0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатели работы и устройства своими руками

Квантовый двигатель. Виды и устройство. Работа и применение

Квантовый двигатель — это устройство, которое может выполнять работу абсолютно без потерь энергии, избегая при этом сил трения и теплообмена с окружающей средой. Иными словами, такой движок обладает максимальной эффективностью. Современные двигатели не обладают такими свойствами, ведь существующие законы физики ограничивают их применение. Часть энергии в обязательном порядке теряется.

Поэтому ученые уже десятки лет бьются над созданием «вечных» двигателей, которые бы могли позволить отправить космические корабли на другие планеты, разогнав их до рекордных скоростей. На данный момент уже создаются прототипы таких двигателей и проводятся их испытания. Эти агрегаты работают на совершенно новых принципах, что в будущем может привести к созданию сверхскоростных комических кораблей, летающих машин и многих других изобретений.

Сегодня квантовый двигатель пытаются создать многие страны. Создаются патенты, проводятся испытания, но реальных результатов на данный момент практически нет. Лишь некоторые страны уже добились определенных успехов.

Это в первую очередь Россия, США, Китай и Германия.
  • В Германии немецкие ученые из Аугсбурга создали модель двигателя, работающую по квантовому принципу. Работа такого устройства базируется на том, что два атома, расположенные в газообразной оптической решетке при довольно низких отрицательных температурах подвергаются воздействию внешнего переменного магнитного поля.

В результате один из атомов начинает двигаться по оптической решетке. Через некоторое время он выходит на постоянную скорость. В свою очередь второй атом играет роль стартера. Именно благодаря нему первый атом получает ускорение. Такую конструкцию стали называть квантовым атомным двигателем. Однако такому двигателю до испытаний и реального применения еще далеко.

  • Китай и США также работают над созданием собственного квантового устройства. Они совместно разрабатывают и испытывают двигатель EmDrive. Китай вкладывает очень много денег в космос. Первоначально EmDrive был изобретён в Великобритании, затем созданием подобных двигателей заинтересовались США и Китай. NASA на данный момент практически полностью засекретило испытания своего двигателя EmDrive. Китайская академия наук в свою очередь достаточно часто сообщает о своих успехах. На данный момент Китай испытывает этот движок.

Изобретение EmDrive проверяется в различных условиях, включая вакуум. Устройство, как заверяют изобретатели, действительно работает. Оно может работать бесконечно долго и не требует запаса топлива. При этом для работы такого двигателя в космосе вполне будет достаточно солнечных батарей. Однако на данный момент такой движок выделяется небольшой полезной нагрузкой. В перспективе же EmDrive сможет разгонять ракеты и космические корабли до невероятных скоростей, которые будут приближаться к сотым и десятым долей скоростей света.

  • В России квантовый двигатель разрабатывается разными коллективами учеными. Так в МФТИ разрабатывается «вечный движок» второй степени. Ученые создают машину, в которой КПД будет составлять 100%. Для этого они используют кубиты, то есть элементарные вычислительные модули, а также ячейки памяти квантовых компьютеров. Они соединяются между собой на квантовом уровне. Кубиты способны поглощать тепловую энергию, после чего перемещают излишнюю энтропию в окружающую среду. В результате двигатель находится в состоянии, в котором он может работать бесконечно.
  • Созданием другого вида двигателя занимается Владимир Леонов. Российский ученый для своего двигателя решил использовать реактор холодного ядерного синтеза, который работает на никеле. Благодаря такому решению энергоэффективность подобного двигателя будет невероятно высокой. Так она будет примерно в 1000000 раз превосходить наилучшие известные на данный момент химические топливные элементы.

Согласно расчетам изобретателя космический корабль с подобным двигателем сможет разгоняться до тысячи километров в секунду. Получается, что полет до Марса составит всего 41 час. Владимир Леонов в своем движке использовал теорию суперобъединения, созданную им же. Эта теория базируется на факте существования кванта пространства времени, то есть квантона. Изобретатель считает, что квантон является недостающим элементом таблицы Менделеева. Именно благодаря квантону формируются все остальные элементы.

Устройство
Квантовый двигатель имеет устройство в зависимости от его вида:
  • Если говорить о конструкции EmDrive, то она напоминает ведро из металла, которое запаяно с обеих сторон. Внутри у него находится магнетрон, который излучает электромагнитные волны. Такого устройства вполне хватает для создания небольшой тяги.
  • Владимир Леонов уже создал несколько видов двигателей, они могут применяться в разных целях. Для движения с небольшими скоростями используется одно устройство, а для космических путешествий с невероятными скоростями совершенно иное. В последнем он намеревается использоваться реактор холодного синтеза, что позволит достигать скоростей в тысячу км в секунду.

В движках Владимира Леонова для горизонтального перемещения применяются неоднородные магнитные и электрические поля.

Конструкция включает следующие элементы:
  • Корпус.
  • Электрогенератор.
  • Диск, который крепится на валу.
  • Активаторы, которые монтируются на шарнирах.
  • Систему поворота.
  • Аккумуляторную батарею.
  • Подшипники.
  • Преобразователь напряжения.
  • Схема управления.

Рабочее тело изготовлено из ферромагнитного диэлектрика. В качестве электрического двигателя используется гиромотор с обмоткой и ротором.

Принцип действия

Квантовый двигатель имеет следующий принцип действия. Аккумулятор питает электрический генератор и преобразователь напряжения.

В результате создаются три вида напряжения для:
  1. Магнитной составляющей.
  2. Обеспечения питанием электродвигателя.
  3. Катушек магнитной составляющей.

В результате системы магнитов и электродов создают магнитные и электрические поля. Эти поля выделяются ортогональным расположением, что позволяет получить вектора напряженности необходимого направления. Эти неоднородные поля действуют на рабочее тело, образуя поляризацию. Само же рабочее тело вращается вокруг оси. В итоге в рабочем теле наблюдается распределение квантов. Образуется сила тяги, которая передается активатором. Сами активаторы находятся под углом к оси плоскости дисков

Так как ось активатора определяет направление силы тяги, то наблюдается разделение сил на нормальные и тангенциальные. Система взаимодействует с вакуумным полем, что приводит к созданию энергии из поля вакуума. Полученная энергия тратится на вращение электрического генератора, который создает тягу, а также обеспечивает питание гидросистемы двигателя.

Двигатель EmDrive, над которым трудятся США и Китай, работает по совершенно иному принципу. Его работа базируется на разности давления электромагнитного излучения, которые находятся на концах двигателя. В узком месте давление немного меньше, чем в широком. В результате образуется тяга, которая направлена к узкому концу. Скептики неоднократно утверждали, что это невозможно. Однако наличие тяги подтверждалось в проводимых экспериментах.

Применение

Квантовый двигатель может применяться в самых разных областях. Однако, в первую очередь, эти устройства необходимы для космоса. Кроме космических кораблей этот двигатель может быть использован для автомобилей, летающих машин, подводных лодок, кораблей, железнодорожного транспорта и самолетов. При этом автомобилям и самолетам нужно будет минимум топлива. Достаточно будет один раз заправить машину, чтобы годами ездить на ней, не зная проблем. К тому же такие машины практически не будут ломаться.

Подводные аппараты при достаточной мощности двигателей смогут подниматься над водой и даже улетать в космос. В реальности они будут схожи с современными неопознанными летающими объектами, о которых так часто говорят в уфологии. Начнется полноценное освоение солнечной системы и ближайших планет нашей вселенной.

Также двигатель отлично может быть использован для выработки электричества, автономного электрического снабжения квартир и домов. Извлечение энергии из двигателя на квантовом принципе позволит отказаться от традиционного химического топлива, нефти и газа, ведь энергия станет практически бесплатной.

Читать еще:  В двигателе застучал шатун причина

В будущем квантовый двигатель сможет найти и другие применения. Совершенствование технологий приведет к появлению новых двигателей. Это будут миниатюрные устройства, которые смогут преобразовывать магнитную или электрическую энергию в механическую. В результате могут появиться нанороботы, которые смогут лечить людей. К примеру, такие миниатюрные роботы смогут бороться с раком, безопасно удаляя пораженные ткани, уничтожать вирусы и микробы.

В России на данный момент прорабатывается большое число прорывных проектов, связанных с квантовым движком. Им интересуются российские космические концерны. Силовая установка, работающая на квантовом принципе, может стать основой для создания российского космоплана. Возможно, квантовый двигатель будет использоваться для создания сверхтяжелой космической ракеты, которая должна появиться в России до 2030 года.

Устройство двигателя квадроцикла

Современные квадроциклы оснащаются двухтактными и четырехтактными двигателями. Как правило, двухтактные двигатели устанавливаются на легкие, детские и подростковые модели, а четырехтактные — на утилитарные и мощные спортивные квадроциклы. Двигатели всех квадроциклов CFMOTO четырехтактные. Рассмотрим принцип работы 4-тактных двигателей и их преимущества перед 2-тактными.

Преимущества четырехтактных двигателей

  • Экономичный расход топлива. Двухтатники более высокооборотистые, чем четырехтактники, и потребляют больше топлива.
  • Низкий уровень шума — четырехтактники работают гораздо тише.
  • Комфорт при езде. Принцип работы позволяет уменьшить вибрации и сократить количество выхлопных газов.
  • Долговечность. Это обусловлено двумя факторами. Во-первых, смазка картера в масляной ванне надежнее и эффективнее, чем смазка маслом, которое поступает вместе с топливом. Во-вторых, особенности конструкции 4-тактного двигателя существенно снижают количество нагара на рабочей поверхности поршня и цилиндра.

Принцип работы

Название говорит само за себя — последовательность работы двигателя делится на четыре такта:

  1. Впуск
    Поршень движется вниз, открывается впускной клапан. Так в цилиндр попадает смесь бензина и воздуха. Затем клапан закрывается, а поршень доходит до нижней мертвой точки.
  2. Сжатие
    В момент, когда оба клапана закрыты, поршень направляется вверх. Сжатое топливо зажигается свечой на несколько миллиметров ниже верхней мертвой точки.
  3. Расширение
    Далее начинается рабочий ход: газы начинают быстро расширяться. Они давят на поршень, заставляя его двигаться вниз. В этот момент оба клапана закрыты.
  4. Выпуск
    Коленчатый вал начинает вращаться по инерции, а поршень снова направляется вверх, открывая выпускной клапан. Газы, которые образовались как результат горения топлива, выходят через выхлопную трубу. Когда поршень достигает верхней точки, выпускной клапан закрывается, и весь процесс повторяется сначала.

Запуск двигателя квадроцикла

Рассмотрим пошаговую последовательность действий по запуску двигателя на квадроцикле и отметим некоторые особенности эксплуатации.

  1. Нажмите педаль тормоза.
  2. Проверьте выключатель электропитания двигателя — он должен находится в положении «⟳».
  3. Переведите ключ в замке зажигания в положение «⟳».
  4. Переведите селектор выбора режима трансмиссии в положение нейтраль – «N». На панели приборов должен загореться соответствующий индикатор. Если этого не произошло, обратитесь к официальному дилеру. Двигатель может быть запущен на любой передаче, но рекомендуется запускать его на нейтрали или на парковочном тормозе.
  5. Убедитесь, что курок газа не нажат.
  6. Нажмите кнопку запуска двигателя. Если двигатель спустя несколько секунд не запустится, отпустите кнопку, подождите некоторое время и повторите попытку. Для сохранения заряда АКБ каждый цикл запуска должен занимать минимально не более 10 секунд. Если аккумуляторная батарея разряжена, ее необходимо снять и зарядить.
  7. Перед началом движения двигатель необходимо прогреть, пока он не станет устойчиво работать на оборотах холостого хода.

Как видите, ничего сложного в работе четырехтактного двигателя нет, все последовательно и просто. Однако эксперты CFMOTO не советуют вмешиваться в работу двигателя самостоятельно. Если вам необходимо ТО или ремонт квадроцикла, обратитесь в ближайший дилерский центр CFMOTO в вашем городе.

Онлайн помощник домашнего мастера

Электродвигатель своими руками: инструкция по сборке самодельного механизма. Возможные модификации и простейшие модели

  • Электродвигатели

Для понимания процесса изготовления асинхронного электродвигателя своими руками следует знать его устройство и принцип работы. При следовании пошаговой инструкции самостоятельно изготовить конструкцию с минимальными затратами на материалы, так как при сборке используются подручные средства.

Краткое содержимое статьи:

Подготовка материалов

До начала сборки необходимо удостовериться в наличии необходимых материалов:

  • изолента;
  • термо- и суперклей;
  • батарейка;
  • несколько болтиков;
  • велосипедная спица;
  • проволочка из медного материала;
  • пластинка из металла;
  • гайка и шайба;
  • фанера.

Необходимо подготовить несколько инструментов, в том числе плоскогубцы, пинцет, ножик, ножницы.

Изготовление

Сначала проводится равномерная намотка проволочки. Её аккуратно накручивают на катушку. Чтобы облегчить процесс, можно воспользоваться основой, взяв, к примеру, аккумуляторную батарейку. Плотность намотки не должна быть большой, но и лёгкая тоже не нужна.

Полученную катушку необходимо снять с основы. Делают это осторожно, чтобы намотка не была повреждена. Это необходимо для изготовления регулятора оборотов для двигателя своими руками. Следует на следующем этапе провести удаление изоляции на концах провода.

На следующем этапе изготавливают частотник для электродвигателя своими руками. Делается конструкция просто. В 5 пластинах электродрелью просверливается отверстие, потом следует их надеть на велосипедную спицу, которая берётся в качестве оси. Пластины прижимаются, при этом их фиксация проводится с помощью изоленты, излишек обрезается с помощью ножа канцелярского.

Когда через катушку проходит электрический ток, частотником создаётся возле себя магнитное поле, исчезающее после отключения электротока. Воспользовавшись этим свойством, следует проводить притягивание и отпускание деталей из металла, при этом проводят включение и отключение электротока.

Изготовление токового прерывательного приспособления

Взяв пластинку небольших размеров, проводят её крепление на оси, для надёжности прижав конструкцию с помощью плоскогубцев. Далее проводят изготовление обмотки якоря электродвигателя своими руками. Для этого необходимо взять нелакированную медную проволоку.

Проводят подключение одного её конца к пластинке из металла, установив на её поверхности ось. Электроток будет проходить через всю конструкцию, состоящую из пластины, металлического прерывателя и оси. При контакте с прерывателем происходит замыкание и размыкание цепи, что даёт возможность подключения электромагнита и его последующего отключения.

Изготовляем рамку

Рамка необходима, так как электродвигатель это приспособление руками позволяет не держать. Изготавливается конструкция рамки из фанеры.

Изготовление индуктора

В фанерной конструкции проделывают 2 отверстия, впоследствии здесь электродвигательная катушка закрепляется с помощью болтов. Подобные опоры выполняют следующие функции:

  • якорная опора;
  • осуществление функции электрического провода.

После соединения пластин следует конструкцию прижать болтами. Чтобы якорь был закреплён в вертикальном положении, делается рама из металлической скобы. В её конструкции сверлят 3 отверстия: одно из них равно по размеру оси, а два – диаметра шурупов.

Процесс изготовления щёчек

На гайку необходимо положить бумагу, сверху следует пробить отверстие болтом. После надевания бумаги на болт в верхней части его ставится шайба. Всего следует проделать четыре такие детали. Накручивание гаек проводят на верхнюю щёчку, снизу следует подложить шайбочку и зафиксировать конструкцию с помощью термоклея. Конструкция каркаса готова.

Далее необходима перемотка проволоки для электродвигателей своими руками. Конец проволоки наматывают на каркас, скручивая при этом концы проволоки, чтобы катушка была красива и презентабельна. Далее следует раскрутить гайки удалить болт. Начало и конец проволоки очищают от лака, а затем устанавливают конструкцию на болт.

Читать еще:  Nfs underground 2 как открыть двигатель

Сделав подобным образом вторую катушку, необходимо соединить конструкцию и проверить, как работает электродвигатель. Шляпку болта подключают к плюсу. Следует провести плавный пуск электродвигателя, собранного своими руками.

Внимательно стоит отнестись к контактам. До пуска следует проверить их тщательность подключения. Конструкцию необходимо приклеить на суперклей. При увеличении тока происходит возрастание электродвигательной мощности.

Если катушки соединены параллельно, то происходит уменьшение суммарного сопротивления и возрастания электрического тока. Если соединяется конструкция последовательно. то суммарное сопротивление увеличивается, а электрический ток сильно уменьшается.

Проходя через конструкцию катушки, наблюдается увеличение электрического тока, что приводит к увеличению размеров магнитного поля. При этом электрический магнит сильно притягивает к себе электродвигательный якорь.

Если конструкция собрана правильно, то работа электродвигателя происходит быстро и эффективно. Чтобы собрать модель электродвигателя, не нужны какие-то специальные навыки и знания.

Можно на просторах интернета найти пошаговую инструкцию с фото на каждом из этапов. Воспользовавшись этим, любой человек быстро может собрать электродвигатель из подручных материалов.

Пусковое устройство для двигателя своими руками

Надежный запуск двигателя легкового автомобиля зимой иногда может превратиться в проблему. Особенно актуален этот вопрос для мощной автотракторной техники сельхозпредприятий, дорожно–коммунальных служб, которые эксплуатируют её в условиях безгаражного хранения. Этого не произойдёт, если под рукой будет электронный помощник, изготовить который может радиолюбитель средней квалификации.

Пусковое устройство для двигателя своими руками

Пусковое устройство такого типа было изготовлено по рекомендациям, описанным в статье «Пусковое устройство» (И.П. Шелестов. Радиолюбителям полезные схемы. Книга 1. М.: «Солон» 1998 г. с.95 – 96). Первые испытания показали, что называть его пусковым устройством можно с известной долей условности. Оно способно работать лишь в режиме «прикуривателя», т.е. совместно с аккумуляторной батареей автомобиля, а потому правильнее было бы называть его зарядно–пусковым устройством. При низких температурах окружающего воздуха, запуск двигателя приходилось осуществлять в два этапа:

— подзарядка аккумуляторной батареи в течение 10-20 секунд;
— совместная «раскрутка» двигателя.

Приемлемая частота вращения стартера сохранялась 3-5 секунд, а затем резко снижалась. Если двигатель не завелся с первой попытки, приходилось повторять всё сначала. Итак, несколько раз. Эта процедура не только утомительна, но и не желательна по двум причинам:

—-ведёт к перегреву стартера и его повышенному износу;
—-снижает срок службы аккумулятора (зимой стартерные токи легковых автомобилей достигают 250 А. Они вызывают деформацию аккумуляторных пластин, отслоение активного вещества и т.д.).

И дело здесь не только в том, что аккумуляторная батарея «не первой свежести». Как известно из литературы (Н.М. Ильин, Ю.Л. Тимофеев, В.Я. Ваняев. Электрооборудование автомобилей. М.: Транспорт, 1982 г.), разрядная ёмкость зависит не только от срока службы аккумуляторов, но и температуры электролита. Номинальная ёмкость гарантируется ТУ при температуре электролита +25°С. С понижением температуры увеличивается вязкость электролита, что приводит к уменьшению разрядной ёмкости примерно на 1% на каждый градус понижения температуры. Таким образом, даже новая аккумуляторная батарея зимой значительно теряет свои «пусковые» возможности.

Избежать указанных недостатков можно только в том случае, если мощность пускового устройства будет достаточной для самостоятельного (без помощи аккумулятора) запуска холодного автомобиля. Это позволит также существенно продлить активный срок службы аккумуляторной батареи.

Попробуем, примерно, оценить параметры такого пускового устройства. Как известно из литературы [1], в стартерном режиме рабочий ток аккумулятора:

где С20 — номинальная ёмкость батареи (А·ч). Напряжение в стартерном режиме на каждом аккумуляторе должно быть не ниже 1,75 В. Т.о. для 12- вольтовой батареи:

Uр = 6 ? 1, 75 В = 10,5 В,

где Uр – минимальное рабочее напряжение аккумуляторной батареи в стартерном режиме, В.

Отсюда мощность, подводимая к стартеру:

Например, если на легковом автомобиле установлена аккумуляторная батарея 6 СТ–60, то мощность, подводимая к стартеру, составит:

Рст = 10,5 · 3 · 60= 1890 (Вт).

Исключением из этого правила является аккумуляторная батарея 6 СТ–55, стартерный ток которой составляет: Iр = 255 А, а мощность подводимая к стартеру может составить:

Рст = 10,5 В · 255 А=2677,5 Вт.

Используя данные таблицы 1, можно рассчитать мощность, подводимую к стартеру любого автомобиля. При этой мощности обеспечивается такая частота вращения коленчатого вала (40–50 об/мин – для карбюраторных двигателей и 80–120 об/мин – для дизельных), которая гарантирует надежный запуск двигателя.

— для большинства легковых автомобилей, реальная мощность, подводимая к стартеру, превышает его номинальную (паспортную) мощность в 2-2,5 раза и составляет:

1900 ? Рст ? 2700 [Вт];

— для грузовых автомобилей с карбюраторными двигателями этот показатель может быть ещё выше:

2400 ? Рст ? 3310 [Вт];

— для автомобилей с дизельным двигателем:

Рст = 2 · 10,5 · 570 = 11970 [Вт],

(у них две батареи 6 СТ — 190 включены последовательно).

При расчете понижающего трансформатора пускового устройства необходимо учесть потери на выпрямительном блоке, подводящих проводах, окисленных контактных поверхностях соединительных клещен и выводах стартера. Как показал опыт, мощность понижающего трансформатора пускового устройства для легкового автомобиля должна быть не менее Ртр = 4 кВт.

За основу была взята схема, приведённая в [2], но с более мощным трансформатором Т1. (см рис. 1).

Рис.1 Схема однофазного пускового устройства.

В авторском варианте понижающий трансформатор был изготовлен на тороидальном сердечнике от статора сгоревшего асинхронного электродвигателя мощностью 5 кВт. Его данные выглядят следующим образом:

Scт = 27 см2, Scт = а ? в (Scт – площадь сечения магнитопровода, см2)

Рис.2 а,б Магнитопровод

Количество витков на 1 В рабочего напряжения рассчитывалось по формуле:

Число витков первичной обмотки трансформатора составило:

W1=220 · Т=220 · 30/27 = 244;

W2 = W3 = 16 · Т= 16 · 30/27 = 18.

Первичная обмотка намотана проводом ПЭТВ ? 2,12 мм, вторичная – алюминиевая шина сечением 36 мм2. Выключатель SА1 типа АЕ – 1031 (с встроенной тепловой защитой) на ток 25 А. Диоды VD1, VD2 типа Д161–250.

Амплитуда магнитной индукции в сердечнике трансформатора Вм = 1,7 Тл. Ток холостого хода при таких значениях Вм достигает значений Iхх = 3,5 А, что снижает КПД трансформатора. Однако здесь необходимо принять во внимание следующее обстоятельство. Рабочий ток в первичной обмотке трансформатора I1 в момент запуска может достигать значений 18–20 А, вызывая падение напряжения в подводящих проводах осветительной сети на 15–20 В. Таким образом, к первичной обмотке трансформатора будет приложено не 220 В, а 200 В. Это снижает величину Вм и ток холостого хода, что увеличивает КПД трансформатора в момент пуска.

Для желающих самостоятельно рассчитать параметры понижающего трансформатора можно воспользоваться методиками, изложенными в [2], [3].

Несколько советов о подготовке тороидального сердечника. Статор, вышедшего из строя электродвигателя освобождают от остатков обмотки. С помощью остро заточенного зубила и молотка вырубывают зубцы статора. Сделать это не сложно, т.к. железо мягкое, но нужно воспользоваться защитными очками и рукавицами. Затем из металлического прутка ? 7–8 мм готовят две П–образные скобы, которыми сердечник трансформатора будет крепиться к рамке–основанию. На обоих концах скоб нарезают резьбу под гайки М6. Из металлической ленты, толщиной 3–4 мм и шириной 18–20 мм, согнутой П–образно, готовят рукоятку трансформатора. Края П–образной пластины дополнительно изгибают навстречу друг другу, получая «язычки» длинной 5–8 см, к которым будет крепиться деревянная рукоятка. С этой целью в «язычках» просверливают отверстия ? 7 мм. Две скобы и металлическую часть рукоятки обматывают слоем ткани, пропитанной эпоксидной смолой и приклеивают к внутренней части тороида: рукоятку вверху, скобы внизу на некото-ром расстоянии друг от друга. Весь сердечник также покрывают одним–двумя слоями ткани, пропитанной эпоксидной смолой. После высыхания эпоксидной смолы, приступают к намотке обмоток. Первичную обмотку мотают первой, равномерно распределяя по всему периметру. После выполнения первичной обмотки, трансформатор включают в сеть и замеряют ток холостого хода, который не должен превышать 3,5 А. Необходимо помнить, что при Вм = 1,7 Тл сердечник близок к насыщению, а потому, даже незначительное изменение числа витков будет приводить к существенному изменению тока Iхх первичной обмотки.

Читать еще:  Шаговый двигатель холостого хода опель вектра

Перед намоткой вторичной обмотки в металлической части рукоятки сбоку сверлят отверстие под болт с резьбой М12, который будет служить выводом от средней точки обмотки и одновременно «плюсовой» клеммой. Показанное на схеме соединение выпрямительных диодов позволяет использовать металлические элементы рамки- основания пускового устройства не только для крепления диодов, но и качестве теплоотвода без диэлектрических прокладок.

Выводы вторичных полуобмоток соединят с «плюсовой» клеммой, витки равномерно распределяют по всему периметру сердечника. При укладке используют деревянный молоток.

Далее с помощью сварки готовят рамку–основание. Для этого используют металлические прутки ? 10–12 мм. С одной стороны рамки на алюминиевой или медной пластине толщиной 3–4 мм крепят выпрямительные диоды. Здесь же сверлят отверстие под болт М12, который будет служить «минусом» устройства. На другой стороне рамки приваривают отрезок угольника и крепят к нему выключатель SА1.

Теперь о проводах, соединяющих пусковое устройство со стартером. Любая небрежность в их изготовлении может «свести на нет» все ваши усилия. Покажем это на конкретном примере. Пусть сопротивление Rпр всего соединительного тракта от выпрямителя до стартера будет равно: Rпр=0,01 Ом, тогда при токе Iр=250 А падение напряжения на проводах составит:

Uпр=Iр · Rпр = 250 А = 0,01 Ом = 2,5 В;

мощность потерь на проводах:

Рпр=Uпр · Iр = 625 Вт.

В результате к стартеру в рабочем режиме будет подведено напряжение не 14 В, а 11,5 В, что, конечно же, нежелательно. Следовательно, длина соединительных проводов должна быть как можно меньше ( l ? 1,5 м ), а площадь поперечного сечения, как можно больше (Sп ? 100 мм2). Провода должны быть многожильными медными в резиновой изоляции. Для удобства, соединение со стартером делается разъёмным с помощью клещен или мощных зажимов, применяемых в качестве держателей электродов для бытовых сварочных аппаратов. Общий вид однофазного пускового устройства показан на рис.3.

Рис.3 Общий вид однофазного пускового устройства.

Изложенная методика расчета пускового устройства является универсальной и применима к двигателям любой мощности. Продемонстрируем это на примере стартера СТ–222 А, применяемого на тракторах Т–16, Т–25, Т–30 Владимирского тракторного завода.

Основные сведения о стартере СТ-222 А:

номинальное напряжение – 12 В;

номинальная мощность – 2,2 кВт;

тип аккумуляторной батареи – 2 ?3СТ–150.

Iр=3 · С20= 3 · 150 А = 450 А,

Мощность, подводимая к стартеру составит:

Рст = 10,5 В · 450 А = 4725 Вт.

Учитывая мощность потерь:

Мощность трансформатора пускового устройства:

Ртр = Рст + Рп = 6 кВт.

Сечение магнитопровода Scт = 46–50 см2. Плотность тока в обмотках берут равной:

Кратковременный режим работы пускового устройства (5–10 секунд) допускает его использование в однофазных сетях. Для более мощных стартеров трансформатор пускового устройства должен быть трёхфазным. Расскажем об особенностях его конструкции на примере пускового устройства для мощного дизельного трактора «Кировец» (К–700, К–701). Его стартер СТ–103А–01 имеет номинальную мощность 8,2 кВт при номинальном напряжении 24 В. Мощность трансформатора пускового устройства (с учётом потерь) составит:

Ртр = 16 – 20 кВт.

Упрощенный расчёт трёхфазного трансформатора производят с учётом рекомендаций, изложенных в [3]. Если есть возможность, можно воспользоваться промышленными понижающими трансформаторами типа ТСПК–20А, ТМОБ–63 и др., подключаемыми к трёхфазной сети напряжением 380/220 В и вторичным напряжением 36 В. Такие трансформаторы применяются для электрообогрева полов, помещений в животноводстве, свиноводстве и т.д. Схема пускового устройства на трёхфазном трансформаторе выглядит следующим образом (см рис.4).

Рис.4 Пусковое устройство на трёхфазном трансформаторе.

МП — магнитный пускатель типа ПМЛ–4000, ПМА–4000 или подобные им для коммутации устройств мощностью 20 кВт. Пусковая кнопка SВ1 типа КУ–121–1, КУ–122–1М и т.д.

Здесь применён трёхфазный однополупериодный выпрямитель, позволяющий получить напряжение холостого хода 36 В. Его повышенное значение объясняется применением более длинных кабелей, соединяющих пусковое устройство со стартером (для крупногабаритной техники длина кабелей достигает 4 м). Применение трёхфазного трансформатора даёт более широкие возможности для получения требуемого напряжения пускового устройства. Его значение можно изменять, включая обмотки «звездой», «треугольником», применять однополупериодное или двухполупериодное (схема Ларионова) выпрямление.

В заключение несколько общих советов и рекомендаций:

— Применение тороидальных трансформаторов для однофазных пусковых уст-ройств не обязательно и продиктовано их лучшими массово-габаритными показателями. Вместе с тем, технология их изготовления наиболее трудоёмка.

— Расчёт трансформатора пускового устройства имеет некоторые особенности. Например, расчёт количества витков на 1 В рабочего напряжения по формуле: Т=30/Sст , объясняется желанием «выдавить» из магнитопровода максимум возможного в ущерб экономичности. Это оправдано его кратковременным (5–10 секунд) режимом работы. Если габариты не играют решающей роли, можно использовать более щадящий режим, проведя расчёт по формуле: Т=35/Sст . Сечение магнитопровода берут на 25–30 % больше.

— Мощность, которую можно «снять» с имеющегося тороидального сердечника, примерно равна мощности трёхфазного асинхронного электродвигателя, из которого изготовлен этот сердечник. Если мощность двигателя не известна, то её можно приблизительно рассчитать по формуле:

где Рдв – мощность двигателя, Вт; Ѕст — площадь сечения магнитопровода, см2 Ѕст = а?в Ѕок – площадь окна магнитопровода, см2 (см рис.2)

— Сердечник трансформатора к рамке-основанию крепится двумя П-образными скобами. С помощью изолирующих щайб необходимо избежать появления ко-роткозамкнутого витка, образованного скобой с рамкой.

— Учитывая, что напряжение холостого хода в трёхфазном пусковом устройстве выше 28 В, пуск двигателя производится в следующей последовательности:
1. Соединить клещи пускового устройства с выводами стартера.
2. Водитель включает стартер.
3. Помощник нажимает на пусковую кнопку ЅВ1 и после устойчивой работы двигателя сразу её отпускает.

— При использовании мощного пускового устройства в стационарном варианте по требованиям ТБ его необходимо заземлить. Рукоятки соединительных клещей должны быть в резиновой изоляции. Во избежание путаницы «плюсовую» клещ-ню желательно пометить, например, красной изолентой.

— При пуске аккумуляторную батарею можно и не отключать от стартера. В этом случае клещи присоединяют к соответствующим выводам аккумулятора. Чтобы избежать перезарядки аккумулятора, пусковое устройство после запуска двигате-ля отключают.

— Для уменьшения магнитного рассеяния, вторичные обмотки трансформатора лучше наматывать первыми на сердечник, а затем наматывают первичную обмотку.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector