початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2182398

СПОСІБ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОГО ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ
У МЕХАНІЧНУ, І НАВПАКИ

Ім'я винахідника: Дудишев Валерій Дмитрович; Зав'ялов Станіслав Юрійович
Ім'я патентовласника: Дудишев Валерій Дмитрович; Зав'ялов Станіслав Юрійович
Адреса для листування: 103009, Москва, ул.Страстной б-р, 4, корп.3, офіс 44, С.Ю.Завьялову
Дата початку дії патенту: 1998.12.04

Винахід відноситься до електромеханіки, а саме до області оборотного електромеханічного перетворення електричної енергії в механічну енергію, і навпаки. Передбачається взаємне переміщення тіл, одне з яких чи обоє мають електричним полем і здатність накопичувати електричні заряди, а й силове взаємодія цих електрично заряджених тіл за умови, що хоча б одна з них або обидва тіла мають одну і більше ступенів свободи. Передбачається регулювання сили механічного взаємодії і швидкості руху за рахунок зміни величини електричного заряду і діелектричної проникності середовища, в якій відбувається ця взаємодія. Розглянуто варіанти технічного рішення для поступального і обертального руху ротора електромеханічного перетворювача, зокрема, з використанням в якості джерела електричного поля електретних матеріалів. Запропоновані способи забезпечують знижене споживання струму і поліпшену енергетику. Надана можливість здійснення режиму циркуляції електричних зарядів по фазним обкладкам багатофазної електричної машини, тобто режиму найвищої економії електроенергії при її мінімальному нагріві.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до електромеханіки, конкретніше до способів і пристроїв оборотного електромеханічного перетворення електричної енергії в механічну енергію і механічної енергії в електричну, і може знайти широке застосування в промисловості, транспорті, побутової техніки та інших областях людської діяльності, особливо в електромобілях, натомість неекономічних індуктивних електричних машин.

Відомий і знайшов широке застосування, практично у всіх областях техніки, спосіб оборотного електромеханічного перетворення енергії (електричної енергії в механічну енергію і механічної енергії в електричну енергію), заснований на явищах електромагнітної індукції і самоіндукції, а й явище силового взаємодії електромагнітних полів, шляхом силового взаємодії електромагнітних полів, або магнітних полів постійних магнітів з електромагнітними полями токового контуру (аналог - див. Електротехнічний довідник. М., 1980 г.)

Всі відомі електричні індуктивні машини і перетворювачі реалізують саме цей спосіб і працюють в оборотних режимах (як в режимі генератора, так і в режимі двигуна).

Без відомого способу електромеханічного перетворення енергії і індуктивних електричних машин та перетворювачів, що працюють на основі даного способу, немислима сучасна цивілізація. Електроенергетика (отримання електроенергії), побутова і промислова електротехніка, електротранспорт і багато інших технології базуються на використанні даного відомого, відкритого М. Фарадеєм більше 150 років тому, способу електромеханічного перетворення енергії і індуктивних електричних машин на його основі.

Недоліки відомих аналогів (способу і пристроїв) складаються в технологічній складності реалізації способу, в значній матеріаломісткості і дорожнечі пристроїв для його реалізації (індуктивних електричних машин), обмеження допустимого робочої напруги (не вище 6 кВ) за умовою електричного пробою ізоляції обмоток машин, критичності магнітних властивостей матеріалів до температури і вібрацій.

Крім того, відомий електромеханічний спосіб енерговитрат, оскільки для створення електромагнітних полів по обмотках індуктивних електричних машин та перетворювачів пропускають значні електричні струми. Внаслідок високих теплоелектріческіх джоулева втрат енергії в індуктивних обмотках таких машин, а й внаслідок втрат електричної енергії на створення електромагнітного поля і споживанні ними значною реактивної потужності (до 20-30% від повної потужності машини) ефективність електромеханічного перетворення енергії в індуктивних електричних машинах недостатньо висока, наприклад при найбільш поширених потужностях машин від 5 до 40 кВт кКД індуктивних електричних машин не перевищує 70-75%.

Відомий спосіб оборотного електромеханічного перетворення електричної енергії в механічну енергію і механічної енергії в електричну енергію, заснований на явищах електростатичної індукції (поділу і наведення електричних зарядів), електрострикції, Піроелектрика і сегнетоелектрики, і електромеханічні перетворювачі і ємнісні електричні машини на їх основі (кн. А .І. Бертінова "Спеціальні електричні машини", M., 1982 р).

Даний спосіб в принципі дозволяє поліпшити ефективність електромеханічного перетворення електричної енергії, оскільки силове взаємодія електричних полів через тіла, що їх утворюють, в мільйони разів сильніше, ніж силове взаємодія (електро) магнітних полів, при однакових затратах електроенергії на їх створення і однаковій масі.

Однак історично, внаслідок недосконалості пристроїв цих машин і використовуваних в них матеріалів, спосіб застосовується в основному в оборотному генераторному режимі (наприклад, в високовольтних електростатичних генераторах Ван-де-Грааф), а в прямому перетворенні електричної енергії в механічну даний спосіб поки знайшов застосування тільки в малопотужних п'єзоелектричних і електрострикційних двигунах (там же, с.352).

Широко відомі явище силового взаємодії електричних зарядів і закон Кулона, який встановлює кількісні характеристики цього силового взаємодії. (Фізичний Енциклопедичний Словник. M., 1984 р, с.334).

Численними експериментами підтверджено, що сили взаємодії електричних зарядів величезні, так, наприклад, електричні заряди по 1 Кл на відстані 1 м діють один на одного (притягуються різнойменні і відштовхуються однойменні заряди) з силою 9 ^х 10 ⁹ Ньютон! (Кн. С.Г. Калашникова "Електрика", підручник для університетів) М .: "Наука", 1985 г., с.17).

Головна проблема використання даних електричних сил для електромеханічного перетворення енергії складається в створенні й утриманні електричних зарядів і електричних диполів у взаємодіючих тілах.

Передумовою до створення винаходу з'явився значний прогрес в кінці 20 століття в області електроізоляторів, діелектриків, бестоковой джерел електричного поля / Електрети / і безконтактних регульованих високовольтних перетворювачів напруги (інформація про Електрети см. Кн. Лущейкіна Г.А. "Полімерні Електрети", M ., 1976 г., про високовольтних безконтактних перетворювачах напруги - см., кн. "Високочастотні транзисторні перетворювачі" Автори: Е.М. Ромаш і ін. М., 1988 г.)

Крім цього, вже відомий спосіб перетворення енергії шляхом переміщення тіла, що є джерелом електричного поля, щодо обкладок конденсатора (див. Пат. Японії JP 2-219478).

До недоліків відомого технічного рішення відноситься неможливість отримання механічної енергії з енергії електричного поля і ненадійність контактно-щіткового вузла. Це різко обмежує термін безвідмовної роботи такого електромеханічного пристрою через (зносу щіток), а й допустиму швидкість обертання Електрети генератора. З іншого боку, механічна комутація високовольтних напруг з пластин конденсатора (а інакше генератор вкрай малопотужний і придатний тільки як датчик оборотів) призведе до електричної дузі в місці струмознімання і перегріву місць контакту вала генератора зі щітками. Всі перераховані істотні недоліки прототипу залишаться і при спробі практично використовувати даний пристрій в руховому режимі.

Наше винахід (спосіб) вигідно відрізняється від даного прототипу надійністю реалізованих на його основі безконтактних електромеханічних електретних пристроїв, а й рядом нових властивостей таких нових пристроїв, наведених у тексті опису винаходу.

Завданням винаходів є підвищення надійності, економічності і розширення області застосування способу електромеханічного перетворення енергії.

У разі його впровадження пропонованих способів і практичної реалізації в промислових масштабах можна істотно поліпшити енергетику електромеханічних перетворювачів, оскільки при менших електричних токах можливе отримання значно більш високого ККД, зокрема, за рахунок мінімізації теплових втрат і відсутності втрат на гістерезис, особливо з технічним удосконаленням Електрети , електроізоляторів і конденсаторів.

Завдання заявленого способу вирішується за рахунок того, що в способі перетворення енергії шляхом переміщення тіла, що є джерелом електричного поля, щодо обкладок конденсатора, перетворюють енергію електричного поля тіла, що є моноелектрет, для чого розміщують його між незарядженими обкладинками електричного конденсатора, потім заряджають цей конденсатор і задають частоту коливання тіла зміною частоти перезарядки обкладок конденсатора.

Розвиток способу полягає в тому, що силу взаємодії заряджених обкладок конденсатора з рухомим тілом регулюють зміною величини заряду обкладок.

У способі перетворення енергії шляхом переміщення тіла, що є джерелом електричного поля, щодо обкладок конденсатора, перетворюють енергію електричного поля тіла, що є моноелектрет, і конденсатора в механічну енергію односпрямованого механічного руху моноелектрет в напрямку до протилежно зарядженої обкладці конденсатора шляхом внесення Електрети в попередньо розряджений конденсатор і розміщення поблизу від однієї з обкладок, і електричної зарядки обкладок конденсатора, причому виконують віддалену обкладку конденсатора з отвором для забезпечення вильоту моноелектрет.

Розвиток способу полягає в тому, що швидкість вильоту моноелектрет регулюють величиною електричного заряду на обкладинках конденсатора, а й в тому, що підвищують швидкість вильоту Електрети шляхом підключення до обкладкам конденсатора додаткових попередньо заряджених імпульсних високовольтних конденсаторів, а в момент вильоту Електрети за межі конденсатора його пластини розряджають або перезаряджати.

У способі перетворення енергії шляхом переміщення тіла, що є джерелом електричного поля, щодо обкладок конденсатора, перетворюють енергію електричного поля зарядженого конденсатора в механічну енергію зворотно-поступального руху металевого тіла шляхом електричної перезарядки металевого тіла в момент торкання їм однієї із заряджених обкладок конденсатора з подальшим електричним відштовхуванням від неї, рухом до протилежної обкладці конденсатора, зарядженої протилежним знаком, повторної електричної перезарядки тіла і відвернути його від цієї обкладки, причому полярність зарядів на обкладинках електричного конденсатора не змінюють, а лише заповнюють заряд у міру перенесення зарядів тілом.

У способі перетворення енергії шляхом переміщення тіла, що є джерелом електричного поля, щодо обкладок конденсатора, створюють в ємнісний електричній машині обертається електричне поле шляхом просторового зсуву нерухомих обкладок і подачі на обкладки високовольтних потенціалів з відповідним тимчасовим зрушенням від багатофазного напівпровідникового високовольтного комутатора, а циліндричний ротор машини виконують діелектричним, з розміщенням на ньому відповідних друге рухливих обкладок, електрично з'єднаних між собою.

Розвиток способу полягає в тому, що зазор електричної машини вакуумируют або заповнюють інертним газом з високою діелектричної проникністю.

Розвиток способу і полягає в тому, що регулюють швидкість і момент ротора шляхом зміни частоти, і амплітуди, і фази напруги на статорних нерухомих обкладках конденсаторів.

У способі перетворення енергії шляхом переміщення тіла, що є джерелом електричного поля, щодо обкладок конденсатора, перетворюють енергію біжить електричного поля статора в механічну енергію поступального руху тіла з моноелектрет, при цьому обкладання конденсатора приєднують до n-фазному перетворювача і послідовно переміщують заряди по обкладкам таким чином , щоб під тілом постійно перебувала заряджена обкладка конденсатора.

Сутність електромеханічного перетворення енергії електричного поля в кінетичну механічну енергію поступального руху електрично зарядженого тіла складається в кулонівського силовому взаємодії електричних зарядів обкладок конденсатора з електричним полем Електрети або з несиметрично розміщеними по довжині відстані між обкладинками конденсатора електричним диполем і внесеного в електричне поле конденсатора іншого тіла, наприклад металевого ротора.

Сутність електромеханічного перетворення електричної енергії обертового електричного поля в зазорі електричної машини в механічну енергію обертання ротора полягає в концентрації силових електричних ліній між обкладинками конденсаторів статора і з виникненням при цьому електричного моменту, що обертає ротор синхронно з частотою обертання електричного поля.

У зв'язку з тим, що віднесена до маси сила взаємодії електричних зарядів на кілька порядків вище віднесеної до маси сили електромагнітної взаємодії, використовуваної в індуктивних електричних машинах, а й у зв'язку з практичною відсутністю джоулева теплових втрат в запропонованих способі і пристроях, ефективність останніх значно вище , ніж відомих. Реалізація нового способу і пристроїв на їх основі менш матеріаломістка, в таких перетворювачах не потрібно реактивна (індуктивна) потужність, тому виникає додатковий ефект економії електроенергії при одночасному підвищенні ккд.

Реалізація на практиці даного способу і пристроїв дозволить, зокрема, створити ефективний економічний електромобіль, високомоментні електроприводи, перспективні для застосування в промисловості. Приклади здійснення винаходу (способу і пристроїв на його основі показані на фіг.1-6.

ПЕРЕЛІК ЕЛЕМЕНТІВ ПРИСТРОЇ

1. Рухоме тіло-джерело електричного поля (моноелектрет) або інший потенційний носій (накопичувач) електричного заряду. На фіг.2 позицією 1-1 позначено отвір для вильоту Електрети 1, а на фіг.4 позицією 1-2 позначена упрочняющая основа Електрети - металева частина поршня електромобіля нового покоління, на основі даної лінійної електретний машини.
2. Нерухомий накопичувач електричних зарядів - робочий електричний конденсатор. На фіг.1 - це поверхня; на фіг.2, 3; - Обкладання плоских конденсаторів; на фіг. 5 - обкладання трьох циліндричних конденсаторів (2-1; 2-2; 2-3); на фіг.6-безліч n-плоских пластин конденсаторів.
3. Електроізолююче прокладка.
4. Електричне навантаження (в генераторному режимі) або джерело електричних зарядів в руховому режимі.
5. Заземлення.
6. Джерело електроенергії, наприклад акумуляторна батарея або багатофазна мережу змінного струму (фіг.5, 6).
7. Накопичувальний імпульсний конденсатор.
8. Швидкодіючий перемикач - комутатор (циркулятор зарядів). На фіг.5 він показаний докладніше для 3-фазного варіанти: складається з 6 повністю керованих швидкодіючих ключів к1-к6, схеми управління 8-1, що включає вимірювач фазового зсуву струму і напруги, нуль-орган, датчик миттєвого струму 8-2 і датчик напруги 8-3.
9. Напівпровідниковий перетворювач частоти з регулюванням амплітуди і частоти вихідної напруги; 9-1 - схема управління. На фіг.4 він двофазний, на фіг.5, 6 багатофазних.
10. Вакуумована робоча камера електромеханічного перетворювача.
11. Корпус робочої камери.
12. Герметизуючі прокладки.
13. Шток поршня (ротора зворотно-поступальної електромашини).
14. Прохідні електроізолятори.
15. Вал обертається електричної машини.
16. Датчик швидкості (обертання, пересування) ротора 1.
17. Електретні вставки.
18. Захисне діелектричне покриття.

Перелік пристроїв для реалізації способу, показаних на фіг.1-6.

На фіг.1 показаний найпростіший варіант реалізації нашого способу для отримання електроенергії шляхом переміщення джерела електричного поля (моноелектрет) щодо спочатку незарядженою поверхні.

На фіг. 2 проілюстровано простим пристроєм варіант способу перетворення енергії електричного поля в механічну енергію (кінетичну) поступального односпрямованого прискореного руху Електрети.

На фіг. 3 показаний найпростіший електромеханічний маятник, що перетворює енергію електричного поля пластин зарядженого конденсатора в зворотно-поступальні рухи підвішеного металевого вантажу, показано той же пристрій з ротором у вигляді металевого циліндра.

На фіг.4 показаний варіант здійснення способу в пристрої регульованої лінійної електретний машини зворотно-поступальної дії, що працює в оборотних режимах.

На фіг. 5 показано пристрій, що реалізує новий оборотний спосіб перетворення електромеханічної енергії для випадку обертового електричного поля і обертання в ньому електретного ротора. Обертання поля досягають в руховому режимі, досягають за допомогою багатофазних просторово зсунутих обкладок циліндричних конденсаторів, що містять нерухомі обкладки на статорі, і шляхом підведення на них багатофазних високовольтних напруг, а рухливий електретний ротор здійснює перетворення енергії цих полів в механічну енергію або електроенергію в залежності від режиму електричної машини. У цьому ж пристрої розкриті спосіб і пристрій циркуляції зарядів по фазним обкладкам статорних конденсаторів, що забезпечують режим найвищої економії електроенергії в руховому режимі. Відзначимо додаткове гідність багатофазних ємнісних електричних машин з напівпровідниковими перетворювачами, яке складається в циркуляції (перетікання) електричних зарядів по обкладкам конденсаторів, тобто в практичному збереженні сумарного електричного заряду, що робить такі машини надзвичайно економічними в порівнянні з широко вживаними індуктивними електричними машинами. Пристрій працездатний як при роботі від стандартної мережі змінного струму, так і в автономному режимі, наприклад, від бортової акумуляторної батареї.

Примітка: Спосіб примусової циркуляції струмів в багатофазних індуктивних електричних машинах запатентований в а.с. СРСР 1372464; 1389634.

На фіг. 6 показаний монорельсовий багатофазних лінійний Електретний-конденсаторний двигун, що дозволяє здійснити ефективне пересування її електретного ротора, жорстко з'єднаного з вагоном-візком для вантажу і пасажирів, і одночасно його левітації щодо сегментно-електретного монорельса.

ОПИС РОБОТИ ПРИСТРОЇ

Отримання електроенергії (фіг.1)

Найпростіший електромеханічний перетворювач (фіг.1) наочно реалізує запропонований спосіб і працює наступним чином: при русі Електрети 1 щодо струмопровідної площині 2 в останній наводиться електрична електрорушійна сила, величина якої пропорційна швидкості руху Електрети, напруженості його електричного поля, а й площі цій площині, тому в навантаженні 4 в ці моменти часу буде протікати струм знакопостоянного при одному напрямку руху Електрети 1 і знакозмінний при його зворотно-поступальному русі, в результаті надлишок електричних зарядів піде по ланцюгу навантаження в заземлення 5.

Однонаправлене прискорений рух Електрети (фіг.2)

Варіант односпрямованого прискореного вильоту Електрети 1 з плоского конденсатора 2 при зарядці його пластин наведено на фіг.2. По суті, цей пристрій дозволяє перетворити енергію електричного поля в механічну енергію руху Електрети. Дійсно, у міру заряду лівої пластини 2-1 конденсатора 2, найближчої до спочатку нерухомому Електрет 1, зростає сила електричного відштовхування однойменних електричних зарядів, після компенсації сили тертя Електрети почне віддалятися від пластини 2-1 до пластині 2-2, причому при високій швидкості наростання заряду на цій пластині, яка реалізується імпульсним конденсатором 7, виникає стрибкоподібний виліт Електрети 1 через наскрізний отвір 1-1 в протилежної пластині конденсатора 2-2. Природно, прискорення і швидкість вильоту залежать від співвідношення між масою тіла і електричними силами відштовхування однойменних зарядів Електрети і пластини 2-1. Тому для максимальної ефективності такого пострілу необхідно перезарядити або хоча б розрядити пластини конденсатора 2 в момент прольоту Електрети 1 через отвір 1-1 для запобігання гасіння його швидкості внаслідок електричного тяжіння пластиною 2-2. Цей режим реалізує перемикач 8 у функції положення Електрети щодо пластини 2-2.

Найпростіший спосіб зворотно-поступального коливання ротора-провідника в електричному полі плоского конденсатора (фіг.3)

Цей пристрій здійснює електромеханічне перетворення енергії електричних полів конденсатора 2 і наведеної заряду на рухомому кулі 1 з Електрети в механічну енергію коливань кулі з Електрети 1.

Спочатку рухливий металева куля 1 починає періодичні зворотно-поступальні коливання між пластинами 2-1 і 2-2 плоского конденсатора, що заряджається від високовольтного джерела 6. У момент торкання кулі 1 він перезаряджається і сила відштовхування направляє його до протилежної пластині конденсатора. Період коливання такого маятника залежить від співвідношення маси і заряду кулі 1, з одного боку, і, з іншого боку, сил електричного відштовхування цих тіл і відстані між пластинами конденсатора 2.

Лінійна Електретний-ємнісна електрична машина (фіг.4)

Склад пристрою (фіг.4) наведено вище (перелік позначень елементів).

Пристрій реалізує спосіб в оборотних режимах і володіє високими енергетичними показниками. Пристрій працює наступним чином:

1. руховий режим

   У вихідному положенні електретний ротор 1, запресованих на зміцнюючу основу 1-2, спочатку встановлюють в одному з крайніх положень робочої камери 10, наприклад в крайньому лівому положенні. Після подачі високої напруги на ліву пластину конденсатора 2-1 однойменного з Електрети знака через комутатор 8 від високовольтного конденсатора 7, попередньо зарядженого через підвищувальний перетворювач напруги 9 від джерела електроенергії 6 (наприклад, від бортової акумуляторної батареї), електретний поршень починає відштовхуватися від даної пластини під дією кулонівських електричної сили і наближається до протилежної пластині конденсатора 2-2, зарядженої протилежним електричним знаком. У певний момент часу, який визначається системою управління комутатора 8, конденсатор 2 перезаряжают шляхом перемикання виходів комутатора 8 і електретний поршень починає повернення до пластині 2-1.

   Внаслідок високих питомих сил відштовхування - тяжіння електрично заряджених пластин і Електрети при малих споживаних первинних токах від бортового джерела електроенергії - даний пристрій дозволяє отримати більш високі енергетичні показники в порівнянні з лінійними індуктивними машинами, тому пристрій може знайти широке застосування в електромобілях нового покоління замість індуктивних електричних машин.

2. генераторний режим

   Пристрій дозволяє отримати електроенергію внаслідок електромеханічного перетворення механічної енергії рухомого джерела електричного поля щодо накопичувача зарядів - конденсатора.

Дійсно, в разі примусового зворотно-поступального руху ротора 1 через шток 13 і кривошип (на кресленні не показаний) на пластинах конденсатора 2 буде наводитися електрорушійна сила, пропорційна швидкості переміщення Електрети і його напруженості, з частотою, пропорційною частоті коливань ротора. У цьому випадку перемикач 8 і блок 9 працюють в режимі випрямляча, а струм генерації з низьковольтного виходу блоку 9 заряджає акумуляторну батарею 6, яка виконує в даному випадку функцію електричного навантаження 4.

Обертання електретного ротора в електричному полі статора і циркуляція електричних зарядів по фазах статорних конденсаторів (фіг.5).

На фіг.5, показано пристрій оригінального електроприводу, що дозволяє реалізувати спосіб в оборотних режимах при обертанні ротора 1 в трифазному електричному полі, утвореному просторово зсунутими статорними конденсаторами 2, причому комутатор 8 забезпечує безперервну циркуляцію електричних зарядів по фазним обкладкам конденсаторів 2, що знижує споживання електроенергії з мережі 6. в автономному варіанті найбільш прийнятному, наприклад, в електромобілях нового покоління багатофазних перетворювач частоти 9 виконаний у вигляді інвертора (інвертором), що перетворює постійну напругу акумуляторної батареї (12 вольт) в відповідне регульоване по амплітуді і частоті трифазну напругу.

Пристрій працює наступним чином

1. руховий режим

   При подачі трифазного змінного напруги від високовольтної мережі, наприклад 6 кВ, на просторово зсунуті обкладки статорних конденсаторів 2, укріплених на електроізолятор 3, в зазорі 10 створюють регульоване обертове електричне поле, яке поступово з наростанням частоти обертання поля захоплює за собою електретний ротор 1 синхронно з частотою обертання вектора електричного поля під дією Кулонівського силового взаємодії гетероелектретного ротора і відповідної зарядженої обкладання конденсатора. Ємнісний струм статорних конденсаторів, споживаний з мережі 6, можна істотно знизити шляхом циркуляції електричних зарядів з фази на фазу при переході напруги або струму даної фази через нуль. Для цієї мети в комутаторі 8 існують повністю керовані швидкодіючі вентилі-ключі К1-К6. У момент перекачування заряду пластини 2-1 ключ К1 розмикають від мережі 6, але замикають ключ К4. Сигнал на таке перемикання виробляє нуль-орган, що входить до складу схеми управління комутатором 8-1 разом з датчиками струму 8-2 і напруги 8-3. Тоді ключами К1-К3 залишається лише компенсувати джоулева теплові втрати електричної машини. В результаті ккд такої машини наближається до 100%.

   Регулювання швидкості ротора здійснюють зміною частоти і амплітуди вихідної напруги з блоку 8 до функцій датчика швидкості 16.

2. генераторний режим

   В цьому режимі електретний ротор 1 примусово обертають через вал 15. На обкладка 2-1,2,3 статорних конденсаторів наводиться електрорушійна сила, пропорційна швидкості обертання ротора 1, яка в разі перевищення амплітуди напруги через комутатор 8 інвертує генераторний електрострум в мережу 6. природно, можливий і автономний генераторний режим отримання електроенергії від такої машини, тоді замість електромережі 6 повинна бути включена електричне навантаження 4, частота индуктированного багатофазного напруги буде пропорційна швидкості обертання Електрети, а комутатор 8 може виконувати роль демодулятора і випрямляча.

   У зв'язку з високою напруженістю електричного поля існуючих Електрети (близько 10-15 тисяч вольт на метр) і міліметровими робочими Вакуумована зазорами між ротором і статором такий ємнісний генератор є високовольтним перетворювачем енергії, отже, легким і економічним, оскільки в його конструкції відсутня дорогий і важкий муздрамтеатр, немає індуктивних обмоток, а теплові втрати при малих токах знижуються квадратично.

ЛІНІЙНИЙ монорельсової ЕЛЕКТРОТРАНСПОРТ З Електретний левітації

Оригінальний варіант реалізації запропонованого способу показаний на фіг.6 у вигляді багатофазного лінійного Електретний-ємнісного двигуна поступального руху з електретний підвіскою щодо монорейки.

По суті, цей пристрій є звернена електрична машина з зовнішнім моноелектретним ротором 1 і багатофазним статором з розміщеними на ньому n -обкладкамі конденсаторів 2, покладених через електроізолятор 3 на монорельс (не показаний), до яких через прохідні електроізолятори 14 підводять багатофазна високовольтна напруга регульованою амплітуди і частоти від напівпровідникового перетворювача 9.

Для створення левітації вагона з корисним вантажем, жорстко з'єднаного зверху ротора - Електрети 1 (вагон на фіг.6 не показаний), на ізоляторі 3 монорельса черзі-послідовно з обкладинками конденсаторів 2 розміщені моноелектрет 17 однойменної полярності з Електрети 1.

Для запобігання пошкодження пластин конденсаторів 2 і електретних прокладок 17 зверху їх покривають спеціальним діелектричним покриттям 17.

1. руховий режим

   Суть роботи такої лінійного електричного машини в руховому режимі полягає в створенні біжить з певною швидкістю негативного електричного заряду і електричного поля по обкладкам конденсаторів 2 від перетворювача 9, який притягує і захоплює за собою електретний ротор 1 внаслідок впливу на нього потужних кулонівських сил притягання заряджених пластин конденсаторів 2. Природно, розміри і властивості Електрети 1 і 17 і пластин конденсаторів 2-n вибираються з необхідної вантажопідйомності електретного ротора 1.

   Економія споживаної від джерела 6 електроенергії досягається, як і в пристрої (фіг. 5), циркулятором заряду - комутатором 8 - шляхом перекачування електричних зарядів з попередньої на подальшу пластину конденсаторів 2 послідовно з фази на фазу в міру пересування ротора 1 уздовж монорейки. Для додання стійкості ротора 1 і його найкращою центрування щодо монорейки ротору надають П-подібний вигляд, що охоплює монорельс, і обклеюють їх зустрічно розташовані поверхні теж моноелектрет однойменних знаків, що забезпечує в цілому як осьову, так і радіальну центрування ротора щодо статора смуги 2 і монорейки . Розрахунки показують, що навіть сучасні електретні матеріали дозволяють забезпечити вантажопідйомність платформи вагою кілька тонн взагалі без підведення зовнішньої електроенергії, що набагато ефективніше транспорту на магнітній підвісці.

2. генераторний режим

   Цей пристрій можна ефективно використовувати для отримання електроенергії, наприклад, в оригінальних вітроустановках, у вигляді величезного монорейкового кільця, з периметром, наприклад, не менше 1 км, встановленого в зоні стійких вітрів, наприклад на узбережжі океану.

   Для цього на електретний платформі-роторі 1 потрібно розмістити ветропріемние пристрої, наприклад вітрила, які і приведуть ротор 1 в рух. Рухомий ротор 1 своїм потужним електричним полем наведе (індукує) електрорушійну силу і електричні заряди на обкладинках конденсаторів статора 2, які він перетинає в своєму русі і які через перетворювачі 8, 9 надійдуть в електричне навантаження 4 (окремим випадком навантаження може служити і потужна акумуляторна батарея 6).

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб перетворення енергії шляхом переміщення тіла, що є джерелом електричного поля, щодо обкладок конденсатора, що відрізняється тим, що перетворюють енергію електричного поля тіла, що є моноелектрет, для чого розміщують його між незарядженими обкладинками електричного конденсатора, потім заряджають цей конденсатор і задають частоту коливання тіла зміною частоти перезарядки обкладок конденсатора.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що силу взаємодії заряджених обкладок конденсатора з рухомим тілом регулюють зміною величини заряду обкладок.
3. Спосіб перетворення енергії шляхом переміщення тіла, що є джерелом електричного поля, щодо обкладок конденсатора, що відрізняється тим, що перетворюють енергію електричного поля тіла, що є моноелектрет, і конденсатора в механічну енергію односпрямованого механічного руху моноелектрет в напрямку до протилежно зарядженої обкладці конденсатора шляхом внесення моноелектрет в попередньо розряджений конденсатор і розміщення поблизу однієї з обкладок і електричної зарядки обкладок конденсатора, причому виконують віддалену обкладку конденсатора з отвором для забезпечення вильоту Електрети.
4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що швидкість вильоту моноелектрет регулюють величиною електричного заряду на обкладинках конденсатора.
5. Спосіб за п. 3 або 4, який відрізняється тим, що підвищують швидкість вильоту Електрети шляхом підключення до обкладкам конденсатора додаткових попередньо заряджених імпульсних високовольтних конденсаторів, а в момент вильоту Електрети за межі конденсатора його пластини розряджають або перезаряджати.
6. Спосіб перетворення енергії шляхом переміщення тіла, що є джерелом електричного поля, щодо обкладок конденсатора, що відрізняється тим, що перетворюють енергію електричного поля зарядженого конденсатора в механічну енергію зворотно-поступального руху металевого тіла шляхом електричної перезарядки металевого тіла в момент торкання їм однієї із заряджених обкладок конденсатора з подальшим електричним відштовхуванням від неї, рухом до протилежної обкладці конденсатора, зарядженої протилежним знаком, повторної електричної перезарядки тіла і відвернути його від цієї обкладки, причому полярність зарядів на обкладинках електричного конденсатора не змінюють, а лише заповнюють заряд у міру перенесення зарядів тілом.
7. Спосіб перетворення енергії шляхом переміщення тіла, що є джерелом електричного поля, щодо обкладок конденсатора, що відрізняється тим, що створюють в ємнісний електричній машині обертається електричне поле шляхом просторового зсуву нерухомих обкладок і подачі на обкладки високовольтних потенціалів з відповідним тимчасовим зрушенням від багатофазного напівпровідникового високовольтного комутатора, а циліндричний ротор машини виконують діелектричним з розміщенням на ньому відповідних друге рухливих обкладок, електрично з'єднаних між собою.
8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що зазор електричної машини вакуумируют або заповнюють інертним газом з високою діелектричної проникністю.
9. Спосіб за п. 7 або 8, який відрізняється тим, що регулюють швидкість і момент ротора шляхом зміни частоти, амплітуди і фази напруги на статорних нерухомих обкладках конденсаторів.
10. Спосіб перетворення енергії шляхом переміщення тіла, що є джерелом електричного поля, щодо обкладок конденсатора, що відрізняється тим, що перетворюють енергію біжить електричного поля статора в механічну енергію поступального руху тіла з моноелектрет, при цьому обкладання конденсатора приєднують до n-фазному перетворювача і послідовно переміщують заряди по обкладкам таким чином, щоб під тілом постійно перебувала заряджена обкладка конденсатора.

Версія для друку
Дата публікації 09.11.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів