Как сделать из электромотора генератор: Как превратить электродвигатель в генератор

Содержание

Как превратить электродвигатель в генератор

Вопрос о необходимости иметь дома собственный генератор возникает у многих, так как вещь довольно практичная, а в некоторых случаях крайне необходима. Второй вопрос – как его сделать самому? Наиболее верный метод в данном решении – это сделать генератор из электродвигателя. На помощь приходят такие свойства электротехнических агрегатов как обратимость, позволяющая из одного преобразовать в другое. Для этих целей подходят отлично асинхронные электродвигатели переменных значений тока. В этом случае, главный атрибут генератора, такой как магнитное поле, будет обеспечиваться при вращении якоря.

Чтобы конструктивно подойти к преображению в генератор электродвигателя, рассмотрим основные конструктивные узлы последнего:

  • стартер и его обмотка;
  • крышки с подшипниками: передняя и задняя;
  • выполненный с короткозамкнутыми витками ротор;
  • контактные выходы для присоединения к сети питания.

Первоначально простая конструкция, отличающаяся надёжностью составляющих из-за их немногочисленности в конструкции, на самом деле имеет множество нюансов, основанных как на строении приводных частей, так и на участвующих в создании электромагнитной энергии с преобразованием её в механическую.  В общем смысле, суть работы электродвигателя имеет вид:

  1. Вокруг статорной обмотки появляется достаточно мощное электромагнитное поле. Назвать это условием для генерирования пока нельзя, так как в статическом поле отсутствует процесс движения.
  2. Благодаря имеющимся в роторе замкнутым виткам толстого кабеля, индуцируется ЭДС, создающее переменно магнитное поле в окружающем ротор пространстве.
  3. Под действием данных сил ротор приводится во вращение.

Поскольку генератор – это машина трёхфазного подключения, образующая электрическую энергию от механической, заданной первичным двигателем, элементы строения электродвигателей подходят для создания требуемого агрегата.

И так, приводящийся в движение ротор достигает вращения в синхронной частоте, что вызывает во влиянии остаточного магнитного поля появление электродвижущей силы на клемах статорной обмотки. Далее, путём подключения конденсаторов к зажимам, в статорных обмотках появиться намагничивающий ёмкостный ток опережения. Чтобы появилось самовозбуждение генератора, конденсаторная ёмкость должна быть больше, нежели изначальные параметры генератора в критическом ёмкостном значении. Это повысит его частоту вращения генератора процентов на 5-10 в номинальном режиме от заданной синхронной. Так, к примеру, электродвигатель частотой 1500 об/мин для обращения в генератор должен быть раскручен до 1575-1650 об/мин.

Главное правило для выполнения электрогенераторов – мощность двигателей, которые используются, не должна превышать максимума в 20 кВА. Полученный агрегат, выполненный своими руками, станет незаменимым в рамках домашнего хозяйства.

Будьте осторожны

Процесс превращения электродвигателя в генератор несёт не только массу удовольствия, но и немалый риск, связанный с нарушением техники безопасности. Наиболее требуемыми правилами являются:

  • поскольку генератор переменного тока является достаточно опасным, применяемое напряжение должно быть 380В. 220В допускается лишь по крайнему случаю;
  • электрогенератор должен обязательно быть оборудован заземляющими отводами;
  • перед эксплуатацией выполните пробный запуск на наличие ошибок;
  • применять конденсаторы следует исходя из таблицы расчёта, представленной в любом соответствующем справочнике. Использование конденсаторов ниже или выше мощности может сулить нерабочим или неправильным в работе состоянием генераторов;
  • проверяйте надёжность соединения всех рабочих устройств и механизмов;
  • используйте частотные преобразователи Веспер или другие устройства для регулирования задающих параметров генератором, перемена энергетических величин которого может влиять на работу введённых электроприводов в полученную сеть;
  • не используйте генератор холостым ходом, так как может случиться перегрев;
  • чётко прослеживайте выходную вырабатываемую мощность тока.
    Так, если в трёхфазном генераторе была задействована всего одна типаемая фаза, мощность составит 30-35%, при двух – 60-70% мощности общего значения, которую имеет генератор;
  • выполняйте контроль частоты переменного тока путём сравнения выходного напряжения, величина которого при холостых оборотах превысит промышленное значение на 4-6%.
Электродвигатель

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Трехфазный (380 В) генератор своими руками: пошаговая инструкция

Трехфазный (380 В) генератор своими руками: пошаговая инструкция

Генератор для дома, дачи или мастерской необходим для получения альтернативного электричества.

Если питание должно поступать и к однофазным, и к трехфазным приборам (инструментам, станкам), то нужен генератор трехфазный. Он способен запитать разную по фазности технику, как на 220 Вольт, так и на 380 Вольт — вот, что значит трехфазный генератор. Таким образом, при отсутствии тока в стационарной сети, вы сможете включать и перфоратор или дрель на 220В и бетономешалку на 380В, но только не одновременно, а поочередно. Трехфазный генератор – необходимое приобретение как для домашнего пользования, так и для производственных площадок.

Самодельный генератор, возможно ли это

Хоть электростанция трехфазная — агрегат весьма сложный, его можно собрать самостоятельно, изучив принцип работы генератора и имея доступные элементы и детали. Для этого используется асинхронный электрический двигатель.

Принцип работы основан на всем знакомой динамо-машине — заставить ротор вращаться принудительно. Как работает трехфазный генератор? На основе асинхронного двигателя. Для того, чтобы этот мотор, не включенный в сеть, заработал в роли источника электричества, нужно передать на его якорь вращательный момент. Крутящий момент возникает от любой механической энергии.

Лучший способ, как сделать трехфазный генератор — задействовать двигатель внутреннего сгорания. Причем, вы можете создать не только бензиновый генератор, а экономный газовый или мощный дизельный. Для подключения к двигателю используют амортизирующую муфту, чтобы ротор вращался не рывками, а плавно.

Даже больше — детально разобравшись, что такое трехфазный генератор, вы поймете, что механическую энергию можно получить не только от ДВС, а от совершенно бесплатных носителей. Это значит, что можно использовать энергию речки или ветра (если природные условия содействуют). В этом случае нужно собрать и установить турбину, ветряную или водяную. Получается отличная возможность сэкономить на оплате электроэнергии, получаемой от стационарной сети.

В некоторых населенных пунктах Украины для вращения ротора используют даже лошадей. Этот способ соорудить электрогенератор своими руками популярен среди определенных религиозных общин, которые принципиально не пользуются стационарным электричеством. Несколько запряженных коней вращают якорь, создавая нужную механическую энергию. Получается дешевая электроэнергия от живой конской силы.

Как работает генератор 380 Вольт собственного изготовления

При вращении ротора, в статоре возникает магнитное поле, формирующее ЭДС. Привод устроен так, что, если подсоединить к концам обмоток конденсатор, то по виткам начинает идти ток. Емкость конденсаторной батареи должна быть выше критического номинала, чтобы генератор был пригоден для активной нагрузки и выдавал симметричные трехфазные вольтажи.

Кроме этого показателя, на мощность электрогенератора влияет и двигатель, создающий крутящий момент, его конструкция и мощность.

Для продуцирования электричества 380 Вольт со стандартной частотой 50 Гц, скорость вращения якоря привода должна поддерживаться на определенном уровне. Магнитные силовые линии возникнут только при условии, что скорость выше асинхронной составляющей на коэффициент скольжения S (равен 2÷10 процентов) и соответствовать уровню синхронной частоты. В противном случае правильной синусоиды тока добиться невозможно, а ее искривление (скачки частоты) недопустимы, если подключаем к электростанции 380 Вольт приборы, оснащенные электрическими двигателями (дрели, перфораторы, болгарки, пилы). Если мотора нет, а только нагревательный ТЭН или лампа накаливания, то значение частоты и синусоида тока не настолько имеют значение.

Существует также вариант использования генераторов на 220 Вольт для оборотов электродвигателя. В этом случае, мы получаем самодельный трехфазный генератор из однофазного. Передача вращательного момента идет на якорь асинхронного трехфазного привода, в результате чего получается трехфазная сеть.

Какой асинхронный двигатель нужен: характеристики ротора и статора

Асинхронный трехфазный привод — основная база для генератора переменного тока. Очень часто такие моторы списываются на предприятиях, поэтому найти его можно за низкую цену или бесплатно. Обязательные условия выбора, какой у него ротор и статор:

  • Ротор у такого движка может быть фазный или короткозамкнутый;
  • Статор — с тремя отдельными медными обмотками. Соединение витков между собой допускается по типу «треугольник» или «звезда».

Устройство и принцип работы такого привода состоит в том, что ротор (якорь) — вращающийся элемент, статор — неподвижный. У них обоих основу составляют изолированные стальные пластины. На этих пластинах расположены пазы, в которых идут витки обмотки.

В статоре выходы витков нужно подсоединить в клеммную коробку и установить перемычки для соединения. Кабель для питания также устанавливают здесь.

К каждой фазе статора подсоединяются идентичные напряжения, смещенные на угол, который составляет примерно треть круга. Эти синхронные подводки отвечают за формирование тока в витках статора.

В роторе подключение зависит от особенностей его строения: фазный или короткозамкнутый.

  1. Фазный ротор. У такого ротора витки обмотки аналогичны, как у статора. Их выходы нужно смонтировать на кольца, которые проводят контакт и соприкасаются со схемой запуска и прижимными щетками. Конструкция получается непростая, с ней нужно повозиться. К тому же нужно постоянно наблюдать за частотой вращения и смотреть, не разомкнулись ли контактные кольца, не отошли ли прижимные щетки. Поэтому лучше выбрать ротор короткозамкнутого типа. Или же сделать короткозамкнутый якорь из фазного ротора. Для этого концы обмотки не подключают к кольцам, а сочетают между собой — коротят.
  2. Короткозамкнутый ротор. Как мы уже сказали, он более удобный для самостоятельного создания генератора, так как, в отличие от синхронного генератора, схема у него простая. Кольца-перемычки своими концами соединены и закорочены, подвижных прижимных щеток-контактов нет. Получается все очень просто и надежно, поэтому именно такой якорь и советуем выбирать для своей самоделки.

На что влияют схемы подключения

Схема трехфазного генератора в плане размещения обмоток на статоре мотора влияет на последующую работу устройства, определяет его технические характеристики.

  • Электросхема соединения «звезда». Это стандартный тип соединения витков и очень популярный. Он самый практичный при подключении конденсаторной батареи. Ее присоединение можно выполнить:
    • К двум обмоткам. В результате такой схемы асинхронные генераторы обеспечивают питание однофазным приборам (причем, двум группам) и трехфазным (одна линия). Клавиши выключателей для рабочего и пускового конденсатора — отдельные. 
    • К одной обмотке (по такой же схеме). Получим одну однофазную линию. И одну трехфазную.
  • Схема подключения «треугольник» применяется для переключения обмоток для получения однофазного питания.

На какие характеристики двигателя еще нужно обратить внимание

Для надежной и стабильной работы генератора, сделанного своими руками, важны определенные технические характеристики двигателя. Они указаны на наклейке или же в паспорте (если он есть). Важные моменты, это:

  • Класс защиты (обозначение IP). Чем меньше цифра — тем лучше корпус привода защищен о проникновения пыли и влаги.
  • Мощность.
  • Количество оборотов.
  • Схема сочетания витков обмотки статора.
  • Максимальные нагрузочные токи.
  • Коэффициент полезного действия.
  • Пусковой ток (коэффициент фи).

Все это следует выяснить, а если мотор старый и много лет использованный, то его нужно протестировать вольтметром, амперметром и «прозвонить» на предмет рабочего состояния.

Как просчитать мощность генератора

Чтобы работа самодельной электростанции была стабильной, нужно, чтобы ее номинальный вольтаж и мощность были одинаковыми в режимах генератора и электрического мотора. Перед тем, как выбрать конденсаторную батарею, нужно учесть:

  • Реактивную мощность Q. Она равняется 2n*f*C*U2, где С — емкость конденсатора. Отсюда, нужная нам емкость С будет равна Q/2n*f *U2.
  • Режим работы. Для того, чтобы в режиме холостого хода не возникала перегрузка обмоток и их перегрев, конденсаторные элементы подключают ступенчатым способом, в соответствии с нагрузкой.

Рекомендуемая нами марка пусковых конденсаторов — К78-17, с вольтажом 400 Вольт и выше. Допускаются и аналогичные по характеристикам металлобумажные элементы. Подключение их параллельное.

Батареи на электролите для переменного тока использовать не советуем. На них может работать генератор постоянного тока, а при переменном элементы электролитного конденсатора будут быстро выходить из строя.

Советы и рекомендации по соблюдению безопасности

Трехфазный вольтаж 380 Вольт — это большая опасность поражения человека и его смерти. Поэтому, безопасная эксплуатация самоделки — самое важное требование. Для ее гарантии необходимо выполнить такие условия:

  1. Управление единым электрощитом, в состав которого входят:
  • Измерительные приборы: вольтметр (с максимумом не ниже 500 Вольт), амперметр и частотомер.
  • Выключатели для взаимодействия нагрузок (три клавиши). Одна из них включает питание непосредственно к потребителю, а две других отвечают за подключение конденсаторных элементов.
  • Систему защиты — автовыключатель, который срабатывает при коротком замыкании или перегрузке по мощности. Сюда также входит и устройство защитного отключения, которое должно сработать, если фаза пробьет на корпус.
  • Надежное заземление к контуру земли. 
  • Система АВР. Для удобства работы и повышения безопасности, также советуем использовать автоматический ввод резерва. Он актуален, если вам нужно резервное питание в качестве генератора. Тогда он сможет самостоятельно включаться при исчезновении тока в стационарной сети, и так же автоматом отключаться при его появлении. АВР создают путем установки перекидного рубильника, который задействует все три фазы.
  • Советы по эксплуатации: какие трудности могут возникнуть

    Частым проблемным явлением работы генератора является перегрузка по мощности. При ней идет интенсивный нагрев обмотки, пробой изоляции. Как следствие — поломка генератора. Возникает из-за:

    • Неверного подбора емкости конденсаторной батареи;
    • Подсоединения большого количества электротехники, суммарная мощность которой превышает номинальную мощность.  

    О правилах подбора емкости и расчетах мы уже говорили выше. А по проблеме перегруза по мощности в генераторе на три фазы, нужно отметить еще некоторые нюансы при подключении однофазных потребителей:

    • Потребителей с вольтажом 220 Вольт можно подключать только на одну треть общей мощности (к примеру, если ген выдает 6 кВт, то это только для приборов на 380 Вольт, а для однофазных будет только 2 кВт, не больше). Иначе, возникнет перегрузка. 
    • Если у вашего генератора две однофазных линии, то вместе мощность по ним будет составлять 2/3 от общего показателя мощности. То есть, 6 кВт — это 4 кВт для однофазных, по 2 кВт на каждую фазу. Причем, при одновременном задействовании фаз, следите, чтоб нагрузка не отличалась от мощности до 10%, иначе возникнет явление «перекос фаз», и ток поступать не будет.

    При работе важно следить за показателем частоты переменного тока. Если вы не встроили частотомер на общий электрощит, то на холостом ходу выходной вольтаж выше значения 380 Вольт (или 220 при подключении однофазных) на 4÷6 процентов.

    Электродвигатель как генератор — ООО «СЗЭМО Электродвигатель»

    Всем известно, что работа электродвигателя – это преобразование электрической энергии в механическую. Удастся ли заставить его преобразовывать механическую энергию в электрическую, чтобы использовать электродвигатель как генератор? Благодаря действующему в электротехнике принципу обратимости это возможно. Но нужно четко знать принцип работы агрегата и создать условия, способствующие превращению.

    Законы, позволяющие использовать асинхронный электродвигатель как генератор

    В генераторе напряжение, обычно подаваемое с аккумулятора, возбуждает в обмотке якоря магнитное поле, вращение же обеспечивается любым физическим устройством. В электродвигателе возможность подачи напряжения на обмотку якоря не предусмотрена. Чтобы он не поглощал, а вырабатывал электроэнергию, магнитное поле необходимо создать искусственно.

    В асинхронном двигателе вращающееся магнитное поле ротора «отстает» от поля статора, обеспечивая процесс перехода электроэнергии в механическую энергию. Следовательно, чтобы запустить обратный процесс, нужно сделать так, чтобы поле статора вращалось медленнее поля ротора, либо чтобы оно вращалось в противоположную сторону.

    Способы переделки электродвигателя в генератор

    Есть два способа «регулировки» магнитного поля статора.

    Торможение реактивной нагрузкой

    Сделать это можно с помощью мощной конденсаторной батареи. Включите ее в цепь питания двигателя, который работает в обычном режиме. Заряд, накопленный в батарее, будет в противофазе с зарядом, создаваемым питающим напряжением, что приведет к замедлению последнего. После этого двигатель вместо поглощения тока начинает генерировать его, отдавая в сеть.

    Любой транспорт на электротяге работает именно благодаря этому эффекту – при «самостоятельном» движении под уклон механическая энергия не требуется, и конденсаторная батарея автоматически подключается к цепи питания. Вырабатываемая энергия подается в сеть, чтобы затем опять преобразоваться в механическую.

    Самовозбуждение электродвигателя

    Остаточное магнитное поле ротора может произвести ЭДС, достаточное для зарядки конденсатора. Вследствие этого возникает эффект самовозбуждения, что делает возможным переход двигателя в режим генерации электроэнергии. Непрерывность этого процесса обеспечивает конденсаторная батарея, подпитывающаяся от произведенного тока.

    Этот способ является более действенным, и именно он подходит, если вы хотите применить асинхронный электродвигатель как генератор.

    Что нужно знать, чтобы электродвигатель работал как генератор

    При переделке двигателя в генератор следует учитывать следующие технические детали:

    • Не пытайтесь использовать электролитические конденсаторы – они не пригодны для подключения в цепь. Вам нужны неполярные конденсаторные батареи.
    • В трехфазных машинах конденсаторы могут включаться по схеме «треугольник» или «звезда». В первом случае величина напряжения на выходе выше, а во втором генерация начинается на меньших оборотах ротора. Выбирайте оптимальный для достижения вашей цели вариант.
    • Однофазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором тоже могут генерировать электроэнергию. Запуск осуществляется с помощью фазосдвигающего конденсатора.

    Поскольку определить необходимую величину емкости конденсаторной батареи невозможно, остается подбирать ее по весу – он должен быть равен весу двигателя или слегка превышать его.

    Насколько эффективно использование электродвигателя в качестве генератора

    У использования электродвигателя как генератора есть свои «плюсы»:

    • Агрегат достаточно прост в обслуживании и экономичен, поскольку конденсатор получает энергию от остаточного поля ротора и от вырабатываемого тока.
    • Практически отсутствуют «побочные» траты энергии на магнитные поля или бесполезный нагрев.

    И «минусы»:

    • Преобразованный в генератор двигатель чувствителен к перепадам нагрузки.
    • Частота вырабатываемого тока часто нестабильна.
    • Такой генератор не может обеспечить промышленную частоту тока.

    Если в вашем случае преимущества перевешивают недостатки, то применение асинхронного генератора целесообразно.


    Как превратить мотор от стиральной машины в генератор 220 В


    Электродвигатель от стиральной машинки очень просто найти в виду того, что он редко выходит из строя по сравнению с другими узлами, а сами машинки выбрасываются на свалку сплошь и рядом. Вещь для самодельщиков очень ценная, учитываю сколько простых станков можно построить на его базе.
    Данный мотор вполне может работать и в роли генератора. Но к сожалению, просто так его не он не будет вырабатывать энергию, так как в нем отсутствую постоянные магниты, способные создать ЭДС в его обмотках.

    Как запустить двигатель от стиральной машины в роли генератора на 220 В


    Двигатель от стиралки имеет имеет классическое строение коллекторного электродвигателя. И работать может как от постоянного, так и переменного тока. Все дело в управлении им.
    Обычно мотор от стиралки имеет 6 выводов на колодке подключения: первая пара сверху — это вывода датчика тахометра, для контроля частоты вращения — они нам не понадобятся. Вторые два по середине — вывода обмотки статора. Третья самая нижняя пара — это вывода ротора.

    Чтобы заставить мотор вырабатывать ток нужно подать некоторое напряжение на ротор. Это создаст на нем магнитное поле, которое в свою очередь при его вращении создаст ЭДС на обмотке статора.
    Подключаем провода к ротору, к которым в дальнейшем будет подключен источник питания.

    Подключаем провода к статору. К концам проводов — мультиметр для замера напряжения на выходе.

    Для показа, крутнем вал двигателя без подключенного к ротору источника.

    В итоге мультиметр показал ноль вольт и это понятно.
    Подключаем источник питания. В роли него послужит литий-ионная батарея на 3,7 В. Опять крутнем вал рукой.

    Мультиметр выдал некое значение, а значит энергия вырабатывается.
    Меняем батарею 3,7 В на аккумулятор 12 В. Вращаем рукой.

    Результат: напряжение повышается.
    Чтобы создать больший момент соответствующий рабочим оборотам двигателя, на шкив намотаем лебедку.

    Дернем, создав вращение.

    Хоть и мультиметр показывает 75 В, но в реале напряжение больше, так как электронное устройство имеет задержку и не способно посчитать мгновенные всплески электричества.
    Для наглядности подключим лампу накаливания на 220 В. Так же намотаем лебедку и дернем ее.

    Лампочка вспыхнет на непродолжительное время.

    Заключение


    Мотор от стиралки вполне годен как генератор напряжения, но его трудно куда-то «пристроить», так как он: выдает постоянный ток, требует высоких оборотов, требует дополнительного питания для работы и в случае его остановки это питание нужно как-то отключать.
    Но есть и плюсы: выходным током можно легко управлять по средством регулировки тока цепи ротора, отсутствует магнитное залипание, небольшие размеры по сравнению с генераторами на постоянных магнитах.

    Смотрите видео


    Генератор из электродвигателя

    Трехфазные асинхронные электродвигатели – агрегаты, применяемые в промышленности, сельском хозяйстве для привода различных механизмов. Применяя специальную схему включения, такой электродвигатель можно использовать в качестве генератора.

    Как использовать электродвигатель в качестве генератора

    • По стандартной схеме подключения асинхронного электродвигателя в качестве генератора номинальное напряжение и мощность электромотора равны напряжению и мощности двигателя. По формуле определяют реактивную мощность.
    • Индуктивная нагрузка на электродвигатель, снижающая коэффициент мощности, сразу же вызывает увеличение нужной емкости. Чтобы поддерживать напряжение в номинальной величине, следует значительно увеличить емкость конденсаторов, подключив дополнительные конденсаторы.
    • Частота вращения такого асинхронного генератора в номинальном режиме превышает величину скольжения на 10 процентов, и соответствуют синхронной частоте электродвигателя. Если это условие будет не выполнено, частота генерируемого напряжения будет отличаться от общепромышленной частоты, равной 50 Герц. И это обстоятельство приведет к неустойчивости работы при использовании альтернативного источника электроэнергии в виде электродвигателя, работающего в качестве генератора.
    • Наиболее опасны сниженные генерируемые частоты для индуктивных сопротивлений обмоток электрических двигателей, трансформаторов, так как могут привести к повышенному нагреву и выходу агрегатов из строя.
    • Генератор из электродвигателя можно сделать, используя асинхронный короткозамкнутый мотор существующей мощности без особых переделок. При этом мощность генератора определяют общей мощностью устройств, которые будут к нему подключены.
    • Данный способ является далеко не единственным. В настоящее время есть масса других способов, которые отлично используются на практике. Один из них – батарею конденсатора подключают к одной или же двум обмоткам электромотора-генератора.

    Двухфазный режим работы генератора из электродвигателя

    Когда нет необходимости получить трехфазное напряжение, можно ограничиться двухфазным и подключить электродвигатель в качестве генератора по другой схеме. Следует отметить, двухфазный режим значительно уменьшает емкость используемых конденсаторов и существенно снижает нагрузку на подключаемые механизмы, позволяя экономить топливо.

    Просмотров: 1635

    Дата: Воскресенье, 15 Декабрь 2013

    Генератор убьет ДВС | Автокомпоненты. Бизнес. Технологии. Сервис

    Компонент, который планировался вспомогательным агрегатом для двигателя внутреннего сгорания, мало того что породил стартер, так еще и моторы уничтожит.

    Первый генератор

    В 1832 году техники из Парижа братья Пикси представили первый в мире электрогенератор. Но этому устройству предстояло пройти очень долгий путь, прежде чем попасть в подкапотное пространство автомобилей. И не столько потому, что в те далекие времена еще и автомобилей-то не было, сколько из-за громоздкости самой конструкции.

    Первый генератор использовал подковообразный постоянный магнит, который приходилось крутить вручную. У каждого из его двух полюсов стояло по одной проволочной катушке, где и возникал переменный электрический ток. При увеличении потребления энергии возникала необходимость в дополнительных магнитах и катушках, а это – новые отдельные устройства. Благо в 1843 году Эмиль Штерер создал усовершенствованную машину, которая обладала тремя подвижными магнитами и шестью катушками. Но и эта вариация создавала немало проблем. Агрегат была тяжелым и дорогим.

    Электромагнитное чудо

    Но растущая европейская промышленность искала пути повышения эффективности. И наработки по преобразованию кинетической энергии вращения в электричество было бы очень кстати. Многие ученые и изобретатели-энтузиасты бились над тем, как стабилизировать генератор, сделать его дешевле и мощнее. Относительно простое и элегантное решение сформировалось к 1866 году, всего-то и стоило, что заменить постоянные магниты на электромагниты. Правда, конструкция становилась сложнее, так как появившийся ротор (электромагнит) питался током от отдельно стоящего небольшого генератора со все тем же постоянным магнитом. На радость вскоре выяснилось, что, снабжая потребителя, генераторы способны питать током и собственные электромагниты.

    Промышленное внедрение

    Это открытие удачнее всех использовал бельгиец Зеноб Грамм. В 1870 году во Франции он представил генератор, работавший по принципу самовозбуждения, то есть без необходимости применения отдельных источников тока. Кроме того, изобретатель усовершенствовал кольцевой якорь, сделав плоскость его работы горизонтальной. Все это позволило широко использовать генерацию электроэнергии в промышленности, дав разработке билет в новую жизнь.

    Кстати, в процессе всех этих научных изысканий выяснилось, что если подавать энергию на обмотку статора, а не на ротор, то генератор волшебным образом превратится в электромотор. Стоит ли говорить, что находка стала открытием с большой буквы. Чуть позже и генератор, и электромотор в виде стартера прописались под капотом автомобиля, став мощными и компактными.

    Спорный проект

    В 1911 году изобретатель из Огайо Чарльз Кеттеринг начал работу над проектом по созданию электрического устройства для запуска двигателя автомобиля. Изначально дерзкая идея Чарльза вызвала массу критики и сарказма со стороны коллег-изобретателей. Эксперты были единогласны: для запуска ДВС необходим сопоставимый ему по размерам электромотор мощностью не менее пяти лошадей. Да и аккумуляторов, способных питать такой электромотор, в то время еще не существовало.

    Забегая вперед, скажем, что вскоре Кеттеринг получил мировую известность и пост вице-президента корпорации General Motors благодаря своему изобретению.

    Разработка из сарая

    Но вернемся еще на пару лет в прошлое. В1908 году молодому изобретателю Кеттерингу поступило предложение от одного из руководителей NCR (National Cash Register Company) Эдварда Дидса об усовершенствовании системы зажигания. Отметим, что на тот момент подающий надежды инженер имел довольно смутные представления о том, как устроен автомобиль. Но идея его заинтересовала, и он с энтузиазмом принялся за дело.

    В помощь он взял пару подчиненных и обустроил мастерскую в сарае Дидса. К 1909 году команда создала разработку на базе магнитного реле и катушки. Системой заинтересовался Генри Лиланд, глава компании Cadillac. Он заказал восемь тысяч таких систем, ведь система превосходила любую из существовавших на тот момент. Получив серьезный заказ и первые деньги, ребята из сарая создали компанию Delco (Dayton Engineering Laboratories Company).

    Идеи приходят отовсюду

    В 1910 году Кеттеринг узнает печальную историю от Лиланда о его погибшем друге. Тот скончался из-за рукоятки ручного стартера, которая, соскочив, проломила голову бедняги.

    Изобретатель не смог смириться со столь опасным техническим несовершенством автомобиля и решил во что бы то ни стало избавить мир от проклятой рукоятки. Справедливости ради отметим, что немало ученых уже бились над созданием электростартера. Но проблема заключалась в том, что для большого электромотора под капотом не хватало места, а маленький не мог раскрутить тяжелый маховик ДВС.

    Прорывное решение

    Переворотом стало понимание, что электромотор не должен работать непрерывно. Для запуска мотора ему достаточно работать крайне непродолжительное время. Потом его можно расцепить с двигателем или еще лучше – использовать в качестве генератора для системы зажигания и фар.

    Главным элементом системы, придуманной Кеттерингом, стал угольный регулятор напряжения и коммутатор, который сотрудники Delco доводили до ума дольше всего.

    В феврале 1911 года Кеттеринг представил Лиланду автомобиль с электростартером и генератором, которым стал Cadillac Model Thirty. Уже в следующем году новая система стала серийной для всех моделей легендарной американской марки

    Убийца ДВС

    Как вы можете видеть, генератор имеет богатую историю. Благодаря генератору появился стартер, а также мощные электромоторы. По иронии судьбы электрогенератор, который был внедрен под капот авто как приложение к ДВС, переродившись в электромоторы и мотор-генераторы, убьют классические двигатели. 

    Электромоторы без противо-ЭДС — Энергетика и промышленность России — № 08 (124) апрель 2009 года — WWW.EPRUSSIA.RU

    Газета «Энергетика и промышленность России» | № 08 (124) апрель 2009 года

    Во время вращения барабанов они постоянно перемагничиваются. В определенные моменты у них нет магнитных свойств, и тогда они дружно падают друг на друга. При дальнейшем повороте барабанов пластины вновь намагничиваются и отталкиваются друг от друга, приподнимаясь в воздух.

    Сообщалось, что при полетах этих пластин они оказывают ровно такое же воздействие на барабаны, как и если бы они (пластины) были друг к другу приклеены. И как бы даже понятно почему.

    Автор таким образом рекламировал свой «вечный двигатель», в котором опускавшиеся друг на друга грузы производили полезную работу.

    При просматривании тем на различных форумах, посвященных попыткам построения электромотора без противо-ЭДС, мне пришла идея, что этот механизм можно использовать для достижения искомого эффекта применительно к мотору. Как именно?

    Принцип вращения

    Пусть пластины на рисунке являются ротором и статором мотора. Если вместо вращения барабанов использовать электромагнитное возбуждение, то перед нами – простейший иллюстрационный макет нового принципа. Остается лишь перевести этот принцип в реальный электродвигатель.

    В показанном устройстве пластины двигаются возвратно-поступательно, и это не подходит для мотора, где два реагирующих объекта должны двигаться друг относительно друга только в одну сторону. Поэтому применим другой вариант расположения с соблюдением указанного принципа.

    Мотор в этом варианте включает в себя цилиндр из не проводящего ток, прозрачного для магнитного поля материала, внутри которого закреплены пластины из магнитомягкого материала, и ротор, на котором параллельно оси также закреплены подобные пластины. Они выполняют роль полюсов. Для наведения в пластинах магнитного поля используем обмотку, которую навиваем на цилиндрическом корпусе мотора.

    Работает агрегат так. Когда полюса статора и ротора находятся почти друг против друга, на обмотку подаем напряжение. Магнитное поле катушки намагничивает полюса, но намагничивает не так, как на современных моторах, по направлению силовых линий магнитного поля вдоль диаметра мотора, а по‑иному: силовые линии располагаются в полюсах параллельно оси мотора. Намагниченные полюса отталкиваются, и ротор начинает вращение. Как только полюса ротора окажутся между двумя статорными полюсами, убираем напряжение – до тех пор, пока они вновь не приблизятся к другим полюсам. Таким образом, периодически подавая и убирая напряжение на обмотку возбуждения, можно достичь непрерывного одностороннего вращения вала мотора.

    Для того чтобы убрать периоды, когда вращению вала будет способствовать только инерция ротора, можно применить два аналогичных мотора, работающих на один вал, в которых периоды движения по инерции на одном моторе совпадали бы с периодами движения под воздействием поля на другом моторе. В этом случае магнитные поля, выходя из полюсов, должны попадать в воздух, у которого магнитная проницаемость очень маленькая, что приводит к их рассеиванию и вслед за этим – сильному снижению КПД мотора. Поэтому разработчики промышленного варианта могут воспользоваться предлагаемым ниже примером, где магнитное поле обмотки возбуждения доставляется непосредственно к полюсам мотора с использованием магнитопровода.

    Промышленный вариант

    В этом варианте используется несколько катушек с магнитопроводами. Концы магнитопроводов заканчиваются кольцом непосредственно там, где сходятся полюса ротора и статора. Кольцо охватывает весь тот участок, где полюсные наконечники находятся на самом минимальном расстояний друг от друга.

    В таком варианте должна оставаться неизменной индуктивность катушки возбуждения независимо от оборотов ротора, так как неизменной остается площадь сердечника обмотки возбуждения. Магнитная проницаемость и количество силовых линий магнитного поля, проходящих по сердечнику при цикле работы, тоже не меняется. (Электродвижущую силу самоиндукций мы в расчет не берем).

    При таком варианте конструкции электромотора не будет возникать и противо-ЭДС в обмотке возбуждения, приводящего в обычных моторах к ограничению оборотов электромотора при том или ином напряжении. То есть такой мотор будет после включения разгоняться до тех пор, пока центробежные силы не приведут к механическому разрушению конструкций.

    Указанный вариант принципа предполагает только взаимное отталкивание статора и ротора. Можно проверить работоспособность предлагаемого мною механизма. Вставьте два гвоздя в катушку рядом друг с другом вместо сердечника и подайте на катушку напряжение. Гвозди друг от друга оттолкнутся – то есть принцип работает. В сети Интернет автор выложил видео этого опыта.

    Важное уточнение: современные двигатели используют другой принцип, при котором эти «гвозди» засунуты в катушку не рядом, а последовательно, и при подаче на катушку напряжения они, наоборот, притягиваются.

    В этом разница между вариантами. Отличительной чертой механизмов является то, что намагниченные полюса двигаются как бы внутри обмотки возбуждения и при работе их поля никак не воздействуют на катушку – они взаимодействуют только между собой. То есть мы посторонним источником магнитного поля возбуждаем в моторе магнитное поле, и оно самостоятельно, не влияя на внешнее поле и его источник, начинает производить работу по отталкиванию друг от друга статора и ротора мотора.

    Поможет сверхпроводимость

    Такого эффекта мы добиваемся, применяя пластинки из магнитомягкого материала. Какими еще способами можно получить этот результат? Можно использовать вместо пластин из магнитомягкого материала короткозамкнутые контуры или такое уникальное явление, как сверхпроводимость.

    Берем круглый контур большого диаметра – он будет у нас играть роль контура возбуждения. Внутри его же плоскости располагаем два маленьких короткозамкнутых кольцеобразных контура – рабочих.

    Подаем на контур возбуждения переменное напряжение. Его магнитное поле тут же возбуждает в рабочих контурах ток. Естественно, при появлении тока вокруг них возникает магнитное поле. Все три контура своими полями взаимодействуют друг с другом, в результате чего рабочие контуры притягиваются к контуру возбуждения и одновременно с этим отталкиваются друг от друга. С приближением к контуру возбуждения отдельного рабочего контура его поле вызывает в нем токи, которые в сумме не дают большого кругового тока. То есть соответственно не возникает и большой противо-ЭДС в контуре возбуждения.

    Но нам нужно создать на основе всех этих фактов мотор, в котором будет вообще уничтожена любая противо-ЭДС.

    Как это сделать?

    Общий принцип построения этого мотора таков. В нем есть неподвижный контур возбуждения, внутри которого располагаются рабочие короткозамкнутые обмотки. Одну из них можно сделать неподвижной относительно контура возбуждения, превратив в статорную короткозамкнутую обмотку, а другую расположить на вращающемся роторе.

    Кроме того, можно сделать ось мотора составной! В результате одна сторона мотора будет вращаться в одну сторону, а другая половина в другую – при этом каждая половина вращается одним из рабочих контуров.

    Работает такой мотор следующим образом. В момент, когда рабочие контуры находятся рядом друг с другом, на контур возбуждения подаем напряжение. В случае использования сверхпроводимости можно подать постоянный ток. В рабочих контурах тут же возникает электрический ток и связанное с ним магнитное поле, в результате чего они отталкиваются друг от друга и начинают двигаться по кругу. В момент, когда они удаляются друг от друга на максимальное расстояние, напряжение убираем, катушки по инерции идут дальше и приблизятся друг к другу. Их необходимо расположить на статоре и роторе так, чтобы они могли пройти друг подле друга не соприкасаясь и находиться как можно ближе к одной плоскости. Как только они перестанут перекрываться – следует вновь подать импульс напряжения на обмотку возбуждения.

    Цикл повторяется до достижения постоянного вращения ротора. При любых оборотах ротора подача на обмотку возбуждения тока вызывает, посредством магнитного поля, аналогичные вихревые токи в рабочих обмотках, величина которых с ростом оборотов не меняется!

    В варианте с обмотками в качестве рабочих элементов не удается полностью убрать противо-ЭДС, но это не должно помешать построению мотора с обмотками, имеющего недостижимый в обычных моторах КПД, точнее – коэффициент преобразования энергии.

    В чем ноу-хау?

    Специалисты поняли наверно, что главная хитрость, позволяющая добиться уничтожения противо-ЭДС в рассмотренных двигателях, – это не непосредственная подача питающего тока в обмотки якоря и ротора, а возбуждение его в последних с использованием внешнего источника магнитного поля.

    Так же и в варианте с намагничивающимися и отталкивающимися друг от друга полосками из магнитомягкого материала – это не непосредственное возбуждение магнитного поля намотанными на них обмотками, а использование внешнего коммутируемого источника магнитного поля.

    Автору представляется, что точно таким же способом после небольшой переделки можно будет нейтрализовать противо-ЭДС и в используемых ныне электродвигателях. А какие перспективы будут у обновленных двигателей, думаю, объяснять не нужно. Это, в первую очередь, построение принципиально новых источников дешевой энергии с помощью магнитного поля.

    Всем известно, что механическая мощность, вырабатываемая на валу электромотора, прямо пропорциональна крутящему моменту на валу, помноженному на циклическую частоту вращения ротора. То есть с чем большими оборотами вращается вал электромотора, тем большая механическая мощность выделяется на нем. Поэтому мы должны как можно больше раскрутить вал, чтобы получить как можно большую механическую энергию. Обычные моторы для достижения этого должны потреблять все большую и большую электрическую мощность, которая все же меньше, чем вырабатываемая ими механическая мощность, так как с увеличением оборотов на обычном двигателе появляется противодействующая источнику питания электродвижущая сила, для нейтрализации которой необходимо все время повышать питающее напряжение, то есть – потребляемую электрическую мощность.

    Построенные на новом принципе моторы могут достичь любых оборотов без дополнительного повышения питающего напряжения, так как не будет возрастающей с повышением оборотов противодействующей источнику питания электродвижущей силы и, значит, не требуется повышения питающего мотор напряжения – читайте: мощности. К тому же часть энергии, израсходованной для питания мотора, можно будет вернуть посредством ЭДС самоиндукций (которую не следует путать с противо-ЭДС).

    Проверим на практике

    Для проверки – на самом ли деле двигающиеся вдоль контура возбуждения рабочие пластины ротора не будут наводить ЭДС, противодействующей дальнейшему нарастанию оборотов мотора, – был проведен следующий опыт.

    На катушке диаметром около 100 миллиметров была намотана обмотка из 300 витков провода диаметром 0,2 миллиметра. На концах загнутых Г-образных проводов нужным образом были приклеены два отталкивающихся друг от друга магнита. Эти магниты были введены в контур.

    Два этих магнита аналогичны намагниченным пластинам из магнитомягкого материала, отталкивающимся друг от друга и двигающимся вдоль обмотки возбуждения в работающем моторе.

    Если бы в обмотке возбуждения мотора поля этих пластин наводили какую‑то противо-ЭДС, ограничивающую обороты мотора, то в контуре двигающиеся вдоль обмотки магниты аналогично наводили бы ЭДС. Возможные наводки проверялись с применением осциллографа, настроенного на самую большую чувствительность. Осциллограф при вводе и выводе магнитов из катушки показывал явное наличие ЭДС. Но если Г-образные оси с магнитами располагались на оси катушки и затем магниты вначале прижимались друг к другу, а затем отпускались и двигались вдоль обмотки – то, как и следовало ожидать, никаких наводок осциллограф не показывал. Это подтверждает уверенность автора в том, что представленный им принцип построения электромоторов без противо-ЭДС совершенно реален.

    Как проверить трехфазное напряжение

    В жилых домах и на большинстве малых предприятий используется однофазный электрический ток, но это не та форма, которую принимает электричество, когда оно перемещается по электросети. Электроэнергетические предприятия вырабатывают трехфазный электрический ток высокого напряжения, который передается и преобразуется в двухфазный и однофазный ток через трансформаторные коробки. Трехфазный ток зарезервирован для использования на фабриках и аналогичных установках, где он питает большие двигатели, электрические печи и другое тяжелое оборудование.Проверить трехфазное напряжение можно, осмотрев трехфазный трансформатор.

    TL; DR (слишком длинный; не читал)

    Чтобы проверить трехфазное напряжение, используйте электрический мультиметр для проверки всех шести проводов в коробке трансформатора, начиная с проводов с маркировкой линии и заканчивая проводами с маркировкой нагрузка.

    Перед тестированием

    Перед тестированием трехфазного напряжения крайне важно проявить осторожность и принять соответствующие меры безопасности. Рекомендуется надевать заземляющий браслет.Когда все будет готово, переведите выключатель двигателя высоковольтного трансформатора в положение «выключено». Выверните винты, удерживающие крышку на выключателе, и снимите крышку. Настройте мультиметр на определение напряжения переменного или постоянного тока в зависимости от того, что указано на коробке, подключите выводы щупа к «общему» и «вольтному» разъему и выберите диапазон напряжения несколько выше, чем напряжение, которое вы собираетесь проверить.

    Испытательные линии

    Установив и откалиброванный мультиметр, проверьте внутреннюю часть трансформатора.В высоковольтных передачах чаще всего используются три провода: всего вы должны увидеть шесть проводов, по три с каждой стороны коробки. Клеммы, к которым прикреплены эти провода, должны быть помечены L1, L2 и L3 с одной стороны и T1, T2 и T3 с другой — провода L являются входящими или линейными проводами, каждый из которых несет одну фазу трехфазного тока. . Чтобы проверить входящее напряжение, поместите один из щупов мультиметра на L1, а другой — на L2. Подождите, пока мультиметр покажет напряжение, а затем повторите тесты, проверяя L1 и L3, затем L2 и L3.Если трансформатор работает нормально, показания напряжения должны быть одинаковыми после каждого теста.

    Тестовые нагрузки

    После проверки входящего напряжения необходимо проверить выходное напряжение. Не снимая коробку, проверьте мультиметром выводы T1 и T2, как вы это делали с линейными проводами. Проверьте T2 и T3, затем T1 и T3. Показания напряжения для каждого теста должны быть нулевыми. Когда вы будете готовы, осторожно включите коробку и повторите этот тест проводов нагрузки, чтобы определить исходящее трехфазное напряжение.Между тестами должно быть небольшое изменение напряжения.

    Как работают электродвигатели и генераторы

    Электромобили используют исключительно электродвигатели для движения, а гибриды используют электродвигатели, чтобы помочь своим двигателям внутреннего сгорания при передвижении. Но это не все. Эти самые двигатели могут использоваться и используются для выработки электроэнергии (в процессе рекуперативного торможения) для зарядки бортовых аккумуляторов этих транспортных средств.

    Самый частый вопрос: «Как такое может быть… как это работает? »Большинство людей понимают, что для работы двигатель приводится в действие электричеством — они видят это каждый день в своих бытовых приборах (стиральных машинах, пылесосах, кухонных комбайнах).

    Но идея о том, что двигатель может «вращаться в обратном направлении», фактически вырабатывая электричество, а не потребляя его, кажется почти магией. Но как только связь между магнитами и электричеством (электромагнетизм) и концепция сохранения энергии становится понятной, загадка исчезает.

    Электромагнетизм

    Электроэнергия и выработка электроэнергии начинаются со свойства электромагнетизма — физических отношений между магнитом и электричеством. Электромагнит — это устройство, которое действует как магнит, но его магнитная сила проявляется и контролируется электричеством.

    Когда провод, сделанный из проводящего материала (например, меди), движется через магнитное поле, в проводе создается ток (элементарный генератор). И наоборот, когда электричество проходит через провод, намотанный вокруг железного сердечника, и этот сердечник находится в присутствии магнитного поля, он будет двигаться и скручиваться (очень простой двигатель).

    Моторы / генераторы

    Мотор / генераторы — это действительно одно устройство, которое может работать в двух противоположных режимах. Вопреки тому, что иногда думают люди, это не означает, что два режима двигателя / генератора работают в обратном направлении друг от друга (что в качестве двигателя устройство вращается в одном направлении, а в качестве генератора оно вращается в противоположном направлении).

    Вал всегда вращается одинаково. «Смена направления» заключается в потоке электричества. В качестве двигателя он потребляет электричество (поступает) для производства механической энергии, а в качестве генератора он потребляет механическую энергию для производства электроэнергии (вытекает).

    Электромеханическое вращение

    Электродвигатели / генераторы обычно бывают двух типов: переменного (переменного тока) или постоянного (постоянного тока), и эти обозначения указывают на тип электроэнергии, которую они потребляют и генерируют.

    Если не вдаваться в подробности и не затушевывать проблему, то вот разница: переменный ток меняет направление (чередуется) по мере прохождения через цепь. Постоянный ток течет в одном направлении (остается неизменным) при прохождении через цепь.

    Тип используемого тока в основном зависит от стоимости устройства и его эффективности (двигатель / генератор переменного тока, как правило, дороже, но также намного эффективнее). Достаточно сказать, что в большинстве гибридов и во многих более крупных полностью электрических транспортных средствах используются двигатели / генераторы переменного тока — так что это тип, на котором мы сосредоточимся в этом объяснении.

    Электродвигатель / генератор переменного тока состоит из 4 основных частей:

    • Якорь с проволочной обмоткой (ротор) на валу
    • Поле магнитов, которые индуцируют электрическую энергию, собранную бок о бок в корпусе (статоре)
    • Контактные кольца, пропускающие переменный ток к / от якоря
    • Щетки, которые контактируют с контактными кольцами и передают ток в / из электрической цепи

    Генератор переменного тока в действии

    Якорь приводится в движение механическим источником энергии (например, при промышленном производстве электроэнергии это будет паровая турбина).Когда этот намотанный ротор вращается, его проволочная катушка проходит над постоянными магнитами в статоре, и в проводах якоря создается электрический ток.

    Но поскольку каждая отдельная петля в катушке сначала проходит через северный полюс, а затем через южный полюс каждого магнита по мере его вращения вокруг своей оси, индуцированный ток постоянно и быстро меняет направление. Каждое изменение направления называется циклом и измеряется в циклах в секунду или герцах (Гц).

    В Соединенных Штатах частота цикла составляет 60 Гц (60 раз в секунду), тогда как в большинстве других развитых стран мира она составляет 50 Гц.Отдельные контактные кольца установлены на каждом из двух концов проволочной петли ротора, чтобы обеспечить путь для выхода тока из якоря. Щетки (которые на самом деле являются угольными контактами) скользят по контактным кольцам и завершают путь для тока в цепь, к которой подключен генератор.

    Двигатель переменного тока в действии

    Действие двигателя (подача механической энергии), по сути, противоположно действию генератора. Вместо того, чтобы вращать якорь для выработки электричества, ток подается по цепи через щетки и контактные кольца в якорь.Этот ток, протекающий через обмотанный катушкой ротор (якорь), превращает его в электромагнит. Постоянные магниты в статоре отражают эту электромагнитную силу, заставляя якорь вращаться. Пока электричество течет по цепи, двигатель будет работать.

    Как работают генераторы и динамо-машины

    Как работают генераторы и динамо-машины — объясните это

    Реклама

    Криса Вудфорда.Последнее изменение: 10 августа 2020 г.

    Нефть может быть любимым топливом в мире, но ненадолго. В современных домах в основном используется электричество. и скоро большинство из нас тоже станет водить электромобили. Электричество очень удобно. Вы можете производить его самыми разными способами, используя все, от угля и нефти до ветра и волн. Вы можете сделать это в в одном месте и используйте его на другом конце света, если хотите. И, как только вы его изготовите, вы можете хранить его в батареях и использовать это дни, недели, месяцы или даже годы спустя.Что делает электрический возможная мощность — и действительно практичная — это превосходный электромагнитный устройство, называемое электрогенератором: разновидность электродвигателя. работа в обратном направлении, которая преобразует обычную энергию в электричество. Давайте подробнее рассмотрим генераторы и узнаем, как они работают!

    Фото: Дизельный электрогенератор середины 20-го века, сделанный в музее электростанции REA недалеко от Хэмптона, штат Айова. Любезно предоставлены фотографиями в Кэрол М. Хайсмит Архив, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

    Откуда берется электричество?

    Лучший способ понять электричество — начать с того, что его собственное название: электрическая энергия. Если вы хотите запустить что-нибудь электрические, от тостера или зубную щетку MP3-плеер или телевидение, вам необходимо обеспечить его постоянным запасом электроэнергии. Откуда ты это возьмешь? Есть основной закон физики называется закон сохранения энергии, который объясняет, как можно получить энергия — и как вы не можете. Согласно этому закону существует фиксированный количество энергии во Вселенной и некоторые хорошие новости и некоторые плохие новости о том, что мы можем с этим сделать.Плохая новость в том, что мы не можем создавать больше энергии, чем у нас уже есть; хорошая новость в том, что мы не можем уничтожить любую энергию. Все, что мы можем сделать с энергией, это преобразовать из одной формы в другую.

    Фото: Большой электрогенератор, приводимый в движение паром, на геотермальной электростанции «Кожа» компании CalEnergy в округе Империал, Калифорния. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

    Если вы хотите найти электричество для питания своего телевизора, вы не будет производить энергию из воздуха: сохранение энергии говорит нам, что это невозможно.Вы будете использовать энергию преобразуется из какой-либо другой формы в необходимую вам электрическую энергию. Обычно это происходит на электростанции. на некотором расстоянии от вашего дома. Подключите телевизор к розетке, и электрическая энергия течет в него через кабель. Кабель намного длиннее, чем вы думаете: на самом деле он проходит от вашего телевизора — под землей или по воздуху — до электростанция, на которой для вас подготавливается электроэнергия из богатое энергией топливо, такое как уголь, нефть, газ или атомное топливо.В этих экологически чистые времена, часть вашей электроэнергии также будет поступать из ветряные турбины, гидроэлектростанции (которые вырабатывают энергию, используя энергию плотин рек) или геотермальную энергию (внутренняя нагревать). Откуда бы ни пришла ваша энергия, она почти наверняка будет превратился в электричество с помощью генератора. Только солнечные элементы и топливные элементы производить электричество без использования генераторов.

    Как мы можем производить электричество?

    Фото: Типичный электрогенератор.Он может производить до 225 кВт электроэнергии и используется для испытаний прототипов ветряных турбин. Фото Ли Фингерша любезно предоставлено Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

    Если вы читали нашу подробную статью о электродвигатели, вы уже довольно много знают, как работают генераторы: генератор — это просто электродвигатель, работающий в обратном направлении. Если ты не прочтите эту статью, вы можете быстро взглянуть, прежде чем читать на — но вот краткое изложение в любом случае.

    Электродвигатель — это, по сути, просто плотный моток медной проволоки, намотанный на железный сердечник, который свободно вращается с высокой скоростью внутри мощного постоянного магнита. Когда вы подаете электричество в медную катушку, она становится временный магнит с электрическим приводом — другими словами, электромагнит — и создает вокруг себя магнитное поле. Этот временное магнитное поле противодействует магнитному полю, которое постоянный магнит создает и заставляет катушку вращаться. Немного продуманная конструкция, катушка может непрерывно вращаться в в том же направлении, вращаясь по кругу и питая что угодно из электрическая зубная щетка к электричке.

    Фотография: Вращающаяся часть (ротор) типичного небольшого электродвигателя. Электрогенератор имеет точно такие же компоненты, но работает противоположным образом, превращая движение в электрическую энергию.

    Так чем же генератор отличается? Предположим, у вас есть электрический зубная щетка с аккумулятором внутри. Вместо того, чтобы позволить батарее питать двигатель, который толкает щетку, что, если бы вы сделали противоположный? Что, если вы несколько раз поворачиваете щетку вперед и назад? То, что вы делали бы, было бы вручную крутить электродвигатель. ось вокруг.Это заставит медную катушку внутри двигателя повернуться постоянно внутри его постоянного магнита. Если вы переместите электрический провод внутри магнитного поля, вы заставляете течь электричество через провод — по сути, вы производите электричество. Так что держи поворачивая зубную щетку достаточно долго, и теоретически вы получите электричества достаточно для подзарядки аккумулятора. По сути, вот как генератор работает. (На самом деле, это немного сложнее, чем это и вы не можете зарядить зубную щетку таким образом, хотя добро пожаловать!)

    Как работает генератор?

    Изображение: простой генератор, подобный этому, вырабатывает переменный ток (электрический ток, который периодически меняет направление на противоположное).Каждая сторона генератора (зеленая или оранжевая) движется вверх или вниз. Когда он движется вверх, он будет генерировать односторонний ток; когда он движется вниз, ток течет в обратном направлении. Если вы измеритель, подключенный к проводу, вы не знаете, в какую сторону движется провод: все, что вы видите, — это то, что направление тока периодически меняется на противоположное: вы видите переменный ток.

    Возьмите кусок провода и подсоедините его к амперметру (то, что измеряет ток) и поместите его между полюсами магнита.Теперь резко проведите провод через невидимое магнитное поле, создаваемое магнитом, и через провод на короткое время протекает ток (регистрируемый на измерителе). Это фундаментальная наука, лежащая в основе генератора электроэнергии, продемонстрированная в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. (прочитать краткая биография или длинная биография). Если вы переместите провод в противоположном направлении, вы создадите ток, который течет в обратном направлении. (Если вам интересно, вы можете выяснить направление, в котором течет ток, используя то, что называется Правило правой руки или правило генератора, которое является зеркальным отображением правила левой руки, используемого для определения того, как работают двигатели.)

    Важно отметить, что вы генерируете ток только тогда, когда вы перемещаете провод через магнитное поле (или когда вы перемещаете магнит мимо провода, что равносильно тому же). Недостаточно просто поднести провод к магниту: для выработки электричества провод должен пройти мимо магнита или наоборот. Предположим, вы хотите производить много электроэнергии. Поднимать и опускать провод в течение всего дня не будет особенным удовольствием, поэтому вам нужно придумать способ, как провести провод мимо магнита, установив один или другой из них на колесо.Затем, когда вы поворачиваете колесо, проволока и магнит перемещаются друг относительно друга, и возникает электрический ток.

    А теперь самое интересное. Предположим, вы сгибаете проволоку в петлю, помещаете ее между полюсами магнита и располагаете так, чтобы она постоянно вращалась, как на схеме. Вероятно, вы увидите, что при повороте петли каждая сторона провода (оранжевая или зеленая) иногда будет двигаться вверх, а иногда — вниз. Когда он движется вверх, электричество течет в одну сторону; когда он движется вниз, ток будет течь в другую сторону.Таким образом, базовый генератор, подобный этому, будет производить электрический ток, который меняет направление каждый раз, когда петля провода переворачивается (другими словами, переменный ток или переменный ток). Однако большинство простых генераторов на самом деле вырабатывают постоянный ток — так как же им управлять?

    Генераторы постоянного тока

    Так же, как простой электродвигатель постоянного тока использует электричество постоянного тока (DC) для создания непрерывного вращательного движения, так и простой генератор постоянного тока производит стабильную подачу электричества постоянного тока, когда он вращается.Как двигатель постоянного тока, Генератор постоянного тока использует коммутатор. Звучит технически, но это всего лишь металлическое кольцо с трещинами в нем, которое периодически меняет местами электрические контакты катушки генератора, одновременно меняя направление тока. Как мы видели выше, простая проволочная петля автоматически меняет направление тока, которое он производит каждые пол-оборота, просто потому, что он вращается, а задача коммутатора — нейтрализовать эффект вращения катушки, обеспечивая создание постоянного тока.

    Иллюстрация: Сравнение простейшего генератора постоянного тока с простейшим генератором переменного тока.В этой конструкции катушка (серая) вращается между полюсами постоянного магнита. Каждый раз, когда он поворачивается на пол-оборота, ток, который он генерирует, меняется на противоположный. В генераторе постоянного тока (вверху) коммутатор меняет направление тока на противоположное каждый раз, когда катушка перемещается на пол-оборота, отменяя реверсирование тока. В генераторе переменного тока (внизу) нет коммутатора, поэтому выходная мощность просто поднимается, опускается и меняет направление вращения при вращении катушки. Вы можете увидеть выходной ток от каждого типа генератора на диаграмме справа.

    Генераторы переменного тока

    Что делать, если вы хотите генерировать переменный ток (AC) вместо постоянного тока? Тогда вам понадобится генератор, который представляет собой просто генератор переменного тока. Самый простой вид генератора переменного тока похож на генератор постоянного тока без коммутатора. Когда катушка или магниты вращаются мимо друг друга, ток естественным образом растет, падает и меняет направление, давая на выходе переменный ток. Так же, как есть Асинхронные двигатели переменного тока, в которых для создания вращающегося магнитного поля используются электромагниты, а не постоянные магниты, поэтому существуют генераторы, которые работают за счет индукции аналогичным образом.

    Генераторы в основном используются для выработки электроэнергии от двигателей транспортных средств. В автомобилях используются генераторы, приводимые в движение их бензиновые двигатели, которые заряжают свои аккумуляторов во время движения (переменный ток преобразуется в постоянный диоды или выпрямительные схемы).

    Генераторы в реальном мире

    Фотография: Генератор переменного тока — это генератор, вырабатывающий переменный ток (переменный ток) вместо постоянного (постоянного). Здесь мы видим механика, снимающего генератор с двигателя подвесной моторной лодки.Фото Есении Росас любезно предоставлено ВМС США.

    Производство электричества звучит просто — и это так. Сложность в том, что нужно приложить огромное количество физических усилий. для выработки даже небольшого количества энергии. Вы поймете это, если у вас есть велосипед с динамо-машиной. фары, работающие от колес: вам нужно немного крутить педали, чтобы фары загорелись — и это просто для производства крошечного количества электричества, необходимого для питания пара лампочек. Динамо-машина — это просто очень маленькое электричество генератор.Напротив, на реальных электростанциях гигантские генераторы электричества приводятся в действие паровыми турбинами. Это немного похоже на вращающиеся пропеллеры или ветряные мельницы, приводимые в движение паром. Пар производится путем кипячения воды с использованием энергии, выделяемой при сжигании угля, масло или другое топливо. (Обратите внимание, как применяется сохранение энергии здесь тоже. Энергия, питающая генератор, поступает от турбина. Энергия, питающая турбину, поступает от топлива. А также топливо — уголь или нефть — изначально поступало с заводов, работающих на энергия Солнца.Суть проста: энергия всегда должна исходить от где-то.)

    Какую мощность вырабатывает генератор?

    Генераторы указаны в ваттах (измерение мощности, указывающее, сколько энергии производится каждую секунду). Как и следовало ожидать, чем больше генератор, тем большую мощность он производит. Вот приблизительное руководство от самого маленького до самого большого:

    Тип Мощность (Вт)
    Велосипед динамо 3
    Генератор USB с ручным приводом 20
    Ветряная микро турбина 500
    Малый дизельный генератор 5000 (5 кВт)
    Ветряная турбина 2 000 000 (2 МВт)

    Переносные генераторы

    Фото: Переносной электрогенератор, работающий от дизель.Фото Брайана Рида Кастильо любезно предоставлено ВМС США.

    В большинстве случаев мы принимаем электричество как должное. Мы включаем фонари, телевизоры или стиральные машины, не переставая думать, что электрическая энергия, которую мы используем, должна откуда-то поступать. А вдруг вы работаете на открытом воздухе, в глуши, и нет источник электричества, который вы можете использовать для питания вашей бензопилы или вашего электрическая дрель?

    Одна из возможностей — использовать аккумуляторные инструменты с перезаряжаемые батарейки. Другой вариант — использовать пневматические инструменты, такие как отбойные молотки.Они полностью механические и питаются от сжатый воздух вместо электричества. Третий вариант — использовать портативный электрогенератор. Это просто маленький бензиновый двигатель (бензиновый двигатель), похожий на компактный двигатель мотоцикла, с прилагается электрогенератор. Когда двигатель пыхтит, дожигая бензин, он толкает поршень взад и вперед, поворачивая генератор и вырабатывающий на выходе постоянный электрический ток. С участием с помощью трансформатора вы можете использовать такой генератор для производите практически любое необходимое напряжение в любом месте, где оно вам нужно.В виде пока у вас достаточно бензина, вы можете производить собственное электричество поставка на неопределенный срок. Но помните о сохранении энергии: кончится газа, и у вас кончится электричество!

    Artwork: Генераторные технологии быстро развивались в 19 веке. Английский химик и физик Майкл Фарадей построил первый примитивный генератор в 1831 году. В течение нескольких десятилетий многочисленные изобретатели создавали практические электрические генераторы. Эта («динамо-электрическая машина») была разработана Эдвардом Уэстоном в 1870-х годах как способ «преобразовывать механическую энергию в электрическую с большей эффективностью, чем прежде.«Он имеет статическое внешнее кольцо магнитов (синий) и вращающийся якорь (катушки) в центре (красный). Коммутатор (зеленый) преобразует генерируемый ток в постоянный. Из патента США 180 082 переиздание 8 141 Эдварда Уэстона, любезно предоставленного Управлением по патентам и товарным знакам США.

    Если вам понравилась эта статья …

    … вам могут понравиться мои книги. Мой последний Бездыханный: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

    Узнать больше

    На этом сайте

    Вам могут понравиться эти другие статьи на нашем сайте по смежным темам:

    Видео

    • Демонстрация электрического генератора ?: Превосходное короткое видео доктора Джонатана Хэра и Vega Science Trust очень ясно показывает, как перемещение катушки через магнитное поле может производить электричество.
    • Простой генератор: электрический генератор для научной выставки: Уильям Бити дает пошаговое руководство по созданию простого генератора с использованием простых для поиска компонентов (эмалированный провод, магниты, картон и т. Д.).
    • Велогенератор: Как привести в действие кухонный комбайн с помощью велосипеда, приводящего в действие генератор переменного тока (разновидность электрогенератора). Довольно изящный эксперимент, хотя комментарий мог бы быть немного яснее.

    Книги

    Для читателей постарше
    Для младших читателей

    Статьи

    Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

    статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

    Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

    Подписывайтесь на нас

    Сохранить или поделиться этой страницей

    Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

    Цитировать эту страницу

    Вудфорд, Крис.(2009/2020) Генераторы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/generators.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

    Больше на нашем сайте …

    Комплект электродвигателя-генератора для детей

    Есть вопросы? Поговорите с экспертом.

    406-256-0990 или же Живой чат в

    Возраст 10+
    На складе, готово к отправке
    Это нужно быстро? Смотрите варианты доставки в корзине.

    Исследуйте чудеса электричества, создав и экспериментируя с работающими электродвигателем и генератором !. Читать Подробнее

    Участники

    My Science Perks получают не менее $ 0.76 обратно на этот товар. Войдите или создайте Бесплатный HST Аккаунт, чтобы начать зарабатывать сегодня

    ОПИСАНИЕ

    Исследуйте чудеса электричества, создав и экспериментируя с работающими электродвигателем и генератором! Вырабатывайте электричество, запускайте двигатели, производите свет и многое другое.Этот полный комплект включает все компоненты и 30-страничный иллюстрированный путеводитель с идеями проектов.

    Эти вопросы могут помочь вам составить хороший проект для научной выставки: Как проходит электричество по цепи? Как можно контролировать скорость своего самодельного мотора? Сколько мощности у вашего самодельного генератора?

    См. Ниже инструкции Science Buddies и советы по устранению неполадок при использовании этого набора ниже.

    БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ

    ВКЛАДКА С СОДЕРЖАНИЕМ

    Комплект электродвигателя-генератора

    • Компасы
    • Магнитопровод
    • Дисковые, неодимовые и магниты-защелки
    • Пружина
    • Сердечник из мягкого железа
    • Светодиод (LED)
    • Железные опилки
    • Комплектующие и монтажные детали в ассортименте
    • Проектная книга

    ТАБЛИЦА ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

    Описание
    ЭЛЬ-МОТРГЕН
    Технические характеристики
    СОДЕРЖАНИЕ

    Мы хотим, чтобы этот предмет был живым, когда вы его получите! Следовательно, нам необходимо знать, когда вы будете дома, чтобы получить его (минимизируя воздействие стихии).Укажите дату доставки, среда — Пятница, это минимум 7 дней с сегодняшнего дня.

    Физика и инженерия / Электричество и электроника / Двигатели, генераторы, шестерни

    / физика-инженерия /, / физика-техника / электричество-электроника /, / физика-инженерия / электричество-электроника / двигатели-генераторы /

    Мы поняли. Наука может быть беспорядочной.Но продукты и услуги Home Science Tools справятся с этим.

    Наша продукция долговечна, надежна и доступна по цене, позволяя вам перемещаться из полевых условий в лабораторию и на кухню. Они не подведут, с чем бы они ни боролись. Будь то (чрезмерно) нетерпеливые молодые ученые из года в год или строгие требования, которые возникают раз в жизни.

    И если ваш научный запрос идет не так, как ожидалось, вы можете рассчитывать на помощь нашей службы поддержки клиентов. Рассчитывайте на дружеские голоса на другом конце телефона и советы экспертов в вашем почтовом ящике.Они не будут счастливы, пока вы не станете счастливыми.

    Итог? Мы гарантируем, что наши продукты и услуги не испортят ваше научное исследование, каким бы беспорядочным оно ни было.

    Вопросы? Свяжитесь с нашей службой поддержки клиентов.

    Демонстрация двигателя / генератора


    Идентичные генераторы с ручным заводом можно использовать, чтобы показать, что генератор может работать как двигатель, и наоборот.Если механическая энергия передается в одно из устройств путем поворота рукоятки, может производиться электрическая энергия. Если эта электрическая энергия в виде напряжения приложена к другому, то может быть произведена механическая энергия (моторное действие).

    На видео ниже кривошип одного из устройств поворачивается для передачи механической энергии, в результате чего на выходе выделяется электрическая энергия. Ручка другого устройства повернута, потому что электрический ввод работает как двигатель.Последний отрезок пленки выравнивает ручки устройств и затем поворачивает генератор на 1 оборот. Вы можете заметить, что ручка «двигателя» поворачивается примерно на 60% оборота, что указывает на эффективность примерно 60% для замены генератора / двигателя. Но это почти вдвое выше эффективности системы производства электроэнергии в США, которая дает электричество с КПД около 33%! Причина в том, что эта пара генератор / двигатель не должна проходить через «тепловое узкое место», накладываемое вторым законом термодинамики на обычные электростанции, работающие как тепловые машины.

    Высокая эффективность передачи энергии от генератора к двигателю находит широкое применение при эксплуатации дизель-электрических локомотивов. Трудно механически передать энергию от мощных дизельных двигателей на колеса локомотива, которые имеют металлический контакт со стальными рельсами с низким коэффициентом трения. Таким образом, мощность дизельных двигателей используется для запуска генератора, а вырабатываемая электроэнергия используется для приведения в действие тяговых электродвигателей, приводящих в движение колеса.Вырабатываемая электроэнергия может очень медленно и плавно передаваться на колеса с помощью электродвигателей, приводящих в движение оси. На большом локомотиве со стальными колесами нельзя «щелкнуть сцеплением»! Вы просто сидели и крутили колеса, пока не расплавили рельсы.

    Индекс

    Концепции трансформатора

    Концепции магнитного поля

    NTTI Урок: Электродвигатели: Зеленые машины!

    NTTI Урок: Электродвигатели: Зеленые машины!

    Электродвигатели: зеленые машины!


    4–6 классы

    Студентам очень важно понимать, что учёные и изобретатели приходят из всех слоев общества.История учит нас, что многие ученые не преуспели в школа, и что им нужно альтернативное образование, чтобы преуспеть в жизни. Майкл Фарадей получил образование на рабочем месте («на практике»). обучения, и стал одним из самых известных в мире ученых-экспериментаторов. В первой части урока студенты узнают о законе электромагнитного поля Фарадея. индукция при сборке электрогенератора. Вторая часть на уроке рассматриваются иллюстрации различных источников питания, которые можно использовать для работают генераторы и электродвигатели.
    3-2-1 Контактное лицо в классе №19 «Больше власти для вас»
    Студенты смогут:
    • Перескажите историю изобретателя первого электрогенератора.
    • Приведите и продемонстрируйте закон индукции.
    • Собрать и протестировать электрогенератор, чтобы продемонстрировать закон Фарадея.
    • Продемонстрируйте, как энергия перемещает катушку внутри магнита генератора.
    • Перечислите примеры источников питания, которые могут управлять генератором
    • Нарисуйте картинку, демонстрирующую понимание различных источников питания запуск генератора
    • Сравните генератор с двигателем и оцените их эффективность.
    Для студентов:
    • бумага для рисования и написания ответов
    • Рабочий лист: «Электродвигатели: Зеленая машина» (Находится в конце урок.)
    Для изготовления генератора:
    • медный провод (# 24)
    • неоновая лампа
    • 4-дюймовый стальной гвоздь
    • пластиковая соломинка
    • маленький стержневой магнит
    Словарь:
    • Ток — поток электроэнергии
    • Катушка — петли провода, принимающие ток
    • Турбина — колесная машина, вращающая генератор
    • Электрогенератор — машина, вырабатывающая электричество из магнитов.
    • Электромагнит — комбинация катушки и магнита
    • Источник энергии — вид энергии, который может работать
    • Электродвигатель — машина, преобразующая электрическую энергию в механическую.

    Часть I:

    Индукция Фарадея
    Учитель установит качели с двумя катушками, чтобы продемонстрировать, как действует электричество. создается в проволоке путем перемещения магнита. Толкайте один магнит вперед и назад через первую петлю. Попросите учеников объяснить, что заставляет катушки качаться, и дайте им одну-две минуты, чтобы написать ответ на этот вопрос. Расскажи они должны быть готовы поделиться своим ответом с классом.

    УЧИТЕЛЬ: Давайте посмотрим, что, по вашему мнению, заставляет катушки качаться.Мужчина у Имя Майкла Фарадея было первым, кто попытался ответить на этот вопрос. В 1832 году он сказал, что электричество генерируется в проводе всякий раз, когда магнит проходит мимо него. Его гениальная идея стала законом индукции Фарадея, но на самом деле это было случайно что он сделал это открытие. Майкл не ходил в среднюю школу. Вместо этого он был обучался переплету, с 14 лет в течение 8 лет, затем стал лабораторией ассистент в большом вузе. Большую часть времени он пытался преобразовать магнетизм в электричество.На сегодняшнем уроке мы исследуем эти отношения. между электричеством и магнетизмом — связь E и M — и тогда мы построить генератор. Позже мы будем использовать некоторые источники питания, такие как аккумулятор, перевернуть мотор собственного творения! ЦЕЛЬ 1.

    УЧИТЕЛЬ: (Учитель указывает на демонстрацию.) Первая петля — электрическая. генератор, подобный тому, который Фарадей сделал в 1832 году. Он преобразует механическую энергию в электроэнергия. Второй контур — это двигатель, который преобразует электричество в механическая сила, например, в автомобильном двигателе.Нам нужно узнать разницу между этими двумя машинами.

    Очень важно сосредоточить внимание студентов на просмотре. Это помогает им сосредоточиться их внимание к целям урока. Таким образом студенты узнают, что видео не только для их развлечения.

    УЧИТЕЛЬ: Давайте посмотрим видео, показывающее участница актёрского состава Стефани вырабатывает электричество, используя генератор. Позже она покажет нам разные источники энергии, которые мы можем использовать для бега. наши генераторы и моторы.

    Производство электроэнергии
    УЧИТЕЛЬ: Как я могу производить электричество? Посмотрите видео сейчас и вы сможете объясните, как создается электричество.

    START видео на тему «Больше энергии для вас».
    PAUSE видео после того, как вы услышите: «Разве я не говорил вам, что это просто».

    УЧИТЕЛЬ: Перечислите два различных способа производства электричества. (Вы производите электричество перемещение магнита мимо проволоки. Или, проведя провод мимо магнита.Это не независимо от того, какой из них движется. Невежественный провод не заметит разницы!) Студент продемонстрирует генерацию электричества с помощью провода и магнита. Мы наблюдаем открытие Фарадеем создания электричества с помощью магнитов. Почему разве не практично производить электричество таким образом? Внимательно посмотрите видео, чтобы узнать почему нет? ЦЕЛЬ 2.

    РЕЗЮМЕ видео.
    PAUSE video после того, как вы услышите предложения: «Вам нужен постоянный поток электричество.Вам нужен генератор «.

    УЧИТЕЛЬ: Почему это не практично? (Электричество поступает рывками. Свет в вашем дом будет то включаться, то выключаться, то включаться, то выключаться …. Это очень раздражает!) Что ты нужно сделать постоянный поток электричества? (Генератор.) Ученые называют этот поток электричества «ток». Напишите на доске слово «ток». Попросите ученика прочитать Определение. Чтобы увидеть, как генератор вырабатывает постоянный ток, понаблюдайте за Стефани в видео показывает, как генератор работает для создания постоянный ток.

    РЕЗЮМЕ видео.

    ОСТАНОВИТЕ видео после того, как услышите слова: «Через некоторое время ваша рука действительно устает».

    УЧИТЕЛЬ: Что происходит, когда петли проволоки поворачиваются внутри магнита? (Это создает постоянный ток электричества согласно знаменитому закону Фарадея.) У ученых есть причудливое слово для обозначения петель из проволоки — они называют это катушкой. (Напиши слово «катушка» на доске.) Куда уходит электрический ток из катушки? (По проводам а потом в лампочку, которая загорается!) Что значит Стефани использует для поворота провод внутри магнита? (Сила ребенка — она ​​использовала ее собственная мышечная сила.) Производила ли она постоянный поток электричества? (Да как много электричества? (Достаточно, чтобы зажечь лампочку.)

    Создание генератора E-M
    УЧИТЕЛЬ : Давайте воспользуемся законом Фарадея о производстве электричества и сделаем игрушку. генератор. Вам понадобятся следующие материалы: моток проволоки, стержневой магнит, 4-дюймовый стальной гвоздь, пластиковая трубочка и неоновая лампа. Ваша задача — построить генератор из этих материалов и произвести достаточно электричества, чтобы включить на маленькой неоновой лампе.Сделайте следующее: Сделайте около 50 витков оголенного провода. вокруг соломки, чтобы сделать катушку. Вставьте стальной гвоздь в катушку. Подключите выводы катушки к неоновой лампе. Затем погладьте магнит взад и вперед. поперек катушки. Когда неоновая лампа светится, вы получили электричество из «электромагнитный генератор», или сокращенно генератор E-M. Как еще мы можем сделать электричество? (Согласно закону индукции Фарадея, вы также можете перемещать провод мимо магнита.) Дайте ученикам 10-15 минут, чтобы построить свои генераторы.Разместите их в классе, чтобы все могли наблюдать. Построить большой баннер со знаменитым законом индукции Фарадея: «Электричество вырабатывается в проводе. всякий раз, когда магнит проходит мимо него ». ЦЕЛЬ 3 и 4.

    Часть II:

    Источники энергии: А вот и Солнце!
    УЧИТЕЛЬ : Подумайте, почему ваш генератор непрактичен. (Потому что это не вырабатывает достаточно электричества, чтобы включить свет в вашем доме или в вашем телевизоре.А также, через некоторое время ваша рука действительно устает от включения генератора.) Итак, что делать мы используем для производства всего электричества, которое мы используем каждый день? (Генератор побольше!) Что мы используем вместо детской силы? Составим список классов того, что мы можем использовать. (Сила воды, пара, солнечная энергия. Попросите ученика пойти в классной доске и начните составлять список с помощью всего класса.) У ученых есть слова для обозначения всех этих вещей, например, сила ребенка, которая может включить или сделать работу с генератором.Они называют их источниками энергии. (Писать «источники питания» вверху списка и определите его.)
    Touring Electric Power Plants
    УЧИТЕЛЬ: Вернемся к видео, чтобы проверить наш список источников питания. Мы будем собираетесь совершить электронную экскурсию в Лас-Вегас, чтобы познакомиться с одним из мировых крупнейшие электростанции.

    START видео, как говорит Стефани: «Итак, что мы используем, чтобы сделать все электричество, которое мы используем каждый день? »
    PAUSE видео после того, как вы услышите слова «Ну и что держит свет в Лас-Вегасе? Гидроэнергия от плотины Гувера, вот что » с изображением плотины Гувера.

    УЧИТЕЛЬ: Что вращает генератор — вращает катушку с проволокой внутри магнита? (Проточная вода — гидроэнергетика! Укажите в списке классов на «гидроэнергетику».) Что название дано колесообразной машине, которая вращает вал внутри генератор? (Турбина. Укажите на иглу (вал) в игрушечном генераторе.) Как можем ли мы производить больше электроэнергии для Лас-Вегаса? (Увеличьте расход воды на Плотина Гувера. Это быстрее вращает турбину и производит больше электроэнергии.)

    REWIND видео в начало анимированной последовательности.

    УЧИТЕЛЬ: Давайте еще раз посмотрим, как работает гидроэнергетика. Внимательно слушай это время для различных частей генератора с водным приводом.

    РЕЗЮМЕ видео.
    PAUSE сразу после того, как вы услышите, как Стефани объясняет, как вода силовые работы.

    УЧИТЕЛЬ: Вы должны нарисовать на листе бумаги картинку, показывающую, как электричество производится из воды. Пометьте турбину, вал и генератор. Попросите добровольца нарисовать электричество на водной основе. машина на доске.Хотя открытие Фарадея поначалу восприняли скептически, сегодня вся наша электроэнергия вырабатывается движущимся гигантом катушки с проволокой возле магнитов. Удивительно, что просто подключив медный провод и стальные магниты на электростанции, падающая вода может вращать турбины, которые вырабатывает достаточно электричества, чтобы осветить весь Лас-Вегас и многие другие крупные города. миль отсюда! Что можно использовать для энергии ветра? (Ветряная мельница.) Давайте понаблюдаем Мигель, помощник Стефани в поле, объясняет, как ветер может электричество — вниз на «ветряной электростанции» в Калифорнии.

    РЕЗЮМЕ видео.
    ПАУЗА видео в конце электронного выезда на место.

    УЧИТЕЛЬ: Как ветер может вырабатывать электричество? (Ветер крутит лопасти ветряная мельница, известная как турбина, которая по очереди вращает вал, который вращает катушку внутри магнита, известного как генератор, и он производит электричество.) Нарисуйте на листе бумаги вторую картинку, на которой показаны части ветряной машины, производящей электричество. Итак, ветер может производить электричество, а воду можно производить электричество.Как пар может производить электричество? Настройте эксперимент, чтобы показать, что пар может производиться из различных видов топлива, например, лампового масла, природного газ и алкоголь. Давайте посмотрим видео, чтобы увидеть, как работает Oil Power.

    РЕЗЮМЕ видео.
    ПАУЗА видео в конце выезда на нефтяную электростанцию.

    УЧИТЕЛЬ: Как нефть делает электричество? (Масло сжигается, чтобы нагреть воду, делает пар. Пар перемещает лопатки турбины, которые вращают вал внутри генератор.Вал вращает катушку с проволокой внутри магнита в генераторе, который производит ток электричества.) После того, как электричество произведено, где оно пойти оттуда? (Он идет до проводов высокого напряжения. Нарисуйте третий рисунок, показывает, как электричество получают из горящего масла. Дайте учащимся 1 или 2 минуты чтобы завершить их рисунок.) Есть несколько способов вскипятить воду, чтобы готовить на пару. Вместо нефти, какое еще топливо, по нашему мнению, можно использовать для производства электричество? (Природный газ, уголь.)

    УЧИТЕЛЬ: Эти виды топлива называются «ископаемыми видами топлива», потому что они получены из мертвых. растения или животные, которые были закопаны в землю и стали окаменелостями. Ученые называют ископаемое топливо «похороненным солнечным светом», потому что растения производят пищу или топливо из сила солнца, а затем умри и похорони. Какое топливо похоронено солнышком — подсолнечное масло или моторное масло? (Моторное масло, потому что оно получено из закопанных растений или животных.) Как и подсолнечное масло, моторное масло на самом деле является подсолнечным маслом. Вместо использования похороненного солнечный свет или «масло для загара», мы собираемся узнать, как мы можем использовать само солнце, чтобы сделать электричество.Давайте совершим экскурсию на электростанцию ​​Solar I в Калифорнии. с гидом Мигелем. Расскажи мне, что Мигель говорит о солнце мощность (солнечная энергия).

    РЕЗЮМЕ видео.
    ПАУЗА видео в конце электронного выезда на место.

    УЧИТЕЛЬ: Как солнечная энергия производит электричество? (Большие зеркала отражают солнечного света и сфокусируйте его, чтобы нагреть воду в приемнике. Пар, произведенный нагретым вода под давлением поступает по трубам к турбине и вращает ее лопасти.Турбина прикреплена к вращающемуся валу, который входит в генератор, и вот где вырабатывается электричество.) Потратьте две минуты, чтобы нарисовать картинку, которая показывает части солнечной электростанции. Затем мы посмотрим видео, чтобы просмотреть что мы узнали до сих пор.

    РЕЗЮМЕ видео.

    ОСТАНОВИТЬ видео в конце.

    УЧИТЕЛЬ: Итак, давайте рассмотрим. Как сделать электричество с помощью магнита и провод? (Проведите проволокой мимо магнита или магнитом мимо проволоки.Это Фарадея Индукция!) Как сделать постоянный ток электричества? (Вращая катушку внутри магнита. Две части составляют генератор.) Какая мощность источники, используемые для запуска генератора? (Проточная вода, пар, ископаемое топливо, солнце.) Перечислите этапы получения электричества из источника питания. (Например, ветер вращает турбину, которая вращает вал внутри генератора, где электричество из-за вращения катушки внутри магнита.) Проверьте список классов источников питания.Мы пропустили один? ЦЕЛЬ 5 и 6 .

    Чистая, зеленая машина
    УЧИТЕЛЬ : Давайте определим чистые источники энергии для производства электроэнергии. От список классов, дайте мне примеры чистых источников энергии? (Солнце, ветер или вода.) Почему масло не является чистым источником энергии? Зажигаем керосиновую лампу маслом для студентов наблюдать дым. (Это загрязняет воздух.) Является ли батарея чистой силой? источник? (Да, это источник энергии, поскольку из него можно производить электричество.Если это не содержит токсичных химикатов, значит, это чистый или не загрязняющий окружающую среду источник. А аккумулятор действительно является «химическим генератором».) А как насчет солнечного элемента? (Да, это производит электричество, не загрязняя окружающую среду. Это чистый, зеленый машина!)

    УЧИТЕЛЬ : Можем ли мы использовать наш чистый химический генератор — батарею — для изготовления мотор? Рабочий лист под названием «Зеленая машина» [находится в конце урока] показывает, как построить и эксплуатировать двигатель. Используйте эту диаграмму, чтобы построить мотор и заставить его работать.

    Учитель циркулирует среди учеников, чтобы помочь им построить мотор. Позвольте ученикам поэкспериментировать со вторым магнитом, чтобы увидеть, смогут ли они изменить скорость мотора. Попросите их попробовать поставить пару притягивающих магнитов на верхней части батареи вместо одного магнита. Дайте студентам 15 минут на то, чтобы строят свои моторы.

    УЧИТЕЛЬ : Сравните ваши игрушечные моторы и генераторы. Перечислите различия между двумя. (Предлагается, чтобы учитель составил диаграмму Венна, чтобы показать сравнение.Генераторы производят электричество, но двигатели производят движение или механическая сила. Кроме того, генераторы используют источник энергии для перемещения турбины или механическая энергия, которая преобразуется в электричество. Электродвигатели — это напротив: они используют электричество в качестве источника энергии, например батареи.) Итак, как вы Как видите, мотор — это действительно генератор, работающий «задом наперед»! Теперь используйте свой знание электричества и магнетизма, чтобы объяснить, что делает двойные катушки качать? Если вы понимаете связь E и M, вы можете увидеть, что включается генератор и мотор.Власть преобразуется туда и обратно из электричество (E) в магнетизм (M). ЦЕЛЬ 7 .

    ОЦЕНКА : Оцените обучение учащихся, продемонстрировав двойную катушку качели и попросили студентов написать один абзац, объясняющий, что делает катушки качаются. Попросите их сделать набросок качелей двойной катушки и пометить следующие: мотор, генератор. Дайте им одну или две минуты, чтобы написать ответ на этот вопрос.

  • Организуйте экскурсию на электростанцию.Назначьте домашнее задание для каждого студент должен подготовить не менее пяти вопросов об электричестве, чтобы задать гиду во время визита.
  • Организуйте поездку в электрическую компанию. Узнайте о карьере в сфере электричества.
  • История и наука :
    1. Исследование английского ученого Майкла Фарадея. Напишите отчет о его жизни как мальчик и события, которые привели его к тому, что он стал великим ученым и изобретателем.
    2. Изучите разнообразие двигателей, которые производились с восемнадцатого века.Сравните выходную мощность бензиновых двигателей с электродвигателями.

    Искусство и наука :
    Спроектировать и сконструировать химический генератор — аккумулятор. Проверьте аккумулятор с помощью маленькая лампочка лампы.

    Математика и естественные науки :
    1. Учащиеся измеряют ток и напряжение, вырабатываемые их игрушечными генераторами. Скомпилируйте данные как целый класс и вычислите среднее значение и диапазон данные. Сравните их значения с коммерческими электрическими генераторами.
    2.Ученики конструируют два игрушечных электродвигателя, используя один и два магнита. Сравните напряжение и скорость двигателей. Постройте график результатов.

    Карьера в области науки, математики и технологий :
    1. Исследовательская карьера в области электричества и электроники.
    2. Просмотрите другие курсы ASSET о карьере в науке, такие как Futures и Futures2, «Открывая женщин в науке» и «Прорыв», взаимодействия: Реальная наука Реальная математика, №4, «Солнечная энергия».

    Laserdisc :
    Электричество, Глава A16, «Электрические силы и поля.»Сиэтл, Вашингтон: Videodiscovery, Inc., 1992.

    CD Rom / компьютерное программное обеспечение :
    Time Shift Radio, Tom Snyder Productions, 1995.

    Нажмите здесь, чтобы просмотреть рабочий лист, связанный с этим уроком.

    Главный учитель: Стив Мартин


    База данных планов уроков
    NTTI
    Thirteen Ed Online
    wNetStation

    Дизель-электрические гибриды

    Дизель-электрические гибриды

    Thomas Veltman


    28 ноября 2010 г.

    Представлено как курсовая работа по физике 240, Стэнфордский университет, осень 2010 г.

    Время гибридных автомобилей настало.Быстрый поиск в Google покажет, что почти у каждого производителя сегодня есть гибридный автомобиль или планы по его производству. Однако этот же поиск покажет, что в дизельном гибриде не так много предложений, как по сравнению с бензиновым эквивалентом. Это действительно загадочно учитывая долгую историю дизельного двигателя как эффективного тягача. В этом документе моя цель — объяснить различные аспекты потенциальный дизель-электрический гибрид, и предполагаем, что именно этот конфигурация аккуратно обходит недостаток полностью электрического автомобиля, а именно крайне ограниченный ассортимент.Дизель-электрическая система предлагает гибкость топлива и, как будет показано, может от побережья до побережья, без остановок, с эффективностью около 75 миль в час. галлон.

    Электродвигатель

    Электродвигатель — чрезвычайно эффективное устройство который может использоваться в качестве источника тяги в любом наземном транспортном средстве. Стоит только смотреть на успех электрички (и дизель-электрический локомотив), чтобы понять, что такой автомобиль действительно способен к большой эффективности и мощности.Современные моторы всех типоразмеров оценены с точки зрения эффективности по стандартам, установленным Национальным Ассоциация производителей электрооборудования. В их рейтингах указан минимум и номинальный КПД, основанный на продолжительной номинальной мощности, и для достижения «Премиум» эффективность, знак превосходства, мотор должен обладать КПД около 90% или выше. [1] Непрерывный выход при 90% КПД действительно намного лучше, чем у двигателя внутреннего сгорания могут когда-либо надеяться на равные, и это главный стимул для производства полностью электрические автомобили.К сожалению, системы накопления электроэнергии не в одном ряду с удобством, а также компактностью и весовой эффективностью топливо на основе нефти, и поэтому оказывается трудной задачей вытеснить бензиновый двигатель. Еще одно большое преимущество электродвигателя: что он может создавать максимальный крутящий момент в состоянии покоя и создает довольно ровная кривая крутящего момента во всем рабочем диапазоне. [2] Крутящий момент — это характеристика двигателя, обеспечивающего ускорение, таким образом, электродвигатель может эффективно работать в широком диапазоне скоростей, уменьшение или устранение необходимости в передаче.

    Дизель-генератор

    Дизель-генератор издавна был средством производства местное электроснабжение для областей с частыми отключениями или чувствительного оборудования, которое требуется постоянная мощность. Эффективные генераторы входят в варианты с двигателем внутреннего сгорания и с турбинным двигателем, но здесь я остановлюсь на на турбинах из-за их хорошо известного преимущества в отношении удельная мощность, очень важный параметр для любого перемещения транспортное средство. Capstone Turbine Corporation производит газовые турбины в различные типоразмеры, рассчитанные на работу на различных видах топлива.Их модели меньшего размера производят около 65 кВт, имеют только одну движущуюся часть (что делает теоретически вполне надежны) и достаточно малы, чтобы их можно было разместить в площадь, примерно равная размеру моторного отсека автомобиля. [3] Эта турбина, согласно их опубликованной литературе, может работать практически на любом топливе, а при работе на дизельном топливе расходует примерно 22,7 л / ч (6 галлонов в час). [4]

    Подходящий пример

    Здесь я буду использовать Honda Civic EX 2001 года в качестве пример транспортного средства, потому что я уже сделал необходимые расчеты.[5] Во-первых, мы должны изучить трансмиссию более подробно. Позволять мы говорим, что двигатель был заменен на Azure Dynamics AC55 двигатель, управляемый частотно-регулируемым контроллером двигателя DMOC445. В максимальный зарядный потенциал составляет 450 В, максимальный среднеквадратичный ток составляет 250 А, а пиковая эффективность составляет 87% для всей системы. [6] Я предполагаю, что блоку требуется аналогичный контроллер для преобразования выходного трехфазного переменного тока. генератора Capstone на постоянный ток для хранения в аккумуляторной батарее.Таким образом мы можем приблизительно оценить КПД со средними потерями в двигателе 85% и потери в генераторе 85%, что дает общий электрический КПД 72%. Генератор, работающий при 450 В и пиковом токе 127 А, с учетом вышеуказанных потерь получается 41,1 кВт мощности, согласно уравнение [7]

    P = I E

    здесь P — электрическая мощность в ваттах, I — ток в Амперы, а E — потенциал в вольтах. Важно отметить, что эта цифра представляет собой полезную мощность, получаемую от генератора, включая все потери в системе.Я предполагаю использование дизельного топлива №2 в качестве топлива, так как он легко доступен на насосах по всей стране, хотя Генератор Capstone также может работать на Jet-A, керосине или биодизеле. [4] Civic требуется около 11 кВт мощности, чтобы преодолеть сопротивление воздуха при 29 ° C. м / с (65 миль / ч) [5], а блок Capstone способен обеспечить 41,1 кВт в любой момент времени на ведущие колеса. Генератор может быть работать с максимальной эффективностью, чтобы заряжать аккумулятор, пока одновременно обеспечивая достаточную мощность для двигателей, если аккумулятор пакет должен быть полностью осушен.Если мы далее предположим, что любая избыточная мощность вырабатываемый генератором идет на зарядку аккумулятора, тогда мы обнаруживаем, что генератор сжигает около 22,7 л со скоростью 29 м / с, при этом возможность подзарядки аккумуляторной батареи. Поскольку только около 27% мощность, производимая генератором, идет на двигатели, экономия топлива установки составляет около 40,5 миль на галлон, с оставшийся заряд для зарядки аккумуляторов. Эффект еще больше поражает на городских скоростях, где действительно сияют электродвигатели.Если один бежит генератор в течение часа, он потребляет 22,7 л топлива и вырабатывает 41,1 кВт энергии. На скорости 15,6 м / с (35 миль / ч) главный источник Civic сопротивление — это сопротивление качению, определяемое следующим уравнением [8]

    P прокатный = C rr m g v

    где P — сопротивление качению, C — коэффициент сопротивления качению, м — масса автомобиля в кг, г — ускорение свободного падения, а v — скорость в м / с. А коэффициент сопротивления качению 0.018 было принято, так как это типичное значение для легкового автомобиля, движущегося по бетону, а масса был получен из данных, собранных для предыдущего расчета. [8, 5]. Мощность, необходимая для приведения Civic в движение на этой скорости, составляет 3,22 кВт. Генератор потребил 22,7 л топлива, а это значит, что при работе генератор на один час позволяет водителю преодолевать любые расстояния для прохождения требуется 41,1 кВт. Разделив эти два числа показывает, что за каждый час работы генератора автомобиль может двигаться 12.75 часов на скорости 15,64 м / с. В более знакомых английских единицах это получается расстояние около 447 миль, на которое ушло 6 галлонов, указанных выше, для экономии топлива 74,5 миль на галлон.

    В этой конфигурации аккумуляторная батарея действует как буфер эффективности, позволяющий системе работать с почти оптимальным эффективность при любых условиях. Кроме того, эта конфигурация позволяет конечному пользователю подключить аккумуляторную батарею к электросети (при условии подходящего интерфейса) и заряжайте аккумуляторы в непиковое время. мощность, которая, безусловно, создается за счет более эффективного производства электроэнергии источник.В зависимости от источника электроэнергии он может производить мало emmisions, еще больше усиливая его привлекательность. При местном вождении дизель-электрический гибрид работает как полностью электрический автомобиль, который где лучше всего работает электромобиль, но если водителю нужно проехать 300 миль за несколько часов, они обнаружат, что у этого автомобиля есть исключительно хорошая трасса по топливной экономичности.

    Сырая энергоэффективность как еще один показатель для сравнения

    При сравнении перспективных электростанций стоит свести все вычисления к фундаментальной единице энергии, Джоуль.На основе приведенного выше расчета сопротивления опубликовано EPA. эффективность топлива (32 мили на галлон в городе, 37 миль на галлон на шоссе) [5], графики испытаний EPA [9], а также энергоемкость бензина, можно определить бюджет Цивика в тестовых условиях. Графики испытаний были преобразованы в числовые данные, затем интегрированы для определения общего числа джоулей, израсходованных во время теста. Тестовые расстояния были разделены на опубликованная EPA топливная эффективность для определения количества потребляемого топлива, и, следовательно, общая сожженная энергия [4].Эффективность — это соотношение использованная энергия к потребляемой энергии. В городских условиях Civic для работы требуется около 5,7 МДж, в то время как двигатель потребляет приблизительно 42,26 МДж при общей энергоэффективности 13,5%. В Civic, работающий в условиях шоссе, требует 7,3 МДж, в то время как двигатель потребляет 34 МДж, общий КПД 21,4%. В то время как генератор в гипотетическом Цивике работает, потребляет 888 МДж / ч, но вырабатывает 148 МДж / ч полезной мощности (либо на месте или для будущего использования в аккумуляторном блоке), для непрерывной эффективности 16.7%. Обратите внимание, что дизельное топливо более энергоемкое, поэтому даже если генератор менее энергоэффективен, он более эффективен с точки зрения галлоны топлива. Хотя конфигурация генератор-двигатель не кажутся значительно лучше, чем бензиновый двигатель, у меня пока избегал разговоров о рекуперативном торможении. Трехфазные электродвигатели (как и AC55) способны на такое торможение без модификации, и Сообщается, что экономия энергии составляет от 15 до 30 процентов. [10] точное влияние рекуперативного торможения трудно определить количественно, потому что оно сильно зависит от величины торможения (и, следовательно, от ускорения) что делает водитель для поддержания или изменения скорости.Однако если взять учитывая этот диапазон, мы находим, что общая эффективность система увеличивается примерно до 19,2–21,7 процента, что составляет намного ближе к максимальной эффективности цивика на трассе. Из Конечно, эффект рекуперативного торможения, вероятно, будет больше в езда по городу с остановками и остановками, поэтому разница между ними электростанции станут в городе еще заметнее. В дальнейшем доказательства потенциальной эффективности системы, я бы указал на экономичность крупномасштабных дизель-электрических гибридов данной конфигурации как рабочая лошадка железнодорожной отрасли.В этих системах Достигается КПД от 18 до 26%, в среднем 23,5% [11]. Хотя там работает эффект масштаба, это не кажется вообще неразумно, что автомобильная силовая установка могла достичь 17% эффективность.

    Заключение

    Я попытался представить то, что я считаю реалистичная, консервативная оценка дизель-электрического гибрида трансмиссия. Я подозреваю, что если бы автомобильные и электротехнические инженеры собрались, чтобы проработать детали, они могли повысить эффективность числа с некоторым запасом (возможно, больше в соответствии с локомотивом числа), но я предпочитаю предложить оценку, которая, как мне кажется, легко достижимо с помощью готовых компонентов.Тем не менее, в каждом методе оценки экономии топлива дизель-электрический на уровне или лучше, чем современные технологии, и поэтому остается любопытным, что дизель-электрическая гибридная платформа не находит широкого применения.

    Список литературы

    [1] «NEMA Premium Объем продукта и номинальные уровни эффективности, National Electric Автомобильная ассоциация (NEMA), 3 июня 09.

    [2] У. А. Бакши и В. У. Бакши. Электрооборудование Технологии . (Технические публикации Пуна, 2009 г.) стр.596

    [3] «C65 Микротурбина, Capstone.

    [4] «Свойства топлива «от Альтернативные виды топлива и Центр передовых данных по автомобилям, Министерство энергетики США.

    [5] Т. Велтман, «Переменная Геометрические турбокомпрессоры, Ph340, Стэнфордский университет, 24 октября 10.

    [6] «Двигатель и контроллер AC55», Azure Dynamics.

    [7] W. H. Timbie, V. Bush. Принципы электротехники . (Джон Вили и сыновья, 1922) стр. 596

    [8] С. Лейтман, Б.Брант Создайте свой собственный электромобиль . (Макгроу Хилл, 1994) стр. 122

    [9] www.fueleconomy.gov, Министерство энергетики США.

    [10] Х. А. Тольят, Г. Б. Климан Справочник по электродвигателям .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *