Неодимовые магниты мотор колесо

Со времен обнаружения магнетизма идея создать вечный двигатель на магнитах не покидает самые светлые умы человечества. До сих пор так и не удалось создать механизм с коэффициентом полезного действия больше единицы, для стабильной работы которого не требовалось бы внешнего источника энергии. На самом деле концепция вечного двигателя в современном виде вовсе и не требует нарушения основных постулатов физики. Главная задача изобретателей состоит в том, чтобы максимально приблизится к стопроцентному КПД и обеспечить продолжительную работу устройства при минимальных затратах.

Реальные перспективы создания вечного двигателя на магнитах

Противники теории создания вечного двигателя говорят о невозможности нарушения закона о сохранении энергии. Действительно, нет совершенно никаких предпосылок к тому, чтобы получить энергию из ничего. С другой стороны, магнитное поле – это вовсе не пустота, а особый вид материи, плотность которого может достигать 280 кДж/м³. Именно это значение и является потенциальной энергией, которую теоретически может использовать вечный двигатель на постоянных магнитах. Несмотря на отсутствие готовых образцов в общем доступе, о возможности существования подобных устройств говорят многочисленные патенты, а также факт наличия перспективных разработок, которые остаются засекреченными еще с советских времен.

К созданию подобных электрогенераторов приложили силы знаменитые физики-ученые: Никола Тесла, Минато, Василий Шкондин, Говард Джонсон и Николай Лазарев. Следует сразу оговориться, что создаваемые с помощью магнитов двигатели называются «вечными» условно — магнит теряет свои свойства через пару сотен лет, а вместе с ним прекратит работу и генератор.

Самые известные аналоги вечного двигателя магнитах

Антигравитационный магнитный двигатель Лоренца

Двигатель Лоренца можно сделать самостоятельно с использованием простых материалов

Если вы хотите собрать вечный двигатель на магнитах своими руками, то обратите внимание на разработки Лоренца. Антигравитационный магнитный двигатель его авторства считается наиболее простым в реализации. В основе этого устройства лежит использование двух дисков с разными зарядами. Их наполовину помещают в полусферический магнитный экран из сверхпроводника, который полностью выталкивает из себя магнитные поля. Такое устройство необходимо для изоляции половин дисков от внешнего магнитного поля. Запуск этого двигателя выполняется путем принудительного вращения дисков навстречу друг другу. По сути, диски в получившейся система являются парой полувитков с током, на открытые части которых будут воздействовать силы Лоренца.

Асинхронный магнитный двигатель Николы Тесла

Асинхронный «вечный» двигатель на постоянных магнитах, созданный Никола Тесла, вырабатывает электричество за счет постоянно вращающегося магнитного поля. Конструкция довольно сложная и трудно воспроизводимая в домашних условиях.

«Тестатика» Пауля Баумана

Одна из самых известных разработок – это «тестатика» Баумана. Устройство напоминает своей конструкцией простейшую электростатическую машину с лейденскими банками. «Тестатик» состоит из пары акриловых дисков (для первых экспериментов использовались обычные музыкальные пластинки), на которые наклеены 36 узких и тонких полосок алюминия.

Вакуумный триодный усилитель Свита Флойда

Сложность воспроизведения устройства Свита Флойда заключается не в его конструкции, а в технологии изготовления магнитов. В основе этого двигателя используются два ферритовых магнита с габаритами 10х15х2,5 см, а также катушки без сердечников, из которых одна является рабочей с несколькими сотнями витков, а еще две – возбуждающие. Для запуска триодного усилителя необходима простая карманная батарейка 9В. После включения устройство может работать очень долго, самостоятельно питая себя по аналогии с автогенератором. По утверждениям Свита Флойда, от работающей установки удалось получить выходное напряжение в 120 вольт с частотой 60 Гц, мощность которого достигала 1 кВт.

Роторный кольцар Лазарева

Мотор-колесо Шкондина

Если вы ищете интересные варианты, как сделать вечный двигатель из магнитов, то обязательно обратите внимание на разработку Шкондина. Конструкцию его линейного двигателя можно охарактеризовать как «колесо в колесе». Это простое, но в то же время производительное устройство успешно используется для велосипедов, скутеров и другого транспорта. Импульсно-инерционное мотор-колесо представляет собой объединение магнитных дорожек, параметры которых динамично изменяются путем переключения обмоток электромагнитов.

Ключевыми элементами устройства Шкондина являются внешний ротор и статор особой конструкции: расположение 11 пар неодимовых магнитов в вечном двигателе выполнено по кругу, что образует в общей сложности 22 полюса. На роторе установлены 6 электромагнитов в форме подков, которые установлены попарно и смещены друг к другу на 120°. Между полюсами электромагнитов на роторе и между магнитами на статоре одинаковое расстояние. Изменение положения полюсов магнитов относительно друг друга приводит к созданию градиента напряженности магнитного поля, образуя крутящий момент.

Неодимовый магнит в вечном двигателе на основе конструкции проекта Шкондина имеет ключевое значение. Когда электромагнит проходит через оси неодимовых магнитов, то образуется магнитный полюс, который является одноименным по отношению к преодоленному полюсу и противоположным по отношению к полюсу следующего магнита. Получается, что электромагнит всегда отталкивается от предыдущего магнита и притягивается к следующему. Такие воздействия и обеспечивают вращение обода. Обесточивание элетромагнита при достижении оси магнита на статоре обеспечивается размещением в этой точке токосъемника.

Коэффициент полезного действия двигателя Шкондина составляет 83%. Конечно, это пока еще не полностью энергонезависимый вечный двигатель на неодимовых магнитах, но очень серьезный и убедительный шаг в правильном направлении. Благодаря особенностям конструкции устройства на холостом ходу удается вернуть часть энергии батареям (функция рекуперации).

Вечный двигатель Перендева

Альтернативный движок высокого качества, производящий энергию исключительно за счет магнитов. База — статичный и динамичный круги, на которых в задуманном порядке располагается несколько магнитов. Между ними возникает самооталкивающая сила, из-за которой и возникает вращение подвижного круга. Такой вечный двигатель считают очень выгодным в эксплуатации.

Как сделать вечный двигатель с помощью магнитов своими руками

• 3 вала
• Диск из люцита диаметром 4 дюйма
• 2 люцитовых диска диаметром 2 дюйма
• 12 магнитов
• Алюминиевый брусок

Валы прочно соединяются между собой. Причем один лежит горизонтально, а два другие расположены по краям. К центральному валу крепится большой диск. Остальные присоединяются к боковым. На дисках располагаются неодимовые магниты — 8 в середине и по 4 по бокам. Алюминиевый брусок служит основанием для конструкции. Он же обеспечивает и ускорение устройства.

Недостатки ЭМД

Планируя активно использовать подобные генераторы, следует соблюдать осторожность. Дело в том, что постоянная близость магнитного поля приводит к ухудшению самочувствия. К тому же для нормального функционирования устройства необходимо обеспечить ему специальные условия работы. Например, защитить от воздействия внешних факторов. Итоговая стоимость готовых конструкций получается высокой, а вырабатываемая энергия слишком мала. Поэтому и выгода от использования подобных конструкций сомнительна.

Неодимовые магниты, их применение в электротранспорте

Опубликовано в Тех. характеристики Просмотров: 8341

Неодимовый магнит — наиболее широко используемый тип редкоземельного магнита; это сплав редкоземельного металла неодима (Nd), железа (Fe) и бора (B), покрываемый никелево-медным слоем.
Материал неодим-железо-бор (NdFeB) является грандиозным открытием. Магнитный материал Nd₂ Fe₁₄ B был разработан японской компанией «General Motors» в 1982 году. В 1986 году благодаря влиянию данной компании было открыто предприятие «Magnequench», которое стало заниматься производством магнитов и продажей порошкового материала для выпуска магнитов состава неодим-железо-бор. Идею создания неодимовых магнитов быстро подхватили ряд компаний США,

Китая, Японии. Производимые магниты составили конкуренцию дорогим магнитам SmCo и Fe-Pt.

Редкоземельные неодимовые магниты, как правило, в два-три раза сильнее ферритовых или керамических постоянных магнитов. Поэтому благодаря своим свойствам, они практически полностью вытеснили с рынка другие виды магнитов, помимо ферритовых.

Важными свойствами магнитов являются: остаточная магнитная индукция, которая измеряет силу магнитного потока, коэрцитивная сила, энергетическое произведение, плотность магнитной энергии и температура Кюри (температура при которой материал теряет магнетизм). Неодимы по удельной магнитной энергии, остаточной намагниченности и коэрцитивной силе являются самыми мощными магнитами в мире. Неодимы теряют не больше 1% процента своей намагниченности за 10 лет, что свидетельствует о их высокой стабильности. Однако, неодимовые магниты характеризуются более низкой температурой Кюри, чем другие типы.

Магнитные свойства всех магнитов прямо зависят от состава справа, микроструктуры и технологии их производства. Основное соединение для большинства неодимовых магнитов — Nd₂ Fe₁₄ B. Тетрагональная кристаллическая структура Nd₂ Fe₁₄ B обладает высокой одноосной магнитокристаллической анизотропией. Однако, на практике фактические химические реакции могут быть более сложными.

В производство неодимовых магнитов обычно используется реакция:
57 Fe + 8 B + 10 Fe₂O₃ + 7,5 Nd₂O₃ + 52,5 Ca → Nd₁₅Fe₇₇B₈ + 52,5 CaO

Данная химическая реакция происходит в вакуумной индукционной печи. Порошок, образованный в результате этой реакции, немного отличается от Nd₂ Fe₁₄ B по соотношениею составных компонентов. Если небольшое количество железа (Fe) заменяют кобальтом (Со) — повышается устойчивость сплава к колебания температуры, однако уменьшается коэрцитивная сила. В случае, когда небольшая порция неодима (Nd) заменяется диспрозием (Dy) — улучшаеться внутренняя коэрцитивность, но максимальное энергетическое произведение уменьшается.

Спеченные магниты обрезают до желаемой формы с использованием процесса шлифования. Реже, сложные формы изготавливают с применением электроэрозионной обработки. Из-за высокой стойкости материала, потери в результате обработки сведены к минимуму.

Поскольку магниты весьма склонны к коррозии, и быстро теряют свои магнитные свойства в условиях повышенной влажности, внешне их покрывают такими составами никель-никель, цинк, никель-медь-никель и никель-медь-золото. В процессе эксплуатации магнитов не допустимо повреждение защитного слоя, поскольку в таком случае они быстро окисляются.

Качество получаемых магнитов тщательно проверяется. С помощью цифрового измерительного проектора контролируется точность размеров сформированных магнитов. Толщина покрытия магнитов проверяется с помощью рентгеновской флуоресценции.

Свойства неодимовых магнитов:

• Неодимовые магниты являются самыми сильними из когда-либо разработанных.

Сила сцепления неодимов позволяет им удерживать вес в 50-100 раз превышающих их собственный.

• Несмотря на металлический внешний вид, неодимовые магниты довольно хрупкие.
• Неодимовые магниты устойчивы к размагничиванию, обладают низкой коррозионной стойкостью.
• Магниты довольно чувствительны к перепадам температуры, непригодны для использования в условиях высоких температур.
• Эти магниты в нормальных условиях эксплуатации сохраняют свои свойства практически неограниченное время.

Спектр применения неодимовых магнитов очень широк. Сегодня, неодимовые магниты употребляються в промышленности, в ряде научно-технических разработок и нанотехнологий благодаря своим уникальным свойствам. Неодимовые магниты применяються для омагничивания автомобильно топлива, магнитной обработки воды, магнитной сепарации зерна, в производстве магнитных датчиков для музыкальных инструментов, выпуске наушников и аккустических систем. Огромное количество неодимовых магнитов (около 50% магнитного материала) используется в приводах компьютерных дисков.

Неодимовые магниты нашли применение в легкой промышленности, мебельном индустрии при производстве дверних фиксаторов, выпуске рекламной продукции, датчиков положения, видеокамер, DVD-плееров, стиральных машин, кондиционерах, мобильных телефонов. Магнитные грузозахваты дают возможность поднимать грузы массой в тонну и более, при собственном весе всего в пару килограммов.

В настоящее время многие строительные производства вместо сварных форм прибегают к использованию магнитных фиксаторов, поскольку последние позволяют довольно легко менять форму бетонных конструкций.

Применяються магниты в производстве турбин, роторов, электродвигателей с постоянными магнитами. Эти магниты являются неотъемным элементом электрических транспортных средств. К примеру, гибридный автомобиль Toyota Prius содержит около 30 кг редкоземельных элементов, которые используются в его двигателе, электронике. Употребление неодимовых магнитов и в электродвигателях, обеспечивает высокую производительность их работы, позволяя значительно уменшить их размеры, облегчить конструкцию, значительно снизить силу трения и, вместе с тем, увеличить КПД электрических двигателей.

Неодимовы магниты способны создавать сильное магнитно поле. Использование этих магнитов в производстве мотор-колес позволило добиться высокого показателя крутящего момента, повысить динамичность их работы.

Неодимовые магниты в комплектации с датчиками Холла применяются для измерения углового положения или скорости вращения вала.

Практически все современные автомобили имеют на своем борту неодимовые магниты, которые повышают их комфортность и долговечность. Ими оснащены автомобильные электромагнитные устройства, электрические двигатели, магнитные датчики и т.д.

© Сергей Вольтер 2013
Любое копирование, перепечатка и распространение материалов статей без разрешения правообладателя запрещены и преследуются по закону. Нарушение авторских прав будет рассматриваться согласно статьи 52 Закона Украины «О авторском праве и смежных правах», статьи 176 Криминального Кодекса Украины, статьи 432 Гражданского кодекса Украины, статьи 51-2 Кодекса Украины об административных правонарушениях.