Антиплагиат (1236027), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Крометого, э ффект наблюдался только в воздушной среде, в вакууме он затухал.Такой ж е э ффект наблюдал и английский физик Р. Мильрой (1967) [8]. Им был предлож ен необычный э лектродвигатель –вал из проводящего материала, продетый сквозь два подшипника, к внешним обоймам[8]которого подключается источник тока.В 1963 г. Новосибирские исследователи, В.В. Косырев, В.Д.
Рябко и Н.Н. Вельман [9],получили авторское свидетельство на необычайно простой электродвигатель.Он состоял из одного подшипникакачения, в котором между внешним и внутренним кольцами пропускается ток в несколько ампер.[8]Они объясняли э ффект предполож ив, что «подвижная часть вращается в результате упругой деформации деталей при нагрним электрическим током».ве последних протекающим по[8]Они сделали вывод, рассчитав радиус зоны контакта и посчитав количество теплоты выделяемой в э том месте.
Они произвелиоц енку величины деформац ии и времени рассасывания теплоты. Такж е ими было объяснена причина уменьшения момента сувеличением скорости так, что «с увеличением скорости уменьшается высота деформац ии, и, следовательно, сила».Сотрудники Московского э нергетического института, К.М. Поливанов, А.В. Нетушил и Н.В Татаринова, такж е исследовалиэ ффект Губера.Они провели множество экспериментов с различными системами, в которых возникает эффект Губера. Ионивыдвинули новую гипотезу: «Причина движения – это электрическая искра, проскакивающая между катящейсядеталью (колесом, шариком) и направляющей (рельсом, кольцом), а[8]системы, в которых проявляется э ффект Губера -плазменные двигатели».
Чтобы доказать справедливость своей гипотезы, московские ученые …[8]поместили двигатель Мильроя под вакуумный колпак. … Ни какихпроявлений эффекта Губера в вакууме обнаружить не удалось…. Группа профессора Поливанова закончилаисследования еще в 1971 году и об их результатах опубликовала небольшую статью в специальном журнале…".В [8]статье [10] такж е рассматривается э тот вопрос с точки зрения э лектродинамической природы э ффекта.
Опираясь наисследования профессора Поливанова, делаются выводы об условиях проявления э ффекта:1) Наблюдается в воздушной среде (не в вакууме);2) Не зависит от формы тока (постоянный или переменный);3) Возникает только при движ ении;4) Увеличивается с увеличением силы тока;5) Сила направлена в сторону движ ения;6) Уменьшается с увеличением скорости.Далее, в статье объясняется проявление э ффекта на основании силы Ампера.
Приводятся доводы, о том, что лишь привращ ении линия тока, идущ ая от рельса к ц ентру колеса, искривляется в противополож ную от вращ ения сторону, где ивозникает взаимодействие токов, идущ их по рельсам и токов в колесе. И именно наличию воздушной среды обязано такоеискривление. А уменьшение момента с ростом скорости, объясняют более динамичным выдуванием дуги из области контакта сувеличением скорости вращ ения.Однако, э ксперименты, описанные, например, в работе австралийских ученых Y. Shen, B.
K. Tay, B. Thompson, доказываютнесостоятельность э той гипотезы. В статье описывается применение э ффекта Губера при конструировании медиц инскихмикродвигателей. Авторы указывают, что на сегодняшний день не было зарегистрировано ни одной попытки использованияэ ффекта Губера из-за плохого понимания э того явления.Они, опираясь на ранние исследования предшественников в области больших двигателей, основанных на э ффекте Губера,принимают во внимание тот факт, что такие двигатели не э ффективны по причине больших токов.
Но выдвинули гипотезу,http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.12808247&repNumb=14/1620.05.2015Антиплагиатчто их э ффективность мож ет расти с уменьшением размера таких двигателей. И, хотя по их словам, все ж е крутящ ий моментвесьма низок, данный э ффект представляет весьма интересную потенц иальную возмож ность в сфере применениямикроэ лектромеханических (МЭМС) технологий.Было обращ ено внимание не только на размеры шарикоподшипников, но и на среду, в которой работа данного двигателя,была бы более износостойкой.
Поэ тому для уменьшения разрушающ его э ффекта э лектрической дуги и для предотвращ ениярасширения материалов (шарика и обойм) двигатель был помещ ен в ж идкость. Так как в воде коррозионные проц ессы все ж епроисходили, то были выбраны другие ж идкости, такие как керосин и силиконовое масло.Были проведены исследования по основным трем теориям, объясняющ им э ффект Губера, а именно: 1)э лектромагнитнаяприрода; 2) тепловое расширение шариков и обойм в месте контакта с шариками; 3) искровой разряд как причинавозникновения движ ущ ей силы.
По их мнению теории не находят полного отраж ения на практике, поэ тому данный э ффекттребует углубленного изучения.Целью данной дипломной работы является расширение понимания зависимости характеристик двигателя от типоразмерашарикоподшипников и проведение анализа зависимостей механического момента на валу двигателя, угловой скоростивращ ения ротора двигателя, силы тока в ц епи двигателя и падение напряж ения на нем. А такж е влияние соотношений э тиххарактеристик на коэ ффиц иент полезного действия.
При э том ставится задача сборки реального измерительного стенда,состоящ его из трансформатора, двигателя, основанного на э ффекте Губера, и измерительных приборов.В проц ессе исследования, помимо сборки силовой части стенда, разработаны схемы управления и измерения различныхпараметров в динамическом реж име, а такж е приведено математическое описание (модель) изучаемого э ффекта.1 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.Вращ ение двигателя, основанного на э ффекте Губера (подшипникового двигателя) происходит по причине протеканиятока через внешние обоймы подшипников, затем шарики, внутренняя обойма, вал и т.д.
(рисунок 1.1).Рисунок 1. 1 – Подшипниковый двигатель. Величина угловой скорости зависит от величины тока I.И по причине того, что токи в двигателе во много раз превышают падение напряж ения на нем [15], которое изменяется всравнительно малых пределах, то для питания данного двигателя необходим трансформатор.На рисунке 1.2 изображ ена структурная схема силовой части питания подшипникового двигателя и выходные параметры,получаемые для измерения.Рисунок 1. 2 – Структурная схема питания двигателя и выходные измеряемые величины.1.1 Конструкц ия и расчёт трансформатораПроизведем выбор оборудования и приборов стенда исходя из предварительных оц енок параметров двигателя.В связи с тем, что для проведения э ксперимента по э ффекту Губера на двигатель необходимо подать достаточно большоезначение тока, и сравнительно небольшое напряж ение, было предлож ено самостоятельно подобрать и намотатьтрансформатор.
За основу был взят высоковольтный трансформатор МОТ (трансформатор для питания магнитрона).Геометрические параметры, которого 8х16х16 см. Состоит он из Ш-образного магнитопровода(броневого типа)шихтованный (использование пластин вместо монолитного сердечника уменьшает вихревые токи, что повышает КПД исниж ает нагрев), первичной обмотки, и вторичной обмотки. На первичную обмотку подается напряж ение от 0 до 220 В, счастотой от 0 до 50 Гц . Со вторичной обмотки необходимо получить напряж ение порядка 2 В, и силу тока 20-25 А.Предполагаем, что коэ ффиц иент мощ ности двигателя равен единиц е ().
Такж е знаем, что минимальное активноесопротивление двигателя будет наблюдаться в состоянии покоя вала двигателя . Исходя из сопротивления нагрузки делаемвывод, что трансформатор длительно будет работать в реж име короткого замыкания либо в реж име, близком к реж имукороткого замыкания. При таком реж име, схема замещ ения трансформатора будет выглядеть, как показано на рисунке 1.3.Рисунок 1. 3 – Схема замещ ения трансформатора в реж име КЗ.Из схемы замещ ения трансформатора в реж име короткого замыкании видно, что основное падение напряж ение происходитна первичной и вторичной обмотках, и зависит как от активного сопротивления обмоток, так и от реактивногосопротивления рассеивания обмоток.Для получения таких данных, заводских параметров недостаточно, поэ томуобмотки были сняты с магнитопровода, и былопринято решение рассчитать параметры трансформатора под имеющ ийся в наличии магнитопровод.Мощ ность во вторичной ц епи:, (1.1)гдеР2 – мощ ность на выходе трансформатора, нами задана 60 Ватт;U2 — напряж ение на выходе трансформатора, нами задано 2 В;I2 — ток во вторичной ц епи, в нагрузке.КПД трансформатора мощ ностью до 100 ватт обычно равно не более η = 0,8.КПД определяет, какая часть мощ ности потребляемой от сети идет в нагрузку.
Оставшаяся часть идет на нагрев проводов исердечника. Эта мощ ность безвозвратно теряется.Определим мощ ность потребляемую трансформатором от сети с учетом потерь:, (1.2)Мощность передается из первичной обмотки во вторичную обмотку через магнитный поток в магнитопроводе.[22]Поэ тому от значения1, мощ ности потребляемой от сети 220 вольт, зависит площ адь поперечного сечениямагнитопровода S.Магнитопровод – э то сердечник Ш – образной формы (в нашем случае), набранный из листов трансформаторной стали.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
