Двигатель для левитации: Электростатическая левитация для летающего лунохода

Электростатическая левитация для летающего лунохода

Когда-нибудь левитирующий аппарат сможет исследовать Луну, астероиды и другие поверхности безвоздушных объектов. Инженеры Массачусетского технологического института тестируют новую концепцию парящего лунохода, который левитирует за счет естественного заряда Луны.

Из-за отсутствия атмосферы Луна и другие безвоздушные тела, такие как астероиды, могут создавать электрическое поле за счет прямого воздействия солнца и окружающей плазмы. На Луне этот поверхностный заряд достаточно силен, чтобы поднимать пыль на высоту более 1 метра над землей, подобно тому, как статическое электричество может заставить волосы встать дыбом.

Инженеры НАСА и других организаций недавно предложили использовать этот естественный поверхностный заряд для левитации планера с крыльями, сделанными из майлара, материала, который естественным образом удерживает такой же заряд, как и поверхности на безвоздушных телах.

Они рассудили, что одинаково заряженные поверхности должны отталкиваться друг от друга с силой, отрывающей планер от земли. Но такая конструкция, вероятно, будет ограничена небольшими астероидами, поскольку более крупные планетные тела будут иметь более сильное противодействие гравитационному притяжению.

Левитирующий луноход команды Массачусетского технологического института потенциально может обойти это ограничение по размеру.

Концепция, напоминающая по форме летающую тарелку, ​​использует крошечные ионные пучки как для зарядки транспортного средства, так и для увеличения естественного заряда поверхности.

Общий эффект предназначен для создания относительно большой силы отталкивания между транспортным средством и поверхностью, что требует очень небольшой мощности. В первоначальном технико-экономическом обосновании исследователи показывают, что такой ионный импульс должен быть достаточно сильным, чтобы левитировать небольшой килограммовый аппарат на Луне и крупных астероидах, таких как Психея.

«Мы думаем о миссиях, таких как «Хаябуса», запущенная японским космическим агентством, — говорит ведущий автор работы Оливер Ричардс из факультета аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института. «Этот космический аппарат работал возле небольшого астероида и запускал на его поверхность небольшие роверы. Точно так же мы думаем, что будущая миссия может отправить небольшие парящие вездеходы для исследования поверхности Луны и астероидов».

Чтобы убедиться, что модель отражает то, что может происходить в реальной среде в космосе, ученые запустили простой сценарий в лаборатории Лозано. Исследователи изготовили небольшой шестиугольный тестовый аппарат весом около 60 граммов и размером примерно с ладонь человека. Они установили один ионный двигатель, направленный вверх, и четыре — вниз, а затем подвесили аппарат над алюминиевой поверхностью с помощью двух пружин, откалиброванных для противодействия гравитационной силе Земли. Вся установка была помещена в вакуумную камеру для моделирования безвоздушной среды Луны и астероидов.

Смотрите также: В верхнем слое Луны достаточно кислорода, чтобы поддерживать 8 миллиардов человек в течение 100 000 лет

Исследователи также подвесили вольфрамовый стержень к пружинам эксперимента и использовали его смещение, чтобы измерить силу, создаваемую двигателями при каждом запуске. Они приложили различные напряжения к подруливающим устройствам и измерили результирующие силы, которые затем использовали для расчета высоты, на которую могло подняться транспортное средство.

Они обнаружили, что эти экспериментальные результаты совпадают с предсказаниями того же сценария на основе их модели, что вселяет в них уверенность в том, что предсказания относительно зависания аппарата на Психее и на Луне были реалистичными.

Текущая модель предназначена для прогнозирования условий, необходимых для простого достижения левитации, которая оказалась на высоте около 1 сантиметра от поверхности для транспортного средства весом 1 кг. Ионные двигатели могут генерировать большую силу с большим напряжением, чтобы поднять транспортное средство выше. Но исследователи говорят, что модель потребует пересмотра, поскольку она не учитывает, как испускаемые ионы будут вести себя на больших высотах.

«В принципе, с более совершенным моделированием мы могли бы подняться на гораздо большие высоты», — говорит Оливер Ричардс.

В этом случае, в будущих миссиях на Луну и астероиды, там могут быть развернуты летающие роверы, которые используют ионные двигатели для безопасного зависания и маневрирования над неизвестной неровной местностью.

Двигатель Левитации и бестопливный генератор Джона Серла — Наука будущего (Александр Попов) — NewsLand

Четыре года подряд (с 1968 по 1972) каждое первое воскресенье месяца соседи Джона Сёрла и случайные прохожие наблюдали не поддающиеся объяснению явления. В руках профессора оживали, вращались и вырабатывали энергию необычные генераторы; диски диаметром от полуметра до 10 метров поднимались в воздух и совершали управляемые полеты из Лондона в Корнуолл и обратно. 

Эффект Серла. John Searl (Джон Серл)

Тележурналисты Би-Би-Си начали снимать документальный фильм о необыкновенных устройствах. Его показали по телевидению. Результат оказался неожиданным: местный комитет по электричеству обвинил Джона Сёрла в воровстве электроэнергии. Электрики не поверили, что его лаборатория питалась от собственного источника. Ученого посадили в тюрьму на 10 месяцев. За это время в лаборатории произошел странный пожар, но еще до него все оборудование, чертежи и таинственные изобретения исчезли. От ученого ушла жена. В 1983 году 51-летний Джон Сёрл вышел из тюрьмы полным банкротом. Что бы вы стали делать на его месте? Сёрл все начал сначала. Возможно, сказалась закалка, полученная в детстве.

Детство 

Джон Сёрл родился в 1932 году в Великобритании в графстве Беркшир. Его детство сложно назвать счастливым, по крайней мере, в традиционном смысле. В этом детстве не было любящих родителей; их, по сути, вообще не было. За шесть лет официальной супружеской жизни его отец семь раз уходил из семьи и вообще не уделял внимания сыну. Мама страдала психическими расстройствами, пыталась свести концы с концами и больше заботилась об устройстве собственной жизни, чем о воспитании детей. 

В четыре года по решению суда Джона передали под опеку государства, и он переехал в пансион доктора Барнардо. Уже с детства он стал частым гостем в госпиталях, поскольку страдал редким нарушением вестибулярного аппарата и слуха, которое так и не смогли вылечить. Из-за этого в пожилом возрасте Сёрл начал испытывать сильнейшие головные боли. 

В его детстве было много религиозных догматов и мало друзей. Никто из его приятелей, к большому сожалению Джона, не мог позволить себе презреть запреты и, связав все имеющиеся под рукой простыни, спуститься с третьего этажа запертого пансиона, чтобы почувствовать вкус свободы. 

Зато в его детстве были сны. Очень непонятные сны. Ему снились числа, они объединялись в квадраты, причем строго определенным способом: так, что суммы чисел по горизонталям, вертикалям и диагоналям оказывались равными. В математике такие квадраты называются магическими. А еще в его снах было Электричество. Сны возвращались снова и снова, но для мальчика это были всего лишь красивые картинки: он не мог понять образы, которые видел. Но зато понял, что должен связать с электричеством свою жизнь. Со временем такие сновидения стали приходить реже, но они очень влияли на его изобретательскую деятельность. Например, в 1993 году, после многолетних неудачных попыток теоретически объяснить экспериментальные данные, именно во сне Сёрл увидел Пифагора, который дал простое и красивое решение его задачи. Так родился знаменитый закон квадратов.

Закон квадратов 

В 1946 году Джон Сёрл начал сам зарабатывать себе на жизнь: он устроился на работу инженером по ремонту электродвигателей. Именно тогда он сделал фундаментальное открытие природы магнетизма. Он обнаружил, что добавление небольшой компоненты переменного тока (~100 ma) радиочастоты (~10 MHz) в процессе изготовления постоянных ферритовых магнитов придает им новые неожиданные свойства. После ряда экспериментов с плоскими магнитами Сёрл сделал кольцевой магнит и несколько цилиндрических. Намагнитив их открытым способом, он помещал цилиндрические магниты на внешнюю сторону кольцевого. В этом случае легкий толчок одного из цилиндров приводил к тому, что все цилиндры начинали двигаться по кругу. И это движение не прекращалось. 

Сёрл обнаружил, что если количество роликов, расположенных вокруг, равно некоторому конкретному минимальному числу, то они начинают вращаться самостоятельно, увеличивая скорость до тех пор, пока не придут в динамическое равновесие. 

Его изобретение открывало доступ к новому, доселе неизвестному способу получения энергии. Без материальных затрат на сам процесс. Но Сёрла интересовало другое: от чего зависят параметры установки? Почему при разных размерах, разном количестве роликов, разных материалах и разной намагниченности далеко не всегда воспроизводим сам эффект? Он понимал, что существуют некоторые «удачные сочетания» параметров установки, но не мог найти ключа, который бы помог понять и рассчитать эти сочетания. До открытия закона квадратов оставался один шаг. 
Схема первых опытов Сёрла с намагниченными брусками и роликами 

Замена прямоугольного бруска на кольцевой магнит делает движение роликов более естественным 

Классическая схема современного трехуровневого генератора на Сёрл-эффекте 

Российский вариант генератора Джона Сёрла — установка С. М. Година и В. В. Рощина 

В ходе эксперимента было получено до 7 кВт электроэнергии без внешнего источника питания и наблюдалась потеря до 40% веса установки 

Первые решения и понимания приходили ночью. Напряженные дневные размышления разрешались во сне, причем неожиданно: Сёрл видел искомые параметры своей установки, их численные значения объединенными в таблицы наподобие этой. 

31 37 28 38 
40 26 35 33 
34 32 41 27 
29 39 30 36 

На первый взгляд это обыкновенный магический квадрат: суммы чисел по горизонталям, вертикалям и диагоналям равны. Но Джон Сёрл обнаружил, что его «обыкновенные» магические квадраты обладают необыкновенными свойствами. Для пытливого взора изобретателя и естествоиспытателя они стали, как говорит он сам, «окном в природу». Все в природе построено на строжайших закономерностях, убежден профессор, но мы их не видим. Мы не можем их увидеть, потому что получили стандартное образование, из-за чего просто ослепли. Или надели шоры. Заполнив свое сознание стереотипами, мы утратили саму способность удивляться, искать непредвзято, перестали видеть. И воспринимаем реальность не такой, какая она есть, а такой, какой нас научили ее воспринимать. 

Сёрл убежден, что его закон квадратов не открытие. Наоборот, это возрождение принципов древней математики, которым, по его словам, больше 5000 лет. Закон квадратов, подробно описанный в книге Джона Сёрла, является наглядной формой выражения существующих в природе закономерностей. Он открывается непредвзятому исследователю и требует прежде всего решительного расставания с устоявшимися концепциями, взглядами, подходами. Многие пытались воспроизвести установки Сёрла, но получилось это у единиц: у тех, кому хватило терпения разобраться в принципах работы этих установок, кто готов был сказать: «Я знаю, что ничего не знаю» — и не побоялся расстаться со стереотипами. 

Закон квадратов не объяснишь в одной статье. Но Джон Сёрл готов выслать свою книгу тому, кто пожелает в нем разобраться.

<button data-target=»&gt; .SpoilerTarget»>Спойлер: Ещё немного квадратов</button>

SEG и IGV 

Всю свою жизнь Сёрл мечтал воплотить те образы и идеи, которые посещали его в детстве. Вначале это был пылкий юношеский интерес, замешанный на тяге к неведомому. Со временем он перерос в творческий огонь зрелого исследователя. По мере того как совершенствовались прототипы и осмыслялся закон квадратов, все четче обрисовывались и контуры той Мечты, что вела его с детства. Джон Сёрл понял, что он может быть полезен, что его талант принадлежит не столько ему, сколько нуждающимся в его работе. 

Человек сегодня слишком сосредоточен на потреблении, слишком жаден до всевозможных благ, считает профессор. И слишком зависим от источников энергии, которой все равно не хватает. Растущая жажда потребления приводит к загрязнению планеты, в том числе в результате сжигания нефтепродуктов. И если инстинкт потребления не так просто победить, то дать человечеству экологически абсолютно чистый источник энергии вполне реально. Так родилась идея SEG (Searl Effect Generator) — генератора на Сёрл-эффекте. 
«Нет невозможного. За исключением того, что состояние вашего сознания сделает таковым».  

По сути, Джон Сёрл просто снабдил свою систему самодвижущихся магнитов преобразователем энергии их движения в электрическую энергию. Вращающиеся магнитные цилиндры генерировали в установленных по периметру катушках электрический ток — все было предельно просто. Но для того, чтобы генератор работал максимально эффективно, нужно было строго выдерживать вычисленные по закону квадратов параметры. А это, в свою очередь, требовало все более точного оборудования. В лаборатории стали появляться станки, прессы, оборудование для намагничивания элементов генератора, вакуумная камера для работы с неодимовым порошком, основой магнитных колец. Скромное жилище ученого постепенно превратилось в нечто среднее между лабораторией и мастерской. Зато эта мастерская была абсолютно автономной: ее питали чудо-генераторы Серла. 

Одновременно с экспериментами продолжались исследования. Ученый обнаружил, что, когда повышается скорость вращения магнитных цилиндров, генератор… теряет в весе. Чтобы исследовать этот эффект, Сёрл сделал отдельный генератор в виде диска и принудительно (с помощью внешнего двигателя) раскрутил его до большой скорости. Испытания происходили на открытом воздухе. Ко всеобщему удивлению, диск, продолжая раскручиваться, отделился от генератора и быстро поднялся вверх метров на 15. От него исходило розовое свечение; чувствовался запах озона. Неожиданно включились находившиеся вокруг радиоприемники. Генератор тем временем разогнался до еще большей скорости и резко взмыл в небо, пропав из виду. Сёрлу потребовалось время, чтобы научиться управлять тем, что потом было названо IGV (Inverse Gravity Vehicle) — антигравитационным транспортным средством. Несмотря на потерю нескольких экспериментальных дисков, которые было непонятно, как останавливать, позже Джон Сёрл научился управлять ими в полете; максимальная дальность управляемого полета — 600 километров! 

Эксперименты профессора повторили в России, США и на Тайване. В России, например, в 1999 году под № 99122275/09 была зарегистрирована заявка на патент «устройства для выработки механической энергии». Владимир Витальевич Рощин и Сергей Михайлович Годин, по сути, воспроизвели SEG и провели ряд исследований с ним. Итогом стала констатация: можно получить без затрат 7 КВт электроэнергии; вращающийся генератор терял в весе до 40%. Казалось бы, мы стоим на пороге новой энергетики и уже почти переступили этот порог… 

Но не все так просто.

Фильм о SEG и IGV, снятый Би-Би-Си и показанный по британскому телевидению, сейчас невозможно найти ни в одном архиве. (Поищем?) Оборудование первой лаборатории Сёрла было вывезено в неизвестном направлении, пока сам он был в тюрьме. Установка Година и Рощина просто пропала; все публикации о ней, за исключением заявки на изобретение, исчезли. Конечно, можно обвинить во всем энергетические монополии, не желающие терять доход от нефти, и спецслужбы, стремящиеся все инновации превратить в оружие, но это, наверное, лишь вершина айсберга. Айсберга человеческого сознания, которое не меняется в один момент. В этом смысле все новое должно не просто родиться, но и пройти испытание временем, заслужить свое право на существование. Должны появиться те, кто будет готов понять и принять, а не только использовать. И потому единомышленники всегда стократ важнее, чем материальная поддержка или общественное признание.

Соратники 

Говорят, что подобное притягивает подобное. Несмотря на то что в случае магнетизма этот принцип работает с точностью до наоборот, в жизни самого Джона Сёрла было именно так: каким-то непостижимым образом он притянул на свою орбиту удивительных людей. 

Надо сказать, что сам профессор незаслуженно имеет репутацию необщительного человека. Журналисты не упускают случая упрекнуть его в нежелании делиться секретами. Джон Сёрл всегда смеется в ответ: «За свою жизнь я рассказал свои секреты более чем миллиону человек. Интересно, почему они не хотят слышать?» Действительно, последние десятилетия этот немолодой уже человек провел в поездках по миру, посетив все континенты и прочитав огромное количество лекций. Эти лекции не приносили денег, это была попытка достучаться, попытка найти единомышленников.  

То, что рассказывал и показывал на своих лекциях Джон Сёрл, не оставляло сомнений в реальности и перспективности его изобретений. И вокруг него постоянно вились предприимчивые люди, готовые найти средства и возможности для организации производства чудо-генераторов. Но, увы, подобных людей совершенно не интересовало, как и почему эти генераторы работают. Их глаза загорались, когда в уме они подсчитывали возможную прибыль, и сразу же гасли, когда профессор говорил, что намерен не зарабатывать деньги, а работать ради общего блага всех людей. Хорошо, что так было не всегда. 

Однажды, традиционно отвечая на вопросы после лекции, Джон Сёрл обратил внимание на человека, который буквально замер и лишь глазами внимательно следил за лектором. Они долго говорили наедине, когда все ушли. Брэдли, «человек в черном», стал одним из ближайших соратников Сёрла. Работая в BKL Films, одной из голливудских компаний, он сейчас снимает фильм о Джоне Сёрле и его изобретениях. А также фиксирует на видео все детали текущих экспериментов. На всякий случай. Мало ли что. 

Были и другие трогательные истории. Как-то раз после лекции профессора долго дожидалась пожилая пара. Сильно смущаясь, они подарили изобретателю… пару новых туфель. Не сильно разобравшись в теме лекции, они были поражены тем, что старая обувь такого обаятельного лектора вот-вот расстанется с подошвами. Дело в том, что для Сёрла давно стало нормой предельно экономить на еде и одежде, до последнего пенни тратить все имеющиеся средства на исследования. Билл Шервуд и его супруга стали с тех пор заботиться о профессоре и по мере сил помогать ему вести дела. 

*** 

Сегодня у Джона Сёрла большая и дружная команда соратников в Великобритании. Он активно сотрудничает с лабораториями в США и на Тайване, ведущими параллельные исследования и разработки SEG. Несколько частных инвесторов помогли ему не только восстановить разграбленную лабораторию, но и оборудовать ее по последнему слову техники. Сам Сёрл постоянно читает лекции, дает интервью. И конечно же продолжает работать. Казалось бы, что еще нужно для счастья? 

Но ему все чего-то не хватает. Он не может успокоиться. И сейчас мечтает открыть собственную среднюю школу, чтобы с детства учить детей смотреть на мир шире. Мечтает о таком образовании, которое не будет надевать на детские глаза шоры устаревших догматов, подавляя в детях исследовательский дух, а будет готовить их воспринять мир таким, какой он есть, в его бесконечной гармонии и красоте. 

Джон Сёрл мечтает остановить загрязнение нашей планеты, причину которого видит в неуемной жадности человека, приводящей к нехватке энергии и материальных ресурсов. Он верит, что чистый источник бесплатной электроэнергии позволит решить проблему людей, живущих за чертой бедности. 

Возможно, это наивно. Возможно, не всем его мечтам суждено сбыться. Зато точно можно сказать, почему несмотря ни на какие трудности он добился и продолжает добиваться успеха. В одной из газетных публикаций его назвали «человеком, который продолжает мечтать». Лучше, наверное, и не скажешь. Живя в XXI веке, он на самом деле живет не здесь. Он живет в красивом, справедливом, совершенном мире мечты, который всеми силами пытается вернуть людям. И дело даже не в его техническом гении. Он верит и знает, что мир может быть лучше; и своей верой зажигает других. 
Интернет-проекты о Джоне Серле, его изобретениях и его команде: 
http://www.swallowcommand.com,  http://www.searleffect.com,  http://www.searlsolution.com,  http://www.johnsearlstory.com
 
Немного Видео: 

 

http://www.youtube.com/watch?v=oDSoUXQSybM

http://www.youtube.com/watch?v=KzlhagOJOJQ

 

«Утопические социальные теории ни к чему не ведут, они в самих себе изначально уже содержат тупик. Безнадежность мы ощущаем тогда, когда начинаем считать человека чем-то «конечным», законченным, не видим ничего дальше человека. В таком виде вопрос на самом деле безнадежен. От всех социальных теорий, обещающих нам неисчислимые блага на земле, веет холодом, и остается чувство неудовлетворенности и неприятный привкус. 

Зачем? К чему все это? Ну, все будут сыты. Прекрасно. А дальше? 

Конечно, пока человечество не освободится от голода и нужды, пока рядом с роскошными дворцами и комфортабельными домами будут вонючие и грязные трущобы, пока рядом с нами люди будут топиться и вешаться от голода и от отчаяния, мы не имеем права говорить ни о культуре, ни о цивилизации. 

Но допустим, что ничего этого больше нет. На земле настоящая, неподдельная цивилизация и культура. Никто больше не душит никого. Все могут жить и дышать. Ну, а дальше? Где та цель, которой можно объяснить существование человечества? 
Можно говорить о любых невероятных технических достижениях, «утилизация вращения Земли вокруг Солнца», «сыворотки от всех болезней», «искусственное выращивание людей», но, в самом деле, это по большому счету ничего не значит и никуда не ведет.  
Людям нужно разрешение вопроса о судьбе настоящего, современного человечества в таком виде, как оно есть сейчас. Они не хотят признать того, что само человечество может и должно измениться, что «человек» в настоящем виде это только куколка, из которой со временем разовьется бабочка, совсем непохожая на куколку. 

Это собственно и есть ключ к пониманию нашей жизни. И ключ этот давно уже найден. 
Загадка давно разгадана. Но разные мыслители разных эпох, находя ее решения, называли их разными именами и часто, не зная друг друга, с огромным трудом проходили по одной и той же дороге, не подозревая о своих предшественниках и современниках, шедших и идущих по одному и тому же пути с ними. 

Мы приближаемся к эпохе, в которой традиционные роли ученого, философа, шамана и художника объединятся в одной личности нового типа, готовой погрузиться в великое таинство жизни, лежащей за фасадом мира». 
«Раса».

Источник: http://zaryad.com/forum/index.php?threads/%D0%94%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C-%D0%9B%D0%B5%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8-%D0%B8-%D0%B1%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B

общество
наука
политика
мир
изобретение
джон серла

5

1897

Новейший двигатель с внутренним постоянным магнитом на магнитной подушке

Abstract

Двигатель на магнитной подушке, также известный как двигатель без подшипников, сочетает в себе функцию магнитного подшипника и двигателя для левитации и вращения ротора. Это обеспечивает бесконтактную работу, что является преимуществом в тех случаях, когда требуется низкое трение, длительный срок службы и высокая чистота или чистота. В этой диссертации мы представляем дизайн, конструкцию и испытания нового внутреннего мотора с постоянными магнитами на магнитной левитации. Эта конструкция предназначена для использования в качестве насоса крови в приложениях экстракорпорального жизнеобеспечения (ECLS). Насос для крови на магнитной левитации снижает риск повреждения крови, которое часто происходит в месте спайки крови в обычном насосе из-за тепловыделения при трении.

 

Мы спроектировали и построили прототип системы без подшипников, который состоит из нового сегментированного ротора с внутренними постоянными магнитами (IPM) с сегментированными диполями, статора двигателя без подшипников, основанного на предыдущей конструкции, системы определения положения, системы управления и пользовательский интерфейс. Сегментированный дипольный IPM-ротор содержит уникальную схему внутренних постоянных магнитов, расположенных так, чтобы создавать схему магнитного потока дипольного воздушного зазора. Магниты заключены в корпус ротора из электротехнической стали. Эта простая конструкция обеспечивает сбалансированную мощность и крутящий момент по сравнению с предшествующими конструкциями и альтернативными топологиями. В дополнение к конструкции IPM с сегментированным диполем, мы также анализируем несколько других концепций конструкции ротора IPM без подшипников и представляем сравнение их прогнозируемых характеристик. Система датчиков используется для обеспечения оценки угла ротора и радиального положения для коммутации усилия, коммутации крутящего момента и управления обратной связью по радиальной подвеске с обратной связью.

 

В этой системе используется массив элементов Холла для определения угла поворота ротора, а также дифференциальные пары оптических датчиков для определения радиального положения ротора. Мы также обрабатываем сигналы элемента Холла для получения оценок осевого и наклонного движения ротора. Хотя эти дополнительные оценки не требуются для коммутации или управления, они полезны для характеристики пассивно стабильной динамики двигателя среза. Мы также проводим тесты, чтобы экспериментально охарактеризовать работу бесподшипниковой системы двигателя. В этих экспериментах мы демонстрируем стабильную левитацию и разомкнутое вращение сегментированного дипольного ротора IPM. Система достигает максимальной скорости вращения ротора 6156 об/мин без нагрузки в воздухе. Система также демонстрирует асимметричную и зависящую от угла ротора динамику подвески, достигая минимальной частоты кроссовера контура единичного усиления 117 Гц.

 

Система датчиков обеспечивает разрешение по радиальному положению со среднеквадратичным значением 0,17 мкм при полосе пропускания 15,6 кГц и среднеквадратичное угловое разрешение 0,015 градуса при полосе пропускания 1,17 кГц. Учитывая эти результаты, сегментированный дипольный IPM-двигатель показывает перспективы для приложений ECLS, а также для других приложений, требующих бесконтактного решения. Сенсорная система на основе элементов Холла также перспективна для будущего использования в прототипах бесподшипниковых систем двигателей для обеспечения как оценок углового положения, так и диагностических оценок наклона ротора и осевых движений.

 

Описание

Диссертация: С.М., Массачусетский технологический институт, факультет машиностроения, май 2020 г.

 

Включает библиографические ссылки (стр. 223–226).

 

Отдел

Массачусетский Технологический Институт. Факультет машиностроения

Издательство

Массачусетский технологический институт

Ключевые слова

Машиностроение.

Магнитная левитация для электродвигателей без трения

Технология SpinDrive позволяет контролировать состояние, предотвращая непредвиденные технологические сбои
| Источник фото SpinDrive

  • Инновации
  • Производство
  • Магнитная левитация для электродвигателей без трения

Финский стартап разрабатывает технологию, которая поднимает в воздух вращающуюся часть двигателя, повышая эффективность и снижая затраты на техническое обслуживание

Замечено: Приблизительно 45 процентов электроэнергии, вырабатываемой на Земле, потребляется промышленными электродвигателями. Но существующие конструкции являются дорогостоящими и неэффективными. Вместе электроэнергия и техническое обслуживание составляют 70 % стоимости жизненного цикла двигателя. И контакт металла с металлом между вращающимися и неподвижными частями является основным источником неэффективности. Промышленные двигатели работают на невероятно высоких скоростях, создавая огромное трение. Это делает двигатели более энергоемкими и подверженными отказам и поломкам.

По словам финского стартапа SpinDrive, магниты — решение этой проблемы. Разработанная компанией технология активных магнитных подшипников (AMB) поднимает вращающиеся части двигателя с помощью электромагнитных сил. Это означает, что они не соприкасаются с неподвижными частями, и поэтому трение полностью исключается.

Технология SpinDrive имеет несколько ключевых преимуществ. Во-первых, устранение трения повышает энергоэффективность, а это означает, что для разгона двигателя требуется меньше энергии. Это, в свою очередь, может помочь уменьшить загрязнение окружающей среды. Во-вторых, отсутствие механического контакта значительно увеличивает срок службы двигателя. На самом деле, SpinDrive утверждает, что ее технология обеспечивает 20 лет работы без обслуживания.

Отсутствие контакта также означает, что для смазки не требуется масло. Масло является загрязняющим веществом, и во многих отраслях промышленности двигатели должны быть безмасляными. Это ограничивает выпуск высокоскоростных двигателей, которым требуется масло при отсутствии магнитных подшипников.

Наконец, технология SpinDrive содержит встроенные датчики, позволяющие контролировать состояние. Эти датчики можно легко интегрировать со службами Интернета вещей (IoT). Программное обеспечение анализирует данные с машины для определения производительности и профилактического обслуживания.

Конечные области применения технологии SpinDrive включают маховики, вакуумные насосы и электрические самолеты. Компания SpinDrive недавно объявила, что получила финансирование в размере 2,4 млн евро для завершения разработки основного программного обеспечения для производства и управления продуктами, а также для пилотного внедрения технологии в новых отраслях.

Другие недавние инновации, направленные на повышение эффективности производства, включают новый производственный процесс, который снижает стоимость сложных металлических деталей, и гибкое устройство, которое превращает отработанное промышленное тепло в электричество.

Автор: Мэтью Хемпстед

16 февраля 2022 г.

Электронная почта: [email protected]

Веб-сайт: spindrive.fi

Скачать PDF

Еда на вынос:

SpinDrive — не первая компания, использующая технологию AMB. Но в течение нескольких десятилетий существовали ограничения, которые не позволяли большинству производителей оригинального оборудования (OEM) использовать активные магнитные подшипники. Инновационность технологии SpinDrive заключается в простоте ее использования в различных отраслях. Заявленная миссия SpinDrive состоит в том, чтобы демократизировать технологию левитации, сделав ее доступной для OEM-производителей любого размера.