Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Експериментальне дослідження нелінійних ефектів в динамічної магнітної системі - Наука й техніка

Володимир Рощин, Сергій Годін

Мета нашої роботи полягала в експериментальному дослідженні фізичних ефектів, що виникають у системі з обертовими постійними магнітами [1] і вивченні супутніх ефектів. Побудовану нами експериментальну установку будемо далі по тексту називати конвертором. Вся лабораторна система конвертора була створена виходячи з власних теоретичних поглядів, наявної технології та існуючих на той момент фінансових можливостей. Нижче описується технологія виготовлення цього конвертора і результати його випробувань.

Опис технології

Конструкція лабораторного стенду конвертора з вимірювальним комплексом забезпечують широкий діапазон досліджень, встановлюють необхідний рівень контролю за робочим процесом і надають необхідну безпеку експериментів.

Діаметр магнітної системи робочого тіла конвертора був близько 1 метра. Виготовити і намагнітити такий обсяг в наших умовах не представлялося можливим, тому було прийнято рішення виготовити статор з окремих намагнічених сегментів, виконаних на основі рідкоземельних магнітів із залишковою індукцією 0,85Тл, коерцитивної силою Нс?600кА / м і магнітної енергією W?150кДж / м3 . Сегменти намагнічувалися звичайним способом шляхом розряду батареї конденсаторів через індуктор. Далі сегменти збиралися і склеювалися у спеціальному стапелі, що забезпечує необхідні допуски для позиціонування сегментів та зворотному магнітну енергію. Це дозволило провести подальшу склейку елементів в загальний блок. Для виготовлення статора було використано 110кг рідкісноземельних магнітів, для виготовлення роликів - 115кг того ж матеріалу.

Рис. 1. Варіант однорядного виконання конвертора

Високочастотне подмагничивание не застосовувалося. Технологію імпринтингу, описану в [1], було вирішено замінити застосуванням поперечних магнітних вставок з вектором намагніченості, спрямованим під кутом 90 градусів до вектору основний намагніченості статора і роликів. Для цих поперечних вставок використовувався модифікований матеріал NdFeB з залишкової індукцією 1,2Тл з коерцитивної силою і магнітною енергією дещо більшою Нс?1000кА / м; W?360кДж / м3чем в базовому матеріалі робочого тіла. На рис.1 і рис.2 зображено спільне розташування статора 1, елементів ротора - роликів 2 і спосіб їх взаємодії за допомогою поперечних магнітних вставок на статорі і роторі за принципом шестеренчатого зачеплення. Між поверхнею статора і роликами був залишений повітряний зазор - ?, що мав величину близько 1мм.

Статор і ролики були обгорнуті суцільним шаром міді товщиною 0,8 мм, що мала безпосередній електричний контакт з магнітами статора і ролерів. Відстань між вставками на роликах і вставками на статорі знаходиться в певній залежності, необхідної для виникнення критичного режиму.

Рис. 2. Спосіб організації магнітного зачеплення статора і роликів

Діаметр статора 1 і ротора 2 (рис.2) вибирається таким чином, щоб ставлення діаметрів статора D і ролика d було цілим числом, кратним 4. Це є однією з умов просторового квантування і досягнення резонансного режиму між елементами робочого тіла пристрою. Необхідна позиціонування забезпечує умови для виникнення в ближній зоні робочого тіла режиму стоячих електромагнітних хвиль.

Рис. 3. Загальна схема однорядного магніто-гравітаційного конвертора

Елементи магнітної системи були зібрані в єдину конструкцію на платформі, зібраної з немагнітних сплавів. На рис.3 зображено загальний вигляд платформи з однорядним конвертором. Ця платформа була забезпечена пружинами, амортизаторами і мала можливість вертикального переміщення по трьох напрямних. Величина переміщення вимірювалася за допомогою індукційного датчика переміщень 14, таким чином відразу визначалося зміна ваги платформи в процесі експерименту. Загальна вага платформи з магнітною системою в початковому стані становив 350кг.

Статор 1 був укріплений нерухомо, а ролики 2 були укріплені на загальному рухомому сепараторі 3 за допомогою динамічних повітряних підшипників з метою максимального зниження тертя. Для передачі обертального моменту сепаратор був жорстко пов'язаний з основним валом 4 пристрої. Основний вал за допомогою фрикційних обгінних муфт 5 був пов'язаний з пусковим двигуном 6, що виводить пристрій в режим самопідтримки обертання і електродинамічним генератором 7. Уздовж ротора були розташовані електромагнітні перетворювачі 8 з розімкнутими магнитопроводами 9. Магнітні ролики 2, перетинали магнітопроводи і замикали магнітний потік через електромагнітні перетворювачі 8, наводили в них ЕРС, яка надходила безпосередньо на навантаження 10 у вигляді ламп розжарювання. Електромагнітні перетворювачі 8 були оснащені електричним приводом 11 і володіли можливістю плавно переміщатися по напрямних 12.

Для дослідження впливу на характеристики конвертора прикладеного високого зовнішнього напруги була змонтована система радіальної електричної поляризації. На периферії пристрою між електромагнітними перетворювачами 8 були встановлені кільцеві електроди 13, що мають з роликами 2 повітряний зазор 10мм. Електроди приєднані до високовольтного джерела напруги, причому позитивний потенціал був прикладений до статора, а негативний до кільцевих електродів. Напруга високовольтного джерела регулювалось в межах 0 ... 20кВ. В експериментах зазвичай використовувалося граничне значення в 20кВ.

На випадок екстреного гальмування ротора на основному валу пристрою був встановлений фрикційний дисковий гальмо від автомобіля. Електродинамічний генератор 7 під'єднувався до активної навантаженні через набір перемикачів, що забезпечує ступеневу під'єднання навантаження від 1 до 10кВт з кроком 1кВт.

У випробуваному варіанті конвертор мав у своєму складі масляний фрикційний генератор теплової енергії 15, призначений для відводу надлишкової потужності (понад 10кВт) в теплообмінний контур. Але так як реальна потужність конвертора в експерименті не перевищила 7кВт, масляний фрикційний тепловий генератор не використовувався. Повна стабілізація оборотів ротора здійснювалася висувними електромагнітними перетворювачами, що працюють на додаткове навантаження у вигляді набору ламп розжарювання з сумарною потужністю 10кВт.

Спостережувані ефекти

Конвертор був встановлений в лабораторному приміщенні на трьох бетонних опорах на рівні землі. Висота стелі в приміщенні була 2,5 метра. Крім залізобетонних стельових перекриттів, в безпосередній близькості від магнітної системи перебував звичайний електродинамічний генератор і електродвигун, які містили кілька десятків кілограм заліза і потенційно могли спотворювати картину спостережуваних полів.

Установка запускалася в дію шляхом розкрутки ротора за допомогою електродвигуна. Обороти плавно нарощувалися доти поки амперметр, включений в ланцюг живлення електродвигуна, не розпочинав показувати нульове значення споживаного струму і наявність зворотного струму. Ця відповідало приблизно 550об / хв, при цьому, магнітний датчик переміщення платформи 14 починав фіксувати зміна ваги платформи вже при 200об / хв. Далі, за допомогою електромагнітної обгонів муфти електродвигун повністю відключався і до основного валу пристрою через електромагнітну муфту під'єднувався звичайний електродинамічний генератор. При досягненні критичного режиму, який настає близько 550об / хв, обороти ротора різко, з великим прискоренням, зростають з одночасним уповільненням поточного зміни ваги. У цей момент підключалася перша навантаження в 1кВт. Відразу ж після підключення першого навантаження обороти починають падати, а ?G продовжує рости і т.д., відповідно до рис.4.

Рис. 4. Режими роботи магніто-гравітаційного конвертора

Зміна ваги залежить і від відводиться в активну навантаження потужності (як навантаження був використаний набір з десяти звичайних електричні нагрівачів для води по 1кВт) і від прикладеної поляризационного напруги. При максимальній відводиться потужності в 7кВт зміна ваги ?G всієї платформи вагою в 350кг досягає 35% від ваги в нерухомому стані (при перерахунку на чистий вага робочого тіла конвертора ?GPTсоставіт близько 50%). Навантаження більш 7кВт призводить до поступового зниження оборотів і виходу з режиму самогенерации з наступною повною зупинкою обертання ротора.

Вагою платформи можна управляти подачею високої напруги на стільникові кільцеві електроди, розташовані відстані 10мм від зовнішньої поверхні роликів. При подачі високої напруги 20кВ (негативний полюс на електродах) нарощування відводиться потужності в ланцюзі основного генератора понад 6кВт не впливає на ?G, при зменшенні оборотів до 400об / хв., Спостерігається «затягування» ефекту і явище типу «залишкової індукції» по ?G. Режими роботи конвертора ілюструються експериментальними графіками, наведеними на рис.4 і рис.5.

Ефект зміни ваги звернемо щодо напрямку обертання ротора, і має деякий гістерезис. При обертанні за годинниковою стрілкою критичний режим настає в районі 550об / хв і створюється тяга проти напрямку вектора гравітації, а при обертанні проти годинникової стрілки, критичний режим настає в районі 600об / хв і створюється тяга у напрямку вектора гравітації. Спостерігається відмінність у наступі критичного режиму на 50 ... 60об / хв. Слід зазначити, що, ймовірно, існують і інші резонансні режими, відповідні більш високих обертів ротора і значно більшим рівнями корисного навантаження. Виходячи з теоретичних припущень, залежність виділеної механічної енергії від внутрішніх параметрів магнітної системи конвертора і швидкості обертання ротора носить нелінійний характер і отримані ефекти не є оптимальними. З цієї точки зору, виявлення максимальної потужності, максимального зміни ваги і ресурсу конвертора представляє великий практичний і науковий інтерес. У розглянутому варіанті конвертора використання вищих оборотів було неприпустимо з міркувань механічної міцності магнітної системи, склеєної з окремих елементів.

Рис. 5. Розгінна стадія конвертора

Рис.5 докладно пояснює залежність оборотів ротора конвертора і ваги платформи від що відводиться в активну навантаження потужності. Графіки побудовані для випадку з включеним (верхній графік) і вимкненим (нижній графік) поляризаційним напругою. Час від моменту включення пускового двигуна до режиму самогенерации конвертора при обертанні ротора за годинниковою стрілкою приблизно дорівнює 1,5мін (пусковий двигун потужністю 2кВт з редукцією на валу конвертора 1/10). При досягненні критичного режиму (550об / хв) зміна загальної ваги платформи вже становить ± 30%. У точці переходу до резонансного режиму обороти різко, з великим прискоренням зростають до 590об / хв з явним зміною по ?G до ± 35%. При цьому чутний неприємний свистячий звук високої частоти. Ця ділянка графіка починається відразу після критичної точки (нахил кривої ?1).

При досягненні 590об / хв до електричного генератора приєднується перша активне навантаження в 1кВт. Звук відразу припиняється, обороти різко знижуються і також різко змінюється ?G. Як тільки починають знову зростати обороти підключається друга навантаження для стабілізації обертів ротора на рівні 590 ... 595об / хв, ?G продовжує змінюватися. Збільшення активного навантаження на генераторі відбувається східчасто до сумарної потужності в 6 кВт з інтервалами за часом рівними 10 ... 30с. Після цього спостерігається короткочасне збільшення оборотів і повна стабілізація режиму протягом 12 ... 15хв. Всього було проведено більше 50 пусків з абсолютною повторюваністю протягом трьох місяців. Необхідно відзначити, що якщо в момент наростання оборотів не прикладати навантаження до генератора, то обороти будуть рости з прискоренням відбитим на графіці рис.5 кутами ?1 ... ?5. При цьому, для повернення на режим потрібно прикладати вдвічі більше навантаження на електрогенераторі.

Все вищесказане відноситься до режиму з включеним високим поляризующим напругою 20кВ (плюс на «землі»). Без поляризующего напруги (нижня крива) все приблизно те ж, але відзначається менша «жорсткість» навантажувальної кривої і більш швидке зміна ваги платформи при зменшенні швидкості обертання ротора конвертора.

Рис. 6. Схема коронного розряду навколо працюючого конвертора

Крім вищеописаних, відзначався ще ряд цікавих ефектів. При роботі конвертора в затемненому приміщенні, навколо нього спостерігається коронний розряд у вигляді голубувато-рожевого світіння і характерний запах озону. Хмара іонізації охоплює область статора і ротора і має, відповідно, тороидальную форму.

На тлі коронного розряду по поверхні роликів ротора чітко проглядається хвильова картина - зони підвищеної інтенсивності світіння розташовані по висоті ролика так, як це буває у високовольтних високочастотних індукційних накопичувачах енергії в предпробойном режимі.

Ці зони мали біло-жовтий колір, але звуку, характерного для дугового розряду чутно не було. Там ні також ніяких видимих ерозійних ушкоджень мідних поверхонь статора і роликів.

Рис. 7. Розташування конвертора в приміщенні лабораторії і розташування концентричних магнітних стін

Спостерігався ще один, раніше ніде не згадуваний ефект - це вертикальні концентричні магнітні стіни навколо установки. Було відмічено і виміряно за допомогою портативного магнітометра Ф4354 / 1 (чутливий елемент - датчик Холла в латунном екрані) нормальне постійне магнітне поле, що оточує конвертор. Виявлено зони підвищеної напруженості магнітного поля порядку 0,05Тл, розташовані аксіально від центру установки. Напрямок вектора магнітного поля в цих стінах збігалося з напрямком вектора магнітного поля роликів. На рис.7 схематично показано розташування конвертора на першому поверсі лабораторії і розташування концентричних магнітних областей навколо нього. Зона максимальної ширини розташовувалася точно по центру магнітної системи конвертора.

Між цими зонами переносної магнітометр аномального магнітного поля не реєстрував. Шари підвищеної напруженості поширюються практично без ослаблення від центру магнітної системи конвертора на відстань близько 15 метрів і швидко спадають на межі цієї зони. Товщина шару 5 ... 8см. Кордон шару має різкий характер, відстань між шарами близько 50 ... 60см і трохи наростає в міру віддалення від центру конвертора. Стійка картина цього поля спостерігалася також і на висоті 5м над установкою, на другому поверсі над лабораторією. Вище вимірів не проводилося. Аналогічна картина спостерігалася і поза приміщенням лабораторії, безпосередньо на вулиці, на землі. Концентричні стіни строго вертикальні і не мають видимих спотворень.

Було виявлено також аномальне падіння температури і в безпосередній близькості від конвертора. При загальному тлі в лабораторії + 22 ° C (± 2 ° C) виміряно падіння температури на 6 ... 8 ° C. Те ж саме явище спостерігалося і в концентричних магнітних стінах. Вимірювання температури всередині магнітних стін проводилися звичайним спиртовим термометром з інерцією виміру близько 1,5мін. У магнітних стінах чітко фіксуються температурні зміни навіть за допомогою тілесних відчуттів, якщо в товщу магнітної стіни помістити руку, то відразу відчувається холод. Аналогічна картина спостерігалася і на висоті 15 метрів над установкою, на другому поверсі лабораторії, незважаючи на наявні залізобетонні стельові перекриття, а також на відкритому повітрі поза приміщенням лабораторії.

Концентричні магнітні стіни і супутні теплові ефекти починають проявляти себе помітним чином починаючи приблизно з 200об / хв і лінійно наростають у міру збільшення оборотів аж до критичного режиму. Далі вимірювання не проводилися через побоювання руйнування магнітної системи. На рис.8 зображений хід кривих інтенсивності магнітного поля в мТ і зміна температури в градусах Цельсія.

Висновок

В даний час ми не можемо дати точну картину механізму перетворення енергії магнітною системою конвертора, але цілком очевидно, що без залучення поняття середовища, в якому поширюються взаємодії, в розумінні Фарадея- Максвелла- Бернуллі ми будемо абсолютно нездатні дати фізично змістовну теорію цих явищ.

Кілька слів на закінчення слід сказати щодо питань безпеки людей, що знаходяться в зоні випромінювань конвертора. Ці питання не вивчені. Наш власний досвід дозволяє зробити лише обережне припущення, що короткочасне перебування в зоні роботи конвертора із зафіксованою вихідною потужністю 6 кВт, залишається для людей без видимих наслідків.

Список літератури

Thomas John A., Jr. ANTI-GRAVITY: The Dream Made Reality. Extraordinary Science. V. VI. Issue 2, 1994.
Тварини-лікарі
Відомо, що домашні тварини, кішки і собаки, здатні не тільки рятувати своїх господарів від поганого настрою, почуття втоми, а й лікувати їх фізичні недуги. Найчутливіші люди відчувають, як їхні улюблені кішка або собака як ніби витягують з них хвороба. Використовуючи астрологічні знання,

Рослини в інтер'єрі
Більшість кімнатних рослин купують "під настрій ": ви бачите рослину в магазині, воно вам подобається, а вже прийшовши додому, ви починаєте з'ясовувати, як за ним доглядати. В цьому випадку слід знайти для рослини місце, де вона отримувала б стільки світла і тепла, скільки йому потрібно,

Моцарт і Сальєрі. Маленькі трагедії. Пушкин А.С.
Моцарт і Сальєрі. Маленькі трагедії. Пушкин А.С. Сцена перша Кімната. Сальєрі міркує про вічні питання: Всі кажуть: немає правди на землі. Але правди немає - і вище. Для мене Так це ясно, як проста гама. Народився я з любов'ю до мистецтва; .. Відкинув я рано пусті забави; Науки, чужі

Пам'ятники собакам
Вдячне людство здавна ставить пам'ятники своєму самому вірному і безкорисливому другу - собаці. Відомі безліч таких пам'яток, точна кількість ніхто ще не підрахував. Найвідомішими вважаються наступні: - Пам'ятник собаці в саду Інституту експериментальної медицини, споруджений за ініціативою

Стратегії зростання: Quo Vadis
Анатолій Тимофійович Зуб, професор кафедри теорії і технології управління факультету державного управління МГУ ім. М.В. Ломоносова, фахівець в області корпоративного управління і стратегічного менеджменту. Куди організація або бізнес загалом може рухатися в своєму стратегічному розвитку?

Геохімічні і мінералогічні особливості кімберлітів Східного Приазов'я
Панов Ю .Б., ст. викладач, Мигович О.П., студентка V-го курсу. Східно-Приазовський субблок є частиною Приазовського блоку Українського щита (УЩ) і розташований на південному сході України на північ від Азовського моря. Східно-Приазовський субблок, і зокрема зона його зчленування з бортом

Федір Александрович Абрамов. Шляхи-роздоріжжя
Михайло щадив сестру і ніколи не говорив їй, але сам знав, через що одружився з нею Егорша , - щоб звалити на неї, дурепа, свого старого-діда, а самому бути вільним козаком. Але вона-то як його любить - варто заговорити про Егорша, як очі заблищать, особа розгориться. А адже він її зрадив,

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати