Представляю искателям СЕ и просто интересующимся  схему и принцип действия Роторного Импульсного Зарядного Устройства (РИЗУ) непрерывного действия (фактически некий умножитель энергии или прототип автономного источника энергии без использования иных видов энергии, кроме электрической и инерции).

Все мы искатели сталкивались с ситемой зарядки Джона Бедини,  также знакомы с устройствами преобразователями напряжений на более высокий показатель с использованием дросселя и сбора импульсов самоиндукции. Данное действие используется давно, например с совдепоского времени - электронный будильник (см. на рисунке ниже)

Определенные данные устройства юзают импульсную колебательную систему с использованием ротора, на которых расположены в полюсах постоянные магниты.  

Вопрос все ли варианты мы использовали, один из таких вариантов я Вам представляю на рассмотрение. Я не навязываю и не даю монтажных схем, в данноой публикации мы рассмотрим возможность и принцип действия предлагаемого устройства. Все дальнейшие разработки ваши и устройство будет ваше, я же предлагаю идею и дам некоторые рекомендации.

Какие поставлены цели для создания зарядного устройства непрерывного действия:

·         Возможность генерировать больше энергии, чем использовать для генерации;

·         Не использовать другие виды энергии кроме электричества системы и инерции ротора;

·         Иметь возможность заряжать используемый АКБ под нагрузкой.

ПРИНЦИП УСТРОЙСТВА

В устройстве применен все тот же принцип возбуждения магнитного поля и съем импульса самоиндукции. Отличие что при съеме ОЭДС добавлено, насыщение сердечника постоянными магнитами. Так же генерируемый импульс сбрасывается в систему с АКБ без обратной связи. Схема принципа представлена ниже.

Катушка мотается как обычно, только имеет средний вывод. Возбуждение осуществляется через одновременное включение двух ключей К1 и К2 (К3- выключен). Возбуждается только половина обмотки, которая находится ближе к сердечнику. После выключения ключей К1-2, в катушке наводится импульс самоиндукции и в генерации его уже используется и вторая половина катушки. Наведенный импульс (усиленный полем ПМ, рассмотрим ниже) сливаем по цепи на группу последовательно соединенных полярных конденсаторов. Когда зарядка конденсаторов завершена, включаем третий ключ К3 (К1 и К2 - выключены), который замыкает цепь разряда, только конденсаторы разряжаются параллельно. Таким образом разряжаемые конденсаторы представляют уже батарею параллельно соединенных конденсаторов как как самостоятельный источник энергии, который отдает свою энергию в систему. Диод VD3  можно и не ставить. После выключения  третьего ключа К3, включаются К1 и К2 и процесс повторяется.

или вариант с раздельными обмотками в катушке

Остается вопрос, откуда прибавка, ведь все мы знаем что импульс самоиндукции не обладает мощностными показателями. Мы его обеспечиваем насыщение импульса формированием магнитного поля от постоянных магнитов. Данный процесс рассмотрим ниже.

Имульсная М-Г секция.

Сердечник рекомендую сделать составной, минимум из двух частей с небольшим зазором между половинками, например через бумажку. Саму обмотку мотать одновременно, из нескольких проводов разного сечения (но не менее трех, если есть биметаллические никель-медь вообще удача). Например намотали метров 17 вязки, делаем отвод, мотаем еще метров 10 и конечный отвод. При намотке учитывайте, где у вас будет северный полюс при возбуждении катушки.

Возбуждение катушки нужно делать на отрезке между северным и южным полюсом нахождения сердечника, по ходу приближения южного полюса. При приближении к сердечнику Южного полюса ротора не менее 1/6 расстояния возбуждение должно быть отключено чтобы наведение ОЭДС и ЭДС от магнитных полей     совпало.

Включение же третьего ключа должно произойти после в отрезке прохождения сердечника между южным и северным полюсами, во втором отрезке приближения северного полюса.

Управление ключей К1, К2 лучше организовать через систему датчика Холла, а третий К3 через коллекторно-щеточный узел.

С противоположного торца катушки устанавливается постоянный магнит с обеспечением магнитной проницаемости в сердечник не менее 2/3 длины. Так же с небольшим зазором.

Конденсаторная сборка делается из расчета генерируемого импульса - например:

Генерируемый импульс составит 180 в (с учетом измерения зарядки большого конденсатора через сопротивление 10 Ом 5Вт), зарядное напряжение АКБ 14,5 -15 в

Рассчитываем  180/15 = 12 шт конденсаторов выбираем номинал конденсатора 2200 мкФ/25 В

Суммарная емкость зарядки составит 180в/5400 пФ, а на разряд 15в/26400 мкФ (даже если и половина на разряд все равно емкость приличная 13200 мкФ). Более подробно читать здесь

Для полной зарядки конденсаторной цепочки нужно соответствующее сечение обмотки катушки и соответствующий магнитный поток в сердечнике.

Естественно при такой компоновке вращения не получим систему нужно устаивать из нескольких катушек систем назовем ее  импульсная М-Г секция (ИМГС). Чтобы получить вращение ротора, необходимы четыре аналогичные самостоятельные системы и ротор с тремя парами полюсов (3 –Южных и 3 –Северных полюса).

И абсолютно неважно как вы расположите катушки по отношению к ротору горизонтально или вертикально. Главное чтобы всегда одна катушка была толкающей ротор и меньше мертвых зон.

Так что когда будете рассчитывать ротор  магниты и сердечники начертите план в натуральную величину, вырежете ротор из бумаги и повращайте его  мимо сердечников, посмотрите как будут срабатывать катушки. На рисунке выше пример если ротор вращается по часовой то очередность срабатывания катушек на возбуждение против часовой. Остается только назначить оптимальный отрезок зон срабатывания.

Возможно выполнить и на щеточно коллекторных узлах как возбуждения так и сброса заряда.

*****************

Дополнения! Практически оказалось что конденсаторный преобразователь на каждую катушку  не эффективен, так как одноимпулсно зарядится не может полностью. Так же не семитричный толчок разваливает осевую механическую часть.  Основной магнитный поток эффективнее иметь на роторе, а в статичном варианте меньший (его задача не менять спины намагнитченности в половине сердечника). Таким образом полная катушка должна быть генераторной (я имею ввиду сечение провода и длина провода) и генерировать от 1,8U до 2U напряжения источника. Генерируемые импульсы должны собираться в конденсаторную батарею, а с нее через регулятор напряжения в АКБ, с  АКБ в процессе зарядки так же можно отбирать мощность. 

Фишка данной конструкции, что для возбуждения используем только часть обмотки, для генерирования всю и направление имульса самоиндукции от возбуждения совпадает по направлению с генерируемым импульсом. 

Сборка в систему

Каждая ИМГС работает самостоятельно в зависимости от прохождения мимо его сердечника магнитов соответствующей полярности ротора. Нужно предусмотреть ворядок включения и выключения системы при достижении полной зарядки АКБ и включения при отборе энергии потребителем с АКБ. И еще многие разные приемы.

Рекомендации:

Если делать самостоятельно то ротор можно изготовить на длинной резьбовой шпильке достаточного диаметра в середине из листов фанеры изготовить основание ротора для магнитов по проям основания изготовить соответствующие коллекторы с ламелями предусмотреть, чтобы коллекторы и сборка фанерного основания не имели возможности смещения при вращении. Вся конструкция будет выглядеть как на рисунке ниже.

Каркасы катушек так же выполняем из подходящего материала(вид на рисунке выше). Сердечник можно сделать из трансформаторного железа или из порошка для лазерных принтеров смешаного с эбоксидным клеем.

Прежде чем делать рассчитайте размеры и диаметр ротора катушек и т.д. 

Величину обмотки лучше расчитать после того как будет готова вся конструкция мех части с щеточно коллекторными узлами. Намотайте одну катушку  к оси подключите мотор который будет задавать вращение и  замеряйте напряжение заряда на конденсаторе например 10 мкф 600В, попробуйте различные намоточные данные. Добейтесь желаемого результата.

После приступайте к расчету и сболке конденсаторного делителя преобразователя (см.выше)

как результаты вас устроят приступайте к намотке сборке остальных катушек и конденсаторных сборок.

Генерирование энергии в данной установке импульсное однонаправленное. Магнитный поток должен быть достаточный все наперсточники,  не эффективны. Используется прямая формула 

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в СИ):

где

 — электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура,

  — магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром.

Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, названное так по имени русского физика Э. Х. Ленца:

Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.

Для катушки, находящейся в переменном магнитном поле, закон Фарадея можно записать следующим образом:

где

 — электродвижущая сила,

 — число витков,

 — магнитный поток через один виток,

 — потокосцепление катушки.

Только у нас не разворот поля а его обнуление 

Еще материал как бы объяснение вариантов.

Вопрос - как вернуть рекуперированную энергию обратно в питание с минимумом потерь?
 

Ответ:

Для начала надо уяснить что, конденсатор это накопитель энергии (при его заряде), и при разряде источник. Для того чтобы из конденсатора в источник (например АКБ) заряд переместился то должно-быть создано условие: В приемном конденсаторе, напряжение заряда, должно быть накоплено выше уровня источника при достаточной емкости, чтобы при "переретикании" обеспечить плавное падение напряжения. Действие "перетикания" будет происходить до того момента пока уровни напряжения в обоих участниках (конденсаторе и АКБ) не уравновесятся. Таким образом сброс в источник произойдет только той энергии которая превышает на момент начала сброса уровень равновесия.
Если же использовать приемный кондер как стартовый источник для следующего импульса возбуждения, то энергия превышения (в кондере) уровней заряда обоих источников будет использован нагрузкой (в нашем случае катушкой) в первую очередь так же до момента равновесия и в дальнейшем доберет из АКБ недостающую энергию для возбуждения.

я про симулировал работу однополюсного мотора с рекуперацией энергии. (1)Условие - два ключа т.е. катушка при сливе энергии обратного имульса должна быть отключена от Источника АКБ, ти работать независимым источником для заряда Конденсатора. (2)Условие -Перед пуском подобной схемы, Конденсатор должен быть заряжен до уровня источника. Диодную развязку устроить таким образом, чтобы уровни заряда конденсатора и источника не влияли друг на друга, а служили одновременно источником для катушек при их возбуждении
Ну а если под магнитить, соответствующим магнитным потоком отрезок слива энергии .....  мы получаем состояние катушки формирования импульса ЭДС совмещенное на каком то этапе  с генерацией ЭДС есть насыщенный сердечник с изменяемыми параметрами насыщения, есть потребитель КОНДЕНСАТОР, который так же работает как накопитель. Таким образом если прорва пожирания энергии конденсатором будет обеспечена соответствующим  изменяемым (в движении) по насыщенности магнитным потоком (а не только его уменьшение) мы получим хороший заряд конденсатора. 

ИМЕННО НА ДАННОМ ЭФФЕКТЕ И ПОСТРОЕНА ТОПОЛОГИЯ РАБОТЫ РИЗУ

Рамочные обмотки:     вариант с рамочной катушкой

а механим реализации на рисунке ниже.

                                                       Серж Ракарский 01/2015

Варианты выполнения в реальности.