12Май

Как сделать маховик: На что способен маховичный накопитель

12 Май 2021 alexxlab Комментировать

Содержание

На что способен маховичный накопитель

Как такое возможно? «В энергетике есть неписаный закон: при одинаковых капиталовложениях всегда более экономичен привод, в котором нет преобразований видов и форм энергии, — поясняет профессор. — Двигатель выделяет энергию в виде вращения, и ведущие колеса автомобиля потребляют эту энергию тоже в виде вращения. Значит, не надо преобразовывать энергию двигателя в электрическую и обратно, достаточно передавать ее от двигателя к колесам через механический привод».

Таким образом, механический гибрид оказывается максимально энергосберегающим и, как уверяет ученый, в условиях города снижает расход топлива в три раза! Применение супермаховика, который запасает огромное количество энергии от двигателя, а затем практически без потерь отправляет ее на колеса через супервариатор (см. «ПМ», № 3’2006), позволяет снизить размер и мощность двигателя. Двигатель же в проекте ученого работает только в оптимальном режиме, когда его КПД наиболее высок, поэтому-то «суперавтомобиль» Гулиа столь экономичен. Имеется у профессора и проект использования топливных элементов с супермаховиком. У топливных элементов КПД в пределе может быть почти вдвое выше, чем у ДВС, и составляет около 70%.

«Но почему же при всех достоинствах такой схемы она пока не используется на автомобилях?» — задаем мы очевидный вопрос. «Для такой машины был необходим супервариатор, а он появился сравнительно недавно и сейчас только начинает производиться, — объясняет профессор Гулиа. — Так что такой автомобиль на подходе». Нашему журналу приятно сознавать, что если такой автомобиль появится, то в этом будет и наша заслуга. После того как в «Популярной механике» появилась статья о супервариаторе Гулиа, этим проектом сразу заинтересовались производители приводной техники, и сейчас профессор занимается созданием и совершенствованием своего супервариатора. А значит, стоит надеяться, что ждать суперавтомобиля осталось недолго. ..

Высокоскоростной накопитель электроэнергии на маховом колесе — Энергетика и промышленность России — № 14 (90) ноябрь 2007 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 14 (90) ноябрь 2007 года

Маховое колесо – это, по существу, динамический аккумулятор, накапливающий энергию механически в виде кинетической энергии вращения массы вокруг оси. Входной электрический ток вращает ротор маховика и поддерживает его вращение 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, пока накопленная энергия не освобождается через генератор, такой, как реактивный синхронный электродвигатель. Доступное количество электроэнергии и продолжительность определяются массой маховика и его скоростью.

До недавнего времени серийно выпускаемые маховики использовали массу в качестве источника энергии: удвоение массы удваивает энергию. Однако применение большой массы ограничивает максимальное число оборотов в минуту. Это ограничение препятствует получению высокой плотности энергии.

Французская компания SOCOMEC UPS выпустила на рынок маховик VSS + Flywheel. Он был разработан в сотрудничестве с Pentadyne Power Corporation – компанией, базирующейся в Лос-Анджелесе, которая пару лет назад сломала сложившиеся традиции, создав высокоскоростной маховик. Вместо использования массы в качестве первичного источника энергии, он извлекает выгоду из высокой скорости вращения. Чем выше скорость, тем меньше масса, требуемая для получения данной энергии на выходе. В то время как удвоение массы ведет к удвоению накопленной энергии, удвоение скорости увеличивает накопленную энергию в четыре раза.

Качество электропитания против надежности?

Низкое качество питающей сети – хорошо известная проблема. Однако ключевой задачей представляется обеспечение надежности электропитания – способности поддерживать синусоидальную волну при появлении аномалий или возмущений во входной сети. Обычные, основанные на аккумуляторах, источники бесперебойного питания (системы ИБП), привязанные к шине постоянного тока, обеспечивают плавное непрерывное электропитание до тех пор, пока питающая сеть не восстановится либо резервный двигатель через несколько секунд не берет на себя нагрузку.

В типичных ИБП с двойным преобразованием применяется цепочка аккумуляторных батарей, подключенная к шине постоянного тока между выпрямителем и инвертором. В большинстве случаев требуется менее 10 секунд, чтобы заполнить паузу между исчезновением электропитания от сети (провал напряжения в шине переменного тока) и запуском генераторной установки. Основным препятствием является то, что аккумуляторы могут повести себя непредсказуемо. Одна неисправная ячейка в аккумуляторной цепочке может сделать неэффективной работу всех аккумуляторов.

Производители аккумуляторов заявляют, что указанный срок их службы – не менее четырех лет – реализуется в том и только в том случае, когда они содержатся при постоянной температуре 25° C (что требует кондиционирования воздуха) и не подвергаются избыточному циклированию, т. е. когда они не используются.

Главные причины выхода аккумуляторов из строя относятся к следующим факторам, на которые ссылаются производители: перегрев или переохлаждение, плохое обслуживание, коррозия, слабо затянутые соединители и пульсации тока. Но первоисточником неисправностей аккумуляторов является просто их эксплуатация. Каждый раз, когда аккумуляторная батарея работает в режиме короткого разряда или «циклирования», она испытывает «встряску» или «эффект кнута», снижая способность ее нормальной работы именно там, где это более всего требуется. Интересно, что в действительности любой из перечисленных выше факторов может быть отнесен – включая последний – к эксплуатации. Установка маховика в параллель с аккумуляторами позволит значительно уменьшить их «циклирование» и при правильном применении может фактически исключить «эффект кнута».

Маховик как альтернатива

98 процентов всех аномалий или помех в питающей электросети продолжаются менее 10 секунд; примерно 80 процентов – менее 2 секунд. Учитывая этот факт, маховое колесо с его исключительной надежностью – отличная замена аккумуляторам для применения в промышленности без резервного двигателя-генератора в случаях, когда допускаются длительные перерывы в электропитании.

Для приложений, которые требуют качественного электропитания и для которых важно непрерывное электропитание, идеальным решением будет установка маховика совместно с ИБП и генератором.

В качестве альтернативы маховик может работать в параллель с аккумуляторами для их «усиления» или для увеличения их долговечности. В такой конфигурации маховое колесо поглощает все короткодействующие аномалии и помехи в питающей сети до того, как они повлияют на аккумуляторы. Это может быть легко обеспечено заданием регулируемого значения напряжения шины постоянного тока маховика выше напряжения разряда аккумуляторных батарей.

Объединение ИБП с двойным преобразованием SOCOMEC UPS с маховиком VSS+dc легко осуществляется путем подключения к шине постоянного тока ИБП между выпрямителем и инвертором. Почти все системы ИБП имеют аккумуляторные батареи, подключенные к их шине постоянного тока. Аккумуляторы обычно поддерживаются в режиме плавающего подзаряда или в заряженном состоянии. Аномалия или возмущение питающей электросети переменного тока влияет на шину постоянного тока, вызывая падение в ней напряжения. Когда напряжение в шине падает ниже напряжения разряда аккумуляторов, последние разряжаются на шину постоянного тока, питая инвертор ИБП, вырабатывающий переменный ток для питания нагрузки. Это изменение происходит мгновенно и незаметно для нагрузки. Однако воздействие на аккумуляторы отнюдь не является для них незаметным. Каждый раз, когда они отдают энергию, их функциональность, надежность и долговечность подвергаются риску.

К счастью, накопитель электроэнергии, построенный на основе маховикa, может смягчить это влияние, значительно увеличив срок службы и надежность набора аккумуляторов и резко сократив стоимость их эксплуатации и техобслуживания.

Конструктивные особенности

Маховик имеет относительно небольшие размеры, расположен внутри контейнера примерно 60 сантиметров в высоту и 46 сантиметров в диаметре. Магнитно-левитируемый маховик вращается в вакууме со скоростью 54000 оборотов в минуту. Маховик не испытывает практически никакого аэродинамического сопротивления внутри герметично запаянного первичного контейнера. При запуске вал 52-фунтового маховика/ротора немедленно начинает левитировать в поле расположенных сверху электромагнитов. Четыре других электромагнита (два сверху и два снизу) поддерживают точное центрирование вала и его перпендикулярность.

