Как стать автором
Обновить

Как упростить и усилить электродвигатель/генератор: эффект Стовбуненко

Время на прочтение8 мин
Количество просмотров18K
Всего голосов 81: ↑71 и ↓10+81
Комментарии41

Комментарии 41

Службы в Армии

"Почётно, Каждому Верному Сыну Родины Необходимо"?

Большая и кликабельная трехмерная картинка со схемой - она прям в духе "сопротивление бесполезно". В смысле что работать такая схема не будет, так как сплошной пакет стали замкнет все магнитные силовые линии катушки внутри себя в обход ротора. Чтобы заработало, в пакете стали надо сделать вертикальный разрез от катушки до самого верха, чтобы ротор оказался между двух половинок и весь магнитный поток замыкался только через него. Собственно на ретро-фотографии выше так и изображено - от катушки магниопровод выходит в виде двух половинок, поток через которые замыкается ротором.

По поводу прироста эффективности и прочего - безусловно преувеличение. Такая схема позволяет получить довольно высокий крутящий момент в небольшом объеме (что и показывают, например, шаговые двигатели). Но это все работает при довольно небольших скоростях вращения (и как результат - мощностях), пока частота тока в пределах десятков-сотен герц (каждый цикл - поворот ротора на один зуб, соответственно много зубцов - мало оборотов в секунду). Чтобы пойти выше требуется очень серьёзная тепловая оптимизация. В целом сейчас действительно наблюдается похожий тренд в современном электродвигателестроении - увеличение числа пар полюсов для повышения удельной мощности. Но никаких чудес - эффективность машин остается на том же уровне 90-97%, и с учетом малого габарита обычно уже требуется жидкостное охлаждение для обеспечения их работы.

Спасибо за подробный ответ!

Могу сказать насчёт работы (если мы говорим о втором советском генераторе, схема работы которого приведена) - не только будет, но и успешно работает:-)

Насчёт эффективности: имелась в виду именно возможность отказа от магнитов и возможность увеличения токов. Собственно, это вы и сказали насчет момента. И вики нам говорит примерно то же самое: "Генераторы постоянного тока с независимым возбуждением применяются главным образом в мощных сильноточных установках."

Полагаю, он имел в виду это

Hidden text

Здесь действительно непонятно, как это должно работать

Согласен - это я когда эту 3d картинку делал, не обратил внимание ;-). Так что признаю.

А что примечательного в этом генераторе на видео? Смотрю на него и узнаю генератор из советского мегомметра. Точно такой же у меня был, но на 1000 вольт. Высоким кпд он не блещет. А то что выдаёт 300, 1000 вольт - в этом нет достижения. Вся суть в том что там катушка из тонюсенького провода. И очень дофига витков. Обычно так не делают. Это специализированное устройство. Такой же конструкции генераторы были в военных полевых телефонах.

Я таким магнитофон Романтик-306 запускал. Потихоньку крутишь, он поет. А мегометр сп**здил на стройке в советское время..

"По поводу прироста эффективности и прочего - безусловно преувеличение." Вы можете это доказать или это просто ваше частное мнение?

"Но это все работает при довольно небольших скоростях вращения (и как результат - мощностях)" Разве? Мощность это произведение вращающего момента на частоту вращения.

"на том же уровне 90-97%" А как же Стовбуненко ездил на одном аккумуляторе весь день? Может тогда уж 99,996%? Или как и в первом случае это ваше частное мнение?

А как же Стовбуненко ездил на одном аккумуляторе весь день?

Лет 25 назад про Теслу такое же писали. Он намотал какую то хитрую катушку, сунул ее в свой автомобиль и ездил на нем без всякого бензина. А еще он своей башней целые корабли исчезал, потом на них моряков находили, у которых полтуловища в стене торчало. Много тогда писали всякого интересного.

То, что про Теслу такое писали, не отменяет того факта, что, помимо приписанных изобретений, у него довольно много реально действующих. Всеми любимая трёхфазная сеть в частности. Здесь аналогично. "Ездил весь день на одном аккумуляторе" - миф, а магнитная защёлка и шаговый двигатель - реальность.

Мне показалось, что комментатор выше не очень хорошо различает где миф, а где реальность.

Кстати, это могло быть и не мифом. Там не уточнено, с какой скоростью он ездил. Если сделать такое передаточное соотношение редуктора, что скорость составит 0,5 км/ч, сдвинуть автомобиль с места сможет и 20-ваттный двигатель. Аккумулятора на 12 В и 55 Ач хватит, чтобы питать такой двигатель 33 часа и проехать 16,5 км

Это стоило бы описать как "ползал на одном аккумуляторе весь день" :)

Вряд ли такой мощности хватит для движения автомобиля с такой скоростью. Рекомендую попробовать толкать авто на нейтралке. Хорошо, если хватит мощности в несколько сотен ватт. Сопротивление качению никто не отменял

Если поставить мегаредуктор, то со скоростью 1 см/с оно, может и поедет

Зависит от авто, некоторые легко толкаются, некоторые хрен с места сдвинешь. На ровной дороге и на нейтралке свой авто толкаю без проблем (хз, какая у меня мощность) А без кпп, мне кажется, особо много мощности не надо, чтобы сдвинуть его с места, а можно ещё по ветру ехать:) В любом случае, езда целый день на аккумуляторе — это, скорее всего, из разряда но есть нюансы. Кто знает, может он весь салон аккумуляторами обложил?

Или «весь день» имеется ввиду «зарядил с утра, проехал на работу 2 км, просидел в конторе весь рабочий день и ещё сверхуросно, а потом обратно ещё по-пути к другу заехал и пива купить, так что было не 2 км, а 4» заржал раз за день значит «весь день» ?

То есть 3600см/ч, это 0.36км/ч. Практически как у предыдущего комментатора.

Вы про Теслу не глазами читали, а каким-то другим местом. Не писали про Теслу такого никогда.

Вообще то Тесла был на ножах с Эдисоном и эта история про «целый день на одной зарядке» просто троллинг и введение в заблуждение конкурента

Чем 99,996% помогут? Разница между эффективностью 90% и 99,996% (да хоть 100%) - это не час против целый день, а час против часа и 7 минут. Проценты сверх 90-97% уменьшают тепловые потери, так что охлаждать надо меньше, но эффективность и так очень высокая, так что и 100% не помогут ездить весь день.

Тема генерации электричества всегда будоражила умы. Мир разделился на скептиков и на сторонников заговора. Я лично больше привержен второй группе т.к.теория электричества и поля как и модель атома не соответствует многим экспериментальным результатам. А если учесть, тот факт, что изобретатели часто скоропостижно отходят на тот свет, а их лаборатории либо сжигаются, либо разбираются специально обученными людьми. То все больше возникает не доверия и сепаратистских настроений по отношении к официалам. И тут, что не затронь от генетики до элементарной механики везде притянутая за уши к реальности не работающая теория. Если у человека с логикой всё порядке то он это осознант. Статья супер, в очередной раз напомнила о том, что враг ни куда не делся.

Знаете, раньше при виде сторонника теорий заговора неких странных убеждений я рвался в бой, закидывал оппонента ссылками на выступления популяризаторов науки, ссылками на научные и научно-популярные статьи. Но потом, вот здесь я узнал, что чем больше человеку доказываешь ошибочность его мнения, тем больше он упорствует в своем заблуждении (там лекция не сколько про вакцины, сколько про психологию). По этому, я вам просто даю ссылку на курс "Анализ и интерпретация информации", да там много лекций, но не поленитесь, посмотрите их и тогда вы сможете аргументированно громить всех сторонников официальной науки, а также прочих наймитов рептилоидов и масонов. Ну или хотя бы вот небольшая лекция про то почему люди верят в теории заговора.

«Меня гложут смутные сомнения...» (с) Нет, описанные в статье конструкции хорошо известны и давно применяются. Вот только действуют они без всякого зубцового эффекта. Разберём два примера.

Первый — это вот такой синхронный моторчик, очень широко применяющийся в быту (в каждой старой стиралке и в каждой дешевой микроволновке можно найти один или два таких мотора):
image
Зубцы статора там точно такие, как описано в статье, но ротор (постоянный магнит) — абсолютно гладкий:
image
Т.е. никакого «зубцового эффекта» там нет, ввиду отсутствия зубцов. Тут надо обратить внимание на то, что по этой причине магнитное поле ротора меняется вдоль его внешней поверхности плавно. Если его крутить, используя как генератор, то на выходе обнаружим не прямоугольные импульсы (как можно было бы ожидать при наличии зубцов), а нечто близкое к синусоиде.

Теперь второй пример — подробно описанный в статье автомобильный генератор переменного тока. На фото ротора там хорошо видно, что зубцы полюсов имеют не прямоугольную, а треугольную форму. Следовательно, изменение магнитного поля там тоже не импульсное, а плавное, как в вышеописанном синхронном моторчике, т.е. та же синусоида:
<img src="image
С такими зубцами зубцовый эффект не получится.
Резюмирую: примеры в статье были подобраны не всегда удачно. Вот в примере с магнитными защёлками всё понятно и похоже на правду, а насчёт остального — это надо внимательно разбираться.

Да и обмотка на статоре не для абстрактной "эффективности", а для возможности регулировки напряжения генератора изменяя величину тока через эту обмотку

Меня картинка с магнитами и пластинками зацепила.

Насколько я помню из детства, магнит довольно слабо притягивается той стороной где + и - совмещенны. И наоборот, очень хорошо одним полюсом. И если например развернуть магниты из первого положения, допустим, положительным (красным) полюсом вниз - какой груз они выдержат? Почему-то мне кажется что не менее чем во втором случае.

У меня ровно противоположный опыт из детства — магниты от динамиков плохо магнитят, если вытащить изнутри них железяку, при этом он будет магнитить только одним полюсом, в отличие от случая с железкой

Есть такая вещь - сварочный магнит или магнит для сварки. Там аналогично, магнит расположен между двух пластин. Изначально думал что для защиты. Но нет, скорее всего как раз для использования данного эффекта.

У магнита линии идут от северного до южного полюса.
Если вы на пути линий ставите магнитопровод(сталь), то у вас сокращается длина пути, куда идут линии. Соответсвенно в этом маленьком промежутке растет напряженность магнитного поля и чем он меньше — тем сильнее поле и сильнее держит. Сильнее всего — когда промежутка нет(подковообразный магнит либо магнитопровод и дальше железка в зазоре).

Не совсем понял пример с защёлками и магнитами с железными полосками. А именно, при чём тут зубцовый эффект.

Всё объясняется проще. Если пытаемся поднять груз таким магнитом, у которого полюса расположены не самым удачным образом, то лишь небольшая часть магнитных линий замыкаются через груз. Поэтому эффективность не очень. Сильнее всего примагнитит, если оба полюса обращены к грузу. С помощью пластин-магнитоводов в примерах эта задача и решается - полюса располагаются так чтоб эффективнее взаимодействовать с грузом. Подковообразный магнит изначально удобен для этого и ни в каких зубцах не нуждается. Если неодимовый магнит поместить в железную чашку то его сила возрастёт многократно по той же причине - чашка это магнитовод, который переносит магнитные линии полюса с обратной стороны магнита. Так устроены поисковые магниты, электромагнитные замки домофонов итд. Опять же, без зубцов.

В пластинах есть ещё один смысл: магнит довольно хрупкий, и пластина, которая скользит по нему, позволяет избежать удара ответной пластиной по магниту при ударном закрытии двери. Плюс выше допуск на позицию магнита относительно торца полки.

В разделе "практическое применение" описаны обыкновенные двигатели с переменным магнитным сопротивлением и вентильно-индукторные с независимым возбуждением. Отличный ликбез по моторам от эксперта на хабре уже есть (рекомендую почитать и другие его публикации): https://habr.com/ru/amp/post/371749/

Для публикаций такого рода оценка "низкий технический уровень материала" кажется слишком мягкой. Непонятно, что эта сенсация вообще здесь делает.

Очередная вундервафля.
Давайте начнем с того, какая эффективность дешевого электродвигателя. Она от 85%. Двигатели, которые ставят в электрокары имеют эффективность порядка 90-97%(на разных оборотах).
Потому в принципе можно бороться только вот за эти 5-15%. Никакой прирост «в разы» или «день на аккумуляторе 70х годов» чисто теоретически невозможны.

Данный эффект фактически уменьшает зазоры между статором и ротором. Да, это дает уменьшение потерь, за счет возросшей точности изготовления. В современных двигателях зазоры и без него порядка миллиметра.

«Эффект в быту» вообще не о том, оно работает за счет замыкания поля внутри магнитопровода(стали), при размыкании вы всю выгоду потратите обратно.

Также, зная порядки в армии, считаю легендой вариант «командир приказал расследовать солдату». Это из разряда «спустился Зевс и завещал разобраться».

Насчёт армии - неправда ваша. В те годы, когда в армии командовали фронтовики, всё было сильно иначе. Мне отец рассказывал, что у него в части солдата досрочно уволили в запас (служили тогда 4 года), за модернизацию, контр батарейной РЛС (как я понял с его слов), что позволяло отфильтровывать птиц на экране радара. До сих пор в армии можно вести научно-инженерную работу, все механизмы есть (определён пакет документов, назначены ответственные, определены поощрения). Другой вопрос: кому это, нафиг, надо?

Как специалист по РЛС(изучал в универе, писал софт для сопряжения с 86Ж6) могу сказать, что вероятность, что солдат имеет достаточный набор навыков, чтоб в одно лицо усовершенствовать ламповую РЛС(а они тогда были такими) — тоже нуль. К тому же это проблематично, поскольку модернизация требует снятие ее с дежурства на дни.

Не претендую на истину (мы военные РЛС тоже в универе изучали, но не сильно глубоко), но, imho, схемотехника тех лет была не самой навороченной. Так что добавить, условно, RC-фильтр, отключаемый тумблером, не самый глупый солдат вполне мог догадаться, особенно, если ушёл в армию уже после института. Естественно, такое сработало бы только в случае, если сигналы от реальной цели и от птиц сильно отличались бы по уровню.

Кружки радиолюбителей, в СССР были повсеместно, радиоэлектронику изучали с ранних лет, плюс отцы немало влияли. Возьмём отражение к сегодняшней ситуации. Может ли 18-летний пацан усовершенствовать код Интернет портала? Не каждый, конечно, но единицы - вполне.
Контр батарейная РЛС на дежурство не ставится, это полевая станция местного применения.

1959 год.
Кружки радиолюбителей в стране сразу после войны?
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

На лурке у таких статей висела специальная плашка - "Эта статья рассказывает о какой-то антинаучной *****".

Я конечно понимаю, что хабр у вас просто один из рекламных каналов, но пожалуйста, имейте хоть малейшее уважение к читателям

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий