factor de potencia alcanza valores de 0,98-1,0 y se vuelve independiente de la carga, la adherencia magnética de los componentes del núcleo magnético aumenta varias veces cuando se forman con entrehierros; Se ahorran significativamente los materiales para la fabricación del inductor y el circuito magnético y se reduce el coste de los dispositivos eléctricos por unidad de potencia. Destaca el hecho de que la eficiencia de los dispositivos reivindicados aumenta entre un 10% y un 300% o más, dependiendo del dispositivo eléctrico en el que se utiliza el amplificador de flujo magnético.

El límite superior de la saturación magnética del circuito magnético está determinado por la reserva necesaria de su permeabilidad magnética para la transmisión del flujo magnético, proporcionando la potencia (carga) máxima permitida del dispositivo eléctrico y la temperatura de funcionamiento del circuito magnético.

El límite inferior de saturación magnética del circuito magnético está determinado por la viabilidad económica: cuanto menor sea el límite inferior, menor será la eficiencia económica del circuito oscilatorio de potencia según la invención. Los límites de saturación magnética del núcleo de dispositivos eléctricos individuales pueden diferir en valor absoluto.

La elección de la capacitancia con la que está equipado el amplificador de potencia de la invención está determinada por las condiciones conocidas para la formación de un circuito oscilatorio resonante, tales como:

Proporcionando la potencia requerida para la corriente resonante,

Igualdad de reactancia inductiva y capacitiva en un circuito oscilatorio resonante,

Condiciones para utilizar un circuito oscilatorio en un dispositivo eléctrico específico. En este sentido, el valor de la capacitancia puede ser constante, variable y variable-discreta.

Para utilizar un amplificador de flujo magnético en un calentador eléctrico que incluye un inductor y un elemento calentado que tiene acoplamiento magnético con el inductor, según la invención, el calentador eléctrico contiene adicionalmente un núcleo de tipo transformador y una capacitancia conectada a la red en paralelo al inductor. En este caso, la bobina de inductancia, el núcleo y la capacitancia se seleccionan en función de la formación de un circuito oscilatorio de acuerdo con las condiciones descritas anteriormente para el diseño de un amplificador de flujo magnético y una condición adicional: el circuito magnético tiene una rotura mecánica y un elemento calentado hecho de un material con un alto campo magnético se monta en el espacio especificado, formando un circuito magnético con permeabilidad y alta resistencia óhmica, y también, principalmente, con un área de bucle de histéresis magnética grande

Como núcleo magnético para un calentador eléctrico de corriente alterna, según la invención, se utiliza un núcleo con rotura mecánica, que se forma mediante métodos conocidos de ensamblaje de núcleos mecánicamente abiertos. La rotura mecánica del núcleo en tamaño y forma está determinada por el diseño del elemento calentado y la finalidad del calentador eléctrico. El núcleo puede tener forma de U, forma de U, forma de W o una forma especial, según el diseño del calentador eléctrico y su finalidad. Regla general de modo que el freno mecánico debe ubicarse lo más lejos posible del inductor mientras se busca la longitud mínima del circuito magnético. Para reducir la longitud del circuito magnético, se pueden colocar varios materiales aislantes del calor entre el inductor y el elemento calentado. El tamaño de la rotura mecánica del núcleo se establece según el tamaño del elemento calentado y la potencia del calentador especificada.

El tamaño y la forma del elemento calentado están determinados por la potencia especificada del calentador y las áreas de su uso. El elemento calentado debe ser predominantemente monolítico para asegurar el paso de un flujo magnético mejorado a través de él y su conversión parcial en corrientes anulares de Foucault. Puede presentar una superficie exterior desarrollada, en particular acanalada. En este caso, es aconsejable orientar los bordes de la superficie perpendiculares a las líneas de flujo magnético, lo que conduce a la formación de corrientes de Foucault directamente en ellos, como en el espesor principal del elemento calentado, y, en consecuencia, a un aumento de la eficiencia. . Se recomienda utilizar dicho elemento para calentar colocándolo en un ambiente con calefacción. El elemento calentado también puede ser hueco, entonces el medio calentado puede pasar a través de la cavidad/cavidades internas del elemento calentado con un desarrollado superficie interior, o simultáneamente a través de las cavidades internas y externas del elemento calentado. Además, una de las diferencias significativas del calentador inventivo es la posibilidad de utilizarlo para calentar agua en condiciones domésticas o industriales con su magnetización simultánea. No se han encontrado restricciones en el uso de calentadores eléctricos para diversos medios, excepto las dictadas por su agresividad química hacia la superficie del material en contacto con el medio.

Según la invención, como material para la fabricación de un elemento calefactor según la invención se utilizan ferromagnetos con una alta permeabilidad magnética y una alta resistencia óhmica y, preferentemente, con una gran superficie de bucle de histéresis magnética. Entre dichos materiales se encuentran los aceros eléctricos, aceros al carbono, fundiciones, ferritas. En este caso, la elección de un material específico también está determinada por consideraciones económicas.

Según la invención, las estructuras industriales o sus partes individuales pueden actuar como elemento calefactor cuando están hechas de materiales ferromagnéticos y cuando es necesario calentar estas estructuras o sus partes directamente en su ubicación, incluso sin desmontarlas ni moverlas. Tales estructuras incluyen varios contenedores, revestimientos externos. varias estructuras, detalles del equipamiento.

La Figura 2 muestra un diagrama esquemático de un calentador eléctrico con un núcleo en forma de U y equipado con el amplificador de flujo magnético reivindicado con un elemento calentado monolítico.

La Figura 2a muestra un diagrama esquemático de un calentador eléctrico con un núcleo en forma de U y equipado con el amplificador de flujo magnético reivindicado con un elemento calefactor hueco.

Designaciones en la figura 2 y la figura 2a.

1 - fuente de CA, 2 - inductor,

3 - núcleo en forma de U del transformador,

4 - capacidad,

5 - elemento calefactor monolítico (Fig. 2) o hueco (Fig. 2a), incluida una estructura industrial (parte) en su ubicación,

6 - racor para suministro de agua fría.

7 - racor para drenaje de agua caliente,

8 - aislamiento térmico.

El funcionamiento del amplificador de flujo magnético en el sistema del calentador eléctrico reivindicado (Fig. 2 y Fig. 2a) es el siguiente.

Cuando el calentador eléctrico se conecta a una fuente de corriente alterna (1), la corriente pasa a través del inductor (2) y la capacitancia (4), induciendo una corriente resonante especificada por sus parámetros en el circuito (2, 3 y 4). Este último, a su vez, crea un campo magnético alterno y, en consecuencia, un flujo magnético cambiante en el núcleo (3). El flujo magnético reforzado en el núcleo (3) penetra en el elemento calentado (5), que cierra el circuito magnético (3-5). Al pasar a través del elemento calentado (5), el flujo magnético mejorado induce corrientes en él que, junto con el flujo magnético mejorado, calientan el elemento (5) a una temperatura determinada. En mesa La Figura 2 muestra los resultados de las pruebas comparativas del calentador eléctrico propuesto (muestra 3) en comparación con un calentador de inducción (muestra 1) y un calentador de inducción con núcleo sin circuito oscilante de potencia (muestra 2).

Resultados de pruebas comparativas de un calentador eléctrico de inducción con un amplificador de flujo magnético. Las pruebas se llevaron a cabo a una frecuencia de 50 Hz en comparación con un calentador de inducción convencional a una frecuencia de potencia de 50 Hz (muestra 1) y con un calentador eléctrico que tiene un núcleo y un elemento calefactor, pero sin un amplificador de flujo magnético (muestra 2). ). Como fuente de energía se utilizó una fuente de corriente alterna sinusoidal. Las dimensiones de la muestra 3 se dan en la Fig. 2. Las dimensiones de la muestra 2 son idénticas a las dimensiones de la muestra 3. En las tres muestras se utilizó como elemento calentado una placa de hierro fundido de 325x140x23 mm3 y un peso de 7,1 kg.

De la mesa 2 se puede observar que el uso de un amplificador de flujo magnético, según la invención, permite:

Aumentar la eficiencia del 18,4-40,0 % al 89-90 %

Reducir el costo de los metales no ferrosos (cobre) en 2,5 veces o más.

Aumente el factor de potencia en la red de 0,3-0,6 a 1,0 y descargue completamente la red de corrientes reactivas.

Utilizar un amplificador de flujo magnético en un propulsor eléctrico de CC de baja potencia, que incluye una fuente de CC, un motor de CC conectado mediante un devanado de excitación a uno de los terminales de la fuente de corriente, un diodo y un inductor con un núcleo incluido en el circuito entre el motor eléctrico y el otro terminal de la fuente de corriente, se introduce en él una capacitancia conectada adicionalmente al circuito paralelo al diodo y al inductor, y el inductor, el núcleo y la capacitancia se seleccionan en función de la formación de un circuito oscilatorio en De acuerdo con las condiciones descritas anteriormente para diseñar un amplificador de flujo magnético y una condición adicional: la inductancia del inductor con el núcleo se selecciona en el rango de 0,1 a 2 inductancias del motor. La clasificación del propulsor eléctrico propuesto como “baja potencia” aquí es puramente condicional y está determinada por el hecho de que la fuente de corriente continua (normalmente una batería) y el motor eléctrico con un amplificador de flujo magnético se encuentran en la misma plataforma, como por ejemplo un motor eléctrico. coche, un vehículo eléctrico. En este caso, el voltaje de la fuente de alimentación no suele superar los 110 voltios, a diferencia de los accionamientos eléctricos de potencia media y alta, donde la fuente de CC y el motor eléctrico se encuentran en diferentes plataformas, y el voltaje de la fuente de corriente suele ser 500-600 voltios y 1500-3000 voltios, respectivamente.

Según la invención, cuando se utiliza el amplificador de flujo magnético inventivo en un sistema de accionamiento eléctrico de baja potencia, se introduce en él un diodo adicional. Implementación del amplificador de flujo magnético según la invención con coneccion paralela bobinas inductoras, capacitancia y diodo, además de conectar el circuito oscilante formado de la carga eléctrica a la bobina inductora permite:

Alinee los pulsos de carga de la fuente de corriente por voltaje y corriente,

Aumente la capacidad de la batería y, como resultado, aumente su vida útil al menos entre 1,5 y 2 veces, aumente el kilometraje por carga de la batería entre 2 y 2,5 veces o más,

Aumente la potencia del motor eléctrico eliminando las chispas en el colector y otras pérdidas: en un 15-20% o más, aumente la vida útil del motor eléctrico y los grupos de contacto.

Aumente la eficiencia de recarga de la fuente de corriente debido al hecho de que el inductor con un núcleo se selecciona en el rango de 0,1-2,0 de la inductancia del motor eléctrico, lo que aumenta los pulsos de recarga en amplitud y duración en al menos 1,5 -2 veces.

Como diodo del amplificador de potencia propuesto, se pueden utilizar diodos de potencia estándar diseñados para corriente y voltaje de funcionamiento correspondientes a la corriente y voltaje resonantes desarrollados en el circuito oscilatorio del amplificador. El diodo también debe diseñarse para una frecuencia de funcionamiento no inferior a la frecuencia natural del circuito amplificador.

Según la invención, un amplificador de potencia puede contener capacitancia discreta tanto constante como variable. Es aconsejable instalar una capacitancia constante cuando el motor eléctrico funciona principalmente en modo de funcionamiento constante. Es recomendable instalar una capacidad discreta variable en un accionamiento eléctrico que tenga un interruptor discreto para la velocidad de rotación del motor eléctrico. En este caso, la discreción de la capacitancia es consistente con la discreción del interruptor de velocidad.

Otra condición para elegir una capacidad es la potencia del motor eléctrico en el que se instalará el amplificador. La capacitancia debe diseñarse para un voltaje no inferior al voltaje resonante nominal a través del inductor del amplificador de potencia. La frecuencia y la capacitancia de resistencia se seleccionan en función de la frecuencia de oscilación del circuito amplificador, la resistencia del diodo y la reactancia inductiva. La frecuencia natural del circuito oscilatorio del amplificador se establece igual a la frecuencia promedio de los pulsos de corriente correspondientes al modo de funcionamiento dado del accionamiento eléctrico. Para un accionamiento eléctrico de 4 velocidades, se pueden instalar en el amplificador 4 capacitancias constantes correspondientes a estas velocidades, o se puede usar una capacitancia de ajuste continuo. La decisión está determinada por el ámbito de aplicación del propulsor eléctrico y por consideraciones económicas. Por ejemplo, para el uso de accionamientos eléctricos en juguetes para niños, es aconsejable utilizar una capacitancia constante o discreta, para accionamientos industriales, una capacitancia discreta o continuamente variable.

Según la invención, la relación entre la inductancia de la bobina del circuito oscilante y la inductancia del motor se selecciona basándose en lo siguiente

El área y las condiciones de funcionamiento del propulsor eléctrico: cuanto más pequeñas sean las dimensiones requeridas del propulsor eléctrico, menor será la relación de inductancia;

Cuando la relación de inductancia es inferior a 0,1, la eficiencia de carga, la amplitud y la potencia del pulso de carga disminuyen drásticamente.

El límite superior es la capacidad de la fuente de corriente y las consideraciones económicas: la relación entre el costo de la batería, el motor eléctrico y el amplificador, así como las dimensiones del amplificador.

Para utilizar un amplificador de flujo magnético en un accionamiento eléctrico de potencia media, incluido un circuito de alimentación de una fuente de corriente continua, un motor eléctrico de corriente continua conectado por un devanado de excitación a uno de los terminales del circuito de alimentación, inductores primarios y secundarios con un núcleo común incluido en el circuito entre el motor eléctrico y el otro terminal del circuito de potencia , en él, según la invención, a partir del inductor primario, se forma un circuito oscilatorio, con una conexión paralela adicional de una capacitancia a ello, de acuerdo con las condiciones anteriores para el diseño de un amplificador de flujo magnético y condiciones adicionales:

El inductor secundario está conectado al circuito de potencia a través de un diodo conectado entre el inductor secundario y el terminal del circuito de alimentación o una sección no ramificada del circuito oscilante.

La relación entre el número de vueltas del inductor primario y el número de vueltas del inductor secundario es igual a Uk/Uп, donde: Uk es el voltaje en el circuito oscilante, voltios, Up es el voltaje de la fuente de corriente, voltios

La inductancia del inductor primario con núcleo se selecciona en el rango de 0,1 a 2 veces la inductancia del motor eléctrico.

Como diodo en un sistema de accionamiento eléctrico de potencia media, se pueden utilizar diodos de potencia estándar, diseñados para operar corriente y voltaje en el circuito inductor secundario igual al voltaje de la fuente de corriente, teniendo en cuenta la relación de transformación.

Para utilizar un amplificador de flujo magnético en un accionamiento eléctrico de alta potencia, incluido un circuito de alimentación de una fuente de corriente continua, un motor eléctrico de corriente continua conectado por un devanado de excitación a uno de los terminales del circuito de alimentación, inductores primarios y secundarios con un núcleo común incluido en el circuito entre el motor eléctrico y el otro terminal del circuito de potencia , en él, según la invención, sobre la base de los inductores primarios y secundarios, se forman circuitos oscilatorios, con conexión adicional en paralelo de condensadores a ellos , de acuerdo con las condiciones anteriores para el diseño de un amplificador de flujo magnético y condiciones adicionales:

Un diodo está conectado en paralelo al inductor secundario y la capacitancia,

La relación entre el número de vueltas del inductor primario y el número de vueltas del inductor secundario es igual a Um/Up, donde Um es el voltaje máximo en el inductor primario en el momento en que se rompe el circuito, Up es el voltaje de operación de el diodo y el condensador, voltios,

La inductancia del inductor primario con núcleo se selecciona en el rango de 0,1 a 2 veces la inductancia del motor eléctrico. Según la invención, cuando se utiliza el amplificador inventivo en un sistema de accionamiento eléctrico de alta potencia, se le conecta un diodo en paralelo con la bobina secundaria. Como diodo, se pueden utilizar diodos de potencia estándar, diseñados para corriente y voltaje de funcionamiento correspondientes a la corriente y voltaje resonantes desarrollados en el circuito oscilante del amplificador al que está conectado el diodo.

Según la invención, cuando se utiliza un amplificador en un sistema de accionamiento eléctrico de media y alta potencia, su circuito oscilatorio puede contener, como un accionamiento eléctrico de baja potencia y en las mismas condiciones, una capacitancia constante o variable. Al elegir los valores límite de la inductancia de la bobina del circuito oscilante para un propulsor eléctrico de potencia media, partimos aquí de las mismas condiciones que se describieron anteriormente para un propulsor eléctrico de baja potencia, excepto que el costo de una corriente continua La fuente no se considera aquí. Para un accionamiento eléctrico de alta potencia, las condiciones anteriores para seleccionar los valores límite de inductancia se aplican al inductor primario. Para utilizar un amplificador de flujo magnético en un dispositivo electromagnético de corriente alterna que consta de una bobina de inductancia con un núcleo, según la invención, se forma en él un circuito oscilatorio a partir de una bobina inductora, con una conexión adicional en paralelo de un condensador a ello, de acuerdo con las condiciones anteriores para el diseño de un amplificador de flujo magnético. La selección de los elementos amplificadores se realiza aquí tal y como se describe en la parte general sobre el diseño de un amplificador de flujo magnético. No existen características especiales al utilizar el amplificador según la invención en electroimanes. El uso del amplificador de la invención en dispositivos electromagnéticos permite:

Aumentar la potencia de sus actuadores sin aumentar el consumo de electricidad de la red de suministro de 3 a 4 veces o más mientras aumenta el consumo de material solo de un 5 a un 10%, o

Mientras se mantiene la potencia dada de los dispositivos electromagnéticos en funcionamiento, reduzca el consumo de electricidad de 3 a 4 veces o más, dependiendo de la calidad del circuito oscilatorio resonante fabricado, es decir, aumente la eficiencia de 3 a 4 veces o más.

Reducir el consumo de material de 2 a 3 veces o más por unidad de potencia.

Aumente su factor de potencia a 1,0 con cualquier carga.

Para utilizar un amplificador de flujo magnético en transformadores de impulsos que consisten en un circuito de potencia de una fuente de corriente de impulsos, devanados primario y secundario con un núcleo común, según la invención, además, se basa en la bobina primaria, con una conexión en paralelo adicional de un capacitancia a él, forma un circuito oscilatorio de acuerdo con las condiciones anteriores para diseñar un amplificador de flujo magnético y una condición adicional: un diodo está conectado en serie al circuito de salida de la bobina secundaria.

Para utilizar un amplificador de flujo magnético en el sistema. motor eléctrico asíncrono, que consta de un circuito de alimentación de una fuente de corriente alterna, un estator con devanados de trabajo que forman circuitos oscilatorios paralelos y un rotor que tiene acoplamiento magnético con el estator, en él, según la invención, se forman circuitos oscilatorios sobre la base de su estator; devanados de acuerdo con las condiciones anteriores para diseñar un amplificador de flujo magnético. En las figuras 6 a 9 se muestran diagramas esquemáticos de la formación de circuitos oscilatorios en un sistema de motor de inducción multifásico. Todos los elementos amplificadores se seleccionan en función de lo anterior. condiciones generales Formación de un circuito oscilatorio amplificador. No se requieren características especiales en la selección de estos elementos, excepto aquellas dictadas por las características diseño general motor eléctrico.

Para obtener un aumento adicional en la eficiencia de los dispositivos electromecánicos de potencia, se puede utilizar un interruptor (convertidor) desfasador además del amplificador. Para hacer esto, por ejemplo, en un sistema de motor eléctrico, cada fase de la fuente de alimentación de corriente sinusoidal de frecuencia industrial se conecta a los circuitos oscilatorios del motor eléctrico, formados de acuerdo con las condiciones de diseño del amplificador descritas anteriormente, a través del colector. -contacto de escobilla de un disyuntor o de un disyuntor de diferente diseño, diseñado para una frecuencia de interrupción múltiplo del número de medios ciclos de alimentación. La elección del factor de frecuencia del interruptor en relación con la frecuencia de la fuente de energía se determina en función de la magnitud del aumento deseado de voltaje y potencia. El tiempo de interrupción más óptimo es igual a la duración del pico de voltaje cuando se interrumpe el circuito. Cada ruptura del interruptor proporciona un aumento en el voltaje de la fuente de energía, y el momento de la ruptura para cada fase se selecciona de modo que el pico del voltaje de ruptura mejorado coincida con el pico de la corriente reactiva en el circuito oscilante, o el inicio de la pausa coincide con el pico de tensión de la fuente de alimentación

Para calcular los parámetros de un amplificador de flujo magnético, cuya fuente de energía primaria es una fuente de energía con un convertidor chopper, se aplican las condiciones anteriores para diseñar un amplificador de flujo magnético, teniendo en cuenta el voltaje recibido por el circuito oscilante de potencia de El interruptor de flujo magnético en el sistema de un motor eléctrico de CA trifásico asíncrono consta de lo siguiente (Figs. 6-9).

Las figuras 6 y 7 muestran diagramas esquemáticos de la formación del amplificador de flujo magnético reivindicado en un motor trifásico asíncrono, cuyos devanados de campo están conectados según el circuito STAR para la tensión nominal lineal de la fuente de alimentación.

Las figuras 8 y 9 muestran diagramas esquemáticos de la formación del amplificador de flujo magnético reivindicado en un motor trifásico asíncrono, cuyos devanados de campo están conectados según el circuito TRIÁNGULO para tensión reducida lineal.

Designaciones en las Fig.6, 7, 8 y 9.

1 - fuente de corriente alterna trifásica,

2 - devanados de excitación - inductores del circuito,

4 - capacidad.

Cuando un motor eléctrico se conecta a una red CA trifásica (1), la corriente pasa por los devanados de excitación (2) del motor eléctrico, que son aquí las bobinas de inductancia del circuito oscilatorio de potencia, y por los condensadores (3 ) (elementos del circuito oscilatorio de potencia), induciendo en los circuitos especificados por sus parámetros, según la invención, es la corriente magnetizante resonante. Esta corriente, a su vez, crea un campo magnético alterno y, en consecuencia, un flujo magnético resultante amplificado cambiante en los núcleos del estator y del rotor, que ya en ralentí tiene un valor de inducción magnética cercano a la región de saturación magnética completa del circuito magnético. y proporciona energía mecánica en el eje del motor eléctrico.

Utilizar el diseño propuesto del amplificador de flujo magnético propuesto en un sistema de motor eléctrico asíncrono, según nuestros datos, permitirá:

Sin aumentar el consumo de material y las dimensiones, lograr un aumento de la potencia nominal en un 30-50% o más, o reducir el consumo de material y, en consecuencia, el costo de las estructuras por unidad de potencia entre 1,3 y 1,5 veces.

Obtenga un coseno "phi" estable de al menos 0,98-1,0 en todos los modos de carga (en inactivo - 0,94-0,97),

Reducir el deslizamiento entre 2,5 y 3,5 veces respecto al nominal en todos los modos de carga al máximo, con una sobrecarga 2-2,4 veces mayor que la nominal, obtener un deslizamiento no superior al nominal antes de la modernización, lo que indica un gran acoplamiento magnético del rotor y estator

Aumente el par de arranque entre 1,7 y 2 veces o más.

Aumente el par máximo entre 2 y 2,5 veces o más.

Aumente la eficiencia en un 2-10%, obtenga la máxima eficiencia en el rango de carga desde nominal hasta máximo,

Aumente la adherencia magnética del rotor y el estator de 3 a 5 veces y aumente la confiabilidad de las estructuras que operan bajo sobrecargas máximas permitidas.

El uso de un helicóptero de cambio de fase permitirá además que los logros anteriores aumenten la eficiencia entre un 30% y un 60% o más.

Lista de figuras de dibujo.

La Figura 3 muestra un diagrama eléctrico esquemático de un propulsor eléctrico de CC de baja potencia (voltaje de alimentación de hasta 100-120 voltios): automóviles eléctricos, vehículos eléctricos, con el amplificador de flujo magnético declarado.

Designaciones en la figura 3

2 - inductor del circuito oscilatorio,

4 - capacidad,

6 - rotor del motor eléctrico,

7 - interruptor (contactor),

10 - contacto de escobilla del motor eléctrico.

En la Fig. 4 y 4a muestran diagramas eléctricos esquemáticos (variantes) de un accionamiento eléctrico de CC de potencia media (para un voltaje de 400 a 600 voltios, por ejemplo, para tranvías, trolebuses) con el amplificador de flujo magnético declarado.

En la Fig. La Figura 5 muestra un diagrama eléctrico esquemático de un propulsor eléctrico de CC de alta potencia (para un voltaje de 1500-3000 voltios, por ejemplo, para locomotoras eléctricas) con el amplificador de flujo magnético declarado.

Designaciones en las Figs. 4, 4a y 5.

1 - fuente de CC,

2 - inductor del circuito oscilante del amplificador,

3 - núcleo (circuito de circuito magnético),

4 - capacidad,

5 - devanado de excitación del motor eléctrico,

6 - rotor del motor eléctrico,

7 - interruptor (contactor),

9 - inductor secundario (Fig. 4 y 4a) o primario (Fig. 5),

10 - contacto de escobilla del rotor del motor eléctrico (6),

11 - resistencia (interruptor de velocidad).

En la Fig. La Figura 10 muestra un diagrama esquemático de la formación del amplificador de flujo magnético reivindicado en un sistema de transformador de impulsos.

Designaciones en la Fig. 10.

1 - fuente de alimentación conmutada,

2 - inductor primario,

3 - núcleo del transformador,

4 - capacitancia del circuito oscilatorio,

5 - inductor secundario,

Información que confirma la posibilidad de implementar la invención.

De acuerdo con la invención, el diseño de un amplificador de flujo magnético destinado a su uso en dispositivos eléctricos de potencia de tipo inductivo consiste en un circuito de alimentación de una fuente (1) de corriente alterna o continua, un circuito oscilatorio resonante de corriente, que incluye un inductor. con un núcleo de transformador (3) y un capacitor (condensador) (4) conectado en paralelo a la bobina del inductor y en una serie (indicadas en las figuras) de aplicaciones - un diodo, y con la formación de un circuito magnético común - un receptor/convertidor amplificado debido a la resonancia de corrientes de flujo magnético para realizar trabajo/carga útil. En este caso, el receptor/convertidor de flujo magnético amplificado especificado, dependiendo de su uso en dispositivos eléctricos específicos, tiene un diseño diferente:

Para un dispositivo electromagnético (Fig. 1), este es el núcleo (3) y la armadura (5), que forman un circuito magnético cerrado común a través del entrehierro.

Para un calentador eléctrico (Fig. 2 y 2a), este es el núcleo (3) y el elemento calentado (5), formando un circuito magnético cerrado común.

Para los accionamientos eléctricos de CC (Fig. 3, 4, 4a y 5) este es el núcleo (3), que, a su vez, tiene un diseño adecuado en función de la potencia del accionamiento eléctrico.

Para un motor eléctrico de corriente alterna (Figs. 6, 7, 8 y 9), este es el núcleo del estator y el núcleo del rotor (no mostrados), formando un circuito magnético común a través del entrehierro y el devanado del rotor.

Para un transformador de impulsos (Fig. 10), se trata de un núcleo de transformador cerrado (3) y un devanado secundario (5).

Como parte de los dispositivos eléctricos de potencia, el amplificador de potencia de flujo magnético propuesto sirve como generador adicional y en una serie de aplicaciones ( dispositivo electromagnético, accionamiento eléctrico de CC): la potencia principal de estos dispositivos, incrementándolos nivel técnico, competitividad y desempeño económico

El funcionamiento del amplificador de flujo magnético en el sistema electroimán (Fig. 1) es el siguiente.

En la Fig. La figura 1 muestra un diagrama esquemático de un arrancador electromagnético con núcleo en forma de W y equipado con el amplificador de flujo magnético reivindicado.

Designaciones en la figura 1.

1 - fuente de CA,

2 - inductor,

3 - núcleo en forma de W,

4 - capacidad,

Cuando se conecta un electroimán a una fuente de corriente alterna (1), la corriente pasa a través del inductor (2) y la capacitancia (4), induciendo en el circuito (2, 3 y 4) una corriente resonante especificada por sus parámetros, saturando el Núcleo y diseñado para la potencia nominal del electroimán. La corriente resonante, a su vez, crea un campo magnético alterno y, en consecuencia, un flujo magnético cambiante en el núcleo (3), que magnetiza el núcleo y la armadura (5) con la formación de diferentes polos magnéticos en los lugares donde se unen. Los polos magnéticos opuestos resultantes del núcleo (3) y la armadura (5) se atraen entre sí con una fuerza determinada, determinada por la magnitud del flujo magnético máximo y la corriente resonante en el circuito oscilatorio.

El cálculo fundamental del amplificador reivindicado en un sistema electromagnético se presenta a continuación utilizando el ejemplo de modernización del arrancador electromagnético PME-211.

Datos iniciales del motor de arranque antes de la modernización:

Sm=2,7x10-4 m2 - área de la sección transversal efectiva del núcleo,

Lm=0,15 m - longitud de la línea central del circuito magnético,

L3=0,048 mm - longitud del entrehierro entre la armadura y el núcleo,

f=50 Hz - frecuencia de alimentación,

U=220 V - tensión de alimentación,

Vm=1,29 T - inducción magnética inicial en el núcleo,

m0=4 3,14 10 -7 - constante magnética.

Seleccionamos la inducción magnética en el núcleo, cercana a la saturación a lo largo de la curva de magnetización para el grado de acero eléctrico utilizado E4 (libro de referencia eléctrica editado por V.G. Gerasimov, M., Energoatomizdat, 1985) Bm = 1,53 T y la intensidad del campo magnético correspondiente. campos en el núcleo Н(Вm)=2500А/m.

Calculemos el número de vueltas del inductor a partir de la relación

Calculemos la intensidad del campo magnético en el entrehierro Н3(Вm)= Вm/m0=1,53/12,56 10 -7 =12,56 10 5 A/m.

Fuerza magnetizante en el circuito magnético Um=HmLm+H 3 L 3 = 2500 0,15 + 12,56 10 5 4,8 10 5 =433,5 A

Determinemos la intensidad actual en el circuito Ik=Um/w=433,5/2400=0,181 A.

Determinemos la sección transversal del cable en el inductor.

Determinamos experimentalmente Cos Ф=0,2 y corriente Ik=0,185 A en un inductor sin capacitancia con un núcleo en la posición operativa cerrada de la armadura.

Seleccionamos la capacitancia requerida para formar un circuito oscilatorio a partir de la relación

Los resultados de las pruebas comparativas se dan en la Tabla 1. Resultados de pruebas comparativas de un arrancador magnético utilizando un amplificador de flujo magnético.

Dado en la tabla. 1 Los datos de prueba comparativos de un arrancador magnético sin amplificador y con amplificador muestran que:

El factor de potencia del sistema magnético demostrado aumenta a 0,99 frente al valor estándar de 0,4.

La energía consumida de la red no cambia,

La fuerza de atracción de la armadura (potencia mecánica) mientras se mantiene el valor de la potencia consumida de la red aumentó 3 veces

Rotovertidor Kanareva

">El portador de energía eléctrica es el electrón. El portador de energía térmica es el fotón.

El modelo electrónico se presenta en forma de un toro hueco con rotación alrededor del eje central y alrededor del eje anular del toro.

Si consideramos el movimiento de un electrón en un cable, mostramos un electrón, pero hay muchos más. Es muy fácil comprobar hacia dónde se mueven. Colocamos una brújula magnética sobre este cable; en el momento del cierre, la flecha se desviará; por la desviación de la flecha veremos que este campo magnético se dirige en sentido antihorario, visto desde aquí. Si cambia la polaridad de este cable, la dirección del campo magnético también cambiará. Los electrones retrocederán 180° en este momento. En este diagrama se puede ver que los electrones se mueven de + a -.

¿Cómo se comportarán los electrones en un cable cuando la corriente alterna con una frecuencia de 50 Hz? Es bastante natural que la dirección de los electrones cambie 180° con una frecuencia de 50 hercios.

Se sabe que cuando un electrón se expone a tal efecto, emite un fotón. Y de inmediato nos interesa la pregunta: el electrón tiene una masa de 9,1 * 10 -31 kg. ¿Cuánto tiempo tardará un electrón en emitir una cantidad de fotones igual a la masa del propio electrón?

Es muy fácil de calcular. Si consideramos el movimiento de los electrones a lo largo de la espiral de una bombilla, que se calienta y emite fotones de luz. Tomemos un fotón del centro del espectro luminoso. Aquí está su masa. El es verde. Dividimos por 50 hercios y resulta que después de 1 hora el electrón ya no tendrá masa y deberá perder toda su estructura. Pero en realidad esto no sucede y el electrón que se mueve a lo largo de los cables y emite fotones no desaparece por ningún lado.

Aquí solo hay una hipótesis: el electrón, después de emitir fotones, absorbe la sustancia que lo rodea. ¿Qué puede absorber un electrón? Esta sustancia se conoce desde hace mucho tiempo, antes se llamaba éter, ahora se llama materia oscura. Esta es una sustancia muy intensa. El electrón debe absorber parte de él para recuperar su masa.

Cuando tenemos un modelo de este tipo, inmediatamente vemos que se pueden formar grupos de electrones. Están conectados por polos opuestos y el mismo campo magnético limita su aproximación.

Cada uno de ustedes se ha encontrado con esto al ponerse o quitarse una camisa de nailon. Vemos chispas y escuchamos crujidos. En este momento, los grupos se forman o se rompen, y los electrones en este momento emiten fotones.

Surge la pregunta: ¿de dónde viene el chicharrón? La luz son fotones, pero ¿qué pasa con los crepitantes? Si tomamos los parámetros del electrón y el fotón, entonces el fotón es varias veces más grande que el electrón, por lo que en la zona de formación de chispas a hipertensión y escuchamos un estrépito.

si tomamos relámpago natural, entonces los grupos se forman no solo a partir de electrones, sino principalmente a partir de iones. Pero en cualquier caso, los electrones emiten fotones de estos grupos. Por lo que se emite un gran número de Foltons escuchamos una descarga de trueno.

¿En qué otro lugar de la naturaleza podemos ver que un electrón, al emitir fotones, recupera su masa? Tomemos nuestro sol.

El sol emite fotones continuamente. Tomemos como ejemplo un fotón verde del espectro luminoso, o más bien la masa de un fotón verde.

Un fotón que se mueve del Sol a la Tierra a una velocidad constante tiene esta energía.

Si dividimos los julios por un segundo, obtenemos Watts.

Se sabe que el Sol emite 0,14 vatios por 1 m 2 de superficie terrestre. Conociendo este valor y conociendo la potencia de los fotones, podemos determinar el número de fotones emitidos por 1 m2 por segundo.

Errores de los matemáticos y una nueva ley para la formación de la potencia del pulso eléctrico.

El análisis mostró que los matemáticos cometieron un error hace 100 años, cuando desarrollaron una fórmula para calcular el valor de la potencia promedio del pulso.

Esta es la fórmula

Si las funciones de voltaje y corriente son continuas, es decir cuando el voltaje y la corriente se suministran continuamente, integrándolos en el intervalo del período obtendremos un valor que será mostrado por todos los instrumentos.

Y cuando se suministran periódicamente, ya no podemos determinar la potencia media mediante esta fórmula. Es necesario desarrollar un nuevo método. Los matemáticos resolvieron este problema de esta manera: desarrollaron un método de análisis gráfico para determinar la potencia promedio. Como resultado, la fórmula se simplificó y adoptó esta forma.

Cuando se aplica voltaje en pulsos, la amplitud del pulso de voltaje debe multiplicarse por la amplitud del pulso de corriente y dividirse por el ciclo de trabajo.

Ahora tomemos una batería, le conectemos una bombilla y le suministremos voltaje en pulsos. Tan pronto como se apaga el impulso, la corriente I es, por supuesto, inmediatamente igual a cero y la tensión U en la batería vuelve a su valor nominal. Pero este voltaje ya no interviene en la generación de energía. Cuando comienza el siguiente impulso, la corriente I y la tensión U vuelven a estar implicadas.

Pero la última fórmula nos convence de que la tensión U interviene en la generación de energía durante todo el período. Pero vemos que esto no es así. Como resultado, esta antigua fórmula sobreestima el consumo de energía en un número de veces igual al ciclo de trabajo del pulso de voltaje. Esto significa que también debemos dividir la amplitud del voltaje por el ciclo de trabajo del pulso. Entonces la nueva fórmula corresponderá al hecho de que nuestro voltaje no participa en la formación de energía.

Vimos en el gráfico que la antigua fórmula sobreestimaba el consumo de energía un número de veces igual al ciclo de trabajo del pulso. ¡Y tuvimos experimentos con un ciclo de trabajo de 100, lo que significa que el medidor miente 100 veces y la energía que consumimos es 100 veces mayor!

Los cálculos teóricos de la potencia del pulso deben confirmarse mediante experimentos. La idea del experimento es muy simple: es necesario tomar un motor eléctrico, conectarle un generador eléctrico, pero para que sus circuitos eléctricos sean diferentes.

Pero resultó que este dispositivo gasta 150 vatios en ralentí y solo 30 vatios se destinan al proceso de trabajo, es decir. Eficiencia=16%.

Por supuesto, utilizando un dispositivo tan imperfecto es imposible probar la nueva fórmula para calcular la potencia del pulso.

El análisis del siguiente oscilograma muestra cómo reducir los costos de ralentí.

Muy simple. Cuando los polos del estator y el rotor se encuentran, primero se acercan, y luego, cuando el polo magnético del rotor se aleja, la fuerza los retiene y como resultado se forman dos polos: positivo y negativo, uno hace girar el rotor, y los otros frenos. Por supuesto, no podemos controlar el campo magnético de un imán permanente y necesitamos introducir un electroimán en lugar de imanes permanentes. Y luego podemos cortar fácilmente el impulso negativo y dejar solo impulsos positivos, mientras que el rotor debería girar sin ningún impulso externo (no necesita un motor eléctrico externo).

Sergei Borisovich Zatsarinin hizo un nuevo modelo de rotovertidor, pero como garantía instaló un motor eléctrico en la parte inferior (¿y si el rotor no gira por sí solo?). Me llama al rato: ¡girando! Así recibimos el primer motorgenerador autorrotante del mundo, que no necesita accionamiento externo. Al consumir energía, el rotor gira y se genera energía eléctrica en el estator.

¿Qué nos dio? nuevo modelo dispositivo. Allí gastamos 150 vatios en ralentí y en el nuevo dispositivo, 10 vatios. Por ejemplo, un contador eléctrico de disco comienza a girar cuando consume 18 vatios, pero a los 10 no gira.

Aquí está el primer generador eléctrico giratorio del mundo.

El papel del motor lo realiza el rotor y el papel del generador lo realiza el estator. Por ahora se alimenta de la red eléctrica, pero también se puede alimentar con batería. El estator genera dos impulsos eléctricos de trabajo. Uno de ellos se utiliza para el proceso tecnológico de electrólisis del agua, y el segundo alimenta la bombilla, pero también puede cargar la batería. Como resultado, se forma una fuente de energía autónoma igual a la vida útil de la batería.

Oscilogramas. Aplicamos un impulso de excitación al devanado de excitación del rotor y surge un impulso de corriente en el devanado de excitación del rotor. Tan pronto como dejamos de suministrar voltaje al devanado de excitación del rotor, aparece instantáneamente un pulso autoinductivo de polaridad inversa (hasta 400 voltios). Y tiene corriente. /p>

Veamos cómo reacciona el devanado del estator. También contiene pulsos EMF autoinducidos, pero son un poco más anchos, con un ciclo de trabajo de más del 20%.

Sabemos que toda su vida los ingenieros y electricistas han estado luchando con los pulsos EMF de autoinducción, porque... en este caso, cuando se enciende o apaga la carga, se produce una chispa o un arco. Pero decidimos no luchar, sino utilizar estos impulsos y conectarlos al electrolizador. ¡Y entonces ocurrió un milagro! ¡La duración del pulso actual aumentó 20 veces en proporción al ciclo de trabajo! Se comenzaron a generar pulsos de corriente con una amplitud de hasta 100 Amperios, y una corriente promedio de hasta 20 Amperios (por eso se ve cómo se liberan rápidamente burbujas de gas)

Analicemos la potencia de la fem inducida en el estator y la fem de autoinducción. No son muy diferentes y casi iguales. Podemos usar estos dos poderes como queramos.

Pero nuestra tarea es comprobar dos fórmulas para calcular la potencia del pulso. Suministraremos energía desde una fuente de energía limitada: una batería, y no desde la red eléctrica.

Zatsarinin S.B. fabricó el segundo modelo del motor-generador eléctrico MG-2, que funciona con batería. Conectamos la primera batería al devanado de excitación del rotor, cargamos la segunda batería con un pulso de fem inducido del estator y conectamos la celda del electrolizador al pulso de fem de autoinducción del estator, y estos procesos ocurren simultáneamente. El resultado es una fuente de electricidad completamente autónoma con una vida útil igual a la vida útil de las baterías.

El experimento duró 3 horas 10 minutos. El voltaje en los terminales de la batería de suministro cayó 0,3 voltios, la tasa de caída de voltaje fue de 0,1 voltios por hora, pero para nosotros lo más importante era registrar los oscilogramas en los terminales de la batería. Usando el oscilograma podemos comprobar cuánta energía tomó nuestro motor-generador de la batería. Según la fórmula antigua, 37 Watts, y según la nueva fórmula, 9 Watts. ¿Cuál es correcto?

Comprobémoslo en la práctica. Para hacer esto, no conectaremos MG-2 a la batería, sino lámparas eléctricas con una potencia de 37 vatios. Pasó 1 hora y el voltaje de la batería bajó a 4 voltios. Continuamos el experimento y después de 3 horas y 10 minutos la batería se agotó. Inmediatamente quedó claro que la energía de la batería se tomaba según una nueva fórmula. ¡Como resultado, demostramos experimentalmente la falacia de la antigua fórmula establecida por los matemáticos hace 100 años!

El tercer modelo de MG-3 fue fabricado por S.B. y se realizan pruebas. Como puede verse en la tabla, cuando los devanados de campo del rotor se conectaron en paralelo, la potencia mecánica del motor-generador aumentó 2 veces. Y la suma de potencia eléctrica y mecánica es mayor que en la entrada.

Rotovertidor resonante

Consideremos en detalle cómo obtener un modo de funcionamiento autónomo en estructuras con motores eléctricos asíncronos. Los diagramas y las fotografías están tomados del libro de Partick Keeley, Practical Guide to Free-Energy Devices, que contiene 2500 páginas en el sitio web www.free-energy-info.com. Un circuito motor-generador resonante llamado “RotoVerter” ha sido ampliamente difundido. desarrollado entre los entusiastas de las energías alternativas que se ensambla a partir de dos motores eléctricos trifásicos. Según los autores, el sistema Rotoverter produce aproximadamente 10 veces más energía de la que consume. Los detalles del circuito se muestran en la figura.

El rotoverter tiene en su salida un generador de corriente alterna, el cual es accionado por un motor eléctrico trifásico con una potencia de 3 hp o más. hasta 7,5 CV Ambos dispositivos pueden ser motores de inducción de jaula de ardilla estándar. El motor de accionamiento no se acciona del modo habitual, sino mediante resonancia. Por lo tanto, el voltaje de entrada para un motor determinado siempre debe ser menor que su voltaje de funcionamiento nominal, por ejemplo, 110 voltios por fase en lugar de 220 voltios. El aumento de voltaje requerido lo proporcionará la resonancia creada por nosotros en los devanados del motor de accionamiento.

Se crea una tercera fase virtual mediante el uso de un condensador que crea un cambio de fase de 90 grados entre el voltaje y la corriente aplicados.

El objetivo es seleccionar el condensador adecuado para los devanados del motor y obtener un modo resonante. El condensador de arranque se conecta mediante un interruptor de botón para acelerar el motor a la velocidad a la que se abre el interruptor, lo que permite que el motor funcione con un condensador mucho más pequeño. Aunque el condensador de funcionamiento se muestra como un valor constante en el diagrama, primero se debe ajustar el condensador mientras el motor está en funcionamiento para obtener una condición resonante. Para este propósito, generalmente se construye un bloque de sintonización de capacitores, ver figura, donde cada capacitor está equipado con su propio interruptor, de modo que diferentes combinaciones brinden una amplia gama de diferentes valores de capacitancia total. Con los seis condensadores que se muestran arriba, cualquier valor de capacitancia desde 0,5 microfaradios hasta 31,5 microfaradios se puede ajustar rápidamente para encontrar resonancia. Los condensadores deben ser potentes y estar aislados de aceite. La potencia es elevada, por lo que el ajuste no está exento de cierto grado de peligro.

Este método puede dar el efecto de un modo autónomo de generación de energía, pero esto es peligroso en el caso de un ajuste fino, un aumento rápido de voltaje y potencia, hasta el punto de que falla el devanado del motor.

Pasemos a los detalles prácticos del montaje de este sistema. El motor (AC), que, según los autores estadounidenses del proyecto, se considera el mejor para este dispositivo, es el “Baldor EM3770T” de 7,5 CV. Tipo de motor 07H002X790, voltaje de conmutación 230 Volt o 460 Volt, para seleccionar el voltaje de funcionamiento, el diseño tiene seis devanados independientes. Se pueden conectar por pares en serie o por pares en paralelo. La corriente en los devanados es de 19 A o 9,5 A, dependiendo de la conexión de los devanados. La velocidad de rotación es de 1770 rpm, el factor de potencia es 81. El motor, encendido a baja tensión de entrada, tiene devanados conectados en dos en paralelo. Esto proporciona una gran resistencia óhmica y la capacidad de soportar un aumento de voltaje resonante de hasta 460 voltios, aunque solo se suministran 110 voltios desde la fuente primaria con una frecuencia de 50 Hz.

El generador tiene devanados conectados en paralelo, lo que permite reducir la resistencia activa y proporcionar una mayor corriente de salida. El variador principal se puede iniciar desde un inversor CC/CA alimentado por una batería de 12 VCC. El sistema necesita sintonización, que consiste en encontrar el mejor condensador de arranque, que se utiliza durante unos segundos en el arranque, y un condensador resonante seleccionado con precisión para un funcionamiento continuo.

Los autores del diseño del ROTOVERTER afirman: “Este dispositivo utiliza una entrada de 110 voltios de baja potencia y produce una salida eléctrica de mayor potencia que se puede utilizar para suministrar energía a los consumidores de alta potencia. La potencia de salida es mucho mayor que la de entrada. Esta es energía libre, no importa el nombre que uses”.

Los autores no mostraron cómo cerraron el circuito de excitación primaria y el circuito de generación de energía, por lo que su dispositivo puede llamarse "amplificador de potencia", pero no generador de electricidad autónomo. La ventaja a destacar es que en el proyecto ROTOVERTER hay que diseñar muy poco, ya que se utilizan motores disponibles en el mercado. Además, no se requieren conocimientos de electrónica, lo que lo convierte en uno de los proyectos más fáciles de construir. energía gratis actualmente disponible. Un pequeño inconveniente es que la configuración del modo resonante depende del tamaño de la carga, ya que la mayoría de los consumidores tienen diferentes niveles de consumo de energía en diferentes momentos.

Por lo tanto, la resonancia en paralelo se puede utilizar para reducir el consumo de corriente, y la resonancia en serie le permite aumentar muchas veces el voltaje en el circuito oscilante.

Reducir 10 veces el consumo de energía de un motor eléctrico resonante solo es posible si no hay EMF inverso o EMF del generador en sus devanados, que surge de acuerdo con la ley de Lenz en un rotor giratorio y contrarresta el voltaje de suministro, y nos obliga a aumentar significativamente. la tensión de alimentación, lo que provoca un aumento del consumo de energía en un motor eléctrico convencional.

Esta contraEMF se produce cuando el rotor de un motor eléctrico gira, según la ley de Lenz, y siempre está dirigido hacia la tensión de alimentación, y es causado por la corriente que surge en los devanados del motor eléctrico durante el movimiento mutuo de los polos de el rotor y el estator.

En pocas palabras, los diseños de motores eléctricos convencionales crean un campo magnético, la mayor parte del cual impide la rotación de su rotor, y la energía consumida de la red se gasta en superar esta oposición.

La aparición de EMF inversos es diferente para diferentes tipos de máquinas. Para algunos aparecen en el inductor, para otros en el estator, y pueden adoptar formas tanto mecánicas como eléctricas. Se sabe que el contra-EDF ocurre en motores asíncronos en el estator-inductor, y para motores y generadores de CC en el rotor-inducido. Aplicándolos a máquinas eléctricas, podemos obtener máquinas sin EMF inverso.

Motor eléctrico asíncrono sin EMF trasero. Entonces, aplicando el método anterior para eliminar la EMF inversa a los motores asíncronos, obtenemos un motor asíncrono sin EMF inversa en el estator-inductor, que consume diez veces menos energía eléctrica para generar una unidad de potencia mecánica que un motor asíncrono convencional con eficiencia.

Existe una patente RU 2646515 (no válida a partir del 1 de enero de 2013) con prioridad del 22 de julio de 1991, autores: V. G. Vlasov y N. M. Morozov, titular de la patente: Asociación científica y de producción “Kuzbasselektromotor” - “Bobinado del estator de dos motor asíncrono trifásico de polos ", que corresponde casi por completo a las solicitudes de patente posteriores de N.V. Yalovega, profesor del Instituto de Tecnología Electrónica de Moscú, de 1995 (no se emitieron patentes para estas solicitudes). Resulta que la idea original no pertenecía a N.V. Yalovega, quien se presenta a los inventores en todas partes: el "motor paramétrico ruso Yalovega" (RPYA). Pero hay una patente estadounidense concedida el 29 de junio de 1993 a N.V. Yalovega, S.N. y Belanov K.A., por un motor eléctrico similar a la patente RF de 1991, pero nadie logró crear un motor eléctrico basado en las patentes mencionadas porque la descripción teórica no contiene información sobre el diseño específico de los devanados, y los "autores" no pueden dar explicaciones porque no tienen una “visión” para la aplicación de la invención.

La situación descrita anteriormente con las patentes indica que los "autores" de las patentes no son verdaderos inventores, pero lo más probable es que "vieran" su implementación en algún profesional: un motor devanador asíncrono, pero no pudieron desarrollar una aplicación real del efecto.

BOBINADO DE ESTATOR DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO DE BIPOLOS, formado por dos devanados trifásicos, caracterizado porque los devanados están conectados uno en triángulo y el otro en estrella, mientras que el coeficiente de acortamiento de paso se toma de 0.388 a 0.416 para ambos devanados dependiendo del número de ranuras del estator, la relación de números las espiras de los devanados del triángulo WΔ y la estrella WY son iguales  y los comienzos de las mismas fases de ambos devanados están desplazados en el espacio en 30 el. granizo en relación entre sí.

Motor eléctrico paramétrico ruso N.S. Yalovegi, que representa un motor eléctrico trifásico clásico, pero con un circuito de bobinado “Estrella + Triángulo”, es decir. En lugar de 3 devanados hay 6, lo que reduce el consumo. RPEDYA, cuando realiza un trabajo similar al IM trifásico, consume de 3 a 4 veces menos y, en algunos casos, de 5 a 6 veces menos electricidad http://kopen.narod.ru/product_1.html

Motor asíncrono de bajo consumo con devanados combinados http://www.techno-oil.org/08.html

https://youtu.be/11v4c0Mi1BI

Motor DC sin EMF trasero.

N. N. Gromov propuso una forma original de eliminar la retroalimentación negativa en los motores eléctricos de CC, creando diseños de motores eléctricos construidos según un circuito magnetoeléctrico. Cuando el rotor gira, no se produce contraEMF en los devanados de estos motores eléctricos. Sin EMF inverso significa que no hay retroalimentación negativa entre la salida y la entrada del motor eléctrico.

En la Fig. La figura 1 muestra uno de los diseños de motores eléctricos propuestos por N. N. Gromov. El principio de funcionamiento de los motores eléctricos construidos según un circuito magnetoeléctrico es que, con la ayuda de una corriente continua que pasa a través de un devanado estacionario (4) ubicado alrededor del rotor (Fig.1), se crea una componente vertical de la intensidad del campo magnético en el rotor, perpendicular a la dirección de la intensidad del campo magnético, creado en el rotor por un imán permanente (1). Por lo tanto, la dirección de magnetización de los dominios magnéticos del rotor (que coincide con la dirección resultante de la intensidad del campo magnético en el rotor) se desvía un cierto ángulo de la dirección hacia las piezas polares (2) del imán permanente (1). , lo que provoca la rotación del rotor en el sentido de acercar los polos magnéticos del rotor a las puntas de los polos (2) de un imán permanente (1). “Sin embargo, debido a las propiedades del acero eléctrico, el núcleo 3, a medida que gira, mantendrá la dirección del flujo magnético Mill y el valor del momento electromagnético Mel en la escala de la estructura de dominio del material. El núcleo 3 ganará impulso constantemente hasta que el momento de resistencia en su eje Ms sea igual al momento electromagnético Mel”. Es decir, cuando se gira el rotor, la dirección de su magnetización con respecto a las piezas polares no cambia.

1 - imán permanente; 2 – pieza polar; 3 – rotor; 4 – devanado estacionario con corriente; Fpm – líneas eléctricas flujo magnético de un imán permanente; Фр – líneas de flujo magnético creadas por la corriente que pasa por el devanado 4; Mill – la dirección resultante del propio campo magnético del rotor; Mam es el momento electromagnético tangencial.

Podemos decir que la conmutación se produce a nivel de los dominios magnéticos del rotor, y no con la ayuda de un conmutador y escobillas, como ocurre en un motor eléctrico de corriente continua. De esta manera se consigue una rotación continua del rotor. Los cálculos de N.N. Gromov muestran que un motor eléctrico con polos giratorios sin conmutador ni inversor consume 190 veces menos energía eléctrica de la que produce mecánica.

Al aplicar el método anterior para eliminar la EMF posterior de la armadura a los motores de CC, obtenemos un motor de CC sin EMF posterior de la armadura. Este motor se puede construir de varias maneras diferentes. Esta máquina es irreversible, ya que la corriente en las bobinas del rotor del inducido no crea un campo que pasa a través del inductor y no puede generar corriente en los devanados del estator. Por tanto, una máquina así, al ser un motor, no puede ser un generador, debido a la asimetría irreversible de su campo magnético.

En la Fig. 2 muestra uno de opciones posibles reemplazando el devanado estacionario con corriente (4) (Fig. 1) por dos imanes permanentes (3) que se muestran en la Fig. 2.

1 – imán permanente; 2 – rotor; 3 – imanes permanentes.

Imán permanente (1) en la Fig. 2 corresponde al imán (1) de la Fig. 1. La parte media de los imanes permanentes (3) en la Fig. 2 realiza la función de las piezas polares (2) del imán (1) de la Fig. 1.

Se proporciona un entrehierro entre las partes extremas de los imanes (3) y la superficie del rotor (2) de modo que la magnetización del rotor (2) por los imanes (3) no da lugar a la aparición de un flujo magnético significativo entre los polos de los imanes (3) y del rotor (2). Imanes (3). La disposición de las piezas polares de dos imanes permanentes) que se muestra en la Fig. 2, crea en el rotor (2) el mismo campo magnético que el devanado estacionario con corriente (4), como se muestra en la Fig. 1.

En la Fig. La figura 3 muestra un diagrama de la disposición de las piezas polares de dos imanes permanentes para otra versión de un motor de imanes permanentes.

Figura 3 Disposición de las piezas polares de dos imanes permanentes.

Literatura

1. Gromov N. N. Nuevas máquinas eléctricas con bobinado de Gram. Nizhny Novgorod. 2006

2. Gromov N. N. Fuentes de energía basadas en efectos físicos bien conocidos. Nizhni Nóvgorod, 2001

3. Grómov. N. N. Máquina eléctrica con polos giratorios en un circuito de excitación magnética (2ª edición). Nizhny Novgorod. 2006

Convertimos un motor DC estándar en un motor eléctrico sin enlace back-EMF

Tiburón0083. Puede obtener una eficiencia del 140 % en el motor. Consulte el diagrama.

Tiburón0083. Trabajo útil de EMF posterior en una bobina. Diagrama de conexión

Tiburón0083. Autoalimentado en un rotovertidor con eficiencia = 130% Recalquemos a los teóricos.

Tiburón0083. Verificación de energía Consumo del Rotoverter 24 Voltios, 1,5 Amperios, es decir 36 Watts. En potencia, el motor produce 29 vatios. Y tenemos 2 bombillas de 4 vatios cada una. 29 + 8 = 37 vatios.

De Tiburón N.N. Grómov

Máquina eléctrica con polos giratorios en un circuito de campo magnético.

Los diseños propuestos de máquinas eléctricas son motores eléctricos irreversibles de amplia aplicación en el accionamiento de casi todas las clases de máquinas y mecanismos. Pueden utilizarse en pequeña y gran escala energética, como alternativa de sustitución de turbinas de agua, vapor y gas, como motores de vehículos, etc.

El principio de funcionamiento de las máquinas eléctricas propuestas es tan simple que hace sonreír a un ingeniero capacitado, y después de leer las primeras frases del texto, la lectura da paso a un vistazo rápido con la conclusión de que todo esto se sabe desde hace mucho tiempo. y no hay nada nuevo en el trabajo.

Intentaré demostrar lo contrario. Prestemos atención a los sistemas electromecánicos construidos según un circuito magnetoeléctrico, en los que el par del marco con el puntero se crea mediante la interacción entre el campo de un imán permanente con los accesorios correspondientes y uno o más conductores (en el marco). con corriente

Arroz. 1. Los dispositivos magnetoeléctricos se fabrican con un marco móvil, pero también hay diseños con un imán móvil.

El mecanismo de medición del dispositivo del sistema magnetoeléctrico consta de dos partes. La parte fija consta de un imán permanente 1, sus piezas polares 2 y un núcleo fijo 3. En el espacio entre las piezas polares y el núcleo se genera un fuerte campo magnético. La parte móvil del mecanismo de medición consta de un marco ligero 4, cuyo enrollamiento está enrollado sobre un marco de aluminio, y dos semiejes 5 conectados fijamente al marco.

Los extremos del devanado están soldados a dos resortes en espiral 6, a través de los cuales se suministra la corriente medida al marco. La flecha 7 y los contrapesos 8 están unidos al marco.

El marco se instala en el espacio entre las piezas polares y el núcleo. Sus semiejes están insertados en cojinetes de vidrio o ágata. Cuando la corriente pasa a través del devanado del marco, éste tiende a girar, pero su libre rotación es contrarrestada por resortes en espiral. Y el ángulo en el que gira el marco corresponde a una cierta intensidad de corriente que fluye a través del devanado del marco.

En otras palabras, el ángulo de rotación del marco es proporcional a la intensidad actual. Esto significa que hay un momento de rotación, y constante, y está determinado únicamente por la fuerza de la corriente que fluye a través del marco y la inducción magnética en los espacios del sistema magnético. Probablemente nadie objetará la afirmación de que si el eje del marco está fijo, el sistema magnético comenzará a moverse y girar en el mismo ángulo solo en la dirección opuesta.

Supongamos que el núcleo fijo 3 es móvil (gira libremente alrededor de su propio eje). ¿Lo que sucederá? No hay respuesta a esta pregunta ni en los libros de texto, ni en las monografías de venerables científicos, ni en los artículos de divulgación. Aunque algo debe estar pasando. Volveremos a esto más tarde.

Así, se ha descubierto que un marco con corriente, que tiene libertad de rotación en el espacio del sistema magnético, está sujeto a la influencia de un par de fuerzas en su lado, y el propio sistema magnético está influenciado por el mismo par. de fuerzas del lado del marco con corriente.

Averigüemos teóricamente usando imagen grafica y clasico leyes fisicas¿Qué fuerzas actúan sobre los elementos del mecanismo de un dispositivo fabricado mediante un circuito magnetoeléctrico?

Para hacer esto, usaremos una imagen frontal simplificada de una sección transversal de un dispositivo magnetoeléctrico Fig. 2. Las designaciones de los elementos 1 – 4 corresponden a las designaciones que se muestran en la Fig. 1.

Cuando se desenergiza el marco -4, el núcleo -3 se magnetiza mediante el flujo magnético de un imán permanente Fpm con polos que están determinados por las hojas de amperios -5. El núcleo -3 se ve afectado únicamente por las fuerzas radiales de las piezas polares. Estas fuerzas no tienen componentes tangenciales. Core -3 tiene la capacidad de girar libremente alrededor de su eje. Durante la rotación, mantiene la posición de los polos magnéticos, lo que determina el flujo FPM de un imán permanente de acuerdo con la ley de Ampere.

Cuando la corriente Ið pasa a través del marco 4 Fig. 3, excita el flujo magnético P. en el núcleo 3, Fpm es ortogonal al flujo magnético. Flujo magnético p. está cerrado a través de las piezas polares 2 y los polos de magnetización del núcleo 3 debido a sus hojas de amperios. En total, hay un desplazamiento de los polos de magnetización del núcleo 3 con respecto a la dirección del flujo magnético Fp.m. Como resultado, se aplicará un momento electromagnético tangencial Me.m al núcleo 3. que tenderá a coincidir con la dirección del flujo magnético resultante Mill = Fp.m. + P. con la dirección del flujo magnético Fp.m. Un marco con corriente Iр en espacios con inducción magnética B será afectado por un par de fuerzas que tienen el valor Fр = B · n · Iр · l, donde n es el número de vueltas, l es la longitud del espacio. La dirección de acción de estas fuerzas está determinada por la regla de la mano izquierda.

Sobre las piezas polares del sistema magnético 2 actuará un par de fuerzas Fpn, dirigidas en dirección opuesta a la acción del par de fuerzas Fp e iguales en valor a ellas.

Así queda claro:

1. Con un sistema magnético estacionario 1 - 3, el marco con corriente 4 comienza a girar para alinear la dirección del flujo magnético del Molino con la dirección del flujo magnético Fpm. El ángulo de rotación del marco está limitado por la contrarrestación del resorte 6 y depende del valor de la corriente Iр. En ausencia de un resorte, el marco con corriente girará 90 grados y los centros de los pétalos de amperios 5, inducidos por los flujos magnéticos Fpm y Fr, se alinearán en la superficie del núcleo 3. El marco tomará una posición de equilibrio estable.

2. Cuando el marco con corriente 4 está estacionario, el sistema magnético 1 – 3 gira para alinear la dirección del flujo magnético del Molino con la dirección del flujo magnético Fpm. El ángulo de rotación del sistema magnético está limitado por la contrarrestación del resorte 6 y depende del valor de la corriente Iр. En ausencia de un resorte, el sistema magnético girará 90 grados y los centros de los lóbulos de amperios 5, inducidos por los flujos magnéticos Fpm y Фр, en la superficie del núcleo 3 se alinearán. Todo el sistema alcanzará una posición de equilibrio estable.

3. Cuando el marco con la corriente 4 y los elementos del sistema magnético 1 - 2 están estacionarios, bajo la influencia del momento electromagnético Mel, que depende del valor de la corriente Iр, el núcleo 3 comienza a girar para combinar la dirección. del flujo magnético Mill con la dirección del flujo magnético Fpm. Sin embargo, debido a las propiedades del acero eléctrico, el núcleo 3, a medida que gira, mantendrá la dirección del flujo magnético Mill y el valor del momento electromagnético Mel en la escala de la estructura de dominio del material. El núcleo 3 ganará impulso constantemente hasta que el momento de resistencia en su eje Ms sea igual al momento electromagnético Mel. Volviendo a antes a la pregunta formulada: "¿Lo que sucederá?" podemos concluir que: “En el proceso de este trabajo se descubrió y estableció experimentalmente una propiedad previamente desconocida: que en los sistemas electromecánicos construidos según un circuito magnetoeléctrico, un núcleo del marco que gira libremente con corriente, al fijarlo y un permanente imán de excitación con accesorios, está bajo la influencia de un momento electromagnético constante, debido al cual gira y aumenta la velocidad de rotación hasta que el momento de resistencia en su eje es igual al momento electromagnético”.

El descubrimiento de esta propiedad de los sistemas electromecánicos construidos mediante un circuito magnetoeléctrico ha permitido desarrollar motores eléctricos de CC irreversibles, universales, sin contacto, altamente eficientes y con un bajo consumo de energía eléctrica.

Con un marco estacionario con corriente 4 y elementos del sistema magnético 1 - 2, el núcleo giratorio -3 no induce una contraEMF en el devanado del marco, lo que contrarresta el flujo de corriente a través del devanado.

Cuando se opera en modos de funcionamiento conocidos y utilizados en la práctica de mecanismos magnetoeléctricos en el modo de motor eléctrico, se realiza el movimiento de un marco portador de corriente conectado al núcleo, o el movimiento simplemente de un marco portador de corriente con un sistema magnético estacionario. , o el movimiento de un sistema magnético con respecto a un marco portador de corriente conectado al núcleo, etc. En todos los casos de obtención del movimiento de rotación del rotor, existen dos escenarios:

1. Movimiento de un marco con corriente respecto a un campo magnético estacionario con conmutación de devanados para mantener la ortogonalidad de los campos magnéticos de excitación y armadura.

2. Movimiento de un sistema magnético con una fuente de excitación (o la propia fuente de excitación con un sistema estacionario de cierre de flujo magnético) con respecto a un marco estacionario con corriente con la misma conmutación de los devanados del inducido.

En cualquier caso, se induce una fuerza contraelectromotriz en los devanados del inducido, dirigida contra el voltaje de la fuente de energía externa. A medida que aumenta el número de revoluciones del rotor (la velocidad lineal real o aparente del conductor en relación con el campo magnético de excitación), la corriente en los devanados bajo la influencia de este EMF disminuye y el par disminuye en consecuencia. Para aumentarlo, es necesario aumentar el voltaje (potencia) del suministro del motor eléctrico. En los motores eléctricos modernos, casi toda la energía suministrada se gasta en superar el contador EMF.

Por ejemplo, un motor eléctrico CC en serie tipo 4PN 200S tiene las siguientes características: potencia 60 kW; voltaje 440 V; corriente 149 A; velocidad de rotación 3150/3500 rpm; eficiencia 90,5%; longitud del estator 377 mm; diámetro del rotor 250 mm, tensión de pérdida 41,8 V; voltaje para superar el EMF inducido 398,2 V; potencia para superar pérdidas 6228 W; par (3500 rpm) 164,6 Nm.

En una máquina magnetoeléctrica que funciona en un modo nuevo abierto, al girar un rotor con un devanado estacionario y un sistema magnético estacionario 1 - 2, no se induce la contraEMF, que se opone al flujo de corriente a través del devanado. En este caso, la tensión de alimentación sólo necesita superar la resistencia activa (óhmica) del devanado para crear la densidad de corriente requerida en sus conductores, y esta corriente, y con ella el consumo de energía, permanecerá sin cambios a cualquier velocidad del rotor.

En la Fig. La Figura 4 muestra un esquema de una de las variantes de un motor DC de torque sin colector ni inversor, realizado según un circuito magnetoeléctrico con un sistema de excitación magnética estacionaria (devanados de excitación 1, yugo 2 y piezas polares 3), una armadura estacionaria. devanado 4 y un núcleo de inducido móvil (rotor) 5. En este motor eléctrico, no se induce una FEM inversa en el devanado del inducido, lo que contrarresta el flujo de la corriente del inducido, que determina el valor del par electromagnético. El par electromagnético del rotor es numéricamente igual al par aplicado al devanado del inducido y se calcula según la ley de Ampere y la regla de la mano izquierda.

Un motor eléctrico de CC sin colector ni inversor que utiliza un circuito magnetoeléctrico se puede fabricar con polos giratorios en el circuito de excitación magnética. En la figura 1 se muestra un diagrama de sección transversal de dicho motor; 5. Tendrá las mismas características que el motor cuyo esquema se muestra arriba. La diferencia es que el núcleo de la armadura 5 con el devanado 4 es estacionario y los polos del sistema magnético 6 tienen forma de cilindros giratorios. Tener dos rotores puede resultar útil en algunos casos.

El devanado de campo 1, el yugo 2 y las piezas polares se explican por sí solos.

El núcleo de armadura 5 puede tener o no dientes. No hay pérdidas por inversión de magnetización cuando se alimenta con corriente continua pura. Los flujos magnéticos que lo atraviesan están inmóviles. Sin embargo, cuando el motor funciona con corriente alterna, pulsante o con modulación de ancho de pulso, para ajustar el par, los núcleos del inducido deben estar laminados. Además, el núcleo laminado es tecnológicamente más avanzado en su fabricación. Los postes giratorios 6 también deben estar laminados con buen aislamiento entre las placas. Al girar a alta velocidad, se pueden inducir importantes campos electromagnéticos unipolares en su cuerpo, que provocan la aparición de corrientes parásitas.

En la Fig. La Figura 5 muestra un diagrama de un motor eléctrico, que tiene un inconveniente importante: grandes flujos de fuga del campo magnético de excitación. Este inconveniente se elimina fácilmente colocando los devanados de campo junto con las piezas polares Fig. 6. Las designaciones de los elementos en este diagrama corresponden a las designaciones adoptadas en la figura anterior.

En la Fig. La Figura 7 muestra un diagrama de un motor eléctrico con polos giratorios y excitación de imanes permanentes 1. Las designaciones restantes corresponden a las designaciones adoptadas en la Fig. 5.

En la Fig. La Figura 8 muestra un diagrama de un motor eléctrico con polos giratorios, que tiene un área de polo aumentada en el espacio que no funciona. Este esquema es aplicable para reducir la resistencia magnética en el sistema de excitación magnética y la máquina tiene dimensiones generales ligeramente más pequeñas. Excitación de imanes permanentes 1, otras designaciones corresponden a las designaciones adoptadas en la Fig. 5.

Los momentos electromagnéticos aplicados a los rotores en todos los circuitos considerados de motores eléctricos con polos giratorios se calculan según la ley de Ampere y la regla de la mano izquierda.

Realicemos una evaluación de ingeniería de los parámetros de un motor con polos giratorios excitados por imanes permanentes en base a dimensiones totales. Elijamos las dimensiones reales de los polos giratorios y la velocidad de su rotación, que no contradicen el significado físico.

Datos iniciales.

El radio del polo giratorio es de 0,05 m, la longitud del espacio de trabajo es de 0,15 m, el área para el devanado en la armadura en un lado es de 6 cm2 (600 mm2), el cable PEL-1.26 con una sección transversal es 1,094 mm2, el factor de llenado de la sección del cable es 0,794, espesor promedio de la armadura - 0,04 m, inducción magnética en el espacio de trabajo 0,7 T, intensidad de corriente (para uso a largo plazo operación continua) - 11 A, rodamientos estándar a 12000 rpm (200 rpm).

Cálculo.

Número de conductores en el espacio de trabajo n = 600x0,794 = 476 uds. Longitud del cable en el anclaje L = [(0,15x2) + (0,04x2)]x493 = 187,34 m Resistencia del cable R = 0,0175x187,34/1,094 = 3 Ohmios. Fuerza electromagnética en un espacio F = 0,7x11x476x0,15 = 549,78 N. Par de rotación por polo M = 549,78x0,05 = 27,489 Nm. Potencia de un eje P = 2xPi x 27.489x200 = 34543,7 W. Potencia total 2P = 69087 W. Tensión de alimentación U = 11x3 = 33 V. Consumo de energía eléctrica Rel = 33x11 = 363 W.

Un motor eléctrico con polos giratorios sin contraEMF consume energía eléctrica 190 veces menos de lo que produce energía mecánica.

Así, a partir de la evaluación de ingeniería realizada de los parámetros de un motor eléctrico con polos giratorios sin contraEMF, podemos concluir que durante su funcionamiento existe la posibilidad de seleccionar parte de la potencia mecánica y convertirla en energía eléctrica para satisfacer sus necesidades. propias necesidades.

Así, en el proceso de este trabajo, se estableció abierta y experimentalmente una propiedad del mundo material objetivamente existente hasta ahora desconocida, a saber, que en los sistemas electromecánicos construidos según un circuito magnetoeléctrico y fabricados con polos giratorios (rotores) en el circuito de excitación magnética, los rotores están bajo la influencia de momentos electromagnéticos constantes, por lo que giran y aumentan la velocidad de rotación hasta que los momentos de resistencia en sus ejes son iguales a los momentos electromagnéticos.

El descubrimiento de esta propiedad de los sistemas electromecánicos construidos mediante un circuito magnetoeléctrico ha permitido desarrollar motores eléctricos de CC irreversibles, universales, sin contacto, altamente eficientes y con un bajo consumo de energía eléctrica.

Si es necesario sumar la potencia de ambos rotores, esto se hace mediante una caja de cambios. Además, utilizando una caja de cambios, es posible acelerar los rotores a velocidades de rotación máximas. Considerando la simplicidad de la forma geométrica del rotor, las velocidades periféricas en su superficie pueden ser significativamente mayores que las de los rotores de otros tipos de motores eléctricos.

Los motores eléctricos construidos según el principio de funcionamiento sin contraelectromotriz tendrán un rendimiento récord en términos de potencia específica W/kg y W/dm3.

En combinación con un bajo consumo de energía, serán necesarios en las industrias energéticas grandes y pequeñas, como reemplazo alternativo de las turbinas de agua, vapor y gas, en la industria automotriz, en la aviación pequeña y grande, en la construcción naval, etc. Tendrán demanda cuando se implemente el concepto de avión eléctrico. Además, estos motores eléctricos pueden sustituir a las unidades de potencia en instalaciones de turbofan de aviones y helicópteros.

Cuando se utilizan motores eléctricos en varios dispositivos y mecanismos (por ejemplo, en una rueda motorizada para bicicleta), se pueden distinguir dos modos de funcionamiento principales:

Movimiento de rotación continuo con fluctuaciones suaves del par alrededor de un cierto valor promedio a una velocidad de rotación constante (principalmente son mecanismos para generar energía eléctrica);

Movimiento de rotación dinámico con un par variable de cero a un valor máximo y un cambio en la velocidad de rotación también de cero a un valor máximo (esto incluye motores de tracción de vehículos, mecanismos de elevación, etc.).

Sobre la base de estas disposiciones, la cuestión de la selección del poder para las propias necesidades debe abordarse de diferentes maneras.

En caso de funcionamiento prolongado de la unidad (mecanismo) con una determinada potencia media en modo casi estacionario, es posible seleccionar directamente la potencia requerida

https://youtu.be/OBD87g566i4 http:// www.001-lab.com/ 001lab/ index.php?topic=1356.0

Motor eléctrico asíncrono en modo resonante.

Un motor asíncrono puede entrar en rezanance. Pero resanance no es el nombre correcto, sino que el correcto es recuperación de energía. Lo que sucede durante la recuperación es que la resistencia reactiva desaparece, y como la resistencia activa es pequeña, la energía consumida es pequeña, es decir. El consumo actual baja notablemente, pero no todo es tan sencillo y hay muchos matices...

El principio de funcionamiento de un motor eléctrico asíncrono de CA es similar. Como en un transformador, la energía del devanado primario del motor (es decir, el estator) se transfiere al secundario (es decir, el rotor) a través de un campo magnético.

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Un motor asíncrono en modo resonante puede considerarse como una inductancia regular del estator, cuyo valor, además, varía en función de la carga sobre el eje del rotor. Conociendo el valor de la inductancia del estator, podemos seleccionar fácilmente un condensador para este circuito oscilante en serie usando la fórmula

Usando el programa SW CAD III, los datos experimentales coincidirán completamente con la simulación usando este programa.

En el sitio web www.linear.com en abril de 2004. apareció en la sección Software una nueva version Programas SwCAD III. Es sencillo y calcula más rápido en comparación con ORCAD o Micro SAP. Bonita biblioteca de modelos. Un inconveniente. No puede agregar directamente modelos de nuevos elementos. Necesitas trabajar duro. http://www.linear.com /software/LTspice/SwitcherCAD III (4 MB) 13 de abril de 2004.

Conclusión

La forma más racional de sistemas sobre unidades son los motores eléctricos resonantes sin contrafem y, dado que se conectan fácilmente a todo el tecnología moderna, fácil de administrar, tiene un existente base técnica, que no es necesario crear. Estos dispositivos son lo suficientemente potentes como para satisfacer todas las necesidades energéticas humanas.

Vea Shkondin Wheel Motor como generador de energía gratuita de 10 kW

Suministro de energía eficiente para cargas inductivas, como un motor eléctrico o una caldera de calentamiento por inducción.

Tema tomado del sitio www.skif.biz

Entonces, se planteó la siguiente tarea. Alimentamos la inductancia de nuestro futuro motor eléctrico de tal manera que, cada vez que se satura de energía, tomamos esta energía (más precisamente, la mayor parte, menos las pérdidas) mediante el uso de campos electromagnéticos de autoinducción, los llamados llamado “Back EMF” o Back EMF (como desee). Permítanme recordarles que se produce una FEM inversa en cualquier inductor en el momento en que su campo comienza a colapsar, es decir cuando se detiene el suministro de corriente a la bobina. De hecho, la fem autoinductiva es una medida de la inductancia de la bobina. Además, en el momento en que se detiene el suministro de corriente, la polaridad del voltaje en la bobina cambia (ya que en este momento ella misma se convierte en una fuente de energía), pero la DIRECCIÓN de la corriente que fluye en el circuito NO CAMBIA. Para nosotros es muy importante.

Además, el régimen deberá prever:

1. Alimentación de la inductancia con potentes pulsos con capacidad de ajustar suavemente su frecuencia de repetición de 0 a 100 Hz.

2. Colección de EMF inverso en una amplia gama de cargas del motor (es decir, cambios en la inductancia del devanado durante su funcionamiento).

3. Posibilidad de recoger el generador EMF en el futuro.

En este caso, es necesario medir de alguna manera la cantidad de trabajo mecánico obtenido que el campo magnético así creado es capaz de realizar. Una vez montado el circuito, el resultado superó todas las expectativas.

Como inductor se utilizó el núcleo del transformador TC 280 con una bobina.

Parámetros de la bobina: 530 vueltas de cable PEV de 0,6 mm.

Resistencia 5,5 Ohmios.

Inductancia: con el núcleo completamente comprimido (cerrado flujo magnético) 350 mg.

en ausencia de núcleo, unos 2 mg.

con un espacio de 1 mm 60 mg.

con un espacio de 0,2 mm 180 mg.

Los datos de inductancia son aproximados. La medición se realizó con un dispositivo VC 9808+. Bajo carga, por supuesto, los valores de inductancia serán diferentes.

El parámetro más importante: el peso del núcleo es de aproximadamente 1,5 kg (ambas mitades juntas). Material: acero eléctrico en forma de placas de 0,35 mm de espesor, dobladas en forma de U.

Durante el funcionamiento de la instalación se observa un ruido muy potente debido al impacto de las mitades del núcleo entre sí. Esto crea una vibración significativa. El transformador se arrastra sobre la mesa, la vibración también se propaga por el suelo y la pared. Parece que un taladro percutor está funcionando. La fuerza con la que se juntan las mitades del núcleo es tal que, en un estado completamente estirado, es imposible separarlas con las manos. Si la distancia es de 1 mm, la fuerza de atracción entre ellos es de unos 2 kg.

En este caso, se consume una corriente que no supera los 0,5 A de una batería de 12 V a una frecuencia de repetición de pulso máxima (aproximadamente 70 Hz). Con base en todo lo anterior, llego a la siguiente conclusión:

Este método de alimentar un inductor es eficaz y requiere más estudios. Por el momento, no existen dispositivos producidos comercialmente que aprovechen el efecto de recuperar los campos electromagnéticos para su uso posterior.

Para disipar las dudas de los escépticos y escépticos, proporciono una fotografía y un diagrama de instalación, oscilogramas. También una descripción del funcionamiento del circuito. La información se proporciona en su totalidad. formulario abierto- nada está oculto.

Descripción del esquema.

"

La figura adjunta muestra un diagrama simplificado (sin tiristores) de la sección de potencia. Este es un modelo de trabajo para comprender los procesos que ocurren en dispositivo real. El esquema funciona de la siguiente manera. El voltaje de la red, a través de la lámpara, que realiza la función de protección contra cortocircuitos, va al multiplicador, donde la salida es de aproximadamente 550 voltios. El voltaje no es particularmente importante, pero cuanto más, mejor porque Se siente mejor el efecto del trabajo mecánico del campo magnético. Primero, presione el botón "cargar" y lleve el voltaje en C3 al valor deseado. Luego, suelte el botón de carga y presione el botón "Impulso". En este caso, el interruptor “Tact” debe colocarse de manera que se forme un circuito:

C1. - Botón. - Diodo con un interruptor que cambia la polaridad del diodo. - INDUCTANCIA. - C2.

Cuando presionas el botón "Impulso", sucede lo siguiente. C1 se descarga a través de un diodo en una inductancia. Se crea un campo magnético alrededor de la inductancia, que PUEDE realizar trabajo mecánico. En nuestro caso, las mitades del núcleo hacen clic con fuerza. Además, el campo magnético comienza a colapsar porque la energía de C1 se ha secado, pero al mismo tiempo (el campo) aún no ha ido a ninguna parte y comienza el proceso de generación de EMF de autoinducción de la bobina, lo que lleva a que C2 comience a cargarse. . Después de que la energía del campo se ha secado por completo en C2, aproximadamente el 80% del voltaje inicial está presente en C1 y con el mismo signo (esta es la característica principal de este circuito).

Dado que no toda la energía del condensador C1 fue absorbida por la inductancia (lamentablemente, nuestro mundo es imperfecto), todavía queda algo en él: esto es aproximadamente el 15-20% del voltaje original en C1, esta carga se puede restablecer en algún lugar; (la mejor opción es volver a la batería) o simplemente ponerlo en cortocircuito a tierra. ¿Por qué hay un botón "Restablecer" en el diagrama?

Luego, gire el interruptor de palanca "Tact" a otra posición y presione el botón "Impulse" nuevamente. Se produce el proceso inverso. C2 se descarga a INDUCTANCIA, que, con su ContraEMF, carga C1 al 50% (al menos) de la tensión de alimentación. Y al mismo tiempo, como en el primer caso, ¡el campo PUEDE HACER TRABAJOS MECÁNICOS ÚTILES!

Así, la fuente de energía no alimenta directamente la carga, sino que sólo bombea el circuito con porciones de la energía necesaria para su funcionamiento. Ahora imagine que la conmutación se produce entre 50 y 100 veces por segundo, que, de hecho, es lo que honestamente hace el circuito principal. A este proceso lo llamo sincronización.

"

¡No creo en los dispositivos OU! PERO.

1. Entonces (todavía) nadie alimenta una carga inductiva.

2. Todos los motores existentes generalmente no son capaces de recuperar los EMF de los devanados.

3. este esquema(con algunas modificaciones) le permitirá recolectar otro generador EMF.

Todas estas cosas deberían producir resultados muy interesantes. Y requieren más investigación...

Arroz. 6 modelo de circuito de potencia

Ahora, en realidad, una descripción del circuito. Conociendo el principio de conmutación (ver arriba), podemos hablar sobre el circuito en sí. Unas pocas palabras sobre los TIRISTORS.

Estos dispositivos electrónicos son únicos porque habiéndolos abierto con un PULSO, ya no es posible cerrarlos mientras la corriente fluye a través del ánodo-cátodo del tiristor. ¡Esta es una propiedad muy importante! En el circuito, solo ellos son “encendidos” (similares a los tubos grises) a través de transformadores de pulso TI1 - TI4, lo que asegura los ciclos de funcionamiento del dispositivo. Los tiristores se cierran solos cuando se agota la fuente de energía, es decir. cuando la corriente en el circuito se detiene. La segunda propiedad importante de los tiristores es que son capaces de hacer pasar corriente en una sola dirección. Esto evita la aparición de oscilaciones armónicas, que nos arruinarían toda la “frambuesa”. Un momento más. Se pulsa todo el dispositivo.

El dispositivo consta de tres bloques separados:

1. Sección de potencia que conmuta una carga inductiva.

2. Inversor DC-DC 12 > 500 (500 V está en reposo).

3. Una unidad de control que genera los tiempos necesarios.

Veamos cada bloque por separado. La parte de potencia ya ha sido considerada; cabe agregar que los números de tiristores se dan de acuerdo con el orden de los ciclos de conmutación, es decir El tiristor 1 es el primer ciclo, luego una pausa, luego los tiristores 2, 3 y 4. Luego nuevamente el 1 y así sucesivamente en un círculo. Los devanados de los transformadores de pulso deben conectarse entre el CÁTODO y el electrodo de control del tiristor, y es importante asegurarse de que un pulso de polaridad positiva (cuando llega de la unidad de control) golpee el electrodo de control del tiristor, y no el cátodo, es decir los comienzos de los devanados (puntos) deben corresponder al diagrama. Se necesitan diodos que puenteen los condensadores de carga y descarga para evitar cualquier tipo de emisiones asociadas con el hecho de que PUEDEN ocurrir todavía en el circuito. vibraciones armónicas(en la fase inicial de apertura del tiristor). Se necesita una resistencia de sintonización en el circuito de los tiristores 2-4 para disipar la potencia liberada al descargar la carga restante de los condensadores; sin ella, el tiristor puede fallar por exceder la corriente de pulso (uno de los míos ya murió a causa de esto). El circuito no fue diseñado para recolectar esta energía; el circuito tiene fines de entrenamiento, por lo que hay una resistencia. En su lugar, es adecuada una lámpara de 220 V de 40 a 75 W. En un circuito controlador de motor real, naturalmente, es necesario instalar un convertidor flyback para utilizar correctamente este EMF.

El interruptor de palanca "Control" (en la foto está encima del microamperímetro), el interruptor de neón y el microamperímetro en sí están diseñados para monitorear el funcionamiento del dispositivo. Como se trata de pulsos de la misma polaridad, no se requiere un diodo rectificador en el circuito del microamperímetro. Tenga en cuenta que el voltaje se mostrará aproximadamente en promedio entre el mínimo y el máximo. La resistencia marcada * limita la corriente en el circuito del microamperímetro. Espero que todos comprendan el propósito del amperímetro y el fusible. Los interruptores de palanca "Generador" y "Alto" son necesarios para controlar el dispositivo.

Inversor 12 voltios --> 500 voltios

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Este dispositivo es un convertidor de pulsos altamente eficiente que funciona a una frecuencia de aproximadamente 100 kHz. El plan ha tomado medidas para aumentar la eficiencia al máximo posible. Las mediciones han demostrado que la eficiencia de este convertidor es de al menos el 95% con una carga de no más de 15 W. Cuando la carga aumenta a 40 W, la eficiencia cae a alrededor del 75-80%, pero esto no nos da miedo porque el dispositivo “consume” 0,5 A como máximo de la batería, lo que corresponde a una potencia de 12,6 V * 0,5 A = 6,3 W, no más. En base a esto, podemos suponer que el circuito convertidor es óptimo. El convertidor está fabricado en un chip TL494. El microcircuito es un controlador PWM universal con una amplia aplicación, en particular, este microcircuito se utiliza en fuentes de alimentación ATX para computadoras; Su bajo coste y la posibilidad de control externo del ancho de pulso (de diferentes formas) hacen aconsejable su uso en este diseño.

El cableado del microcircuito le permite generar los pulsos necesarios, que se envían a las puertas de los potentes interruptores de campo IRF1010. A muchos les puede parecer que los transistores bipolares en el circuito de puerta de campo son controladores, pero no es así. Estos transistores restablecen el potencial de capacitancia de la puerta de campo cuando el pulso se detiene, lo cual es importante porque Estos trabajadores de campo tienen una capacidad de obturación significativa. Sin embargo, la resistencia de su canal es de sólo 12 miliohmios, lo cual es muy importante para nosotros porque Estamos lidiando con un voltaje de batería bajo: solo 12 voltios, por lo que cada miliohmio cuenta.

El circuito conectado al pin 4 establece el ancho de pulso del convertidor, lo que le permite controlar el voltaje de salida (la resistencia de "potencia") dentro de un amplio rango y, por lo tanto, la potencia de todo el dispositivo. Alimente al pin 4 de este registro. 1 (aprox. +9 V) desactiva completamente el convertidor (la duración del impulso pasa a ser = 0). Esta señal proviene del controlador de control (circuito con diodo VD 5) cuando es necesario prohibir el bombeo de energía del circuito. En el oscilograma Fig. 4 muestra claramente que el convertidor se enciende brevemente, durante solo 1 ciclo del ciclo de conmutación. Esto le permite recargar el condensador de carga a la “condición” deseada; el resto del tiempo (3 ciclos) el convertidor descansa. Dado que el convertidor opera a muy alta frecuencia, este método de gestión no afecta en modo alguno la eficiencia de su funcionamiento. El LED ION indica el funcionamiento de la referencia de tensión interna TL494. Se requieren condensadores de 0,22 y 1000 μF; protegen el circuito de alimentación de sobretensiones peligrosas de corrientes de alta frecuencia que pueden surgir de la autoinducción EMF de los devanados del transformador del convertidor. Las cadenas a lo largo de los pines 5 y 6 del TL494 establecen la frecuencia del generador. En nuestro caso es de unos 100 kHz.

El transformador se fabrica a partir del hardware del transformador procedente de una fuente de alimentación de computadora. Se eliminan todos los devanados viejos del transformador. El devanado secundario contiene de 60 a 70 vueltas de cable PEV de 0,5 mm, el devanado primario contiene 3 + 3 vueltas de cable PEV de 1 mm.

Diodos rectificadores - HER308. Puedes usar nuestro KD213A, tienen casi 2 veces la reserva de voltaje, en este circuito funcionarán normalmente. Para reducir las interferencias de radio, los cables que van desde el devanado secundario hasta los diodos deben ser lo más cortos posible.

La unidad de control del dispositivo consta de cuatro microcircuitos y un estabilizador de voltaje. El microcircuito NE555 genera pulsos con un ancho de aproximadamente 15 μs y una frecuencia de repetición de 8 kHz, necesarios para controlar los tiristores. El microcircuito contiene un estabilizador de voltaje incorporado, por lo que se puede alimentar directamente desde la fuente de alimentación primaria, sin estabilizador ni filtro. La señal de pulso se elimina del pin 3 y, a través de una resistencia de 51 ohmios que limita la corriente, se suministra a los colectores de las teclas de control de tiristores (transistores 1-4). Dado que del generador salen impulsos de polaridad positiva, se pueden suministrar inmediatamente, sin desacoplamiento. Si hay un 1 lógico en la base del transistor, al llegar un pulso de NE555, el transistor se verá obligado a abrirse y, en consecuencia, el pulso ingresará al devanado primario del transformador. El devanado del transformador cierra este circuito a tierra. Como se trata de pulsos cortos, nada en el circuito se calienta.

¡Atención! ¡Es obligatoria la instalación de diodos que desvíen los devanados primarios de los transformadores! La FEM de autoinducción de los devanados del transformador, así como algo (radiante de Petit Lidenman) que penetra durante la conmutación en la sección de potencia, induce corrientes en los transformadores, que fluyen hacia la unidad de control e interrumpen el funcionamiento del generador o abren varios tiristores al mismo tiempo. En general, el circuito obstinadamente no funcionó hasta que se instalaron estos diodos. Los LED son necesarios para indicar visualmente los ciclos de reloj del dispositivo y también evitar que la señal del NE555 llegue a las salidas del disparador.

El microcircuito 561LA7 es el oscilador maestro. Resistencia de 470 kOhm y condensador de 1 µF. formar un circuito RC del cual depende la frecuencia. La frecuencia se puede cambiar dentro de un amplio rango de 0 a 200 Hz. Los microcircuitos 561TM2 forman un contador en anillo, que proporciona una formación _alternativa_ del registro. 1 en las salidas _inversas_ de los disparadores (¡Atención! Hay un error en el circuito: las salidas directas se confunden con las inversas), que están conectadas a los transistores a través de diodos.

Esta parte del circuito no es la mejor solución; simplemente la armé con lo que tenía a mano.

Sería más correcto instalar un registro de desplazamiento como IR23 o algo similar, o mejor aún, CONTROLAR EL DISPOSITIVO DESDE LA COMPUTADORA a través de un puerto paralelo. Luego puede escribir un programa simple para enviar un byte al puerto, cuyos 4 bits menos significativos contendrán la palabra de conmutación. De esta manera puede configurar con precisión la frecuencia de repetición del pulso y su duración con una precisión de hasta un microsegundo. Sin embargo, esto probablemente sería demasiado, así que se hizo como está. El botón "Inicio" es necesario para iniciar el contador.

El estabilizador de voltaje en 142EN8 desacopla la unidad de control de la fuente de energía y evita que las emisiones conmutadas entren al circuito. Se requiere su instalación.

¡Sí, el momento más importante!

La cadena de salida directa del cuarto disparador > VD5 > 4 pines TL494 forma el circuito de control (encendido/apagado) del inversor de voltaje 12 > 500, que se describió anteriormente. SIN ESTE CIRCUITO NADA FUNCIONARÁ, ¡pero habrá un gran cortocircuito y agotamiento de los transistores!

Como se dijo al principio, la fuente de energía se enciende solo cuando realmente es NECESARIA, es decir, en el ciclo de conmutación "4", es decir cuando el tiristor 4 está abierto ¡Este es el punto! Esto proporciona al circuito una nueva porción de energía para compensar las pérdidas. El diodo VD 5 previene la aparición de troncos. 0 en el pin 4 del TL 494, lo que no permite que este último genere pulsos demasiado amplios, es decir. Pon muchos amplificadores en el trance. En nuestro negocio esto no es necesario.

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¡La energía no puede pertenecer solo a nadie, porque nosotros y todo lo que nos rodea somos Energía!

Pero si no conoce la forma más sencilla de hacerlo, puede echar un vistazo más de cerca a este proyecto. Aquí se ensambla el transformador de soldadura a partir del estator del motor. Lo bueno del diseño es que el motor ya tiene casi todo lo necesario para realizar la soldadura; sólo hay que hacer algunas modificaciones en el circuito magnético y enrollar el transformador correctamente.

En cuanto a las características técnicas, para tales fines son adecuados los motores asíncronos con una potencia de aproximadamente 4 kW; diferentes empresas.

Materiales y herramientas para hacer en casa:
- motor eléctrico con una potencia de 4 kW;
- llaves, alicates, cinceles, destornilladores y otras herramientas para desmontar el motor;
- cinta protectora;
- mazo.

Proceso de fabricación de soldadura eléctrica:

Paso uno. Desmontaje del motor eléctrico.
Según el autor, un motor de este tipo se puede desmontar con bastante facilidad. Solo necesitas abastecerte llaves inglesas. Utilizándolos, debe desenroscar un par de tuercas que aprietan las dos cubiertas del motor entre sí y con la carcasa del estator. Si el motor ya está oxidado, a veces no es tan fácil desenroscar estas tuercas, en este caso puede usar una amoladora y simplemente cortar los pernos; Bueno, después de eso necesitarás usar un martillo o un mazo para quitar las cubiertas del motor.

Después del desmontaje, será necesario quitar el rotor del estator; no será necesario para trabajos caseros. El estator es un conjunto de placas de acero; forman un circuito magnético. Hay un devanado en el núcleo magnético. Las dimensiones del estator de los motores, así como la geometría, pueden diferir. Para realizar soldadura eléctrica, es mejor elegir motores con un diámetro de cuerpo grande y una longitud corta.

El mayor valor del estator es el anillo del circuito magnético; todo lo demás sólo estorbará. El núcleo magnético generalmente se prensa en hierro fundido o caja de aluminio. Los cables pasan a través de las ranuras del circuito magnético; es necesario retirarlos. Esto se hace mejor cuando el núcleo magnético todavía está en la carcasa. Para quitar los cables, debe tomar un cincel y cortarlos por el extremo con un cincel afilado en un lado del estator. Bueno, entonces puedes sacarlos en forma de bucles con unos alicates, después de quitarlos con un destornillador.
Para que sea más fácil quitar los cables, puedes quemarlos con un soplete. Simplemente no caliente demasiado el metal del núcleo magnético, de lo contrario podría perder sus características técnicas.

El cuerpo de hierro fundido se puede partir con un mazo. Para asegurar que se parta correctamente se pueden hacer cortes longitudinales a lo largo del mismo. Pero en este asunto es importante no exagerar, de lo contrario se puede doblar el circuito magnético.

Segundo paso. Preparando el circuito magnético
Una vez retirada la carcasa, es necesario inspeccionar cuidadosamente el circuito magnético para determinar cómo está sujeto. Sucede que las placas simplemente se colocan en la carcasa y se aseguran con una arandela de seguridad. Si este es el caso, dicha estructura puede desmoronarse durante el funcionamiento; es mejor apretarla con alfileres o fijarla de alguna otra manera. de manera accesible. Y a veces el diseño se realiza en forma de un paquete ya preparado. Si el paquete del circuito magnético es demasiado grande, entonces se puede reducir, ya que la máquina de soldar será demasiado pesada. Si el motor es grande, es muy posible que se puedan hacer incluso dos soldaduras eléctricas con él.

En cuanto a las ranuras del circuito magnético, hay varias opiniones. Algunos obstruyen las ranuras con hierro transformador, pero nuestro autor no recomienda hacerlo, ya que esto reduce en gran medida la eficiencia y aumenta el consumo de corriente. Lo que se puede hacer es cortar completamente las ranuras con un cincel. Lo bueno es que el transformador se volverá más liviano. Pero como este procedimiento es bastante laborioso, la mayoría de las personas no tocan estos surcos en absoluto.

Paso tres. Aislamiento y bobinado
Cuando el circuito magnético ya esté preparado, necesitará una cinta adhesiva, con la que se debe aislar cuidadosamente la carcasa enrollando varias capas. Se debe prestar especial atención a los bordes afilados de las ranuras, ya que aquí se puede perforar fácilmente el aislamiento. Para evitar este tipo de problemas, lo mejor es poner primero algún tipo de material dieléctrico en los bordes afilados y luego envolver el circuito magnético con cinta adhesiva.

Después de esto, puede comenzar a enrollar el devanado primario. Dado que el diámetro del anillo del estator es de unos 150 mm, puedes colocar un cable bastante grande en él sin preocuparte por no tener suficiente espacio. Debido al hecho de que el núcleo magnético tiene ranuras, el área de la sección transversal aquí cambiará gradualmente dentro de la ranura, este valor es el más pequeño; El número de vueltas debe calcularse basándose en este valor efectivo más pequeño.

El autor enrolla el devanado primario directamente alrededor de todo el anillo del circuito magnético. Luego se vuelve a aislar todo desde arriba con cinta adhesiva.

Bueno, el devanado secundario está enrollado encima del primario. Para que el transformador pueda ajustarse si es necesario, el devanado secundario debe enrollarse de manera que no se superponga a los extremos del primario. Luego se puede rebobinar o rebobinar si es necesario.

Si es necesario, la bobina del transformador se puede separar en dos brazos. Entonces se puede acceder a cada hombro en cualquier momento. Pero con este diseño, la soldadura perderá potencia. En cuanto a las características técnicas de un producto tan casero, la soldadura se puede realizar sin problemas con un electrodo de 4 mm si se hace correctamente, y cortar con un electrodo de 3 mm. Y todo ello desde un punto de venta habitual.
Esta unidad consume hasta 10A cuando está en funcionamiento. Puedes cocinar con electrodo de 3 mm todo el tiempo que quieras, el transformador no se calienta. Y si quemas diez piezas de 4 mm, el transformador se calentará hasta unos 50 grados.

Cálculo del devanado
Para el devanado primario necesitará un cable con un diámetro de aproximadamente 2-2,5 mm. El devanado secundario está hecho de una barra colectora de 8x4 mm, esto se aplica al cobre, para el aluminio la sección transversal debe ser un 15 por ciento mayor.
Para calcular el número de vueltas se utiliza la fórmula: 48 / (a ​​x b), donde (a x b) es el área en milímetros cuadrados.

El voltaje para el devanado primario debe elegirse 210 V, ya que cae bajo carga. Una vez alcanzado el valor de 180 V, será necesario realizar tomas cada 10 V. Serán necesarios si es necesario utilizar soldadura en un lugar con bajo voltaje.
En cuanto al devanado secundario, para un arco estable en ralentí debería producir 55-65V.

Todos estamos acostumbrados a la electricidad, a su uso en absolutamente Diferentes areas nuestra vida. Pero incluso la vida en el siglo XXI, en enorme metrópolis y la costumbre de utilizar constantemente todo tipo de aparatos eléctricos, mecanismos, etc. no puede protegernos de una falta urgente de corriente en la red eléctrica. Y los trabajos relacionados con la construcción y la instalación, por definición, no siempre pueden conectarse al suministro eléctrico general, lo que significa que se necesitan algunas fuentes de electricidad temporales o de respaldo. Aquí es donde acuden en nuestra ayuda las centrales eléctricas, también llamadas generadores, que en su contenido representan un sistema de varios dispositivos donde la energía mecánica se convierte en energía eléctrica mediante corriente alterna o continua.

Casi todas las centrales eléctricas se pueden utilizar tanto en la vida cotidiana, como fuente de energía para dispositivos de iluminación, equipos domésticos y de oficina, como para uso industrial a escala industrial. Las ventajas de diseño y operativas de la gama de modelos de centrales eléctricas permiten a cada consumidor elegir el equipo que necesita en función de las metas y objetivos de su operación. Debido al aumento de potencia y la presencia de varios enchufes, el consumidor tiene la oportunidad de conectar simultáneamente varios aparatos eléctricos.

A menudo, los transformadores de soldadura toroidales se enrollan en un núcleo magnético extraído de un gran motor eléctrico asíncrono trifásico averiado. Los motores eléctricos asíncronos son los más comunes en la industria y equipos entre otros tipos de motores. Para la fabricación de transformador de soldadura Son adecuados motores con una potencia cercana a 4 kW o más.

El diseño de un motor eléctrico asíncrono es bastante simple: consta de un rotor que gira sobre un eje y un estator estacionario presionado en el cuerpo metálico del motor eléctrico. Todo esto está conectado por dos cubiertas laterales, unidas entre sí con pasadores. Es muy sencillo desmontarlo, basta con desenroscar las tuercas de los espárragos de las tapas. EN en este caso Para nosotros sólo nos interesa el estator.

El estator consta de un conjunto de placas de hierro: un circuito magnético redondo con devanados instalados en él. La forma del circuito magnético del estator no es enteramente circular; en su interior tiene ranuras longitudinales en las que se colocan los devanados del motor. Diferentes marcas de motores, incluso de la misma potencia, pueden tener estatores con diferentes dimensiones geométricas. Para la fabricación de transformadores son más adecuados aquellos con un diámetro de cuerpo mayor y, en consecuencia, una longitud más corta.

Para nosotros la parte más importante del estator es el anillo del circuito magnético; todo lo demás se interpone en nuestro camino. El núcleo magnético se introduce a presión en la carcasa del motor de hierro fundido o aluminio. Los cables que deben retirarse están apretados en las ranuras del circuito magnético. Es mejor hacer esto cuando el estator todavía está presionado contra la carcasa. Para ello, en un lado del estator, con un cincel afilado se cortan hasta el final todas las salidas de devanado del motor anterior. El cable no debe cortarse en el lado opuesto; allí los devanados formarán algo así como bucles a través de los cuales se pueden sacar los cables. Con una palanca o un destornillador grande, doble los bucles de alambre y extraiga varios cables a la vez. El extremo de la carcasa del motor sirve como tope, creando una palanca. Los cables salen más fácilmente si los quemas primero. Puede quemarlo con un soplete, dirigiendo el chorro de llama estrictamente a lo largo de la ranura. Aquí hay que tener cuidado de no sobrecalentar el hierro del estator, de lo contrario podría perder sus propiedades eléctricas. El cuerpo de hierro fundido se puede destruir fácilmente: unos pocos golpes con un buen martillo y se agrietará; lo principal es no exagerar. Puedes hacer dos cortes a lo largo del cuerpo con una amoladora o una sierra para metales.

Al retirar la carcasa, se debe prestar atención inmediatamente al método de fijación del conjunto de placas del circuito magnético. Las placas se pueden unir en un solo paquete o simplemente se pueden colocar en una carcasa y sujetar el extremo con una arandela de seguridad. En el último caso, cuando se quitan los devanados y se destruye la carcasa, el circuito magnético suelto se desmoronará en placas. Para evitar que esto suceda, incluso antes de que el cuerpo esté completamente destruido, es necesario unir el paquete de placas. Se pueden juntar con alfileres a través de las ranuras. Un conjunto de circuitos magnéticos de superficie demasiado grande, típico de motores especialmente grandes, tampoco es deseable, ya que tiene un peso enorme. Todo el exceso de hierro debe separarse antes montaje final El circuito magnético puede ser suficiente incluso para dos transformadores.

A veces se puede escuchar que las ranuras restantes de los devanados también deben llenarse con hierro del transformador, supuestamente para aumentar el área del núcleo magnético. Esto no debe hacerse bajo ninguna circunstancia: de lo contrario, las propiedades del transformador se deteriorarán drásticamente, comenzará a consumir una corriente exorbitante y su circuito magnético se calentará mucho incluso en modo inactivo. Aún así, a mucha gente no le gusta la forma estriada. Y algunos recomiendan cortar completamente las proyecciones de las ranuras con un cincel afilado, mientras que es necesario trabajar con vasos y no debe haber objetos rompibles cerca. Sin duda, tras una operación tan compleja, tanto la forma del circuito magnético mejorará como, tras retirar los elementos inútiles, su peso disminuirá. Sin embargo, en general, las ranuras tienen poco efecto sobre las propiedades de soldadura del transformador: las características de soldadura siguen siendo buenas. Por esta razón, en la mayoría de los casos nadie toca estos surcos.

Si el anillo del circuito magnético del motor ya está bien sujeto y separado de los devanados y de la carcasa, entonces está bien aislado (con varias capas de cinta protectora), prestando especial atención a Esquinas filosas en los bordes de las ranuras. Es mejor colocar primero anillos cortados de material dieléctrico duro en los extremos del circuito magnético para cerrar las ranuras y cubrir sus esquinas afiladas.

El anillo del estator tiene unas dimensiones impresionantes: si el diámetro interior es de unos 150 mm, en él se puede colocar un cable de una sección transversal importante sin preocuparse por la cantidad de espacio. El área de la sección transversal de dicho circuito magnético cambia periódicamente a lo largo del anillo debido a las ranuras dentro de la ranura, su valor es mucho menor; Es este valor menor efectivo el que se debe utilizar al calcular el número de vueltas del devanado primario.

El devanado primario se enrolla alrededor de todo el estator aislado.

El devanado primario está aislado con cinta protectora.

El devanado secundario se enrolla encima del devanado primario.

Al enrollar el devanado secundario de un transformador toroidal, es aconsejable colocarlo de manera que no se superponga a la última parte del primario, luego el devanado primario siempre se puede enrollar o desenrollar durante el ajuste final. Un transformador de este tipo también puede estar enrollado con devanados espaciados en diferentes brazos. En este caso siempre podrás tener acceso a cada uno de ellos, pero en este caso se desperdiciará más energía.

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Para aquellos que aún no han adquirido una máquina de soldar (WMA), les recomiendo fabricarla usted mismo a partir de un motor eléctrico asíncrono averiado. Los costos son mínimos, pero el resultado...

Al experimentar con diferentes SA, me convencí de que la búsqueda de un dispositivo potente (típico, por regla general, para principiantes) no siempre está justificado económicamente. Para la mayoría de los trabajos domésticos, se utiliza un "soldador" fabricado sobre la base del estator de un motor eléctrico asíncrono con una potencia de 1-1,5 kW, que tiene un circuito magnético con sección transversal 40cm2. Para conectarse a una red doméstica de 220 V con salida de soldadura de 40, 50 y 60 V al arco, el devanado primario de dicho SA debe tener 220 vueltas y el secundario, 60, con tomas de las vueltas 40 y 50 del "bus". .

Figura 1. Maquina de soldar del estator de un motor eléctrico asíncrono defectuoso:

1 - base aislante eléctrica; 2 - terminal (6 piezas); 3 - abrazadera; 4 - devanado secundario (60 vueltas de un mazo de barras engrosado de 9-15 cables PEV2 con una sección transversal total de núcleos de cobre de 30-35 mm2, envueltos con cinta aislante de tela, grifos de las vueltas 40 y 50); 5 - aislamiento entre capas (2 capas de tejido de lino o algodón seguidas de impregnación con barniz de baquelita); 6 - devanado primario (220 vueltas del bus - un mazo de 3-6 cables PEV2 con una sección transversal total de núcleos de cobre de 6-8 mm2, envueltos con cinta aislante de tela); 7 - aislamiento reforzado (diseño: igual que el punto 5, pero hay el doble de capas aislantes); 8 - circuito magnético toroidal; 9 - mango.

Una vez que tenga el estator en sus manos, no se apresure a cortar o quemar el devanado. Después de todo, en la mayoría de los casos es muy adecuado como material de partida para los "buses de varios amperios" necesarios para la máquina de soldar.

El devanado del estator de la mayoría de los motores asíncronos consta de varias secciones superpuestas. Cada uno de ellos se coloca en las ranuras correspondientes del circuito magnético. Después de inspeccionar cuidadosamente el estator, determine qué sección se colocó en último lugar. Empiece a desmantelar desde allí.

En primer lugar, intente sacar las cuñas (generalmente de madera) que sujetan las vueltas en las ranuras. Si esto no se puede hacer con medios improvisados, utilice un dispositivo en forma de cuchillo de configuración especial hecho con una hoja de sierra de calar.

Figura 2. Cuchillo para quitar cuñas de la ranura del estator.

La tecnología aquí es simple. Moviendo el cuchillo hacia usted, retire las virutas de la cuña, asegurándose de que quede dividida en pedazos. Después de eliminar los restos resultantes, comience a retirar la sección de las ranuras, paso a paso. Haga esto con cuidado y lentamente; en el orden inverso a la instalación de fábrica. Con el último tramo liberado, desenrollar los cables y enderezarlos, obteniendo a partir de estos tramos de 20 a 30 m de longitud, formar buses de la sección requerida.

Entonces, para obtener el bus del devanado primario (red) del CA, es necesario sumar de 3 a 6 cables ciegos para que la sección transversal total de los núcleos de cobre sea de 6 a 8 mm2. El torniquete resultante debe envolverse en toda su longitud con cinta aislante de tela. También son bastante aceptables las tiras aislantes largas cosidas (pegadas) con trozos de tela de lino o algodón. Incluso la cinta de papel cortada, por ejemplo, de bolsas postales o de cemento servirá.

Para que el trabajo de fabricación de un autobús aislado se realice sin problemas, ate el haz de cables original en varios lugares con hilo y enróllelo formando una bobina con un diámetro de 600-800 mm. Aplique la cinta en ángulo al paquete de modo que cada vuelta posterior se superponga a la mitad de la anterior y el aislamiento sea de doble capa. A la hora de utilizar tela o papel, no olvides que estos materiales requieren una posterior impregnación con barniz de baquelita o algún tipo de pintura (excluida la pintura al agua).
De manera similar, haga una barra colectora para el devanado secundario del transformador de soldadura. Solo debe contener tantos cables que la sección transversal total de los conductores de cobre sea de 30-35 mm2.

Ahora sobre finalizar el circuito magnético. Su esencia se reduce a quitar los puentes entre las secciones de la base del estator con un martillo y un cincel. Y alise los bordes afilados resultantes con una lima. El circuito magnético terminado se cubre con varias capas de aislamiento utilizando la tecnología anterior.

Para facilitar el enrollado, inserte el cable en el núcleo y gire todo el anillo hasta que la última vuelta quede suelta sobre el núcleo toroidal del "soldador". Serán como dos eslabones interconectados de una cadena diferente (núcleo magnético de acero y bobina de cobre).

Fig. 3. Colocación de las espiras del autobús, enrolladas en forma de bobina, sobre un circuito magnético toroidal con aislamiento reforzado.

Es mejor enrollar juntas las barras colectoras del transformador. Primero, sujete el borde del circuito magnético en un tornillo de banco, luego inserte el extremo del neumático, enrollado en una bobina, a través del centro del toro y, girando con cuidado este último, asegúrese de que parezca dos eslabones de cadena conectados. el uno al otro. Después de asegurar el comienzo del devanado primario a la superficie del toro con cordel, continúe girando el bus, colocando firmemente las espiras en el circuito magnético aislado.

A la primera capa de bobinas le sigue la colocación de un aislamiento ligero y la impregnación del "sándwich" resultante con barniz de baquelita diluido o pintura diluida. Luego, una nueva capa de devanado, distribuida uniformemente por toda la superficie del toro, seguida de aislamiento. Las bobinas se colocan estrictamente radialmente.

La vuelta 220 completa el devanado primario (red). Luego viene la secundaria (soldadura). Colóquelo después de realizar un aislamiento multicapa reforzado. En total, este devanado, como ya se señaló, tiene 60 vueltas (con tomas de bucle de 40 y 50).
Regla general: si de repente resulta que el cable (bus) es más corto de lo requerido, entonces la extensión debe realizarse fuera del devanado, diseñando adecuadamente los terminales adecuados para ello.

El diseño de un transformador de soldadura casero depende de las capacidades del autor-intérprete. Una de las opciones más sencillas y aceptables es fijar “lateralmente” el “soldador” a una base aislante con una simple abrazadera con asa de transporte.