Электричество генерируется синхронным реактивным 4-полюсным двигателем-генератором.

В резервном режиме работы система потребляет только 300 ватт, что примерно в 10 раз меньше потребляемой мощности медленных, тяжелых маховиков, представленных на рынке.

Маховик против аккумуляторов

Заставить потребителей отказаться от использования привычных аккумуляторов – непростая задача. Аккумулятор – это хорошо известный продукт, широко используемый на протяжении многих лет, и опытные пользователи обычно хорошо осведомлены об их слабых сторонах. Пока еще некоторые из них не готовы перейти к более надежному решению просто потому, что научились преодолевать некоторые недостатки и ограничения аккумуляторных батарей. Некоторые конечные пользователи даже отвергают тестирование аккумуляторных цепочек, так как это негативно сказывается на их характеристиках и надежности при реальной эксплуатации. Тем не менее соревнование началось, а аккумуляторы продолжают устанавливать. При этом аккумуляторам свойственны такие недостатки, как частое и дорогое техобслуживание; необходимость системы кондиционирования воздуха, в которой могут возникать свои неисправности и которая требует дополнительных затрат; большая занимаемая площадь; большой вес, налагающий ограничения на размещение; медленная зарядка; частая замена; вторая резервная цепочка «для страховки»; сложности утилизации использованных батарей.

Замена аккумуляторов на маховик приводит к устранению всех этих факторов.

Расходы за жизненный цикл

Несмотря на то что маховик немного дороже, чем аккумуляторы, он быстро окупает затраты и вскоре становится постоянным экономичным источником безопасного электропитания. Потребляемая мощность при круглосуточной эксплуатации маховика VSS+dc 190 кВт составляет примерно 300 Вт. Плавающий заряд аккумуляторов для системы 190 кВт потребляет в 10 раз больше. Первое плановое техобслуживание системы требуется через 6 лет, или 52560 часов работы. В течение 20 лет требуется минимальное обслуживание. Для сравнения: за этот же период аккумуляторная цепочка потребовала бы замены не менее 5 раз, если брать оптимистичную оценку срока службы – 4 года.

Подключение в параллель маховиков преследует две цели: резервирование и увеличение нагрузки. При номинальной мощности 190 кВт маховик SOCOMEC UPS нацелен на обширный рынок ИБП 80 кВА – 200 кВА. В этом диапазоне продается большое количество трехфазных систем ИБП. Потребность в нем на рынке ИБП мощностью ниже 120 кВт могла бы возникать у пользователей, которые имеют менее критичную нагрузку, но желают иметь большее время поддержки.

Таким образом, высокоскоростной маховик SOCOMEC UPS VSS+dc является прорывом в технологии высоконадежного электропитания.

Гибочный станок своими руками из маховика автомобиля

В данном обзоре автор показывает процесс изготовления самодельного гибочного станка. Приспособление однозначно пригодится в домашней мастерской, в особенности, если вам приходится часто работать с профильными трубами.

Для изготовления гибочного станка потребуется толстый листовой металл, болванки из алюминия, маховик от авто, две круглые заготовки из латуни, шестерня от стартера и некоторые другие материалы.

Рекомендуем также прочитать обзорную статью: как сделать трубогибочный станок из обрезков уголка своими руками. Этот самодельный станок предназначен в основном для работы с профильными трубами.

Первым делом автор зачищает маховик автомобиля от ржавчины. Из круглых латунных заготовок необходимо будет сделать две детали для маховика.

Из латунных болванок автор изготавливает сменные ролики разного диаметра. Для этого потребуется токарный станок по металлу. Либо можно использовать уже готовые ролики (при их наличии). В крайнем случае их можно заказать у токаря.

Основные этапы работ

На следующем этапе из куска листового металла мастер изготавливает основание. К этому основанию крепится маховик и шестерня от стартера, которая будет приводить его в движение.

К шестерне автор приваривает кусок стального кругляка, подобранный по диаметру, а к нему — ручку. Сварные швы зачищаем болгаркой.

В маховике необходимо вырезать паз, в который мастер вставляет кусок пластины и обваривает его.

На последнем этапе останется только изготовить упоры для заготовок, после чего можно приступать к покраске деталей и сборке приспособления.

Подробно о том, как своими руками сделать универсальный гибочный станок своими руками из маховика авто, можно посмотреть в авторском видеоролике.

Оцените запись

[Голосов: 41 Средняя оценка: 4.5]

Балансировка маховика: как отбалансировать маховик

Балансировка маховика на стенде

Балансировка маховика своими руками или в сервисе – это обязательное мероприятие, проводимое в ходе переделки элемента или по иным причинам. Единственной целью балансировки является уравнивание нагрузок на различные части коленвала, гашение вибрационных сил.

Балансировка, и зачем она нужна

Вес растасовывается по маховику прерывисто, неравномерно. В ходе круговращения сформировываются преходящие нагрузки, которые появляются благодаря действию инерционных сил, соизмеримых совокупности массово-скоростных параметров, помноженных на себя.

Схема проведения балансировки

Все эти нагрузки и переменчивые силы, воздействуют на элементы автомобиля гибельно, провоцируя несвоевременный их износ, уменьшая их производительность и безубыточность.

Балансировка или симметрирование юзовых масс, сокращает влияние инерционных сил, обеспечивая тем самым, продолжительное и высокоэффективное функционирование механизма.

Балансировка маховика особенно нужна бывает в том случае, когда элемент подвергается модернизации. Процедура поможет исключить отрицательные воздействия на ДВС, чему причиной может стать проведенная доработка.

Модернизация, как правило, подразумевает замену стандартного маховика на облегченный.

Полезно будет знать, что существуют разновидности дисбаланса. Рассмотрим их подробнее.

  • Дисбаланс статический, который возникает в случае появления массы или некоего груза по отношению к оси устройства. Такой дисбаланс равносилен смещению оси. Негативные последствия – сильные вибрации.
  • Дисбаланс моментный, т.е., возникающий на краях маховика. Вызывается дополнительными массами, которые не проявляются в статике, а возникают при вращении и становятся источниками сильнейших колебаний.
  • Асимметрия динамического типа, которая представляет собой комбинированный вариант дисбаланса. Другими словами, это одновременное воздействие статического и моментного дисбаланса, крайне отрицательно влияющего на состояние узлов автомобиля (встречается чаще в шиномонтаже, среди проблем маховика, как правило, не встречается).

Как и где проводится балансировка

Настройка проводится и на спецоборудовании, и в домашних условиях. Все зависит от финансовых возможностей. Однако следует знать, что в гараже удастся нивелировать статический дисбаланс, а вот для нейтрализации моментного или комбинированного нужен стенд, профессиональный.

Регулировка маховика в тисках

Балансировка по новейшим технологиям

О том, как отбалансировать маховик без профессиональной помощи, написано много. Наиболее проще, как и говорилось, провести настройку, минимизирующую статический дисбаланс. Выполняется она по-разному, но более распространена процедура с использованием сподручных средств и кое-каких инструментов.

Важно учитывать при балансировке своими руками нюанс из физики, что свободное вывешивание маховика приведет к тому, что его наиболее тяжелая сторона (точка) будет останавливаться внизу.

Для беспрепятственного функционирования маховик ставят так, чтобы обеспечить свободное вращение на опорах.

Вот, что следует сделать:

  • установить два угольника, зафиксировать их;
  • маховик зафиксировать на вал;
  • поставить вал с маховиком на уголки (см. фото).

Балансировка в домашних условиях на уголках

Если найти угольники подходящего типа не удалось, то в качестве держателя могут быть применены тиски. В них зажимается вал, на который заранее вдевается маховик на подшипниках.

Маховик зажат в тиски

Вися в свободном положении, маховик априори будет вставать самой тяжелой своей стороной вниз, по закону физики, если его вращать. Другими словами, он остановится так, что самая тяжелая часть будет внизу (отмечается фломастером точка), каждый раз после вращения. Удалив именно с этой части элемента преизбыточный металл, удастся отрегулировать маховик. В таком духе части маховика уравновешиваются.

Внимание. Подшипник маховика должен быть обязательно чистым, иначе возможны заедания. Рекомендуется также смазать его силиконовым составом, чтобы элемент вращался легче.

Если маховик после каждого вращения останавливается нижней частью своей в разных точках, это лишь говорит о хорошо проведенной балансировке изделия. Кроме того, он не должен повернуть обратно, после остановки, что также случается при неправильной балансировке.

Помимо обсечения излишнего металла, используется также установка добавочных тяжестей с противолежащей стороны. Это называется распределением масс изделия. Но, все же, снятие избыточного металла, путем высверливания или шлифовки – куда более распространенное явление.

Облегчение и балансировка коленвала

Проверить метод на эффективность можно вполне оригинальным способом. На маховике с задней части имеются болты. Можно будет снять один из них, и проверить вращение. По логике эта точка маховика каждый раз должна останавливаться вверху, так как самая легкая. Так оно и происходит, если конечно, маховик хорошо отбалансирован.

Внимание. Проверять методом вращения рекомендуется, как в одну, так и в другую стороны.

Для более тонкой настройки вместо снятого болта ставится крепеж полегче. Маховик опять должен вставать легкой частью (легким болтом) вверх.

То же самое делается и в обратном направлении. Т.е, вместо штатного болта ставится крепеж уже потяжелее. В ходе вращения маховик должен останавливаться этим болтом вниз.

В ходе эксперимента рекомендуется не жалеть смазки для подшипника маховика. Его следует периодически смазывать, чтобы вращение не встречало на своем пути никаких преград.

Следует знать, что балансировка маховика, методом установки его в тиски, реагирует на изменение веса больше 10 г. В противном случае на изменения самодельный стенд не отреагирует. Получается, что идеально отбалансировать маховик в таких условиях не получится. Нужен профессиональный стенд.

Профессиональная балансировка

Балансировка коленвала с маховиком нужна бывает не только после замены элемента. Процедура обязательна после ремонта маховика, когда меняется венец, после замены сцепления и даже после прочистки маслоканалов коленвала.

Если пренебречь этой процедурой, мотор автомобиля, даже на повышенных оборотах, будет сильно вибрировать. Безусловно, допустить этого никак нельзя.

Балансировка коленвала и маховика – довольно распространенная процедура не только автозаводов, но и предприятий, производящих современные мотоциклы. Например, балансировка известного мотоцикла Днепр или автомобиля ЗАЗ проводится вкупе с настройкой коленвала, сцепления и центрифуги.

Цель проведенной операции – добиться абсолютно одинакового веса всех составляющих тестируемого элемента. Странно, но некоторые автозаводы пренебрегают этим. По этой причине всем автомобилистам и мотоциклистам на заметку: проводите балансировку при первом же ремонте ДВС.

Материал для маховика — Libtime

  1. Главная
  2. Наука
  3. Материал для маховика
Елена Голец 10654 Материал для маховика —это для примера. С таким же успехом можно было задать вопрос: из какого материала делать ракеты и теннисные ракетки, лодки и шесты для прыжков, топливные баки и корпуса автомобилей? И ответить: рациональнее всего из композитов.

Что такое маховик

Что такое маховик и для чего он нужен? В политехническом словаре за 1977 год сказано, что маховик — это колесо с массивным ободом, устанавливаемое на валу машины с неравномерной нагрузкой для выравнивания ее хода. Если иметь в виду только эту цель, то для изготовления маховиков целесообразно выбирать как можно более тяжелый материал, чтобы они справлялись со своей задачей при сравнительно небольших размерах. Маховик — колесо с массивным ободом. С тех пор роль маховиков в технике существенно расширилась.  Во всяком  случае,  приведенное определение явно  неполное. Сегодня повышенный интерес к маховикам связан не только и не столько с их традиционным использованием для выравнивания нагрузки на валах поршневых двигателей, компрессоров, насосов и других машин, сколько с проблемой рекуперации механической энергии, то есть использования энергии, погашаемой при торможении машин. Суть проблемы состоит в следующем. Движущиеся поезда, автомобили, трамваи, троллейбусы, автобусы периодически (и довольно часто) нужно останавливать. Для этого, как известно, служат тормоза. Но при каждом торможении кинетическая энергия транспортного средства переходит в тепло, нагревая тормозные колодки, диски и безвозвратно рассеиваясь в окружающей среде. При современном энергетическом кризисе такое расточительство недопустимо. Как показывают подсчеты, примерно половина энергии, развиваемой двигателями, теряется при торможении.

Маховик — аккумулятор механической энергии

Вот маховики-то и могут помочь резко снижать эти потери. Маховик — аккумулятор механической энергии, то есть устройство, позволяющее накапливать механическую энергию, хранить ее и при необходимости опять выделять. Если массивный маховик заставить вращаться с большой скоростью, он может за счет своей инерции развить мощность, достаточную для того, чтобы привести в движение автобус или поезд. Это его свойство и навело на мысль: вместо того, чтобы тратить кинетическую энергию машины на нагрев тормозов, ее нужно расходовать на раскручивание маховика, установленного на машине. Маховик — аккумулятор механической энергии. При торможении маховик накапливает энергию, а когда возникнет необходимость снова тронуться с места, эта энергия будет передаваться с помощью специальных механизмов на ведущие колеса. Иными словами, разгон будет осуществлять энергия, накопленная при торможении. Это позволит на 30— 50 % сэкономить горючее, значительно уменьшить количество токсичных выхлопных газов, повысить проходимость. В наше время все это настолько важно, что имеет прямой смысл заняться разработкой транспортных средств, снабженных маховиками, которые играют роль дополнительных источников энергии. И во всем мире такими разработками усиленно занимаются. Основное требование, предъявляемое к маховику, вытекает из его назначения: он должен накапливать при вращении как можно больше энергии. Если маховик представить в виде тонкого кольца, величина этой энергии Е оценивается формулой:

Е=0,5 mV2,                                       (1)

где m— масса кольца, V — линейная скорость его вращения. Из этой формулы следует, что для увеличения энергоемкости маховик следует делать как можно тяжелее и вращать с максимально возможной скоростью.

Какой применить материал для маховика

Возникает вопрос, какой применить материал для маховика? Нужно взять материал с максимально высокой плотностью γ, чему соответствует вольфрам, плотность которого 19 300 кг/м3. Большую плотность имеют только осмий (γ=22 500 кг/м3), иридий (γ=22 400 кг/м3) и платина (γ=21 450 кг/м3), но это очень дорогие металлы. Рассмотрим вариант применения вольфрама. До какой скорости можно раскручивать маховик? Ясно, что не до бесконечно большой. Предельная скорость вращения ограничена прочностью материала. Известно, что при достижении определенной скорости вращения маховик может разорваться. Поскольку эти скорости составляют десятки и сотни метров в секунду, от такого разрушения ничего хорошего ждать не приходится. В лучшем случае дело кончится поломкой вала и ходовой части машины. Но при разрыве маховика разлетающиеся с огромной скоростью обломки могут разрушить близлежащие постройки и, что самое страшное, привести к человеческим жертвам. Так что допускать разрушения ни в коем случае нельзя.

Какие силы разрывают маховик

Знаете ли вы, какие силы разрывают маховик? Часто можно  услышать  ответ:   силы  инерции  или  центробежные силы. Ничего подобного. Таких сил просто-напросто не существует. Вернее, они существуют на бумаге или в нашем воображении — так легче и удобнее проводить расчеты, но в маховике их нет. А есть силы связи между отдельными частями маховика (силы упругости), которые в результате стремления частей двигаться по инерции (то есть равномерно и прямолинейно) при вращательном движении приводят к деформации маховика. Возникающие при деформации силы обеспечивают всем частям вращающегося тела ускорения, необходимые для движения по окружности. Если для обеспечения вращения нужны силы, превышающие прочность связи отдельных частей тела, оно разрушается. Таким образом, непосредственной причиной разрушения маховика является не его вращение и не действие воображаемых центробежных сил, а его деформация. Для тонкостенного кольца, которым мы моделируем маховик, величину напряжений σ, возникающих в нем, можно оценить соотношением:

 σ=γv2,                                                 (2)

где γ — плотность материала, v — линейная скорость вращения маховика. Из этого уравнения можно рассчитать предельную допустимую скорость vпред, которая приводит к разрушению. Оно произойдет, когда величина напряжения σ достигнет предела прочности σв материала, из которого маховик изготовлен. При этом скорость v будет равна предельной скорости vпред которая рассчитывается из выражения

vпред  = √σв / γ= √σуд                         (3)

Отношение прочности σв к плотности γ называется удельной прочностью σуд  материала. Следовательно, предельно допустимая скорость вращения маховика равна корню из его удельной прочности. Формула (1) определяет величину всей энергии, запасаемой маховиком. А удельная энергия, запасаемая единицей массы маховика (например, одним килограммом), составляет:

е=Е/m=0,5v2.                                      (4)

Предельную величину удельной энергии епред, которую в состоянии накопить каждый килограмм массы маховика, можно рассчитать из уравнения (4), где вместо v следует поставить значение vпред из формулы (3), то есть:

епред=0,5σв/γ=0,5σуд                           (5)

Таким образом, максимальная удельная энергия, которую можно «накачать» в маховик, однозначно определяется удельной прочностью материала, из которого он изготовлен. При одинаковой прочности двух материалов большую удельную прочность имеет более легкий из них. Значит, чтобы сделать маховик максимально энергоемким, его нужно делать не из тяжелого, а из легкого, но прочного материала. Итак, супермаховики, то есть маховики, способные запасать очень большое количество энергии, нужно делать из сверхпрочных и легких материалов. Из каких именно? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте сопоставим значения удельной прочности некоторых традиционных машиностроительных материалов (сталей, алюминиевых, титановых, вольфрамовых сплавов) и некоторых композитов. Эти значения приведены в таблице.
Материал Предел прочности  при растяжении, МПа Плотность, кг/м3 Удельная прочность, МПа/(кг/м2)
Легированная сталь 1500 7800 0,190
Алюминиевые сплавы 600 2700 0,220
Титановые сплавы 1500 4500 0,300
Вольфрамовые сплавы 1500 19300 0,078
Композиты:
Бороалюминий 1400 2700 0,520
Углеалюминий 1000 2300 0,430
Углепластики 1400 1550 0,900
Органопластики 1500 1380 1,090
Приведенные данные говорят: лучше всего для изготовления супермаховиков подходят композиты, в частности органопластики.   Они  обладают наибольшей удельной прочностью из всех известных конструкционных материалов. А вольфрам, который мы хотели использовать, оказался самым неподходящим материалом, поскольку у него самая низкая удельная прочность. Каждый килограмм маховика из огранопластика способен накопить в 14 раз больше энергии, чем из вольфрама. Это связано с тем, что большая прочность и малая плотность органопластика позволяют раскручивать изготовленные из него маховики до огромных скоростей, тогда как вольфрамовые маховики сами себя разрывают при сравнительно низких скоростях вращения. Но не во всех случаях удается реализовать возможности, заложенные в органопластиковых маховиках. Не будем забывать, что, хотя удельная энергия не зависит от массы маховика, абсолютная величина накапливаемой энергии пропорциональна его массе, поэтому маховик должен быть достаточно тяжелым, а при небольших размерах нужную массу из органопластика набрать трудно. Но если особых ограничений на размеры маховика нет и можно обеспечить максимально допустимые (из соображений прочности) скорости вращения, органопластики находятся вне конкуренции. Из таблицы видно, что по удельной энергоемкости к органопластикам приближаются углепластики. Хотя они имеют несколько меньшую удельную прочность, их модуль Юнга, (подробнее: Армированные композиты) намного выше, а это означает, что маховики из углепластиков испытывают меньше деформации. Обстоятельство немаловажное. Дело в том, что маховики из органопластиков склонны к расслоению, и одна из главных причин этого — их низкая жесткость. Супермаховики не только помогают экономить энергию, теряемую при торможении, они могут сами выполнять роль двигателя машины. Подсчитано, что супермаховик из органопластика массой 127 кг и энергоемкостью 30 квт • ч, раскрученный в течение 5 минут мощным внешним двигателем, может обеспечить движение легкового автомобиля со скоростью 96 км/ч на расстояние 320 км. Электромобилю с аналогичными техническими характеристиками нужна батарея аккумуляторов массой 1 т. Как видим, 1 кг маховика может запасать намного больше энергии, чем современный электрический аккумулятор такой же массы.

Органопластики

Органопластики — это композиты, состоящие из полимерной матрицы и органических волокон. Если раньше органические волокна (капроновые, нейлоновые и др.) не могли конкурировать по прочности с лучшими образцами стеклянных, металлических и керамических волокон, то сегодня картина резко изменилась. Сверхпрочные и очень легкие органические волокна — наиболее перспективные армирующие элементы для полимерных матриц. Большую популярность приобрели волокна, которые называются у нас СВМ, а за рубежом — Кевлар. Они имеют прочность при растяжении 3000—4000 МПа, легко подвергаются переработке, с ними удобно работать, и их выпуск постоянно растет. Однако в тяжелонагруженных конструкциях применение органопластиков вследствие их низкого модуля Юнга приводит  к  большим  деформациям,  что  сказывается  на  работоспособности   конструкций.   Чтобы   этого   не   происходило, к органическим волокнам добавляют более жесткие углеродные   и   получают   так   называемые   гибридные   композиты, содержащие  два  и   более   видов   волокон.   Если  у  волокон марки Кевлар-49 модуль упругости 140 000 МПа, то у углеродных    волокон — 200 000—700 000    МПа    при    прочности 1000—3500 МПа. Волокна кевлар как вид органопластики. В  качестве  арматуры можно использовать не только  отдельные волокна и нити, но и ткани, сетки, пряжу из органических и углеродных волокон. Низкая плотность органо- и углепластиков (в пять раз ниже, чем у стали и почти вдвое, чем у алюминия) наряду с высокой прочностью делает их очень привлекательными для конструкторов, занимающихся разработкой не только маховиков, но и космических кораблей, самолетов, подводных лодок, спортивного инвентаря и многих других изделий. Полимерные композиты уже широко применяются в технике. А внедрение в промышленность композитов на металлической основе отстает от полимерных. Причина этого ясна. Методы получения новых композитов с  полимерными  матрицами  (угле-,  органо-,   боропластиков) принципиально не отличаются от методов получения давно известных стеклопластиков, которые разработаны еще полвека назад. Замена стеклянных волокон более совершенными проходит сравнительно безболезненно, на том же оборудовании, теми же специалистами. А опыта промышленного производства металлических композитов пока очень мало. Это совсем новые материалы, они требуют нетрадиционных для металлургии и металлообработки технологий, создания специального оборудования, они просто непривычны для металлургов. А непривычное всегда кажется ненадежным. Еще один вопрос, который хотелось бы обсудить: в каких случаях следует применять металлические, а в каких — полимерные  композиты?  Здесь  все  определяют условия работы материала. В супермаховиках, например, целесообразнее использовать полимерные композиты, поскольку у них удельная прочность  выше,   а нагрев  при работе  невелик.  И вообще, при температурах, близких к комнатной, полимерные композиты  обычно   предпочтительнее  по  механическим  свойствам. Но у полимеров есть серьезный недостаток — они не выдерживают   высоких   температур.   Самые   термостойкие   из них разрушаются при температурах выше 600—700 К. Поэтому для конструкций, работающих в условиях интенсивного нагрева, нужны металлические композиты. Выбор матричного материала могут диктовать и такие показатели, как электросопротивление, теплопроводность, стойкость   к   радиации,    способность   накапливать   статическое электричество и др. В одних случаях по этим показателям подходят полимеры, в других — металлы. Поэтому полимерные и металлические композиты не только конкурируют, но и дополняют друг друга. И чем больше различных композитов создадут ученые, тем шире станут возможности техники,  тем совершеннее  будут изготовленные из них изделия.  

Рейтинг: 5/5 — 2 голосов

Самый эффективный способ накопления энергии стар как мир

Когда речь заходит о том, что надо как-то накопить энергию, многие сразу начинают думать об аккумуляторной батарее. Конечно, что же это может быть еще. Тем не менее, есть еще один способ, который используется не очень часто, но при этом имеет очень хорошие перспективы. Особенно, на фоне развития других технологий. Такие разработки даже применялись при производстве общественного и грузового транспорта. Их начало берет свои корни еще в Советском Союзе, но в последнее время технология начинает применяться все чаще. Несколько лет назад, когда позволял регламент, это использовалось даже в Формуле-1. Откроем завесу тайны и расскажем, как работает это достаточно простое, но гениальное изобретение, и о человеке, который посвятил этому жизнь.

Древний маховик тоже был своего рода аккумулятором.

Что такое маховик?

Говорить мы сегодня будем о супермаховиках и об их создателе Нурбее Гулиа. Хоть и кажется, что маховик это что-то устаревшее и чисто техническое, но и в новом электрическом мире ему есть место.

Маховик (маховое колесо) — массивное вращающееся колесо, использующееся в качестве накопителя (инерционный аккумулятор) кинетической энергии или для создания инерционного момента, как это используется на космических аппаратах.

Сами маховики были изобретены очень давно и даже успешно применялись в промышленности тех лет. Есть даже находки в Междуречье и древнем Китае, которые подтверждают использование подобных устройств. Правда, тогда они делались из обожженной глины или из дерева и выполняли иные функции.

Где применяются маховики?

Благодаря своей массивности и законам физики, которые сопровождают движение маховика, он нашел применение во многих современных механизмах — от транспорта до промышленности.

Самое простое применение заключается в сохранении скорости вращения вала, на котором установлен маховик. Это может пригодиться во время работы какого-нибудь станка. Особенно, в те моменты, когда он испытывает резкие нагрузки и надо не допустить падения частоты вращения. Получается такой своего рода демпфер.

Наверное, самым частым местом, где встречаются маховики, является двигатель внутреннего сгорания автомобиля. Он позволяет сохранить скорость вращения двигателя при выключении сцепления. Тем самым снижается воздействие на трансмиссию, так как переключение передачи происходит в то время, когда двигатель работает на оборотах выше оборотов холостого хода. Кроме этого, так достигается больший комфорт и плавность движения. Правда, на гоночных машинах маховик очень сильно облегчается для снижения веса и увеличения скорости, с которой раскручивается двигатель.

Маховик легкового автомобиля.

Также маховики часто используются для стабилизации движения. Происходит это за счет того, что колесо, которым и является маховик, при вращении создает гироскопический эффект. Он создает сильное сопротивление при попытке наклонить его. Этот эффект легко ощутить, например, раскрутив колесо велосипеда и попытавшись его наклонить, или взяв в руки работающий жесткий диск.

Есть развитие и обычнх аккумуляторов: Новый тип аккумулятора позволит электромобилям проехать почти 2400 километров без подзарядки

Такая сила мешает при управлении мотоциклом, заставляя прибегать к контррулению, особенно на большой скорости, но очень помогает, например, для стабилизации корабля во время качки. Также подвесив такой маховик и учитывая, что он всегда находится в одном положении относительно горизонта, можно фиксировать его отклонения от корпуса объекта и понимать его положение в пространстве. Применение таких свойств маховика актуально в авиации. Именно вращающийся маховик позволит определить положение фюзеляжа самолета в пространстве.

Супермаховик Гулиа

Теперь, после достаточно долгого введения и предысторий, поговорим непосредственно о супермаховиках и о том, как они помогают сохранять энергию, не имея в составе каких-либо химических соединения для этого.

Нурбей Гулиа — создал и продвигает идею супермаховика, как накопителя энергии.

Супермаховик представляет собой один из типов маховиков, предназначенный для накопления энергии. Он специально сделан так, чтобы накапливать как можно больше энергии без необходимости применения по другому назначению.

Такие маховики тяжелые и очень быстро крутятся. Из-за того, что скорость вращения очень высокая, есть риск разрежения конструкции, но это тоже продумано. Сам маховик состоит из намотанных витков стальной пластичной ленты или из композитных материалов. Кроме того, что такая конструкция прочнее монолитной, она еще разрушается постепенно. То есть, при отслоениях маховик просто будет тормозиться и запутается в своих же частях. Думаю, не стоит объяснять, что разрыв маховика, который вращается со скоростью в десятки тысяч оборотов в минуту и весит минимум десятки килограмм, чреват очень серьезными последствиями.

Кроме этого, для обеспечения еще большей безопасности можно поместить систему с таким маховиком в бронекапсулу и закопать ее на несколько метров в землю. В этом случае движущиеся элементы точно никак не смогут навредить человеку.

Дополнительным плюсом использования бронекапсулы будет создание в ней вакуума, который позволит существенно снизить воздействие внешних сил на движение. Проще говоря, так можно свести к минимуму или вообще убрать сопротивление газовой среды (в обычном случае воздуха).

Так устроен супермаховик Гулиа.

В качестве дополнительных сил, мешающих вращению, еще выступает сопротивление подшипников, на которых установлен маховик. Но его можно установить на магнитный подвес. В этом случае силы воздействия сведены к такому минимуму, которым можно пренебречь. Именно по этой причине такие маховики способны крутиться месяцами. Кроме этого, магнитный подвес позволяет не задумываться об износе системы. Изнашивается только генератор.

Именно генератор и является тем элементом, который позволяет выработать электричество. Он просто подключается к маховику, и получая переданное им вращение вырабатывает электричество. Получается аналог обычного генератора, только для этого не надо сжигать топливо.

Чтобы получать еще больше интересной информации из мира высоких технологий, подписывайся на наш новостной канал в Telegram.

Для накопления энергии в то время, когда нет нагрузки, маховик раскручивается и тем самым “держит заряд”. Собственно, возможен и комбинированный вариант по аналогии с обычными аккумуляторами, которые могут одновременно отдавать энергию и заряжаться сами. Для раскрутки маховика используется мотор-генератор, который может как раскручивать маховик, так и забирать энергию его вращения.

Такие системы актуальны для накопления энергии в домохозяйствах и в системах зарядки. Например, подобная система по задумке инженеров Skoda должна использоваться для зарядки автомобилей. Днем маховик раскручивается, а вечером отдает заряд в электромобили, не нагружая городскую сеть в вечернее и ночное время. При этом можно заряжаться медленно от одного маховика или быстро от нескольких, с которых будет “сниматься” больше электричества.

Эффективность супермаховиков

Эффективность супермаховиков при всей их кажущейся архаичности достигает очень высоких значений. Их КПД доходит до 98 процентов, что даже не снилось обычным аккумуляторным батареям. Кстати, саморазряд таких батарей тоже происходит быстрее, чем потеря скорости хорошо сделанного маховика в вакууме и на магнитном подвесе.

Можно вспомнить старые времена, когда люди начали запасать энергию посредством маховиков. Самым простым примером являются гончарные круги, которые раскручивались и крутили, пока ремесленник работал над очередным сосудом.

Мы уже определись, что конструкция супермаховика достаточно проста, он имеет высокий КПД и при этом стоит относительно недорого, но есть у него один минус, который сказывается на эффективности его использования и стоит на пути массового внедрения. Точнее, таких минусов два.

Ленточный маховик.

Главным из них будет тот самый гироскопический эффект. Если на кораблях это полезное побочное свойство, то на автомобильном транспорте это будет очень сильно мешать и надо будет использовать сложные системы подвеса. Вторым минусом будет пожароопасность в случае разрушения. Из-за большой скорости разрушения даже композитные маховики будут выделять большое количество тепла за счет трения о внутреннюю часть бронекапсулы. На стационарном объекте это не будет большой проблемой, так как можно сделать систему пожаротушения, но на транспорте может создать очень много трудностей. Тем более, на транспорте риск разрушения выше за счет вибраций во время движения.

Где применяются супермаховики?

В первую очередь, Н.В. Гулия хотел использовать свое изобретение именно на транспорте. Даже было построено несколько образцов, которые проходили испытания. Несмотря на это, системы дальше испытаний не пошли. Зато применение такому способу накопления энергии нашлось в другой сфере.

Так в США в 1997 году компания Beacon Power сделала большой шаг в разработке супермаховиков для применения их в электростанциях на промышленном уровне. Эти супермаховики могли запасать энергию до 25 кВт⋅ч и имели мощность до 200 кВт. Строительство станции мощностью 20 МВт началось в 2009 году. Она должна была нивелировать пики нагрузки на электрическую сеть.

В России тоже есть подобные проекты. Например, под научным руководством самого Н. В. Гулиа компания Kinetic Power создала собственную версию стационарных накопителей кинетической энергии на базе супермаховика. Один накопитель может запасать до 100 кВт⋅ч энергии и обеспечивать мощность до 300 кВт. Система таких маховиков может обеспечивать выравнивание суточной неоднородности электрической нагрузки целого региона. Так можно полностью отказаться от очень дорогих гидроаккумулирующих электростанций.

Возможно использование супермаховиков и на объектах, где нужна независимость от электрических сетей и резервное питание. Эти системы имеют очень высокую скорость отклика. Она составляет буквально доли секунд и позволяет обеспечить действительно бесперебойное питание.

Такая идея «не зашла». Может получится с поездами?

Еще одним местом, где возможно применение Супермаховик, является железнодорожный транспорт. На торможение составов тратится очень много энергии и, если не тратить ее впустую, нагревая тормозные механизмы, а раскрутить маховик, накопленную энергию потом можно потратить на набор скорости. Вы скажете, что система на подвесе будет очень хрупкой для транспорта и будете правы, но в таком случае можно говорить и о подшипниках, так как запасать энергию надолго просто нет необходимости и потери от подшипников будут не такими большими на таком промежутке времени. Зато такой способ позволяет экономить 30 процентов энергии потребляемой поездом для движения.

Как видим, системы на супермаховиках имеют очень много плюсов и совсем немного минусов. Из этого можно сделать вывод, что они будут набирать популярность, становиться более дешевыми и массовыми. Это тот самый случай, когда свойства вещества и законы физики, знакомые людям с древних времен, позволяют придумать что-то новое. В итоге вы получили удивительным симбиозом механики и электрики, потенциал которого до конца еще не раскрыт.

Динамическая балансировка маховика своими руками | OPPOZIT.RU | мотоциклы Урал, Днепр, BMW

Опыт динамического балансирования маховика в гаражных условиях. По просьбам трудящихся…

Маховик у меня — блин из двух разных, автошного и уралячего. В автошном сидит упорный подшипник сцепления.

Год назад, после изготовления этого маховика я его балансировал статически: в подшипник ось и делать так, что бы раскрученный маховик останавливался в любом положении.

На деле остались небольшие вибрации, думаю, из-за того, что в подшипнике есть трение и его небольшой дисбаланс маховика не повернет.

На днях в гараже попробовал по другому:
Берем длинную ось, по диаметру равную внутреннему диаметру подшипника (небольшое отступление: для обычного нашего маховика с посадочным конусом, что бы был подобный подшипник, можно сделать следующим образом: срезаем болгаркой со старого колена конус, отпускаем его и несем токарю, что бы он проточил в нем отверстие под небольшой подшипник, после чего сажаем в маховик), надеваем так, что бы маховик сидел на краю оси, оставить нужно сантиметров 5. Со стороны короткого отрезка кладем ось на упор )неважно какой, главное ничем не закреплять ее), со стороны длинного отрезка кладем ось на палец. Раскручиваем маховик чем либо . Палец(тот, который на руках), в результате, очень четко чувствует малейшие вибрации, которые передаются через ось. Останавливаем и вкручиваем в палец (это уже тот, что в маховик запрессован) заранее заготовленный кусочек прутка с резьбой 8х0,5. Таких кусочков нужно заготовить разной длинны, они выполняют роль грузиков. Далее, таким образом, попеременно вкручиваем грузики в пальцы и смотрим на увеличение и уменьшение биений. В случае, когда биения минимальны — с противоположной стороны сверлим отверстие, выкручиваем грузик и проверяем. Доводим до идеала.

Потратил 10 минут. Грузики были — 3 штуки, 5 мм длинной, 10 мм и короткий болтик со шляпкой.

Результат — вибрации практически отсутствуют.

Преимущество метода — фактически балансировка динамическая.

Как генерировать бесплатную электроэнергию с помощью маховика

В этой статье мы исследуем концепцию маховика и узнаем, как его можно использовать для зарядки аккумуляторов, а также улучшить работу на уровне сверхъестественности.

Что такое маховик

Согласно Википедии, маховик — это прядильная механизированная машина, используемая для накопления и высвобождения крутящего момента.

Маховики обладают инерцией, называемой «моментом инерции», которая поэтому сопротивляется изменениям скорости вращения, подобно тому как масса (инерция) автомобильной системы предотвращает ее ускорение.

Уровень мощности, удерживаемой в маховике, пропорционален квадрату его вращательного движения.

Энергия передается на маховик за счет использования крутящего момента в нем, в результате чего увеличивается его скорость вращения и, как следствие, его накопленная мощность. С другой стороны, маховик производит собранную энергию за счет использования крутящего момента для физической нагрузки, что, в свою очередь, снижает скорость вращения маховика.

Типичные области применения маховика включают:

Обеспечение бесперебойной подачи энергии там, где источник энергии является прерывистым.В качестве иллюстрации в поршневых двигателях используются маховики, поскольку источник энергии и крутящий момент от этих двигателей нерегулярны.

Распределение энергии со скоростью, превышающей возможности постоянного источника энергии.

Это часто достигается путем постепенного накопления энергии в маховике, а затем просто быстрой разрядки энергии со скоростью, превышающей возможности источника энергии.

Управление центровкой механизированного оборудования. В этом типе использования угловая скорость маховика специально передается в качестве крутящего момента на соединительную механизированную систему, в то время как энергия перемещается к маховику или от него, в результате чего соединительное оборудование перемещается в определенное ожидаемое положение.

Маховики в идеале изготовлены из стали и перемещаются через специальные высококачественные подшипники; они обычно ограничиваются числом оборотов в несколько тысяч об / мин.

Ряд современных маховиков изготовлены из компонентов из углеродного волокна и оснащены магнитными подшипниками, что позволяет им вращаться со скоростью до 60 000 об / мин.

В приведенном выше обсуждении четко указано, что маховики обладают потенциалом для генерирования выходной мощности, которая может быть намного выше, чем входная, после того, как они были повернуты до некоторой заданной высокой скорости.

Из приведенного выше обсуждения мы можем сделать вывод, что использование маховика сверхмощного генератора электроэнергии может быть достигнуто без особых сложностей и скептицизма.

Рассмотрение маховика как эффективного генератора бесплатного электричества

В одном из своих предыдущих постов я обсуждал аналогичную концепцию с использованием маятника и пытался передать метод его использования для достижения пределов избыточности.

В этой статье мы увидим, как можно использовать маховик для выполнения результата сверхъединичности и получить на 300% больше выходных данных, чем примененных входных данных.

На схеме ниже мы видим простой маховик с установленным двигателем:

Это можно рассматривать как ручной электрогенератор, использующий маховик, при этом маховик нужно время от времени толкать для поддержания постоянного вращения на присоединенном двигателе.

Провода двигателя могут быть соответствующим образом оконцованы батареей для получения предлагаемого бесплатного электричества от установки.

Преимущество этой установки заключается в том, что после того, как маховик вращается с заданным максимальным крутящим моментом, вращение может поддерживаться путем толкания маховика со значительно меньшим количеством энергии.

Несмотря на свою эффективность, описанная выше установка может выглядеть не слишком впечатляющей из-за необходимости постоянно находиться рядом с системой.

Использование маховика для выработки бесплатного электричества

В предыдущих разделах мы обсуждали, как можно использовать маховик для выработки избыточного электричества из накопленной потенциальной энергии, когда ему дают быстрое вращение с использованием внешней силы кручения. В следующих обсуждениях мы узнаем, как систему можно превратить в вечный двигатель без необходимости какого-либо внешнего вмешательства.

В нашем последнем обсуждении мы поняли естественную приписываемую сверхъединичность маховика и узнали, как его можно использовать как эффективную машину для выработки бесплатного электричества с помощью часто прикладываемой к нему внешней минимальной поддерживающей силы.

Однако, чтобы превратить маховик в бесплатный генератор электричества, почти вечный и автоматический без необходимости какого-либо ручного вмешательства, может быть использована следующая показанная умная идея.

Схема маховика

Если объяснение, приведенное в Википедии, считается правильным, то приведенная выше конструкция должна работать в соответствии с предлагаемой здесь концепцией избыточного единства.

На схеме выше мы видим правильно рассчитанные маховик, двигатель и схему аккумуляторной батареи.

Как это работает (Overunity)

На рисунке показан вид сверху на маховик, при этом присоединенный двигатель находится прямо под маховиком, показанный в виде пикселей.

Провода двигателя подключены к аккумулятору, который необходимо зарядить, через блокирующий выпрямительный диод (1N5408).Этот диод гарантирует, что напряжение от батареи остается заблокированным, в то время как энергия от двигателя может достигать батареи.

Также можно наблюдать транзисторную сеть PNP, база которой сконфигурирована с герконом.

Герконовый переключатель должен активироваться с помощью встроенного магнита, запечатанного на краю маховика.

Первоначально переключатель, соединенный последовательно с отрицательным проводом, остается выключенным, а маховик получает крутящий момент (крутящий момент) вручную или с помощью любых внешних средств.

A Как только это будет выполнено, переключатель сразу же переключается в положение ВКЛ.

Здесь предполагается, что размер маховика достаточно велик, так что действие «включить» (аккумулятор подключен) оказывает лишь незначительное сопротивление крутящему моменту маховика.

После выполнения вышеуказанного действия двигатель мгновенно начинает вырабатывать и подавать электричество в аккумулятор.

Также во время цикла вращения магнит, прикрепленный кромкой маховика, начинает периодически переключать соответствующий геркон.

Геркон, в свою очередь, переключает транзистор PNP с той же скоростью, создавая кратковременное короткое замыкание на диоде 1N5408, так что в эти моменты энергия батареи возвращается к двигателю для приложения к нему необходимого поддерживающего крутящего момента.

Конденсатор емкостью 2200 мкФ способствует этому и снижает нагрузку на батарею при каждом включении транзистора.

Теперь, поскольку геркон переключается только на долю времени каждого полного вращения маховика, за исключением этих периодов, оставшаяся часть периода вращения используется для выработки дополнительной дополнительной электроэнергии для батареи.

Это означает, что пока маховик вращается, только небольшая часть энергии батареи используется для поддержания ее оптимального крутящего момента, в то время как значительно большая часть ее энергии передается двигателю для генерации эквивалентного количества зарядного тока для батареи.

Вышеупомянутый сценарий обеспечивает идеальную самоподдерживающуюся систему маховика, которая становится способной генерировать бесплатное электричество в избытке, используемом в качестве источника питания.

Показанный конденсатор емкостью 2200 мкФ может быть увеличен до некоторого более высокого значения, и, если возможно, можно попробовать суперконденсаторы для дальнейшего повышения эффективности системы.

Отзыв от г-на Марка Байамонте

Можно ли использовать трехфазный двигатель стиральной машины и как он будет подключен? Я дурачился с ветряной мельницей и заставил ее работать, но ветра не хватило. У вас отличные планы, и я хотел бы попробовать. Вот мой мотор.

Решение вопроса

Трехфазный двигатель может быть трудным и запутанным при подключении к показанной схеме маховика, потому что двигателю потребуется преобразование трехфазного постоянного тока в однофазное и прием постоянного тока в трехфазный от транзистора…

Доработанная конструкция маховика Марка

Я построил маховик, и он работает! У меня был только 2200 мкФ 16 вольт. Я использовал мотор от беговой дорожки.

Какой конденсатор наибольшего размера я мог бы использовать? Большое Вам спасибо. Это первое, что я сделал вот так. Мне это очень понравилось.

Извините, я не начал дурачиться с подобными вещами в более раннем возрасте. Еще раз спасибо за ваш дизайн и ваше время.

Марк Байамонте Эшли,

Па, США

primoswilkesbarre @ gmail.com

My Response

Отлично, Марк, спасибо за обновление информации.

Емкость конденсатора не критична, однако большие значения могут помочь повысить эффективность системы, поэтому вы можете попробовать добавить еще пару 2200 мкФ параллельно.

С уважением
Swag

Несколько советов по оптимизации от г-на Тамала Индика

Я заметил большую разницу, установив конденсатор емкостью 4700 мкФ на клеммы двигателя, и скорость маховика значительно увеличилась.В то же время я проверил выход мотора, он составляет около 6,5 В. Я собираюсь вращать другой двигатель с помощью этого выходного тока и, используя этот отдельный двигатель, я могу создать хороший генератор, перемещая магниты на фиксированной катушке.

Я надеюсь использовать супермагниты, такие как N38 (диаметр 2 см, ширина 1 см), и катушки калибра 20. Я могу сделать для этого сборку и прикрепить другое маховое колесо к валу, прикрепленному к этому отдельному двигателю, чтобы скорость увеличилась. . Тогда он будет генерировать ток более 12 В и около 2 А.Также я могу изменить количество ампер, подключив больше катушек. Затем я могу подать ток на батарею Dialog Router 7,4 В 1A, и она будет хорошо заряжаться.

Я думаю, что это хорошая модификация вашей схемы, и вместо того, чтобы передавать выходной ток батареи через выпрямитель, я собираюсь вращать другой отдельный двигатель этим током и, таким образом, запускать генератор и обеспечивать выход генератора. к батарее. Обратите внимание, что в настоящее время я использую Dialog Router 7,4 В, 2 А с кассетным двигателем 6 В для вашей конструкции, и скорость маховика значительно увеличилась за счет подключения конденсатора 4700 мкФ к клеммам кассетного двигателя 6 В.

Это принесло некоторые успешные результаты. Я только что проверил зарядное устройство этого аккумулятора, это зарядное устройство 12В 1А. Надеюсь, мне удастся создать генератор, который будет обеспечивать 12В 1А.

О Swag

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Как построить гравитационный двигатель Часа Кэмпбелла

Об изобретении гравитационного поля Часа Кэмпбелла много говорят, но для начала я начну с нескольких понятий:

Час изобрел механическое устройство, которое преобразует гравитационную энергию Земли в кинетическую энергию. В основном это колесо с шариками. Известно, что если вы возьмете стальной стержень и хотите поднять что-то с его помощью, используя точку заземления, вы сможете поднять его легче, если возьмете его как можно дальше от базовой точки.

Вот отрывок из документа, который я нашел на panaceauniversity.org, который лучше всего описывает, как работает эта система (я думал о том, чтобы переписать его, но я не смог сделать это лучше и точнее). Так что огромное спасибо этим ребятам.

«Большинство людей рассматривают это как электрическую систему, но, применяя свою теорию« вывода »гравитации, г-н Цынг рассматривает это как гравитационную систему свободной энергии, и он строит такую ​​же, как она, в Китае в настоящее время, как и он сам. так впечатлен этим.

На рисунке выше не показано, что на промежуточных валах, которые кажутся просто точками поворота для стандартной передачи, установлены другие большие диски. Кажется, что они не имеют практического эффекта и являются просто декоративными, но это не всегда так.

Позвольте мне объяснить общую систему. Сетевой двигатель мощностью 750 Вт (1 л.с.) используется для привода ряда ремней и шкивов, которые образуют зубчатую передачу, обеспечивающую более чем вдвое большую скорость вращения вала электрического генератора.Интересным в этой системе является то, что от выходного генератора может потребляться больше электроэнергии, чем от входного привода к двигателю. Как это может быть? Что ж, теория гравитации г-на Цеунга объясняет, что если импульс энергии приложен к маховику, то в момент этого импульса избыточная энергия, равная 2 мг, подается в маховик, где «m» — это масса (вес)
маховика. маховик, «g» — гравитационная постоянная, а «r» — радиус центра масс маховика, то есть расстояние от оси до точки, в которой, кажется, действует вес колеса.Если весь вес маховика приходится на обод колеса, буквой «r» будет радиус самого колеса.

Это означает, что если маховик (красный на следующих фотографиях) плавно приводится в движение с постоянной скоростью, то выигрыша в энергии нет. Однако, если двигатель не является плавным, избыточная энергия извлекается из гравитационного поля. Эта энергия увеличивается с увеличением диаметра маховика. Он также увеличивается с увеличением веса маховика. Он также увеличивается, если вес маховика сосредоточен как можно дальше по направлению к ободу маховика.Он также увеличивается, чем быстрее в систему подаются импульсы. Теперь взгляните на конструкцию, которую использовал Час:


Вы заметили, что у него не только тяжелый маховик приличных размеров, но и три или четыре других диска большого диаметра, которые также вращаются с промежуточными скоростями вращения. Хотя эти диски, возможно, и не были размещены там как маховики, тем не менее, они действуют как маховики, и каждый из них будет вносить вклад в получение свободной энергии системы в целом.

Если бы приводным двигателем был двигатель постоянного тока, который сознательно запускается в импульсном режиме от специального источника питания, то эффект, вероятно, будет еще больше. Неясно, является ли нерегулярный привод, который заставляет эту систему работать так хорошо, из-за того, как работает сетевой двигатель, или из-за небольшого проскальзывания приводных ремней. Суть в том, что система Часа производит избыточную энергию, и хотя это ни в коем случае не очевидно для всех, эта избыточная энергия
извлекается из силы тяжести.

Хорошо, каковы же требования к эффективной системе? Во-первых, необходим подходящий маховик с практически большим диаметром, например 4 фута или 1 м.2 метра. Подавляющее большинство веса должно быть близко к ободу. Конструкция должна быть прочной и безопасной, поскольку в идеале скорость вращения должна быть высокой, и, конечно же, колесо должно быть точно под прямым углом к ​​оси, на которой оно вращается, и точно отцентрировано по оси:

Далее, вам нужен моторный привод, который обеспечивает быстрый импульсный привод на вал. Это может быть один из множества разных типов. Например, оригинальная конструкция двигателя Бена Тила, в которой очень простые механические контакты приводят в действие простые соленоиды, которые приводят в действие обычный коленчатый вал с обычными шатунами:

Двигатель этого типа прост в изготовлении, но при этом очень мощный. Он также отвечает требованиям к быстро повторяющимся импульсам на оси маховика. Мощность двигателя может быть увеличена до любого необходимого уровня путем наложения дополнительных слоев соленоидов по длине коленчатого вала:

Альтернативная подходящая система привода может быть произведена с использованием того же типа постоянного магнита и электромагнитного привода, что и в двигателе Адамса, где Электромагниты, расположенные рядом с краем диска ротора, генерируют импульс для подачи импульса на приводной вал, в случае, показанном ниже, каждые 30 градусов вращения вала.

Здесь датчик генерирует сигнал каждый раз, когда один из постоянных магнитов, встроенных в ротор, проходит мимо него. Схема блока управления позволяет регулировать время между поступлением сигнала датчика и генерацией мощного управляющего импульса на электромагниты, толкая ротор вперед во время его вращения. Блок управления
также может обеспечивать контроль над длительностью импульса, так что работа может полностью контролироваться и настраиваться для оптимальной работы.

Любой обычный двигатель постоянного тока, приводимый в движение «регулятором скорости» двигателя постоянного тока, также будет работать в этой ситуации, поскольку он будет генерировать поток импульсов, которые передаются на маховик. Вал маховика, конечно, будет соединен с автомобильным генератором переменного тока для генерации низкого выходного напряжения или, альтернативно, с генератором сетевого напряжения. Следует подчеркнуть, что наличие нескольких маховиков как части ведущей передачи, как это делает Час Кэмпбелл, является особенно эффективным способом вывода избыточной гравитационной энергии.Часть электрической мощности может использоваться для обеспечения стабилизированного источника питания для привода маховика ».

(Посещали 16592 раза, сегодня 2 раза)

Двигатель

— Что делает маховик и с чем он связан? Двигатель

— Что делает маховик и с чем он связан? — Обмен стеков по обслуживанию и ремонту автомобилей
Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 176 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange
  2. 0
  3. +0
  6. Авторизоваться Зарегистрироваться

Motor Vehicle Maintenance & Repair Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для механиков и энтузиастов-любителей автомобилей, грузовиков и мотоциклов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил

Просмотрено 111k раз

Я примерно понимаю, как работает двигатель, и что есть коленчатый вал, который может вращать маховик за счет внутреннего сгорания.

Я только что понял, что понятия не имею, как кинетическая энергия (энергия движения) коленчатого вала может заставлять колеса вращаться, а также изменять скорость колес в зависимости от действий водителей. Я знаю, что где-то есть сцепление, коробка передач и «дифференциал», который позволяет колесам вращаться с разной скоростью (например, при повороте).

  • Все это слетает с маховика?

  • Что именно выполняет маховик и с чем он связан, кроме коленчатого вала?

  • Как это связано с другими вещами?

Создан 11 янв.

Макс ГудриджМакс Гудридж

7,8471717 золотых знаков4545 серебряных знаков102102 бронзовых знака

0

Маховик служит для четырех основных целей (в большинстве автомобилей):

  • Обеспечивает массу для инерции вращения, чтобы двигатель оставался в движении
  • Специально утяжелена для обеспечения балансировки коленчатого вала
  • Обеспечивает запуск двигателя (стартерное кольцо)
  • Он обеспечивает соединение для передачи мощности между двигателем и трансмиссией (вместе со сцеплением оно также обеспечивает средство для прерывания потока мощности)

Еще один такой элемент, как маховик, — это гибкая пластина.Это тонкая пластина, которая соединяет двигатель с преобразователем крутящего момента в автоматических трансмиссиях. Хотя он обеспечивает запуск, соединение и балансировку маховика, он сам по себе не обладает достаточной массой, чтобы обеспечить инерцию вращения. В этом случае гидротрансформатор обеспечивает это двигателю.