Генератор убьет ДВС | Автокомпоненты. Бизнес. Технологии. Сервис
Компонент, который планировался вспомогательным агрегатом для двигателя внутреннего сгорания, мало того что породил стартер, так еще и моторы уничтожит.
Первый генератор
В 1832 году техники из Парижа братья Пикси представили первый в мире электрогенератор. Но этому устройству предстояло пройти очень долгий путь, прежде чем попасть в подкапотное пространство автомобилей. И не столько потому, что в те далекие времена еще и автомобилей-то не было, сколько из-за громоздкости самой конструкции.
Первый генератор использовал подковообразный постоянный магнит, который приходилось крутить вручную. У каждого из его двух полюсов стояло по одной проволочной катушке, где и возникал переменный электрический ток. При увеличении потребления энергии возникала необходимость в дополнительных магнитах и катушках, а это – новые отдельные устройства. Благо в 1843 году Эмиль Штерер создал усовершенствованную машину, которая обладала тремя подвижными магнитами и шестью катушками.
Но и эта вариация создавала немало проблем. Агрегат была тяжелым и дорогим.
Электромагнитное чудо
Но растущая европейская промышленность искала пути повышения эффективности. И наработки по преобразованию кинетической энергии вращения в электричество было бы очень кстати. Многие ученые и изобретатели-энтузиасты бились над тем, как стабилизировать генератор, сделать его дешевле и мощнее. Относительно простое и элегантное решение сформировалось к 1866 году, всего-то и стоило, что заменить постоянные магниты на электромагниты. Правда, конструкция становилась сложнее, так как появившийся ротор (электромагнит) питался током от отдельно стоящего небольшого генератора со все тем же постоянным магнитом. На радость вскоре выяснилось, что, снабжая потребителя, генераторы способны питать током и собственные электромагниты.
Промышленное внедрение
Это открытие удачнее всех использовал бельгиец Зеноб Грамм. В 1870 году во Франции он представил генератор, работавший по принципу самовозбуждения, то есть без необходимости применения отдельных источников тока.
Кроме того, изобретатель усовершенствовал кольцевой якорь, сделав плоскость его работы горизонтальной. Все это позволило широко использовать генерацию электроэнергии в промышленности, дав разработке билет в новую жизнь.
Кстати, в процессе всех этих научных изысканий выяснилось, что если подавать энергию на обмотку статора, а не на ротор, то генератор волшебным образом превратится в электромотор. Стоит ли говорить, что находка стала открытием с большой буквы. Чуть позже и генератор, и электромотор в виде стартера прописались под капотом автомобиля, став мощными и компактными.
Спорный проект
В 1911 году изобретатель из Огайо Чарльз Кеттеринг начал работу над проектом по созданию электрического устройства для запуска двигателя автомобиля. Изначально дерзкая идея Чарльза вызвала массу критики и сарказма со стороны коллег-изобретателей. Эксперты были единогласны: для запуска ДВС необходим сопоставимый ему по размерам электромотор мощностью не менее пяти лошадей.
Да и аккумуляторов, способных питать такой электромотор, в то время еще не существовало.
Забегая вперед, скажем, что вскоре Кеттеринг получил мировую известность и пост вице-президента корпорации General Motors благодаря своему изобретению.
Разработка из сарая
Но вернемся еще на пару лет в прошлое. В1908 году молодому изобретателю Кеттерингу поступило предложение от одного из руководителей NCR (National Cash Register Company) Эдварда Дидса об усовершенствовании системы зажигания. Отметим, что на тот момент подающий надежды инженер имел довольно смутные представления о том, как устроен автомобиль. Но идея его заинтересовала, и он с энтузиазмом принялся за дело.
В помощь он взял пару подчиненных и обустроил мастерскую в сарае Дидса. К 1909 году команда создала разработку на базе магнитного реле и катушки. Системой заинтересовался Генри Лиланд, глава компании Cadillac. Он заказал восемь тысяч таких систем, ведь система превосходила любую из существовавших на тот момент.
Получив серьезный заказ и первые деньги, ребята из сарая создали компанию Delco (Dayton Engineering Laboratories Company).
Идеи приходят отовсюду
В 1910 году Кеттеринг узнает печальную историю от Лиланда о его погибшем друге. Тот скончался из-за рукоятки ручного стартера, которая, соскочив, проломила голову бедняги.
Изобретатель не смог смириться со столь опасным техническим несовершенством автомобиля и решил во что бы то ни стало избавить мир от проклятой рукоятки. Справедливости ради отметим, что немало ученых уже бились над созданием электростартера. Но проблема заключалась в том, что для большого электромотора под капотом не хватало места, а маленький не мог раскрутить тяжелый маховик ДВС.
Прорывное решение
Переворотом стало понимание, что электромотор не должен работать непрерывно. Для запуска мотора ему достаточно работать крайне непродолжительное время. Потом его можно расцепить с двигателем или еще лучше – использовать в качестве генератора для системы зажигания и фар.
Главным элементом системы, придуманной Кеттерингом, стал угольный регулятор напряжения и коммутатор, который сотрудники Delco доводили до ума дольше всего.
В феврале 1911 года Кеттеринг представил Лиланду автомобиль с электростартером и генератором, которым стал Cadillac Model Thirty. Уже в следующем году новая система стала серийной для всех моделей легендарной американской марки
Убийца ДВС
Как вы можете видеть, генератор имеет богатую историю. Благодаря генератору появился стартер, а также мощные электромоторы. По иронии судьбы электрогенератор, который был внедрен под капот авто как приложение к ДВС, переродившись в электромоторы и мотор-генераторы, убьют классические двигатели.
| Электромотор – генератор | Fiziku5
Другие тела могут иметь на поверхности электроны с другими магнитными полюсами, но это не будет мешать электронным кластерам присоединяться к ним противоположными магнитными полюсами. В результате заряд оказывается один, но с двумя магнитными полюсами, которые ошибочно отождествлялись с положительным зарядом (протоном) и отрицательным (электроном).
Как видим, человечеству потребовалось около 300 лет, чтобы понять истинный физический смысл положительных и отрицательных зарядов электричества, введённых нашими предками.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Читатель, прочитавший эту краткую научную информацию, поймёт, что продолжение преподавания старой электростатики школьникам и студентам недопустимо, так как это калечит их интеллектуальный потенциал.
15. Электромотор – генератор МГ-1
Все существующие электрогенераторы имеют роторы и статоры. Их роторы приводятся внешним источником энергии, роль которого может выполнять падающий поток воды, водяной пар, двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель. Считалось, что без внешнего привода ротора электрогенератора он не может вращаться. Однако в 2010 году был изобретён электрогенератор, ротор которого не имеет внешнего привода, а вращается за счёт электрической энергии, подаваемой в его обмотку возбуждения. В результате он стал первым электромотором – генератором.
Рис. 43. Электромотор – генератор МГ-1
Теоретический баланс мощности МГ-1 представлен на рис. 44, а экспериментальный пусковой – на рис. 45.
Известно, что первый закон динамики Ньютона отрицает наличие момента сил при равномерном вращении тела. Чтобы убедиться в ошибочности этого закона, рассмотрим теоретический баланс мощности МГ-1 на (рис. 44) и рассчитаем его по законам механодинамики.
В момент начала вращения ротора его пусковой момент преодолевает сопротивления в виде моментов механических и рабочих сопротивлений и в виде инерциального момента . Сумма этих сопротивлений равна (рис. 44). Как только ротор начинает вращаться равномерно, то инерциальный момент становится положительным и не сопротивляется вращению ротора, а способствует его равномерному вращению (рис.
44). Равномерному вращению ротора сопротивляются только рабочая нагрузка и механические, и аэродинамические сопротивления — [3]. Осциллограмма изменения пускового напряжения и тока, представленная на рис. 45, полностью подтверждает описанное теоретически.
Рис. 44. График изменения вращающих моментов, действующих на ротор МГ-1
при запуске его в работу, и при равномерном вращении
Осциллограмма импульсов напряжения и тока (рис. 45) записывалась в момент начала вращения ротора. Амплитуда первого пускового импульса тока более 10А. Она больше средней амплитуды почти в 2 раза и это естественно, так как в этот момент вращению ротора сопротивляются не только механические моменты , но и инерциальный момент (рис. 44).
Рис. 45. Осциллограмма пусковых значений напряжения и тока
обмотки возбуждения ротора без маховика
Анализ осциллограммы на рис. 45, показывает, что величины амплитуд импульсов тока становятся одинаковыми, примерно, после 5-го импульса.
Это значит, что равномерное вращение ротора начинается после 5-го импульса. На рис. 44 момент, когда инерциальный момент становится положительным , соответствует точке В. Амплитуда первого импульса напряжения — 100В, а амплитуда первого импульса тока (рис. 45) — 10А. Это значит, что мощность пускового импульса равна 100х10=1000Вт. Она реализуется на преодоление инерциального момента и забирается у первичного источника энергии один раз, в момент пуска ротора в работу, и поэтому не учитывается в балансе мощности МГ-1, которая реализуется в течение многих часов его работы.
Поскольку инерциальный момент ротора участвует в процессе его пуска и при переходе его к равномерному вращению становится положительным, способствующим вращению ротора, то надо знать его величину. Для этого надо, прежде всего, определить кинетическую энергию равномерно вращающегося ротора и механическую мощность на его валу при этом вращении [4].
Связь между кинетической энергией равномерно вращающегося ротора и его мощностью следует из работы, совершаемой им при равномерном вращении за одну секунду.
. (23)
Механическая мощность, постоянно действующая на валу ротора при его равномерном вращении, генерирует механический момент, рассчитываемый по формуле
. (24)
Таким образом, теория (рис. 44) и эксперимент (рис. 45) просто и убедительно доказывают ошибочность первого закона динамики Ньютона, из которого следует, что сумма моментов, действующих на равномерно вращающееся тело, равна нулю. Для устранения этой ошибки пришлось по новому систематизировать законы динамики механических движений тел, а устаревшее понятие «динамика» — заменить более точным для этого случая понятием «Механодинамика» [4].
Постоянное присутствие механического момента на валу равномерно вращающегося ротора указывает на то, что для поддержания этого вращения достаточно подавать ротору периодические импульсы моментов сил, которые поддерживали бы это вращение.
Итак, мы вычислили величину мощности (23) на валу равномерно вращающегося ротора МГ-1 и инерциальный момент (24), сопровождающий это вращение и не признаваемый динамикой Ньютона. Прежде чем анализировать величину импульсной мощности, генерируемой МГ-1 и обеспечивающей равномерное вращение его ротора, рассмотрим процесс её формирования подробно.
16. Новый закон формирования электрической мощности
Двигатели и генераторы АББ
28.03.2023
Рекламный текст: Keep it cool: эффективное и экономичное охлаждение с двигателями и приводами
Статья
23.03.2023
Промышленные машиностроители узнают о новых возможностях новых двигателей с высокой удельной мощностью
Артикул
Последнее поколение двигателей открывает новые возможности для машиностроителей — с более высокой удельной мощностью, отличными динамическими характеристиками и более широкой областью применения для машинных приложений.
28.03.2023
Экономить достаточно электроэнергии для питания всей страны
Статья
С 1 июля 2023 г. электродвигатели. Первый шаг регламента, который был реализован в 2021 году, направлен на повышение эффективности электродвигателей и приводов с целью экономии 110 тераватт-часов в год в ЕС к 2030 году.
24.03.2023
Энергоэффективность может помочь удовлетворить потребность мира в воде
Статья
По оценкам ООН, более двух миллиардов человек не имеют доступа к безопасной питьевой воде.
В среднем затраты на энергию составляют 45 процентов от общей стоимости чистой воды. Следовательно, повышение энергоэффективности водоподготовки и очистки сточных вод является ключом к расширению этих потребностей для большего числа людей.
15.03.2023
Синхронные конденсаторы и аккумуляторные накопители образуют мощную комбинацию для поддержки сети
Артикул
Технология синхронных конденсаторов (SC) и аккумуляторные системы накопления энергии (BESS) дополняют друг друга в гибридной конфигурации. Кристиан Пайерл, эксперт по синхронным конденсаторам, ABB, объясняет
13.02.2023
Партнеры ABB и Boliden в движении к экономике замкнутого цикла
Артикул
Высокоэффективные двигатели АББ будут изготовлены из переработанной и низкоуглеродистой меди компании Boliden — партнерство, демонстрирующее экономику замкнутого цикла в действии.
15.02.2023
Повышение энергоэффективности в шинной и резинотехнической промышленности
Статья
Фаусто Белотти дает интервью Европейскому журналу по каучуку об энергоэффективности в шинной и резинотехнической промышленности и о том, какие выгоды компании могут ожидать от повышения эффективности своих моторов.
15.02.2023
Энергоэффективность меняет правила игры с нуля
Статья
Джорис Коквит дает интервью IOTinsider о реакции промышленности на климатический кризис, технологии SynRM и важности энергоэффективности сегодня.
10.01.2023
Миссия Net Zero: почему энергоэффективность имеет ключевое значение
Статья
На электродвигатели приходится около 45% общего потребления электроэнергии во всем мире.
Однако из 300 миллионов двигателей, находящихся сегодня в эксплуатации, многие являются старыми, менее эффективными моделями, которые потребляют больше энергии, чем им нужно. В результате значительное количество энергии тратится впустую. Это делает электродвигатели идеальной мишенью для новых энергоэффективных технологий и процессов, которые уменьшат выбросы и гарантируют возврат.
Электрические силовые агрегаты для прибрежных морских судов
Видео
Влияние дизельных выбросов транспортных средств в городских районах на качество воздуха, влияющее на здоровье населения, является серьезной проблемой во многих городах. По данным ВОЗ, в настоящее время до 99% населения земного шара дышит воздухом, превышающим рекомендуемые нормы. В прибрежных морских судах полностью электрические силовые установки могут значительно сократить выбросы, улучшить качество воздуха и снизить уровень шума в городских центрах и вокруг них.
18.11.2022
Синхронные реактивные двигатели могут умерить потребность отрасли в энергии промышленное потребление энергии и глобальные выбросы углерода:
02.11.2022
Электрические силовые агрегаты для транспортных средств при обработке материалов и грузов
Видео
Мировая торговля материалами играет важную роль в образе жизни миллиардов людей. Однако транспортные средства, используемые для перевозки этих материалов на земле, в своей повседневной работе выделяют значительное количество углекислого газа. Транспортные средства, такие как ричстакеры и вилочные погрузчики, которые перемещают контейнеры по портам, аэропортам и логистическим центрам, составляют более 50% всех грузовых выбросов автомобильного транспорта, связанных с торговлей.
11.
11.2022
Непревзойденная энергоэффективность двигателей и приводов SynRM
Практический пример
В современной экономике энергоэффективность никогда не была так важна. Узнайте, как наши высокоэффективные двигатели и приводы сокращают выбросы, экономя ваши деньги на фоне роста затрат на электроэнергию.
11.11.2022
Устойчивый транспорт — электрификация силовых агрегатов промышленных транспортных средств
Серия подкастов о решениях
В этом выпуске ведущие Майк Мерфи и Антти Матинлаури, менеджер глобальной группы по производству тяговых двигателей и двигателей для электромобилей, обсуждают эту взаимосвязь и как устойчивость будет продолжать влиять на выбор бизнеса.
02.11.2022
Дискуссия: Электрические силовые агрегаты для строительных машин
Видео
К экспертам АББ присоединилась ведущая компания по преобразованию дизельных двигателей в электрические, чтобы обсудить проблемы и возможности электрификации силовых агрегатов.
03.10.2022
Электроприводы для строительных машин
Видео
В связи с тем, что в ближайшие 40 лет мировое строительство удвоится, строительным компаниям крайне важно перейти на устойчивый подход к транспорту, чтобы сократить как выбросы парниковых газов, так и потребление энергии.
03.10.2022
Электрификация горных работ
Статья
На горнодобывающую промышленность приходится до 7% всех выбросов парниковых газов (ПГ), поэтому контроль выбросов, связанных с транспортом, особенно важен.
21.09.2022
Обсуждение: Электрические силовые агрегаты для горнодобывающей техники
Видео
Стремясь к более устойчивой добыче полезных ископаемых и повышению энергоэффективности, Антти Матинлаури и Мартин Дайсс обсуждают некоторые преимущества, которые получат горнодобывающие компании от электрификации силовых агрегатов свои транспортные средства и механизмы.
Видео
Решения с электроприводом для горнодобывающей техники
09/02/2022
Industry Insights: Burckhardt Compression
Interview
In the new Industry Insights interview, Heikki Vepsäläinen, President, Large Motors and Generators at ABB, sat with Fabrice Billard, CEO of Burckhardt Compression to discuss about Solar , СПГ и, что наиболее важно, водород, а также роли, которые играют компании ABB LMG и Burckhardt Compression.
11.08.2022
АББ приобретет производство низковольтных двигателей Siemens по стандарту NEMA
Пресс-релиз
Компания АББ объявила сегодня о подписании соглашения о приобретении производства низковольтных двигателей NEMA у Siemens. С производственными операциями в Гвадалахаре, Мексика, это приобретение обеспечивает хорошо зарекомендовавший себя портфель продуктов, давнюю клиентскую базу в Северной Америке и опытную команду по операциям, продажам и управлению.
20.06.2022
Достижение будущих целей с помощью технологии с нулевым уровнем выбросов
История успеха
Принципы энергоэффективности применимы к любому механизированному оборудованию, в том числе к тяжелой строительной технике. В Норвегии компания Nasta модернизирует такие машины, заменяя их оригинальные дизельные двигатели электрическим силовым агрегатом от ABB, что приводит к увеличению срока службы транспортных средств, отсутствию необходимости в ископаемом топливе и работе без выбросов.
03.06.2022
Кормление будущего: энергоэффективность является ключом к производству продуктов питания и напитков Выбросы парниковых газов. Это жизненно важный сектор — нам всем нужно есть и пить, — но существует острая необходимость в повышении эффективности.
23.
05.2022
Обзор отрасли: Wärtsilä Energy
Видео-интервью
В первом из наших коротких интервью с клиентами Хейкки Вепсяляйнен, президент подразделения крупных двигателей и генераторов в ABB, сидит рядом с Сушилом Пурохитом, президентом Wärtsil ä Энергия, чтобы обсудить глобальный переход к возобновляемым источникам энергии и будущему с нулевым потреблением энергии.
11.05.2022
Циркулярность: новое направление выбора
Статья
Статья Штефана Флока в Reuters о том, как новые бизнес-модели замкнутого цикла способствуют устойчивому развитию и что делает АББ для принятия подхода цикличности в соответствии с планом устойчивого развития до 2030 года. стратегия.
Как ABB Technology поддерживает переход к «зеленой» энергетике
Мотор-генератор | электроника | Британика
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- В этот день в истории
- Викторины
- Подкасты
- Словарь
- Биографии
- Резюме
- Популярные вопросы
- Инфографика
- Демистификация
- Списки
- #WTFact
- Товарищи
- Галереи изображений
- Прожектор
- Форум
- Один хороший факт
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
- Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica. - Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы. - #WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти. - На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
- Студенческий портал
Britannica — лучший ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д. - Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня. - 100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
