Около научные теории :)

Dogfish пишет:BBKing, та часть энергии, которую ты будешь снимать с ротора, будет отниматься именно от полезной механической.
За счет какой энергии генераторная часть будет вырабатывать ток? За счет энергии вращения ротора.
При этом потери будут и в генераторе и в электродвигателе.
В электродвигателе потери за счет генераторной ЭДС, а в генераторе за счет ЭДС самоиндукции.

При приближении ротора к статору, последний будет намагничиваться. Но во втором и четвертом такте питание отключается и сердечники ротора и статора будут размагничиваться, что даст обратную ЭДС. Если их не снимать, то это будут просто потери. Естественно там энергии меньше чем мы даем на питание ротора, но возможно это позволит экономить часть энергии.

BBKing, упрощенно весь процесс преобразования энергии можно представить так.
На входе в э/д поступает ток. Энергия тока преобразуется в механическую энергию вращения ротора, на потери в железе статора и на преодоления генераторной ЭДС в обмотке э/д.
На втором этапе ротор вращается за счет запасенной механической энергии. Она расходуется на создание тока в обмотке генератора и преодоление ЭДС самоиндукции.
Твоя ошибка в том, что ты думаешь, что железо запасает энергию. Это не так. И на намагничивание и на размагничивание расходуется энергия внешнего магнитного поля.
Внешнее магнитное поле создается обмотками генератора и электродвигателя. Для них затраты энергии на перемагничивание статора будут потерями.
Мы еще не упомянули потери на активное сопротивление обмоток генератора и электродвигателя.

Давай по порядку. В первом такте потерь на железе статора нет. Просто увеличивается индуктивность. Генераторной ЭДС тоже нет. Для ее возникновения нужно чтобы проводник якоря пересекал магнитные линии статора. А так как статор не является магнитом, то намагничиваясь от якоря, магнитные линии статора движутся вместе с маг. лин. якоря.
Во втором такте механическая энергия практически не связана с электрической. Возможно, что в момент импульса самоиндукции будет происходить торможение ротора, хотя я в этом не уверен. Импульс самоиндукции достаточно быстрый. Магнитные поля ротора и статора в момент импульса ослабляются еще быстрее. Да к тому же вполне возможно, что в момент импульса магнитные поля ротора и статора продолжат двигаться вместе.
Железо не запасает энергию? Значение индуктивности катушки служит мерой запасенной энергии. Железо увеличивает индуктивность соответственно запасает энергию.
Потери конечно же есть: механические, на активное сопротивление и самое неприятное то, что обороты двигателя должны четко соответствовать индуктивности обмоток якоря. Только при таком соответствии двигатель выйдет на экономичный режим.

Хорошо, давай по порядку
Если мы привяжем точку отсчета к неподвижному статору, то получим следующую картину.
Железо статора пересекает магнитные линии ротора и в нем возбуждается генераторная ЭДС. Наведенные в статоре токи генерируют свое магнитное поле, которое тормозит ротор.
Если мы привяжемся к якорю, то увидим, что статор намагничивается в магнитном поле якоря, причем не постепенно, а сразу по всей своей окружности.
По мере приближения якоря к статору он неизбежно будет пересекать его магнитные линии и в нем будет генерироваться ЭДС.
Во втором такте происходит вот что.
Генераторная обмотка движется в магнитном поле статора. В ней генерируется ток. Он создает свое собственное магнитное поле по знаку противоположное магнитному полю статора.
Генераторная обмотка притягивается к статору, и это тормозит ее вращение. Кроме того, происходит перемагничивание статора под действием магнитного поля якоря. Здесь тоже есть потери энергии.
Насчет железа. Да оно усиливает внешнее магнитное поле, но не за счет накопления энергии, а за счет переориентации магнитного момента ионов кристаллической решетки.
В исходном, ненамагниченном состоянии вектора магнитных моментов ионов расположены хаотично. В результате суммарный вектор намагниченности равен нулю.
По мере намагничивания все больше и больше ионов ориентируются так, что их магнитные моменты выстраиваются вдоль линий внешнего магнитного поля. Вектор намагниченности увеличивается до некоторого предела насыщения.
Но если мы сложим по модулю все магнитные моменты каждого иона, то получим некоторую постоянную величину, которая не меняется в зависимости от степени намагниченности железа.
Энергия, которая уходит на переориентацию магнитных моментов ионов, фактически и есть потери на перемагничивание.

Вот еще нашел ссылки по теме
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B7%D0%B8%D1%81%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C
http://www.induction.ru/library/book_002/glava7/7-5.html

Сегодня провел эксперемент. У меня был поломанный электролобзик с рабочим движком на 650 ватт 220 в. Вытянул щетки и проводами прямо на коллектор подал ток от аккумулятора. Железо статора осталось, но обмотки были неподключены. Двигатель завращался с приличной скоростью. Конечно мощность не дотягивает до номинальной, но это показывает то, что в принципе движок о котором я говорил раньше, вполне позможен. Даже с учетом того, что коллектор несоответствует тому, что надо, да и соединение обмоток не то и ЭДС самоиндукции не собирается, движек прилично крутится. Амперметр показывал около 1,5 А. На валу наверное столько же мощности было, а возможно и больше...

Придумалась тут одна схемка, как побороть генераторную эдс. Обмотки мотаются двойным проводом. Затем они соединяются двумя диодами последовательно, с каждой стороны. К средним точкам между диодами подключается питание.

Допустим ток идет от точки А к точке В. Благодаря диодам ток идет только по верхнему проводнику. Генераторная ЭДС возникает в обеих проводниках и нейтрализует сама себя в точке С, благодаря такому соединению диодами. При смене направления питания, картина повторяется, но уже по нижнему проводнику. Как думаете сработает такая схема?

Вот записал видео с подключением движка 220 от 12 В.

Пересмотрел я свою схему из предидущего поста понял во-первых, что не првильно ее нарисовал. Соединение обмоток по диодам должно быть накрест. Но проблемма не в этом. Действительно генераторная ЭДС нейтрализуют друг друга. Но когда две обмотки намотаны на один сердечник, то мы уже имеем трансформаторную ЭДС, которая будет направлнна против источника питания в таком подключении. То есть, природу не обманешь. Трансформаторная ЭДС будет равна по силе приблизительно генераторной. То есть лишились генераторной, но преобрели трансформаторную ЭДС. Так что в дальнейшем вижу продолжение темы порьбы с генераторной ЭДС в использовании железнго силового элемента вместо магнитного, а также в использовании энергии смоиндукции.

BBKing, как ты правильно написал, природу не обманешь.
Потери можно ослабить, но избавиться от них полностью невозможно.
Есть ли смысл нам тратить на это свои силы? Пусть этим занимаются специалисты.
А мы будем использовать их достижения в своих изделиях

Как говорил один мой хороший товарищ "У меня есть две любимые женщины - это музыка и электроника" Вот и мне интересны обе темы и подлодки и энергоустановки. Конечно в своей лодке я применяю стандартные электродвигатели и аккумуляторы. Но что-то в этой связке неправильно. Толи источник сильно слабый, толи потребитель прожорливый. Хочется эту тенденцию как-то изменить. Для этого и создал отдельную тему. Впринципе если форумчане счатают эту тему лишней на форуме, то могу ее удалить без проблемм. Просто так сложилось, что на сегодняшний день не один из моих друзей и знакомых не рубит в электричестве. Так, что пообщатся на эту тему просто не с кем.

Тогда тему не удаляй. Полагаю, среди участников нашего форума есть специалисты по электрике, дадут дельный совет. Я себя причислить к ним не могу

Привет. У меня очередная бредовая идея по экономии элетроэнергии в 2 раза. Вот схема:

Смысл в том, что сначала мы запитываем нагрузку заряжая конденсатор, а затем разряжаем конденсатор на нагрузку. Вместо S1 надо ставить электронный ключ и подбирать частоту его переключения и емкость С1. На выходе имеем переменный ток, но выпрямить его не проблемма.

Насколько помню из школьной физики, аккуму придётся работать в 2 раза больше на лампочку и кондёр одновременно. Выходит экономии не будет. И для аккума разряд импульсным током тоже не хорошо. Там с хим процессами что-то не успевает.

Работать эта схема несомненно будет ,причем даже с экономией электричества. Получится ШИМ(широтно-импульсный модулятор) светового потока лампочки с промежуточным запасанием энергии в конденсаторе. Регулятор ярче-тусклее. Соответственно при тусклом освещении аккумулятор будет дольше работать .

Очень похожее устройство было описано в библиотечке пионера "Знай и умей.Военные радиоигры" где-то в шестидесятые годы для регулировки фонарика. На релюшках.

Что-то подобное реализовано в диммерах для домашних люстр, которые устанавливаются вместо выключателей .

Насколько я понял, это некоторый аналог колебательного контура с периодической подпиткой энергии.
Так можно сделать колебательный контур с катушкой индуктивности, конденсатором, транзистором в роли ключа, который будет открываться каждый период и подпитывать контур. В общем, автогенератор с нагрузкой.

nh4 пишет:Работать эта схема несомненно будет ,причем даже с экономией электричества. Получится ШИМ(широтно-импульсный модулятор) светового потока лампочки с промежуточным запасанием энергии в конденсаторе. Регулятор ярче-тусклее. Соответственно при тусклом освещении аккумулятор будет дольше работать .

Очень похожее устройство было описано в библиотечке пионера "Знай и умей.Военные радиоигры" где-то в шестидесятые годы для регулировки фонарика. На релюшках.

Что-то подобное реализовано в диммерах для домашних люстр, которые устанавливаются вместо выключателей .

Поверьте ничего общего ни с шимом ни тем более с диммером данная схема не имеет. У меня лодочный эл.мотор минкота 34. Шим прикорячил сам, т.к. переключение скоростей с 1й по 4ю осуществляется через гасящие сопротивления. Т.е. греют воду излишками энергии. А 5я прямая на мотор. Ставишь на моторе пятую и шимом плавно регулируешь обороты. Но если ШИМ выкрутил на максимум, то теряешь процентов 5 на кпд шима. На 5й выгоднее без ШИМа. Но зато на тролинге (3я 4я) экономия аккума ощутима.
Там совсем другой принцип работы. В нете всё популярно разтолковано, поищите.
А диммер вообще только от переменки работает. Такие стоят на дрелях и другом эл. инструменте. Но не для экономии вовсе, а опять для регулировке оборотов(яркости).
Если ещё подробнее пишите в личку, что тему забаламучивать...
А в пионерном возрасте я делел такой фонарь, только не на реле. Это не экономично, или транзисторов не было тогда. На 2х транзисторах самое то. Но экономия достигалась не за счёт зарядки и разрядке конденсатора, а за счёт инертности светящейся спирали. Она не успевала тухнуть (остывать) как её снова накаляли.
Ну вот что-то около того.

Схема простейшая, так что меня совсем не удивляет, что она могла быть придуманна раньше. Цель устройства не регулировать потребление, а именно экономить. Для простоты понимания можно представить схему с помощью гидродинамики. Допустим у нас есть огромная емкость с водой, диаметром 10 м и высотой 1 м. Это и есть наш аккумулятор. Подключить к АКБ нагрузку, равносильно тому, чтобы в нижней части емкости сделать отвод и подключить его например к турбине. С выхода турбины вода сливается просто на землю. А теперь представим, что к выходу турбины мы присоединяем еще одну емкость диаметром 0,1 м и высотой 1 м. Теперь вода не льется на землю, а перетекает во вторую емкость, до тех пор пока вода в обеих емкостях не станет на одном уровне. В этот момент перекрываем кран от большой емкости и через турбину сливаем воду на землю.
На нагрузке получается переменный ток в виде пилы. Но я думаю это не проблемма. Можно использовать диодный мост и фильтр. Наверное можно сделать, чтобы ключ переключался логическими элементами, определяющими заряд-разряд конденсатора. По поводу работы аккумулятора в импульсном режиме ничего не знаю, но если такая проблемма есть, то ее можно устранить сглаживающим фильтром и одним или несколькими дополнительными блоками из ключа и конденсатора, работающими по очереди.

Но Вы же понимаете что в конденсатор (вторую ёмкость) энергия берётся из того-же аккумулятора (первая ёмкость). И в чём смысл перекачки из пустого в порожнее. Проще аккум соединить на прямую, в случае с ёмкостями то-же самое. Ну стало на одном уровне, и что? Турбина остановится раньше!
Не вижу смысла дальнейшей дискуссии, это не о чём.

В радиотехнике есть целая тема :
"Схемы на переключаемых конденсаторах".
Там можно творить всякие чудеса, например, делать из 12 вольт 24, 48...и так далее и без использования инверторных технологий и трансформаторов. Только коммутируя кондёры.

to UКол
Миннкотовцы такенную ерунду резисторную сваяли? Я с них смеюсь!



Про воду ...мм.не понял.

Вода была для упрощения понимания, ну да ладно. Допустим мы запитываем нагрузку пилообразным сигналом, схожим на заряд конденсатора. Там, где должен был быть разряд конденсатора имеем паузу. Что имеем в нагрузке - энергии приблизительно в два раза меньше, чем в схеме с конденсатором. Если по другому, то на плюсовой клеме имеем недостаток электронов, на минусовой их избыток. При соединении плюса с минусом через нагрузку, появляется ток электронов от - к +. В схеме с конденсатором, при его зарядке есть ток. Излишек електронов с минусовой клемы перебегает на минусовую пластину конденсатора, в плюсовой линии электроны из конденсатора переходят на + аккумулятора. В результате имеем ток электронов. Из Аккумулятора действительно ушла часть энергии, но она не нейтрализовалась, а накопилась в конденсаторе. Вот здесь мы ее и используем повторно, так как при разрядке конденсатора на нагрузку мы снова имеем ток.
P.S. Не воспринимайте нагрузку, как потерю энергии. Нагрузка это всего лиш сопротивление (количество электронов прошедших за еденицу времени) и КПД (коэффициент преобразования электрической энергии в механическую, световую и т.д..)

UКол, а где эти резисторы, в самом двигателе или в переключателе? У меня такие же движки. Дядка когда продавал, сказал, что на пятой передаче они жрут 34 А, а на четвертой уже 17. У меня пока померять нечем, тестер только до 10А.

Эти резисторы стоят в головке вместе с мотором, т.е. греют воду. У минкоты есть моторы со встроиным шимом. На сайте http://www.rusfishing.ru в разделе "Лодочный электромотор как основной двигатель лодки" на 588и страницах всё оооочень популярно описано. Я осилил ветку когда страниц было около трёхсот, постоянно читаю. Номиналы сопротивлений, потребление токов, выгода ШИМов, аккумуляторы, разные эл. двигатели и очень много научных "умных" выкладок по ШИМам. Причём несколько раз в теме. Но быстро и что срочно понадобилось хрен найдёшь. Процентов 50-70, бреда кучки супер электриков, прочитав который, Ваша схема с лампочкой и электролитом становится похожа на неправильно собранную детскую пирамидку. Не в обиду сказал, моё мнение. Прочитаете страниц 150 и у Вас такое-же будет. Там по каждому мотору есть конкретные замеры токов на всех передачах и сравнение их если использовать ШИМ.
Но моё мнение, для наших целей, чтоб не тратить энергию на ШИМ, переключение скоростей эл. мотора на ПЛ производить как на ПЛ времён второй мировой. Тогда все потери будут зависеть от качества переключателей и толщины проводников. И это уже давно придумали, до нас!

Вот такое видео попалось. Как я понял здесь 700 ватный мотор работает от аккумулятора 12 В 1350 мА в течении 5-10 мин, при этом еще и вырабатывает 18 В электричества. По другим его видео я понял, что он ставит на стандартный движек еще один коллектор и пару щеток. Пока одна половина ротора работает как электродвигатель, вторая находится в режиме генератора. Правда я не видел чтобы он нагружал генератор, но сам эффект того, что такой большой двигатель создает приличную мощность от такого дохлого аккума интересен. Больших движков с магнитами у меня нет, так что надо будет попробовать двигателях от детских игрушек.

Пришла в голову очередная идея по электродвигателю без генераторной ЭДС, которая съедает до 95% энергии. Сделал такой эксперемент: на бумажный цилинр закрепил по окружности магниты от мебельных защелок. Магниты выставил так, чтобы они были повернуты одним полюсом. Тоесть внутри кольца только северные, снаружи южные. Вставил внутрь кольца магнит от динамика и появисась приприличная тяга в одну сторону, перевернул магнит и он потянулся в другую сторону. Вот приблизительная анимация

Принцип в том, что когда мы к полюсу магнита (например северному) подставляем магнит перпендикулярно (тоесть сразу двумя полюсами) то он старается перевернуться, так как противоположные полюса притягиваются, а одинаковые отталкиваются. Но в случае кольца, или если "перпендикулярный" закреплен так, что может двигаться только вдоль первого магнита, второй магнит движется вплоть до окончания полюса, пока не ослабнет взаимодействие одинаковых полюсов.
Ну да ладно, в суть этого не обязательно вникать, главное, что принцип рабочий. А теперь о двигателе. По роторному варианту есть кое-какие идеи, но не уверен, что не будет генераторной ЭДС. А вот в поршневом варианте ее либо вообще не будет, либо ей можно будет принебречь. Для статора-цилиндра проще всего взять статор от асинхронного двигателя и перемотать его так, чтобы катушки были намотаны на каждый зуб. Естественно подключаем их так, чтобы все катушки давали внутри один полюс. Тут еще интересно то, что ток в проводниках соседних катушек будет течь в разные стороны. Для поршня подобрать подходящий магнит от динамика или неодимовую шайбу. Поршень должен быть в несколько раз "тоньше" чем статор. От этого зависит длина хода поршня. Ну дальше коленвал и комутатор полярности статора. Так так магнитное поле движеться вдоль витков катушек, то генераторной ЭДС не должно быть. Ну разве, что в крайних мертвых точках магнитные линии будут пересекать изгибы витков, но мне кажеться что это незначительно. Что думаете по этому поводу?