ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Преобразователь с колеблющимися магнитами из "Энергия океана" В качестве примера оценим электрическую мош ность, которая может быть получена в режиме колебаний с по-мош ью описанного устройства при следуюш их условиях период поверхностных волн 7 =6 с амплитуда поверхностных волн Л=1 м размер постоянных магнитов в направлении качания перемычки (т. е. ярма) 6=0,05 м (эта величина равна соответствующей стороне поперечного сечения магнитопровода) полное число витков на двух катушках И =800 максимальное значение магнитного Потока через магнитопровод Ф=В5=1,7-10 максимальное значение индукции в сердечнике магнитопровода =8000 Гс площадь поперечного сечения магнитопровода 5=19,6 см . [c.49] Фактически оно будет несколько больше, так как рост магнитного потока начнется через воздушный зазор несколько раньше подхода кромки магнитов к краю стержня. [c.50] При равенстве сопротивления нагрузки внутреннему сопротивлению генератора электрический КПД преобразователя составляет 50 %. Следовательно, на полезной нагрузке выделится только половина от полученной цифры, т. е. всего 1,55 Вт. [c.51] По поводу этого расчета необходимо сделать несколько замечаний. Если правильно выбрать размеры плиты, то за один период поверхностной волны движимая ее энергией плита совершит два полуколебания. [c.51] Первое — при прохонедепии гребня в направлении его движения, второе — при прохождении ложбины волны, в этом случае направление движения плиты будет прямо противоположно направлению ее движения за счет гребня. Чтобы плита в действительности совершала эти колебания, ее размер по вертикали а должен быть достаточно велик и составлять не менее 2,5 А (где А — амплитуда поверхностной волны). Это условие определяется необходимостью иметь достаточную смоченную поверхность плиты во время прохождения ложбины волны. При его выполнении полезная электрическая мощность преобразователя удвоится, т. е. мы получим не 1,55, а около 3,1 Вт. [c.51] Фактически мощность была даже несколько больше при меньшей амплитуде поверхностных волн. Увеличение мощности произошло благодаря некоторым нелинейным эффектам, не учтенным в расчете Речь идет прежде всего о силе притяжения магнитов РЗМ к сердечнику преобразователя из трансформаторного железа. Сила эта достаточно велика она не подчиняется закону синуса и зависит от многих параметров, в том числе от положения магнитов относительно сердечника. Существенную нелинейность вносит тангенциальная составляющая этой силы, изменяющаяся пэ направлению и величине от нуля до максимума при колебаниях перемычки с магнитами РЗМ под действием волн. Максимальная величина тангенциальной составляющей силы притяжения при применении двух магнитов РЗМ достигает 40 кг цифра эта достаточно велика для маленького макета. Она сравнима по своей величине с силой давления волн на плиту, которая также не подчиняется гармоническому закону. [c.52] Расчет силы давления соответствует моменту, когда гребень волны набегает на плиту, стоящую неподвижно в положении равновесия. Принимается, что перед набеганием волны плита висит вертикально под действием силы тяжести и силы притяжения магнитов РЗМ к торцам сердечника в этот момент тангенциальная составляющая силы притяжения магнитов равна нулю. [c.52] На осциллограмме рис. 7 после второго импульса можно увидеть еще два импульса малой амплитуды их происхождение, возможно, связано с отраженными от берега волнами. [c.54] Во время проведения экспериментов отмечено влияние собственной частоты колебаний плиты на генерируемую мощность. [c.54] Вопрос стоит о цене киловатта в зависимости от размеров установки. Преобразователи этого типа отличаются простотой, но дорога основная часть — магниты РЗМ. Возможная область их применения — малая энергетика, т. е. небольшие силовые установки для отдельных ферм, рыбозаводов или совхозов, расположенных вблизи побережья. Основное преимущество устройств подобного типа —предельная простота устройства. Они вполне соответствуют второму типу преобразователей приведенной выше классификации. Преобразование идет по короткой схеме волны — механический приемник энергии волн—генератор электрической энергии эта схема отличается от идеальной (схемы I) введением лишь одного элемента — приемника энергии в виде плиты. [c.55] Одна из особенностей преобразователей с колебательным движением заключается в необходимости применения постоянных магнитов типа РЗМ (с другими известными ныне типами постоянных магнитов нужного эффекта не получится из-за недостаточности их остаточной индукции), но РЗМ — относительно дороги и дефицитны, что скажется на их применении. [c.55] МО/ЙНО выполнить в условиях открытого морй, однако имеются сдособы обойти это затруднение. Первый из них заключается в применении якоря. Он может обеспечить достаточную неподвижность одной из частей преобразователя, относительно которой будет колебаться вторая часть, несущая магниты или обмотки. В этом случае конструкция преобразователя должна несколько измениться. Еще лучше вместо якоря использовать стабилизированный буй (типа вехи Фруда ) с достаточное плавучестью. Можно решить эту задачу и на принципиально ином физическом принципе, использовав силы инерции вместо прямого давления волн на плиту. [c.56] Описанный преобразователь динамоэлектрического типа в колебательном режиме дает переменный ток, частота которого колеблется так же, как и его эффективное значение. Непосредственная подача такого тока потребителям вряд ли окажется приемлемой, поэтому перед подачей его параметры должны быть улучшены. Проще всего это сделать с помощью аккумулятора того или иного типа. [c.56] Суммарная мощность двух главных двигателей судов типа Академик Курчатов равна 8000 л. с., или около 6000 кВт. Следовательно, мощность качки более чем вдвое превышает мощность его главных дизелей. [c.56] О пользе качки. — Катера и яхты, 1970, 2 (24), с. 42. См. Два варианта судна без паруса и мотора. — Катера и яхты, 1969, 4(30), с, 29. [c.57] Принцип работы плавников, запатентованный автором, таков три плавника прикреплены своей передней частью к килю лодки. Носовая часть плавников жесткая, а кормовая — эластичная. При качке лодки погруженные в воду плавники приходят в движение — колеблются вверх и вниз. При этом их кормовые концы деформируются так, что происходит отталкивание массы воды назад, вследствие чего создается реактивный упор и лодка движется вперед. Длина лодки — 12 м. Корпус ее изготовлен из нескольких слоев синтетической ткани, натянутой на жесткий каркас. Обводы и размерения корпуса выбраны с учетом наименьшего сопротивления движению. [c.58] Заметим, что вычисленная цифра представляет реактивную мощность. Из теории колебаний известно, что с колебательной системы в цепи генератора незатухающих колебаний можно снять достаточно большую полезную мощность. Из радиотехнической практики известно, что КПД генераторов электромагнитных колебаний достигает 80 — 90 %. Однако поверхностные ветровые волны не обладают Строгим постоянством частоты колебаний, обычно свойственным электромагнитным колебаниям. Поэтому условия работы гравитационного маятника, возбуждаемого силовыми импульсами поверхностных волн, будут тяжелее условий работы электромагнитного контура, подпитываемого строго периодическими импульсами тока. Из-за отсутствия строго периодичности возбуждающих импульсов алшлитуда колебаний гравитационного маятника в иоле ветровых волн будет несколько меняться во времени, уменьшаясь при задержке в подходе очередной волны. [c.59] Вернуться к основной статье