Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое магнитная система двигателя

Особенности и устройство электромагнитной подвески

Электромагнитные, иногда называемые просто магнитными, подвески занимают своё, совершенно отдельное место в ряду разнообразных технических решений элементов автомобильного шасси. Такое возможно благодаря использованию самого быстродействующего способа управления силовыми характеристиками подвески – непосредственно с помощью магнитного поля. Это не гидравлика, где давление жидкости ещё надо повысить насосом и инертными клапанами, или пневматика, где всё определяется движением воздушных масс. Это мгновенная реакция со скоростью света, где всё определяется исключительно темпом управляющего компьютера и его датчиков. А упругие и демпфирующие элементы отреагируют моментально. Подобный принцип придаёт подвескам принципиально новые качества.

  1. Что такое магнитная подвеска
  2. Варианты исполнения
  3. Система Delphi
  4. Магнитный упругий элемент SKF
  5. Магнитная подвеска от Bose
  6. Управление подвеской и реализация предоставленных преимуществ

Природа магнетизма

Демонстрация свойств магнита в притягивании к себе металлических предметов у людей вызывает вопрос: что такое представляют собой постоянные магниты? Какова же природа такого явления, как возникновение тяги металлических предметов в сторону магнетита?

Первое объяснение природы магнетизма дал в своей гипотезе великий учёный – Ампер. В любой материи протекают электрические токи той или иной степени силы. Иначе их называют токами Ампера. Электроны, вращаясь вокруг собственной оси, вдобавок обращаются вокруг ядра атома. Благодаря этому, возникают элементарные магнитные поля, которые взаимодействуя между собой, формируют общее поле вещества.

В потенциальных магнетитах при отсутствии внешнего воздействия поля элементов атомной решётки ориентированы хаотически. Внешнее магнетическое поле «выстраивает» микрополя структуры материала в строго определённом направлении. Потенциалы противоположных концов магнетита взаимно отталкиваются. Если приближать одинаковые полюсы двух полосовых ПМ, то руки человека ощутят сопротивление движению. Разные полюсы будут стремиться друг к другу.

При помещении стали или железного сплава во внешнее магнитное поле происходит строгое ориентирование внутренних полей металла в одном направлении. В результате этого материал приобретает свойства постоянного магнита (ПМ).

Сферы применения и преимущества использования электромагнитных шейкеров

Смешивание – это не единственное, для чего нужна магнитная мешалка. Ее можно использовать также для:

  • Проведения всевозможных химических реакций.
  • Формирования однородного раствора, когда необходимо соединить вещества с неодинаковой степенью вязкости.
  • Растворения порошкообразных веществ в жидкостях.
  • Температурной обработки реактивов (при наличии функции подогрева, как например, у моделей серии ULAB).

Это оборудование используют на заводах и в учебных заведениях, им оснащают лаборатории разного назначения

Широкий спектр использования говорит о наличии множества достоинств у рассматриваемых смесителей. Это:

  • Удобство, эффективность и простота эксплуатации.
  • Возможность ремонта магнитных мешалок.
  • Работа с токсичными веществами в закрытых лабораторных сосудах. В этом случае не разбрызгиваются химикаты, не выделяются пары-токсины.
  • Интенсификация процессов растворения и диффузии, активизация химических реакций.
  • Бесконтактный способ, который гарантирует отсутствие воздействия на перемешиваемый состав. Это позволяет применять данные устройства в тех случаях, когда не справляются обычные шейкеры.

В настоящее время магнитного двигателя до сих пор не создано, однако существует множество правдоподобных теорий, мифов, устройств даже вполне серьезных научных работ посвященных тематике магнитного двигателя.

Читать еще:  Что такое контрольный осмотр двигателя

Сначала надо понять, что из себя должен представлять магнитный двигатель в целом. Почему так много людей занимающихся разработкой магнитного двигателя видят в нем будущее?

Обычный электромотор – это не магнитный двигатель. Это устройство которое использует магнитные свойства материалов, но все таки движется за счет электрического тока.

Настоящий магнитный двигатель работает исключительно на магнитах, используя их постоянную энергию для перемещения своих механизмов.

Прообраз магнитного двигателя можно встретить в каждом втором офисе ввиде всевозможных качающихся и крутящихся сувениров – там тоже используется сила постоянных магнитов для поддержания “вечности” движения. Однако и батарейки там тоже есть.

Главной проблемой всевозможных устройств основанных на постоянных магнитах является то, что магниты склонны к статическому положению равновесия. Если привинтить рядом два сильных магнита они будут находиться в движении ровно до того момента, пока не будет достигнуто максимально возможное притяжении на минимально возможном расстоянии между полюсами. Они просто повернутся друг к другу.

Поэтому все изобреатели магнитных двигателей стараются либо сделать притяжения магнитов переменным за счет механики самого двигателя, либо прибегают к экранированию.

Мы нашли несколько работающих примеров магнитных двигателей.

V-Gate

Самый интересный из всех настольных вариантов магнитных двигателей. Работает за счет создания переменности расстояний от ротора с статору.

Принцип действия

Рабочий двигатель

Magnetic Air Car

Разработка концепт-кара с магнитно-воздушным двигателем под руководством Гая Негре происходит во франции. Небольшой но мощный компрессор запускается помощью батареи (аккумулятора). Компрессор накачивает воздух в баллоны, после чего он используется для передвижения автомобиля. Параллельно заряжается и аккумулятор автомобиля.
Существует по меньшей мере один полностью рабочий прототип автомобиля использующего этот магнитный двигатель.

Магнитный двигатель Муаммера Ийлдиза.

Еще один образец работающего магнитного двигателя.


На многих видео в сети, отчетливо видно, что двигатель уверенно запускается и хорошо крутится. Один из них даже приводит в движение мини-карт. На него получен патент, однако конструкция была проверена некими специалистами, которые заявляют, что это фальшивый магнитный двигатель, и, вероятнее всего в объемном корпусе двигателя на презентациях спрятаны батареи.

MotorMagnetico

Или “желтая коробочка неизвестно с чем”. Поскольку это не англоязычная разработка, можем только предоставить вам видео, на котором этот магнитный двигатель питает двухкиловаттный прожектор.

Shinyeon Magnet and Wind Systems

Корейская разработка ветрогенератора, усиленного магнитным двигателем. После запуска не требует дополнительных энергетических затрат и производит около 1 кВч энергии. Разработка получила множество наград и сейчас это открытый коммерческий проект.

Все эти магнитный двигатели существуют. Кроме них есть еще множество других идеи и реализаций этого вида свободной энергии. С ним вы сможете ознакомится на сайте PesWiki, посвященному свободной энергии.

Методы повышения точности измерений

Использование нескольких (обычно 3 или 4) равноразнесенных считывающих магнитных головок позволяет компенсировать геометрические искажения (эксцентриситет) измеряемой окружности и нечетные составляющие регулярной ошибки, связанные, в том числе, с радиальными биениями системы. В этом случае не требуется выполнять сложную и долгую, требующую привлечения высококвалифицированных специалистов, калибровку. Применение большего количества головок (более 4) теоретически может еще больше повысить точность измерений, однако в этом случае экономически более оправдано изменение самой механической конструкции, например, установка более точных подшипников (кольцевых направляющих, рельсовых систем).

Читать еще:  Что такое ухл4 в двигателе

Калибровка системы с составлением новых таблиц компенсации так же повышает точность измерений, однако не позволяет полностью избавиться от ошибок, связанных с вторичными гармоническими искажениями и ошибок, вызываемых радиальными биениями ротора (которые зависят от режима нагрузки и могут меняться нелинейным образом), деформациями узлов, износом движущихся частей и некоторыми другими.

Более подробно вопросы выбора измерительной системы и расчета точности, способы компенсации ошибок в системе, варианты монтажа и некоторые другие описаны в статье специалистов компании Renishaw.

Работа с задержкой

Как правило, контроллеры электродвигателей или процессоры должны учитывать отставание между тем, когда датчик (и) обратной связи измеряет положение вала электрической машины, и когда он фактически сообщит об этом контроллеру. Эта разница, вызванная задержкой передачи через магнитный датчик, а также между интерфейсом датчика и процессора, приводит к ошибке измерения положения. И если, так или иначе, это не учитывается в системе управления электроприводом, это приведет к снижению производительности электрической машины и ее эффективности.

Величина этой проблемы прямо пропорциональна скорости вращения электродвигателя. Это означает, что чем выше частота вращения, тем больше внутренний зазор датчика и задержка передачи интерфейса, и связанное с этим отставание отрицательно сказывается на производительности электрической машины.

Традиционно драйверы учитывают это время задержки, выполняя программный алгоритм каждый раз, когда контроллер получает новое обновление измерения от датчика обратной связи. Имея достаточно точное представление об угловой скорости вращающегося вала электродвигателя и, зная внутреннюю задержку передачи сигнала и интерфейса, программный алгоритм контроллера двигателя учитывает все задержки, тем самым приближая реальное положение вала к недавно измеренному. Он делает это, суммируя данные измерение датчика со значением смещения.

Виды электромагнитных подвесок

Исследования и разработки по улучшению ходовых качеств, сосредоточенные на системе подвески автомобиля, продвигаются по трем, отличным друг от друга, направлениям.

  1. Подвеска Delphi;
  2. Решение от компании SKF;
  3. Электромагнитная подвеска Боуза.

Магнитная подвеска от Delphi

Электромагнитная подвеска, разработанная компанией Delphi, представляет собой однотрубный амортизатор, заполненный магнито-реологическим составом, жидкостью с включением магнитных частиц, размером от трех до десяти микрон.

Специальное покрытие препятствует их слипанию, а количество равно одной третьей от требуемого объема жидкости. Головка поршня амортизатора представляет собой электромагнит, управляемый сигналами бортового компьютера. Под действием наведенного магнитного поля, частицы выстраиваются в пространстве в упорядоченные структуры, тем самым увеличивая вязкость жидкости и изменяя режим работы амортизатора.

Электромагнитная подвеска Delphi в действии – видео, наглядно иллюстрирующее конструкцию и полученный результат.
» alt=»»>
А так же видео полевых испытаний Corvette C5
» alt=»»>
Скорость реакции такой системы составляет 1 мс, что в десять раз меньше, чем в системах с электромагнитными клапанами. Потребляемая мощность составляет порядка 20 Вт. При неисправности электромагнита или в отсутствии управляющих сигналов, подвеска компании Delphi работает в режиме обычного гидравлического амортизатора.

Читать еще:  Что такое ква двигателя

Историческая справка. Первые эксперименты с магнито-реологическим составом в 1940 году провел Яков Рабинович. Родившийся на заре двадцатого столетия, в украинском городе Харькове, в 1935 году эмигрировал в США, где работал в Национальном бюро стандартов.

Будучи талантливым инженером, запатентовал более 300 изобретений. Среди них присутствует патент на дисковый магнитный накопитель, прообраз современных винчестеров. Скончался осенью 1999 года.

Шведская магнитная подвеска

Другим путем решили пойти конструкторы шведской компании SKF, решив, что простота – залог успеха и надежности. Подвеска в их исполнении представляет собой капсулу, состоящую из двух электромагнитов. Бортовой компьютер автомобиля анализирует данные колесных датчиков и «на лету» изменяет жесткость магнитного демпферного элемента, выбирая наиболее оптимальный режим работы.

Роль упругого элемента выполняет обычная пружина, что позволяет транспортному средству сохранять подвижность при отсутствии управляющих сигналов. Кроме того, даже при длительной стоянке автомобиля, отсутствует эффект «проседания», причиной которого является истощение аккумуляторных батарей, питающих элементы подвески.

Электромагнитная подвеска профессора Боуза

Но истинный прорыв в данной области совершил Амар Боуз, профессор Массачусетского технологического университета, основатель и владелец компании BOSE. Выложенное в Интернет видео испытаний его изобретения глубоко потрясло автомобильную общественность.

Электромагнитная подвеска профессора Боуза представляет собой линейный электродвигатель, работающий в зависимости от выбранного режима в качестве упругого или демпфирующего элемента.

Идея, безусловно, не нова. Но никому еще не удавалось добиться хотя бы схожего быстродействия. Шток амортизатора, с закрепленными на нем постоянными магнитами, совершает возвратно-поступательные движения по длине обмотки статора, расположенного в корпусе узла.

Такая конструкция не только обеспечивает эффективное гашение колебаний, возникающих из-за неровности дороги, но и открывает новые возможности для управления транспортным средствам.

Заводя машину в вираж, можно подобрать такую схему сигналов бортового компьютера автомобиля, что опорным будет заднее внешнее колесо. Заехав в поворот, электромагнитная система перенесет нагрузку на внешнее переднее колесо. Как результат – полный контроль автомобиля на дорожном покрытии любого качества.

Электрогенератор – еще один режим работы подвески Боуза. При передвижении машины по прямой, колебания, вызванные неровностью дорожного покрытия, преобразовываются в электрический ток. Энергия не рассеивается в пространстве, а собирается в аккумуляторных батареях для дальнейшего использования (рекуперации).

Но довольно слов! Видео демонстрации ходовых качеств новой подвески говорит само за себя.
» alt=»»>
Основная сложность на данный момент связана с разработкой программного обеспечения, способного реализовать весь потенциал подвески Боуза. Но есть надежда, что в ближайшее время проблема будет решена, и удивительная подвеска пойдет в серийное производство.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector