1. Устройство для преобразования энергии источника электрического тока в поступательное движение в пространстве механической конструктивно-замкнутой системы под действием внутренних сил, содержащее неподвижный центральный вал, две неподвижные крышки, посаженные на центральный вал, статор, закрепленный между двумя крышками, которые все вместе образуют герметичный корпус рабочего тела (отбрасываемой массы), выполненного в виде механизма, содержащего независимо вращающиеся во взаимно-противоположных направлениях грузы с индивидуальными приводами, закрепленными на упругих поводках с упорными элементами с возможностью их синхронного возвратно-поступательного перемещения вдоль центрального вала, размещенными в сквозных пазах ротора, выполненного в виде диска с поводками-направляющими, установленного на центральном валу с возможностью свободного вращения вокруг вала, и двух симметрично расположенных относительно ротора электростатических (электромагнитных) толкателей, выполненных в виде пар противолежащих пластин (катушек), закрепленных соответственно на внутренней поверхности крышек корпуса и толкателя, установленного на поводках-направляющих ротора.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вместо рабочей камеры ракетного двигателя используется пара взаимно-расположенных соответственно электростатических колец (электромагнитных катушек), преобразующих потенциальную энергию электрического (электромагнитного) поля в линейные импульсы силы.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что линейный импульс силы воздействует на ось вращения грузов под прямым углом через толкатель.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вместо сопла реактивного двигателя, передающего тяговый линейный импульс силы перемещаемому устройству, использовано электростатическое кольцо (электромагнитная катушка), жестко закрепленное на крышке корпуса устройства.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пара электростатических колец дополнительно выполняет функцию упорных подшипниковых узлов.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вместо рабочего тела, покинувшего сопло реактивного двигателя, используется отбрасываемая масса, представляющая из себя часть перемещающегося устройства, состоящая из вращающегося относительно оси симметрии корпуса устройства ротора, имеющего в своем составе закрепленные к валу ротора на гибких поводках, обеспечивающих возвратно-поступательные перемещения относительно плоскости вращения ротора и входящих в контакт с толкателями через упоры грузов, имеющих возможность независимого вращения вокруг собственной оси симметрии, расположенной в плоскости вращения ротора перпендикулярно оси вращения ротора, являющегося активным элементом конструкции устройства по рекуперации энергии линейных импульсов силы, противоположно-направленных направлению перемещения устройства за счет действия внутренних сил.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в качестве грузов использованы массивные маховики.
8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в качестве грузов использованы 3D гироскопы.
9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что рабочее тело содержит приводные двигатели для приведения грузов в синхронное независимое вращение.
10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что вращающиеся грузы закреплены на упругих поводках, жестко прикрепленных к ротору.
11. Устройство по п.6, отличающееся тем, что ротор устройства способен преобразовывать энергию электрического тока во вращательный момент с одновременной передачей его грузам.
12. Устройство по п.6, отличающееся тем, что ротор устройства способен преобразовывать энергию электрического тока во вращательный момент с одновременной передачей его грузам.
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пары электростатических колец (электромагнитных катушек) дополнительно выполняют функцию упорных подшипников.
14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что реверс вектора тяги устройства обеспечивается изменением направления вращения ротора на противоположное с одновременным включением в работу соответствующей пары электростатических колец (электромагнитных катушек).
www.findpatent.ru
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для подавления колебаний в системах, объекты которых содержат одно или несколько колебательных звеньев. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата в устройствах, использующих стабилизирующие свойства гироскопа, ротор которого благодаря вращению с большой угловой скоростью создает кинетический момент, необходимый для сохранения неизменного положения главной оси гироскопа в инерциальном пространстве. Угловые скорости отклонения главной оси гироскопа в инерциальном пространстве определяются значением кинетического момента гироскопа. Увеличивают число оборотов ротора и сосредотачивают большую часть массы гироскопа в его ободе большого диаметра, размещая его на сравнительно тонкой диафрагме. Для исключения деформаций диафрагмы и вала гироскопа опору массивного обода гироскопа выполняют на упорном подшипнике, который компенсирует осевые и отчасти радиальные деформации. 2 ил.
Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к гиростабилизаторам, и может быть использовано для подавления колебаний в системах, объекты которых содержат одно или несколько колебательных звеньев.
Известен двухосный силовой гиростабилизатор, содержащий: два гироблока, оси вращения которых параллельны, координатный преобразователь, систему разгрузки, привод корпусов гироблоков и ротора координатного преобразователя относительно платформы вокруг оси, коллинеарной осям прецессии гироблоков, отличающийся тем, что с целью повышениия точности, он снабжен жестко соединенным с корпусом гироблока маховичком, собственная ось вращения которого направлена по биссектрисе угла, составленного собственными осями вращений роторов гироскопов, а привод корпусов гироблоков, маховичка и ротора координатного преобразователя выполнен червячным (А.с. СССР, G01C 19/00, №295976).
Недостатки данного двухосного силового гиростабилизатора:
1. Использование двух гироскопов влечет за собой увеличение массы конструкции и его стоимость.
2. Возможные трудности настройки в целях обеспечения необходимой точности стабилизации из-за сложной конструкции двухгироскопного стабилизатора.
3. Использование червячных редукторов приводов корпусов гироблоков, маховичка и ротора координатного преобразователя увеличивает время подавления прецессии гироскопа.
Другим известным изобретением является одноосный силовой горизонтальный гиростабилизатор, содержащий гироскоп с вертикальной осью ротора в кардановом подвесе, цепь коррекции, включающую последовательно соединенные датчик угла прецессии, на внутренней оси подвеса, усилитель и двигатель на наружной оси подвеса, и цепь приведения, включающую последовательно соединенные маятниковый датчик угла на внутренней оси подвеса, отличающийся тем, что с целью уменьшения ошибки на вираже объекта в него введены последовательно соединенные датчик линейной скорости объекта в горизонтальной плоскости вдоль наружной оси подвеса и суммирующее преобразующее устройство, включенное во входную цепь усилителя цепи межрамочной коррекции (А.с. СССР, С01С 19/44, №790923).
Недостатки стабилизатора:
1. Датчик линейной скорости, предназначенный для уменьшения ошибки при движении по дуге, функционирует только вдоль наружной оси подвеса, что снижает точность и увеличивает время стабилизации платформы.
2. Отсутствие в стабилизаторе устройств, исключающих влияние деформаций ротора гиростабилизатора на процесс автоматического регулирования стабилизации объекта, что ведет к снижению точности системы стабилизации.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению относится одноосный стабилизатор, содержащий двухстепенной гироскоп с датчиком момента и датчиком угла прецессии, выход которого через усилитель стабилизации соединен с двигателем стабилизации, последовательно соединенные акселерометр и усилитель коррекции, отличающийся тем, что с целью повышения точности в него дополнительно введены переключатель и оптимальный линейный фильтр, включающий первый и второй сумматоры, второй и третий масштабирующие элементы, при этом выход датчика угла прецессии дополнительно соединен с неинвертирующим входом первого сумматора, выход первого сумматора соединен через первый масштабирующий элемент с неинвертирующим входом второго сумматора, выход которого соединен с интегратором, выход интегратора соединен через второй масштабирующий элемент с инвертирующим входом второго сумматора, через третий масштабирующий элемент соединен с инвертирующим входом первого сумматора и соединен с первым входом переключателя, выход усилителя коррекции соединен со вторым входом переключателя, а выход переключателя соединен со входом датчика момента (А.с. СССР, 01С 21/18, №1779930).
Недостатками изобретения являются:
1. Невозможность стабилизации раскачивания объекта в обеих вертикальных плоскостях.
2. Отсутствие в стабилизаторе устройств, исключающих влияние деформаций ротора гиростабилизатора на процесс автоматического регулирования стабилизации объекта, что ведет к снижению точности системы стабилизации.
Задачей изобретения является повышение эффективности гашения колебаний в двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях за счет расширения его конструктивных особенностей.
Поставленная задача достигается одноосным силовым гиростабилизатором, содержащим двухстепенной гироскоп с датчиком угла прецессии, выход которого через усилитель стабилизации соединен с двигателем стабилизации, последовательно соединенные акселерометр и усилитель коррекции, с целью повышения точности в него дополнительно введен оптимальный линейный фильтр, причем для обеспечения стабилизации в двух вертикальных плоскостях ось гироскопа расположена вертикально, а массивный обод ротора гироскопа помещен в упорный горизонтальный подшипниковый узел, расположенный в вертикальной раме симметрично относительно центральной поперечной горизонтальной оси устройства, воспринимающий вертикальные нагрузки и исключающий деформации ротора и оси гироскопа и возникающие вследствие этого прецессии, влияющие на точность и скорость стабилизации объекта, а сигнал с выхода оптимального линейного фильтра и сигнал коррекции суммируются и подаются на прецессионный двигатель вертикальной рамы гироскопа, парирующий, совместно с двигателем стабилизации горизонтальной рамы, вынужденной прецессией возможные значительные отклонения стабилизированной платформы от горизонтального положения под действием внешних сил.
Новые существенные признаки:
1. Для обеспечения стабилизации объекта в двух вертикальных плоскостях ось гироскопа расположена вертикально.
2. Массивный обод ротора помещен в упорный подшипниковый узел, исключающий деформации ротора и оси гироскопа и возможные прецессии, вызванные деформациями и влияющие на точность стабилизации объекта.
3. Подшипниковый узел расположен на вертикальной раме симметрично относительно центральной поперечной горизонтальной оси устройства.
4. Горизонтальный подшипниковый узел воспринимает вертикальные нагрузки от ротора гироскопа.
5. Значительные отклонения от горизонтального положения стабилизируемой платформы парируются прецессионным двигателем вертикальной рамы совместно с двигателем стабилизации горизонтальной рамы.
Перечисленная совокупность признаков обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Технический результат обеспечивается наличием в устройстве упорного подшипникового узла - опоры массивного обода ротора, исключающего деформации оси и ротора гироскопа и возможные прецессии, вызванные деформациями, влияющие на точность стабилизации объекта, а значительные отклонения от горизонтального положения стабилизируемой платформы парируются прецессионным двигателем горизонтальной рамы, совместно с двигателем стабилизации горизонтальной рамы.
В устройствах, использующих стабилизирующие свойства гироскопа, ротор которого благодаря вращению с большой угловой скоростью создает кинетический момент, необходимый для сохранения неизменного положения главной оси гироскопа в инерциальном пространстве, угловые скорости отклонения главной оси гироскопа в инерциальном пространстве определяются значением кинетического момента гироскопа: чем больше кинетический момент J·Ω, тем меньше угловые скорости дрейфа оси гироскопа, тем выше точность работы устройства. Но одновременно с увеличением кинетического момента, растут моменты внешних возмущающих сил. Для определения требований к конструкции ротора необходимо выяснить силы, создающие возмущающие моменты относительно осей подвеса гироскопа. Для этого рассмотрим ротор, состоящий из массивного обода и гибкого вала, соединенных между собой тонкой диафрагмой. Будем полагать этот ротор идеально сбалансированным (Фиг.1А).
При равномерном движения объекта со скоростью V его ускорение равно нулю; V'=0, а центр OP массы mP ротора совмещен с точкой О подвеса гироскопа (Фиг.1А). При ускорениях совмещение точек OP и О будет нарушаться, в связи с чем на гироскоп начнут воздействовать моменты возмущающих сил, вызывающие отклонения его от первоначального направления. В результате ускорений вдоль осей Х и Z (Фиг.1Б и 1В) возникнут силы инерции:
которые вызовут деформации диафрагмы и вала ротора. В результате центр Ор массы mp ротора сместится относительно точки подвеса О на расстояния Х и Z. Амплитуды деформаций зависят от осевой cX и радиальной cZ жесткостей диафрагмы и вала гироскопа и определяются из условий равенства упругих и инерциальных сил по координатным осям:
В общем случае (Фиг.1Г) силы инерции RX и RZ создадут относительно оси OY, проходящей через точку О подвеса, возмущающий момент:
который вызовет прецессию гироскопа относительно осей подвеса ротора. Угловая скорость прецессии вокруг вертикальной оси подвеса Z равна:
Равнодействующая сил инерции RX и RZ, направленная по оси О-OP, будет создавать на опоры, установленные на оси Y, силовое воздействие:
создавая в подшипниках момент сил трения:
под влиянием которого у гироскопа тоже начнется прецессионное движение, угловая скорость которого определяется равенством:
где λ - коэффициент момента сил трения.
Отсюда: для повышения характеристик гироскопического успокоителя необходимо уменьшить угловые скорости прецессионного движения.
Для выяснения влияния конструктивных параметров гироскопа на произведение угловых скоростей прецессии обратимся к произведению (4) и (7):
Заменив массу ротора его весом получим:
Анализ полученного равенства показывает, что ускорения стабилизируемого объекта, ускорение силы тяжести и коэффициент момента сил трения в опорах подвеса не зависят от параметров ротора гироскопа. Для оценки рациональности конструктивного исполнения ротора гироскопа рассмотрим произведение второго и третьего сомножителей выражения (9), обозначив его как коэффициент K, характеризующий работоспособность конструкции:
который должен стремиться к нулю
Исходя из значения коэффициента работоспособности гироскопического успокоителя (10) для получения рациональной конструкции необходимо, чтобы кинетический момент гироскопа J·Ω принимал как можно большие значения, а разность жесткостей ротора в осевом сх и радиальном cz направлениях стремилась к нулю. Повышения кинематического момента гироскопа можно добиться, увеличив число оборотов ротора и сосредоточив большую часть массы гироскопа в его ободе большого диаметра (позиция 1, Фиг.2), разместив его на сравнительно тонкой диафрагме (16), а для исключения деформаций диафрагмы (16) и оси (10) гироскопа опереть массивный обод гироскопа (1) на упорный подшипник (11), размещенный в вертикальной раме (12) и парирующий осевые и отчасти радиальные деформации, в результате чего жесткость опор ротора в осевом cX и радиальном cZ направлениях будет примерно одинаковой, а их разность будет стремиться к 0. Система стабилизации гироскопической платформы представляет собой последовательно соединенные датчик угла прецессии (2) вертикальной рамы гироскопа (12), усилитель-преобразователь (3) и стабилизирующий двигатель (4) горизонтальной рамы гироскопа (15), закрепленной на центральной продольной горизонтальной оси (13), покоящейся в подшипниках (14) гиростабилизированной платформы. Система коррекции состоит из двух цепей: последовательно соединенных акселерометра (5) и усилителя коррекции (6) и последовательно соединенных датчика угла прецессии (2) и оптимального линейного фильтра. Сигналы с выхода усилителя коррекции (6) и оптимального линейного фильтра (8) суммируются сумматором (9) и поступают на прецессионный электродвигатель (7) вертикальной рамы гироскопа (12) на центральную поперечную горизонтальную ось (17), парируя, совместно с двигателем стабилизации (4), значительные отклонения от горизонтального положения стабилизируемой платформы.
Перечень позиций на чертеже Фиг.1 к заявке
ОДНООСНЫЙ СИЛОВОЙ ГИРОСТАБИЛИЗАТОР
VX'; VZ' - осевое и радиальное ускорения;
RX; RZ - осевая и радиальная силы инерции;
Х; Z - осевое и радиальное перемещения центра массы OP гироскопа от точки подвеса О.
Перечень позиций на чертеже Фиг.2 к заявке
ОДНООСНЫЙ СИЛОВОЙ ГИРОСТАБИЛИЗАТОР
1. Гироскоп.
2. Датчик угла прецессии вертикальной рамы гироскопа.
3. Усилитель стабилизации.
4. Двигатель стабилизации.
5. Акселерометр горизонтальной рамы гироскопа.
6. Усилитель коррекции.
7. Двигатель стабилизации горизонтальной рамы.
8. Оптимальный линейный фильтр.
9. Сумматор.
10. Вертикальная ось гироскопа.
11. Упорный горизонтальный подшипниковый узел.
12. Вертикальная рама.
13. Центральная продольная горизонтальная ось.
14. Стойки стабилизированной платформы объекта.
15. Горизонтальная рама.
16. Диафрагма.
17. Центральная поперечная горизонтальная ось.
Одноосный силовой гиростабилизатор, содержащий двухстепенной гироскоп с датчиком угла прецессии, выход которого через усилитель стабилизации соединен с двигателем стабилизации, последовательно соединенные акселерометр и усилитель коррекции, с целью повышения точности в него дополнительно введен оптимальный линейный фильтр, отличающийся тем, что для обеспечения стабилизации в двух вертикальных плоскостях ось гироскопа расположена вертикально, а массивный обод ротора гироскопа помещен в упорный горизонтальный подшипниковый узел, расположенный в вертикальной раме симметрично относительно центральной поперечной горизонтальной оси устройства, воспринимающий вертикальные нагрузки и исключающий деформации ротора и оси гироскопа и возникающие вследствие этого прецессии, влияющие на точность и скорость стабилизации объекта, а сигнал с выхода оптимального линейного фильтра и сигнал коррекции суммируются и подаются на прецессионный двигатель вертикальной рамы гироскопа, парирующий совместно с двигателем стабилизации горизонтальной рамы вынужденной прецессией возможные значительные отклонения стабилизированной платформы от горизонтального положения под действием внешних сил.
www.findpatent.ru
Глава 9 Прецессия гироскопа
Отдельно можно выделить тип инерциальных движителей, которые используют эффекты, возникающие при вынужденной прецессии гироскопа. Напомню, что метод Полякова есть частный случай практического использования данного явления.
Суть эффекта, в классическом понимании: гироскоп стремится сохранять момент вращения, и любой поворот оси его вращения (вынужденная прецессия) создает пару сил, то есть, дополнительный крутящий момент, компенсирующий данный поворот. На рис. 43 показана векторная суперпозиция сил, возникающая при вынужденной прецессии оси гироскопа.
Рис. 43. Силы, возникающие при вынужденной прецессии оси гироскопа
Возникающая сила F настолько мощная, что способна поворачивать человека, сидящего на вращающемся табурете – «скамейке Жуковского», если у него в руках небольшой, но быстро вращающийся гироскоп. Важная особенность: сила F не линейная, она создает поворот оси вращения гироскопа в плоскости XOY, если на ось действует внешняя сила, поворачивающая ее в плоскости ZOY. Другая особенность – эффект увеличивается, если гироскоп вращается быстрее, и поворот оси в плоскости ZOY происходит быстрее.
Согласитесь, что данная ситуация чем-то напоминает возникновение силы Лоренца, или силы Магнуса. Попробуем найти аналогии и причины возникновения данной силы, в рамках эфиродинамики. На рис. 44 показан гироскоп, который вращается вокруг оси Y, и поворачивается в плоскости YOZ.
Рис. 44. Векторное сложение скоростей в верхней и нижней части гироскопаВозникает пара гироскопических сил: F1 направлена вверх, и F2 – вниз, в плоскости XOY, с точки зрения наблюдателя, который видит вращение гироскопа вокруг оси Y по часовой стрелке (правое вращение). Какие могут быть причины появления данной пары сил?
Отметим следующий факт: разные части прецессирующего гироскопа движутся с различной скоростью относительно внешней среды. Скорость движения частиц верхней части гироскопа, относительно внешней среды, за счет сложения сонаправленных векторов скоростей V1и V2, больше, чем скорость движения частиц нижней части гироскопа, относительно среды. В результате, как и в газодинамике, в соответствии с законом Бернулли, давление внешней среды на частицы материи в разных частях гироскопа не одинаковое, то есть, возникает градиент давления среды на прецессирующий гироскоп. Эффект проявляется как в воздухе, так и в вакууме, поэтому у нас есть повод говорить о эфиродинамическом давлении внешней среды на частицы материи гироскопа.
Таким образом, пару гироскопических сил можно обосновать градиентом давления эфира на вращающиеся частицы материи гироскопа. Следовательно, это внешняя сила, и мы можем использовать ее в конструкциях движителей активного типа. При конструировании следует учесть, что это сила не сдвигает гироскоп линейно, а поворачивает его ось в плоскости XOY, увеличивая крутящий момент гироскопа.
Дополнительно, рассмотрим вопрос с другой стороны. На рис. 45 показана траектории движения точки на периферии вращающегося гироскопа, при его прецессии (повороте оси вращения).
Рис. 45. Траектория точки на прецессирующем гироскопеРасстояние от данной точки до центра вращения гироскопа постоянное, но с учетом того, что сам центр вращения гироскопа (при вынужденной прецессии) движется, то такая траектория движения точки в пространстве уже не является окружностью. Очевидно, что кривизна разных участков данной траектории не является постоянной, поэтому скорость движения и ускорение криволинейного движения также не является постоянным.
Этот принцип мы рассматривали ранее, например, в экспериментах А.И. Вейник, рис. 15. Центробежная сила, действующая на тело при его ускоренном криволинейном движении, зависит от величины ускорения, и, в данном случае, она также не является одинаковой на разных участках траектории.
Таким образом, возникает градиент силы, преимущественно в одном направлении. Пример практического применения данного метода показан на рис. 46, патент США 3,653,269 от 15 мая 1970 года, автор Ричард Фостер (Richard Foster).
Рис. 46. Движитель с гироскопами, автор Ричард ФостерВ описании патента, показана конструкция в виде тележки, на которой вращается диск, и на диске установлены два гироскопа, в окнах (отверстиях). В конструкции есть электромоторы трех групп, различных по назначению: два мотора 32 вращают сами гироскопы, причем, питание на них подаются через щетки и два контактных диска. Моторы 32 сами тоже вращаются приводами 38, создающими прецессию гироскопов. Гироскопы закреплены на оси вращения, которая расположена диаметрально в окне диска. Мотор 23 поворачивает весь диск, что и создает реакцию на весь корпус. При одной половине цикла силу тяги создает один гироскоп, потом он выключается, а силу тяги создает второй гироскоп. Каждый из гироскопов «работает» половину цикла.
Существует много аналогичных схем, в том числе, запатентованных. Практические исследования можно проводить даже в небольшой домашней лаборатории, однако, следует знать важный аспект применения подобных технологий: возникающие при работе инерциального движителя реакции в эфире могут отрицательно влиять на здоровье человека, находящегося рядом с такими движителями. По своему опыту, могу отметить, например, изменение артериального давления. Из общения с другими авторами – разработчиками, которые рискнули заниматься более мощными возмущениями эфирной среды, могу привести следующие факты: в 1980 – 1990-е годы, в Санкт-Петербурге, проводились эксперименты с металлическим гироскопом в форме цилиндра, имеющего соотношение длины и диаметра 2 к 1, массу – несколько килограмм, обороты – тысячи оборотов в минуту. Раскрутив такой гироскоп, исследователи резко поворачивали (наклоняли) ось его вращения, с помощью мощного рычага. При такой «вынужденной прецессии», возникала не только пара гироскопических сил… Было отмечено «импульсное излучение неизвестной природы», которое, в одном из экспериментов, привело в неисправное состояние все механические и электромеханические часы в здании, где проводился данный эксперимент. Кроме того, отмечалось негативное влияние данного вида излучения на здоровье людей, находящихся вблизи экспериментальной установки. Для нас эти заявления интересны тем, что подтверждают предположение о природе гироскопических сил, как реакции эфирной среды на ее возмущение. Согласно рассматриваемой в данной книге эфиродинамической концепции, такое возмущение должно сопровождаться мощной волной плотности эфирной среды, влияющей не только на технические устройства, но и на биологические объекты.
В перспективе, представляется возможным создавать, при помощи инерциоидов, импульсные возмущения эфирной среды, причем, строго в определенном направлении, и конструировать так называемые «эфирообменные движители». Полагаю, что в роли движителей, такие механические машины не очень перспективны, но могут иметь шанс внедрения, как системы связи и вооружения нового типа. Быстродействующие мощные движители данного типа могут быть реализованы не механическим путем, а на основе гироскопических свойств частиц материи, как показал С.М. Поляков на примере ферромагнетиков. Поделитесь на страничкеСледующая глава >
tech.wikireading.ru
Богомолов В.И.
РезюмеПредлагается гипотеза: существует потенциальное поле центробежных сил инерции (ПЦСИ) как подсистема структуры элементов среды физического вакуума (ФВ, эфира). Поле центробежных сил это «потенциальная яма» энергии в которую масса объекта из вещества «падает бесплатно», также, например, как и в гравитационную «потенциальную яму». При совершении работы центробежными силами затрачивается (превращение из потенциальной в кинетическую) энергия ФВ, ПЦСИ, а не кинетическая энергия вращения массы маховика, которая остается неизменной. Более того, выполнение законов сохранения кинетической энергии вращения и момента импульса (количества движения) при изменении радиуса инерции вращающейся массы на орбитальной траектории обеспечиваются энергией, работой и силами ПЦСИ. В доказательство правомерности этих утверждений описываются устройства и проведение на них, так называемых, «решающих экспериментов» по получению даровой кинетической энергии (свободной энергии). Потенциальное поле центробежных сил инерцииРеальный физический эффект, силы инерции (вообще) — не «математический прием», введённый д'Аламбером, и они не «фиктивны». Конкретные силы инерции, центробежные силы инерции, также — не «фиктивны», и имеют ту же природу, что и силы других основных взаимодействий природы: гравитационного, электромагнитного (и электростатического, и магнитного). «Консервативными силами» силы гравитационные, электростатические, магнитные названы из-за того, что они принадлежат природным силовым полям с одноименными названиями; источником работы этих сил является потенциальная энергия поля, как подсистемы окружающей среды. В более широком плане научное открытие физического закона (предлагаемой гипотезы, принцип УЭПП) формулируется так: на изменение направления вектора импульса (количества движения массы) затрачивается работа внешних сил, которая деформирует структуру системы среды ФВ и на радиусе кривизны траектории движения массы (радиусе инерции) формирует вихрь элементов ФВ, искусственную механическую подсистему, потенциальное поле центробежных сил инерции, которая обладает свойствами квантово-механической системы. Мы предполагаем, что квантово-механические свойства этой макросистемы заключаются в том, что в вихре ФВ на радиусе инерции вращающейся массы квантуются ряд ее параметров: момент импульса массы вещества, плотность массы слоев элементов подсистемы ФВ по объему, а главное, скачком изменяется плотность энергии по объёму слоев элементов ФВ. Квантование плотности энергии среды ФВ в ПЦСИ приводит к появлению градиента потенциалов, что и является причиной образования центробежных сил инерции. В квантовании плотности кинетической энергии движения элементов эфира по объему в ПЦСИ (ОФМ по Иванову Б.П.), формирующем градиент потенциалов, заключается объяснение механизма образования сил и мощности работы всех потенциальных полей, например, гравитационного поля, электрического, магнитного, при фотоэффекте, в подъемных силах Архимеда и др., в том числе, и образование кинетического момента центробежных сил в потенциальном поле центробежных сил инерции. Универсальный закон квантования энергетических уровней вывел Иванов Б.П. [6] в подсистемах ФВ, названных «организационные формы материи (ОФМ)», алгоритм действия ОФМ, «закон взаимосвязи процессов (ЗВП)» предложил Смирнов А.П.[7]. Доказать правомерность этих утверждений позволили проведенные мной, так называемые, «решающие эксперименты» по получению даровой кинетической энергии потенциального поля консервативных сил (свободной энергии) на базе изобретенных мной механических устройств: «Генераторе Богомолова (ГБ)» и «Генераторе Маринова-Богомолова (ГМБ)». ГБ получает непосредственно свободную энергию центробежных сил. ГМБ получает свободную энергию центробежных сил опосредовано, через физический эффект прецессии. Объяснение природы получения свободной энергии в ГБ и ГМБ возможно на базе новой парадигмы физики [5], постулирующей, что элементы вещества есть вихри [9] эфирной среды, находящиеся в состоянии равновесия энергообмена со средой. Эфирная среда (физический вакуум (ФМ)) имеет свойство самоструктурироваться и формировать свои элементы как механические системы (вихри, волновые пакеты стоячих волн) по универсальной кинематической схеме «организационная форма материи» (ОФМ по Иванову Б.П. [6]), в том числе объекты вещества, как комплекс систем ОФМ и, в том числе, формировать искусственные ОФМ, потенциальные поля центробежных сил инерции. Все ОФМ имеют свойства квантово-механических систем: квантование плотности кинетической энергии движения элементов эфира по объему, плотности массы, момента импульса на радиусе кривизны траектории вихря, радиусе инерции локализованной массы элементов эфира. Вечное движение, обмен энергией, ее превращения в среде принимаются априори, описываются универсальным алгоритмом действия, названным «закон взаимосвязи процессов (ЗВП)» [3]. Представления новой парадигмы физики позволяют изобретать и строить устройства, способные черпать свободную энергию из окружающей среды ФВ. Решающие экспериментыЦентробежный генератор Богомолова (ГБ)Схема центробежного генератора изображена на рис.1: На валу обратимой электрической машины (мотор-генератор) установлен центробежный регулятор скорости Уатта. При достижении определенной угловой скорости ω1 вращающихся на валу грузов с общей массой m возникает центробежная сила инерции Fцб = m · ω12 · R1, которая совершает работу центробежных сил Aцб = F · R1, то есть разводит рычаги с грузами на максимальную величину радиуса кривизны траектории вращения R1 и при этом сжимает пружину. При этом электрическая машина работает в режиме «мотор» и, затрачивая некоторую мощность от батарей, превращает электрическую энергию в кинетическую.  Рис.1.
Во втором такте действия этой схемы машина работает как генератор. Уменьшение скорости вращения грузов ω1 приводит к расширению пружины и возвращению аккумулированной энергии Eк, которая преобразуется во вращающий момент вала генератора. Поясним это на примере: аналогично ускорению вращения фигуриста, руки которого подтягиваются к туловищу, в силу закона сохранения момента импульса (момент количества движения L = m · R2 · ω = const), работа взведенной в первом акте пружины по перемещению масс грузов m на радиусе кривизны R1 – R2 против центробежных сил Fцб, приведет к росту кинетической энергии W = 1/2 · m · R12 · ω12 – 1/2 · m · R22 · ω22 и росту угловой скорости этих грузов ω2 = m · R12 / (m · R22) Это и есть та энергия, которую пользователь получает «даром». При этом также ожидаются некоторые потери, в соответствии с характеристиками реальной применяемой электрической машины. В результате действия устройства за два такта, мы получим в конце второго такта приращение к возвращенной энергии, затраченной в первом такте, то есть приращение мощности устройства за счет свободной энергии среды физического вакуума (ФВ, эфира). Теоретически, согласно гипотезе автора [5], искусственная система вращения грузов формирует в структуре элементов среды физического вакуума подсистему, которой дано название «потенциального поля центробежных сил инерции» ПЦСИ (или организационная форма материи ОФМ по Иванову Б.П. [6]). Природа этого искусственного поля такая же, как и природа гравитационного, электростатического и магнитного полей. То есть ПЦСИ есть потенциальная яма энергии. В нее грузы «падают» так же «бесплатно» как человек в колодец, а чтобы выкарабкаться из нее необходимо совершить работу, например, работу мышц рук фигуриста. Источник приращения мощности устройства это «бесплатно» взведенная в первом акте пружина во время «падения» грузов в потенциальную яму энергии ПЦСИ. Если обратимая электрическая машина за два такта действия возвращает нам (за вычетом потерь) первоначальную энергию, то откуда же берется сила и энергетический потенциал искусственной ОФМ для взведения пружины? Кинетическая энергия вращения по инерции системы масс грузов накапливается (превращается из электрической) благодаря работе, совершаемой силами упругости рычагов по изменению прямолинейных тангенциальных векторов импульса (мгновенной орбитальной скорости) массы грузов на радиусе их инерциального движения. Источник мощности действия сил структурной целостности ВЕЩЕСТВА рычагов (сил Кулона, Ван Дер Вальса) находится в той же окружающей нас, вечно движущейся материальной субстанции, среде физического вакуума. Как показано в [6], каждая частица вещества — это подсистема физического вакуума, представляющая собой вихрь организационной формы материи локально концентрированных элементов субстанции эфира, можно сказать «аккумулированную энергию структуры среды». Данная энергия и является причиной дополнительной деформации структуры физического вакуума, а значит и образования нового энергетического потенциала искусственного поля инерции центробежных сил вокруг вещества грузов, при условии наличия вращения грузов. Эксперимент по использованию центробежной силы для получения свободной энергииУпрощенная схема эксперимента известна, как «маятник Максвелла» (рис.2). Это диск, насаженный на горизонтальную ось, к которой привязаны две нити. Их верхние концы закреплены на перекладине.  Рис.2.
Если закручивать нити вокруг оси, то диск поднимается на высоту h и запасает потенциальную энергию гравитационного поля Земли Е = m · g · h (где m – масса маховика; g – ускорение свободного падения; h – высота падения массы). Если мы отпустим маятник, то начнутся периодические затухающие колебания «вниз-вверх»: сначала нить раскручивается и потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию вращения диска; дойдя до нижней точки и продолжая по инерции вращаться, диск поднимается вверх, утилизуя кинетическую энергию вращения и превращая ее вновь в потенциальную. Это устройство интересно тем, что, в силу закона сохранения энергии, наглядно и точно мы можем наблюдать утилизацию кинетической энергии вращения маховика, измеряя только параметр h, высоту подъема по нитям маховика во втором полупериоде колебания, в сравнении с выстой, с которой маятник начал падение в первом полупериоде. Разность h2 – h3 за два полупериода колебания прямо пропорциональна потерям кинетической энергии вращения на работу аэродинамического сопротивления и трение. В нашем эксперименте мы усложнили «маятник Максвелла», заменив диск маховика на центробежный регулятор скорости Уатта, в соответствии с его описанием в статье [2}. Его основное отличие от маховика Максвелла в том, что момент инерции маховика изменяется работой центробежных сил при перемещении грузов (общая сумма весом 1200 г) на рычагах из положения минимального радиуса 40 мм до максимального 90 мм. При этом рычаги сжимают пружину с силой около 16 кг. Опыты проводились в три этапа. На первом мы экспериментально установили необходимую высоту подъема 1100 мм при закручивании нитей на ось, падение маховика с которой обеспечивает достижение такой скорости его вращения и развивает такую центробежную силу, которая обеспечивает разведение грузов на величину максимального радиуса 90 мм и полное сжатие пружины. На втором этапе грузы зафиксировали на минимальном радиусе 40 мм, тем самым выключив работу центробежных сил по сжатию пружины, и замерили потери кинетической энергии на аэродинамическое сопротивление и трение деталей. В таком виде маховик поднялся на высоту 980 мм, потеряв 120 мм. На третьем решающем этапе убрали фиксатор грузов и включили в работу центробежные силы. Как и на втором этапе, центробежный регулятор скорости Уатта начал падать, раскручиваясь с высоты 1100 мм, сжал пружину и поднялся на высоту 1030 мм, то есть превысил высоту второго этапа на 50 мм! Выводы автора по результатам эксперимента:
Прецессионный генератор свободной энергии. Описание экспериментовФизический эффект прецессии — один из многих инструментов, предоставленных человечеству Природой для получения свободной энергии. Он является ключом к неиссякаемым кладовым консервативных сил потенциальных полей. Академическая физика уже много лет замалчивает этот факт. В массовых тиражах справочников для инженеров и студентов вы не найдете выводов о том, что мощность на валу момента сил прецессии гироскопа является даровой энергией, возникающей в результате действия таких внешних сил, приложенных к оси ротора, как, например, гравитационная энергия силы веса смещенного центра масс ротора, а отнюдь не благодаря превращению электрической энергии, питающей ротор гороскопа, в механическую. Учебник 1964 года [3] кратко знакомит с теорией гироскопов лишь узкий круг посвященных в тайны ФЭП, будущих инженеров-авиастроителей, прежде чем им предстоит изучать схемы и конструкции авиационных гироскопов. На основании богатого многолетнего опыта проверки математической теории на практике, Д.С.Польпер делает вывод: «Нутационное движение гироскопа является движением по инерции... Избыточный инерционный момент, который в теоретической механике называется центробежным моментом сил инерции, стремится совместить ось ротора гироскопа с осью наружной рамки кардана, т.к. равновесие при нутации оказывается нарушенным. В процессе прецессионного движения устанавливается динамическое равновесие между моментом внешних сил и гироскопическим моментом, равным моменту центробежных сил... Гироскопический момент и есть то инерционное сопротивление, которое оказывает гироскоп приложенному к нему моменту внешних сил... Из уравнения закона прецессии следует, что прецессионное движение оси ротора гироскопа определяется моментом внешних сил, действующих на гироскоп и равно ему... Прецессионное движение является движением без инерции». Заканчивая цитату, сделаем наш собственный акцент из выводов автора: прецессионное движение — это специфический инструмент, позволяющий использовать энергию внешних сил, приложенных к ротору гироскопа благодаря возникающему при ФЭП моменту центробежных сил инерции. В учебнике выводятся формулы законов движения гироскопа на механических моделях, где в качестве внешней силы приложенной к оси ротора используется вес гири, то есть сила энергии гравитационного поля, мощность которого в виде момента сил прецессии утилизуется даром! Вызывает недоумение, почему же этот автор и другие не делают следующий, такой очевидный шаг в своих рассуждениях? Конечно же, чтобы инициировать получение мощности потребителем с вала прецессирующего гироскопа необходимо вначале одноактно аккумулировать электрическую энергию в виде кинетической энергии вращения маховика, а затем сколько угодно времени лишь восполнять её малые потери на трение, ведь по теории на производство мощности сил прецессии энергия ротора гироскопа не затрачивается. Для того чтобы подтвердить этот факт, был проведен простой эксперимент. Его цель — проверить, потребляется ли дополнительная электроэнергия мотором гироскопа в процессе утилизации гравитационной энергии на валу прецессии. Для этого мы использовали схему опыта предложенного К.Э.Суорцем. В книге К.Э.Суорца [4] дано изложение начал физики. Там находим описание и трактовку опыта с гироскопом. Цитирую. «Вы можете сделать поразительный образец волчка (или гироскопа) с помощью велосипедного колеса. Подвесьте один конец оси снятого переднего колеса на шнурке, как показано на схеме (рис.3). Отпустите другой конец оси, чтобы колесо поддерживалось только шнурком. Сразу же появляется неуравновешенный момент сил, опрокидывающий колесо. На колесо действует сила тяжести, приложенная к его центру и направленная вертикально вниз. Плечо этой силы равно расстоянию от центра колеса до точки закрепления шнурка.  Рис.3.
Теперь проделайте то же самое, но на этот раз попросите кого-нибудь раскрутить колесо, прежде чем вы его отпустите. На него по-прежнему будет действовать тот же самый неуравновешенный момент силы тяжести, но колесо не опрокинется и не упадет. Оно останется вертикальным, а его ось будет медленно поворачиваться в горизонтальной плоскости вокруг шнурка. Почему колесо не опрокидывается, и откуда берется момент импульса, связанный с движением его центра по горизонтальной окружности? Для того чтобы объяснить данный феномен, рассмотрим, что происходит с верхней точкой «Р» колеса. Если смотреть сверху, эта часть колеса опрокидывается вправо. Следовательно, действующая на точку Р сила направлена вправо. Однако точка Р при этом быстро движется вперед (когда мы смотрим вниз на колесо). Опрокидывающее усилие сообщает точке Р небольшой импульс (курсив мой, обращает внимание на источник энергии импульса!), направленный вправо, который складывается векторно с основным импульсом этой точки, направленным вперед. Результирующий импульс имеет такое направление, которое соответствует повороту всего колеса направо. Вместо того чтобы опрокинуться, колесо и плоскость его вращения поворачиваются направо. На схеме стрелками, направленными вдоль соответствующих осей, показаны силы и моменты импульса. Наибольшим моментом импульса, направленным вдоль горизонтальной оси, в этой системе обладает вращающееся колесо. Момент силы тяжести также лежит в горизонтальной плоскости, однако он перпендикулярен оси колеса (курсив и жирный шрифт мой). Вследствие этого момент силы тяжести не тормозит колесо, не отбирает его кинетическую энергию вращения для действия момента сил прецессии точки Р! За каждый интервал времени dt момент силы тяжести вызывает изменение момента импульса прецессии точки Р: М · dt = dJ. Это приращение момента импульса направлено перпендикулярно к основному моменту импульса колеса и поэтому не изменяет его модуля. Но момент силы тяжести изменяет направление момента импульса точки Р колеса. Ось колеса поворачивается в горизонтальной плоскости, и этот поворот продолжается все время, пока действует момент силы тяжести. Такой тип движения называется прецессией». В опыте по схеме Суорца ротор в виде велосипедного колеса был заменен цилиндрическим ротором электромотора диаметром 10 см, скоростью вращения в 15 тыс. об\мин и весом около 2 кг. Плечо момента гравитационных сил составило 10 см. На вал прецессии диаметром 1 см был намотан шнур, нагруженный через блок гирей весом 200 г, для того чтобы снимать полезную мощность с вала N = m · g · h / t. В состоянии покоя зафиксированный мотор на максимальных оборотах потреблял постоянный ток напряжением 25 В и силой 0,5 A. Мощность тока составила 12,5 Вт. Угловая скорость вала прецессии составила один оборот за пять секунд. В процессе совершения работы по подъему гири на высоту в 1 м при наматывании шнура на вал прецесии показания амперметра и вольтметра не изменились. То же самое наблюдалось при резком торможении вала прецессии. Также нами были сравнены время полной остановки вращения ротора электродвигателя, находящегося в покое — без всякой нагрузки и с нагрузкой гирей на вал прецессии после отключения питания. В обоих случаях оно составило 31 мин. Кроме того, гироскоп с уже выключенным мотором в течение 17 мин. совершал работу по подъему гири. Вывод: мотор гироскопа в процессе утилизации гравитационной энергии на валу прецессии дополнительной электроэнергии не потреблял! После ознакомления с трактовкой Суоца, Польпера и результатом нашего опыта, становится ясно, что в данном устройстве легко поддерживается константа момента импульса маховика в его основном вращении, так как поддерживать вращение по инерции маховика нужно, лишь преодолевая сопротивление трения качения подшипников, которое с увеличением угловой скорости нарастает лишь линейно (также нам известны конструкции магнитных подвесов, воздушных подшипников и других устройств, сопротивление которых минимально). Увеличение угловой скорости маховика с ее дальнейшим поддержанием необходимо для того, чтобы получить возможность наращивать воздействие внешних сил на ось момента. Силы гравитации могут быть вообще заменены другими консервативными силами, такими, как, например, возвращающие силы пружины или силы, действующие в постоянных магнитах. Так мы можем добиться выработки свободной энергии, намного превышающей потери на трение, путем «съема» мощности сил прецессии с вала гироскопа. Электрическая энергия затрачивается в гироскопе лишь для создания условий действия прецессии. Направив часть полученной свободной энергии на восполнение, мы получим «вечный двигатель второго рода». Сущность получаемого механического эффекта обусловлена природным физическим эффектом, наблюдаемом в гироскопе: взаимосвязью констант двух моментов импульсов вращения — собственно маховика и прецессионного вращения гироскопа, а также эффекта квантования момента импульса прецессии по величине параметра L / R2, где: L — радиус инерции прецессирующей массы маховика и плечо действия гравитационной силы; R — радиус инерции вращения маховика. Другими словами, сила действия гравитации (веса) на плечо при изменении этого параметра каждый раз ограничена пределом константы квантования момента импульса маховика, в котором избыточный инерционный момент (центробежный момент сил инерции) противостоит гравитации, и в котором сохраняется вертикальная плоскость вращения маховика. В этом случае маховик не падает. Объяснение природы процесса получения свободной энергии в прецессионном генераторе. Объяснение природы процесса получения свободной энергии в прецессионном генераторе возможно на базе новой парадигмы физики [5], постулирующей, что элементы вещества есть вихри эфирной среды, находящиеся в состоянии равновесия энергообмена со средой. Эфирная среда (физический вакуум) имеет свойство самоструктурироваться и формировать свои элементы как механические системы (вихри, волновые пакеты стоячих волн) по универсальной кинематической схеме, названной Ивановым Б.П. [6] «организационной формой материи» (ОФМ). Об опыте получения свободной энергии из природного свойства потенциальных полей центробежных сил инерции сообщалось выше и в статьях журнала [2]. Все ОФМ имеют свойства квантово-механических систем: квантование плотности кинетической энергии движения элементов эфира по объему, плотности массы, момента импульса на радиусе кривизны траектории вихря, радиусе инерции локализованной массы элементов эфира. Вечное движение, обмен энергией, ее превращение в среде принимаются новой парадигмой априори и описываются универсальным алгоритмом действия, названным Смирновым А.П. «закон взаимосвязи процессов (ЗВП)» [7]. Это значит, что получение свободной энергии и ее утилизация в технических устройствах представляется возможным. В квантовании плотности кинетической энергии движения элементов эфира по объему в ОФМ, формирующем градиент потенциалов, заключается объяснение механизма образования сил и мощности работы всех потенциальных полей, например, гравитационного поля, электрического, магнитного, при фотоэффекте, в подъемных силах Архимеда и др., в том числе, и образование кинетического момента центробежных сил в потенциальном поле центробежных сил инерции. Кинематическая схема в конструкции гироскопа построена по законам структуры ОФМ и её алгоритма ЗВП. В ней соотношение квантованных моментов импульса прецессии и маховика обеспечивается отношением L / R2. Это соответствует выводам теории Б.П.Иванова: «Стоячий волновой процесс разбивает объем собственного шара ОФМ как внутри ее ядра, так и снаружи на оболочки равной массы материи. По этой причине вследствие уменьшения плотности материи физического поля радиусы оболочек возрастают пропорционально квадратам натурального ряда чисел» [6, стр. 272]. Учет закономерных кинематико-геометрических параметров в конструкции гироскопа и позволяет по принципу ЗВП утилизовать свободную энергию среды, а именно, снять нагрузкой полезную мощность момента сил прецессии на валу гироскопа. Конструкция гироскопа также позволяет пользоваться в устройстве энергией структурной целостности вещества деталей гироскопа, где структурой элементов вещества совершается работа и затрачиваются возвращающие силы упругости вещества (электростатические силы Кулона в кристаллической решетке, силы Ван Дер Вальса), которые постоянно восполняются энергией из пространства эфирной среды. Генератор Маринова-Богомолова (ГМБ)Открытие автором возможности использования свободной энергии при формировании кинетического момента центробежных сил в потенциальном поле центробежных сил инерции позволило создать опытный образец ГМБ. Первое сообщение об изобретении было опубликовано в статье «Российскому изобретателю необходим «технолоджи трансфер» информационно-аналитического бюллетеня «Петербургский Аналитик», №7 от 07.09.1999. В статье сообщалось об открытии метода получения мощности равной около 3 кВт на валу опытного механического устройства, приводимого во вращение электромотором мощностью 8 Вт, что засвидетельствовала в августе 1999 года комиссия в составе представителей Университета Аэрокосмического Приборостроения и редакции журнала «Петербургский Аналитик», возглавляемая профессором Катковым М.С. Данное устройство для получения свободной энергии было названо нами «генератором Маринова — Богомолова» (ГМБ) в память о болгарском ученом и изобретателе Стефане Маринове [8]. В 1998 г. у меня возникла идея реализовать принцип УЭПП, используя систему ультразвуковых резонаторов, перспективных для использования в технических устройствах при получении в массе их вещества не скомпенсированных центробежных сил инерции волновых импульсов. Однако вначале я решил сделать более простую, дешевую механическую модель на пружинных маятниках для лабораторных исследований, удобную для расчетов УЗВ маятников-резонаторов. Из сотрудников Лаборатории Прикладных Проблем Центра Фундаментальных Исследований, созданного доктором В.Я.Брилем при Санкт-Петербургском Горном Университете, в июне 1997 года был организован временный творческий коллектив из семи соавторов. На изготовление экспериментальной установки был заключен договор с фирмой «Отдельное конструкторское бюро ТЕСТ», возглавляемой Б.П.Кузьмин. В марте 1998 г. в процессе испытаний установки нами был получен хороший устойчивый эффект: генерируемая установкой свободная энергия и мощность на выходе превосходила мощность инициации резонанса на два порядка. Мы заключили договор о доработке механической модели до промышленного образца на средства инвестора с фирмой изготовителем «ТЕСТ», однако финансирование прекратилось. Принципиальная схема устройства ГМБ основывается на идее схемы С.Маринова [8] «Генератора Бюллера-Маринова» и частично использует принцип действия известного механизма «центробежный вибратор» и физический эффект прецессии. В этой схеме симметрично и синхронно вращающиеся массы дисбалансов приводят к осциллирующему движению всей системы (корпуса) в пространстве. Аналогичный эффект наблюдается и в родственных механизмах: инерциоидах Толчина и Савелькаева. Отличие нашей схемы (рис.4) от схемы центробежного вибратора состоит в том, что вращательное движение маховиков-дисбалансов было заменено колебательным движением балансирных маятников. Кинематическая схема нашей установки похожа на выше показанную схему Суорца, но построена как система балансирных маятников. Первый балансирный маятник — это подпружиненный рычаг-качели (1), закрепленный на прочном основании, на котором груз (2) колеблется с собственной резонансной частотой на валу отбора мощности (3). Второй балансирный маятник — подсистема, выполняющая роль груза (2) первого. На рычаге (4) маятника колеблется груз (5) 50 кг с собственной резонансной частотой, равной основной частоте первого, но со сдвигом по фазе на четверть периода.  Рис.4.
Колебания второго маятника происходят в плоскостях, расположенных ортогонально колебаниям первого, вследствие чего импульс инерционных сил, передаваемый на первый маятник, не «гасит» собственных резонансных колебаний второго. При непосредственном взаимодействии масс под прямым углом (при жестком или мягком соударении масс) обмен скоростью не происходит. Однако в нашей кинематической схеме есть характерная особенность: резонансная подпитка энергией, направленная от второго к первому маятнику, происходит не непосредственно, а опосредствованно, за счет инициированных центробежных сил инерции и энергии деформированной структуры элементов субстанции среды физического вакуума (ФВ, эфира). В результате, осциллирующее движение по инерции всей системы масс в пространстве, переданное на вал качели (3), является причиной приращения мощности устройства. Криволинейные траектории движения масс грузов формируют искусственную систему, потенциальное поле центробежных сил инерции среды ФВ (эфира), которое и совершает работу перемещения грузов маятников в пространстве. Другой источник свободной энергии это — работа сил упругости пружин. Силы эти, в свою очередь, также черпают энергию из среды ФВ в процессе постоянного энергообмена вещества и среды, обеспечивая структурную целостность вещества пружин в пределах меры его прочности (то есть до тех пор, пока сталь не «устанет»). Взаимодействие масс грузов двух маятников в нашей схеме является следствием действия физического эффекта прецессии. Устройство получилось громоздкое, весом более ста килограмм, но дешевое: например, балансирная пружина резонатора была изготовлена из торсионной подвески амортизатора старого автомобиля. Второй балансирный маятник также является автоколебательной системой. Его колебания инициирует и подпитывает (в резонансе) центробежный вибратор, представляющий собой электромотор с редуктором типа «наездник» (8 Вт., 27 В, 6000 об/мин.) (6), вращающий на своем валу рычаг (7) с грузом весом 70 г (8) с угловой частотой около 1 Гц, равной частоте колебаний второго маятника. При частоте вращения груза (8) равной около 1 Гц первый и второй маятники приходят в резонанс, начинают колебаться с максимальной амплитудой через 2 секунды после включения электромотора. Это движение на выходе вала качелей имеет следующую характеристику: колебание вращения на углу 7-10 градусов с частотой около 1 Гц. Выходная мощность, которая регистрировалась путем торможения, была определена равной около 3 КВт. Так как груз (5) 50 кг развивает мощность импульса в 3 КВт за 2 сек, используя мощность инициирующего устройства равную 8 Вт (на два порядка большую), очевидно, что данный прирост мощности не может быть получен за счет аккумуляции в механизме энергии электродвигателя. Для аккумуляции такого количества энергии потребовалось бы более 6 мин. Схема опытного образца ГМБ в настоящее время использована автором в двух других устройствах, расчитанных на массового потребителя. Первое устройство называется «Камертон» и предназначено для обогрева теплиц фермеров и дач горожан. Оно проектируется дешевым по себестоимости и с простым в производстве. Схема данного устройства не приводится, поскольку является «ноу-хау» автора. Еще одна схема — «УЗВ модуль генератор» (рис.5), универсальный генератор электроэнергии. В зависимости от количества модулей в блоке данное устройство может использоваться везде, где есть потребители электроэнергии (бытовые приборы, электромобили, а также заводское оборудование).  Рис.5.
По описанной выше схеме, используя пьезокристаллы для генерации ЭДС (1) и ультразвуковой резонатор (вибратор), например, из пакета никелевых пластин (2), можно построить ГМБ компактный и эффективный. Инициировать колебания собственной частоты резонатора (2) будет соленоид (магнитострикционный эффект), питаемый от генератора переменного тока, подстраиваясь в резонанс по принципу обратной связи в автоколебательных системах. Более подробное описание устройства является «ноу-хау» автора. Таким образом, решающие эксперименты на установках ГБ и ГМБ позволили доказать истинность открытия ПЦСИ, новой парадигмы физики «матрешка» и играют большую роль в борьбе человечества с «энергетическим кризисом». Литература: 1. Фролов А.В., Статья «Свободная Энергия», Журнал «Новая Энергетика» №1, 2003г. 2. Богомолов В.И., Статьи «Генератор Богомолова», «Эксперимент по использованию свободной энергии», Журналы «Новая Энергетика» №№4,5-6, 2003г.; №1, 2004. 3. Пельпер С.П., «Гироскопические приборы и автопилоты», М.: Наука, 1964г., стр.32-33. 4. Суорц Кл.Э. «Необыкновенная физика обыкновенных явлений». — Пер. с англ., М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986, стр.174-175. 5. Богомолов В.И. «Парадигма физической картины мира «матрёшка». Принципиальная схема утилизации энергии консервативных полей», сборник МАИСУ (Международной Академии «Информация, связь, управление в технике, природе, обществе») за 2002 г.: «Проблемы космической безопасности», — СПб., 2002. 6. Иванов Б.П. «Физическая модель Вселенной». — СПб.: Политехника, 2000. 7. Смирнов А.П. «Физика реальности», сборник «Принцип Порядка», А.П.Смирнов, И.В. Прохорцев, — СПб, ЗАО «ПиК», 2002. 8. Маринов С. «Использование инерциальных сил для производства свободной энергии» в сборнике «Проблемы пространства, времени, тяготения», сборник научных статей по материалам IV Международной конференции 16-21 сентября 1996 г., Санкт-Петербург, Политехника СПб, 1997. 9. Басин М.А. «Компьютеры. Вихри. Резонансы. (Волновая теория взаимодействия структур и систем)» — Часть2 — СПб.: Норма, 2002. ♦ |
khd2.narod.ru
Группа компаний Faulhaber представила новый коллекторный двигатель постоянного тока 1016...SR и бесколлекторный двигатель постоянного ток 1935...BRC.
Максимальная мощность при компактных размерах
Новый двигатель 1016...SR от Faulhaber расширяет каталог компактных двигателей постоянного тока, в которых для коммутации используются драгоценные металлы. Новые моторы, в комбинации с уже существующими продуктами Faulhaber используются в решениях, где требуется максимальная мощность при компактных размерах.
Новый двигатель 1016...SR развивает крутящей момент при продолжительной работе до 0,92 мНм при длине всего 16 мм и диаметре 10 мм. Механические характеристики новинки дают возможность осуществлять плавные переходы при изменении нагрузки. Другими сильными сторонами двигателя являются его низкое энергопотребление и уровень вибрации, а также малошумность. Мотор применяется, например, в прецизионных инструментах, оптических устройствах или протезах.
Бесколлекторный со встроенным контроллером
Новый бесколлекторный мотор постоянного тока с интегрированным контроллером скорости 1935...BRC является оптимизированной версией успешного на международном рынке двигателя 1935...BRE. Новый мотор обеспечивает крутящий момент при продолжительной работе до 3,5 мНм, сохраняя при этом свою компактную конструкцию, что делает его более мощным, чем его предшественник. Его направление вращения является обратимым. Диапазон скорости был увеличен на 1000 об/мин (до 11000 об/мин), также дополнительно был увеличен КПД. Существенно изменился и температурный диапазон – теперь он составляет от - 25 до + 85 градусов Цельсия. Мотор оснащен подшипниками высокой производительности, что в свою очередь положительно сказывается на сроке службы изделия.
Как уже отмечалось ранее, мотор имеет встроенный контроллер скорости. Интегрированное в него ограничение по току защищает двигатель от перегрузки. Настройку и программирование контроллера можно произвести с помощью адаптера. Очень часто моторы серии 1935...BRC применяются в насосах, в лабораторном оборудовании, струйных принтерах, медицинской и диагностической технике, топливных элементах и т.д. Он также может быть использован в области робототехники, обрабатывающей промышленности, инструментах автоматизации производства, а также в измерительных приборах.
konstruktor.net
Цель работы: познакомиться со свойствами гироскопа, с явлением прецессии, определить момент импульса гироскопа.
Оборудование: гироскоп, электронный блок, груз.
Теоретическое введение
Гироскоп – это тело, обладающее большим значением момента импульса по сравнению с импульсом момента силы L >> M ∆t, который действует на гироскоп за время наблюдения Δt. Гироскопы – это тела вращения, быстро вращающиеся относительно оси симметрии и способные изменять направление оси в пространстве. Свойствами гироскопа обладают небесные тела, роторы турбин и электродвигателей, колеса и маховики, электроны атомов. Гироскоп – основной элемент гироскопических приборов – гирокомпаса, автопилотов самолетов, ракет. Применяется для стабилизации корпусов кораблей при качке, башен танков, поездов на магнитной и воздушной подушке.
П
→
→
→
→
араметром движения гироскопа являетсямомент импульса. Это вектор, равный произведению момента инерции тела J на вектор угловой скорости 
. Это аксиальный вектор, то есть вектор, направленный по оси вращения. Направление определяется правилом буравчика. Если вращать вместе с телом ручки буравчика, то поступательное движение буравчика совпадает с направлением вектора момента импульса.Чтобы ось гироскопа могла поворачиваться в пространстве, его помещают в так называемый карданов подвес. Карданов подвес представляет собой три рамки, оси вращения которых взаимно перпендикулярны и пересекаются в точке, называемой центром подвеса О. Таким образом трехстепенной гироскоп может свободно вращаться относительно осей Оx, Оy, Оz (рис.1). Если центр тяжести гироскопа совпадает с центром подвеса О, такой гироскоп называется уравновешенным.
Если к быстровращающемуся гироскопу приложить момент пары сил F1 – F2 (рис.1), то гироскоп ведет себя неожиданно: его ось поворачивается не вокруг оси Оx, а вокруг оси Оz. Это явление поворота оси гироскопа с угловой скоростью, перпендикулярной направлению вектора момента силы, называется прецессией.
Для вывода формулы угловой скорости прецессии применим к гироскопу основной закон динамики вращательного движения: изменение момента импульса тела dL равно импульсу момента силы М dt:
(1)
→
Направление аксиального вектора момента силы определяется правилом буравчика: если ручки буравчика вращать под действием момента силы, то поступательное движение буравчика совпадет с направлением вектора момента силы. Например, на рис. 1 вектор М пары сил F1 и F2 направлен против оси Оx. 
Пусть на быстровращающийся гироскоп действует момент силы М, перпендикулярный моменту импульса L (рис.2). Сложим приращение вектора момента импульса dL, вызванное действием момента силы, с исходным моментом импульса: 
. Каквидно из рисунка, вектор момента импульса повернется в новое положение L1 вместе с осью гироскопа вокруг оси Оz.
Но благодаря карданову подвесу с ними вместе повернется и вектор момента силы и займет новое положение M1, опять оказавшись перпендикулярным новому моменту импульса L1.
Через следующее время dt момент импульса получит новое приращение dL1, параллельноемоменту силы M1, и момент импульса получит новое положение 
и т.д. Ось гироскопа будет поворачиваться вокруг оси Oz так, как будто вектор момента импульса пытается «догнать» убегающий вектор момента силы. Таким образом, прецессия – это явление поворота оси вращения гироскопа под действием перпендикулярного к оси момента силы, при котором вектор момента импульса поворачивается по кратчайшему направлению к вектору момента силы.
Определим в элементарной теории гироскопа угловую скорость прецессии. Угловая скорость по определению равна отношению угла поворота ко времени 
. Угол поворота оси (рис.2),
. Подставив, с учетом (1), получим
(2)
Е
сли гироскоп уравновешен, на него не действует момент сил тяжести, то в инерциальной системе отсчета (относительно звезд) положение оси будет постоянно, а Земля будет поворачиваться.
Если ось гироскопа принудительно поворачивать, то на гироскоп должен действовать со стороны подшипников оси момент сил. Вектор момента сил должен быть направлен вдоль вектора dL. А на подшипники, согласно третьему закону Ньютона, будет действовать момент так называемых гироскопических сил противоположного направления. Момент гироскоскопических сил равен М = L ωпов .
В лабораторной установке гироскопом является электродвигатель, у которого якорь утяжелен маховиком с увеличенным моментом инерции (рис.3). Электродвигатель может поворачиваться относительно горизонтальной оси в подшипниках рамки, которая, в свою очередь, может вращаться вокруг вертикальной оси в подшипниках корпуса. Момент сил создается силой тяжести груза, расположенного на стержне корпуса 
, гдеl – плечо силы тяжести, равное расстоянию от груза до горизонтальной оси Ох. Угловая скорость прецессии и частота вращения измеряются электронным блоком.
Выполнение работы
1.Определить массу груза, закрепить у основания стержня. Измерить расстояние l от середины груза до подшипников горизонтальной оси Оx.
Убедиться, что корпус электродвигателя легко поворачивается в рамке. Включить блок питания электродвигателя в сеть 220 В. Нажать кнопку «Сеть» (на задней панели), при этом включатся индикаторы блока. Придерживая двигатель за стержень, регулятором «Гироскоп» установить некоторую частоту вращения. Попытаться повернуть двигатель за стержень, убедиться в его сопротивлении изменению направления оси.
2. Отпустить стержень, двигатель начнет прецессировать. Нажать кнопку «Сброс» и затем «Пуск». В момент, когда луч света через щель лимба попадет на фотоэлемент, начнется счет времени прецессии. Счет прекратится, когда луч через другую щель (через 90о) попадет на фотоэлемент. Нажать кнопку «Стоп». Результаты измерения частоты вращения (левый индикатор) и угловой скорости прецессии (правый индикатор) записать в таблицу.
| Масса груза m, кг | |||||||
| Частота вращения n, об/с | |||||||
| Расстояние до груза l ,см | |||||||
| Угловая скорость ωпр,, 1/с | |||||||
| Момент силы M, Н∙м | |||||||
3. Не выключая гироскоп, не изменяя частоты вращения якоря, повторить измерения не менее пяти раз во всем интервале расстояний l груза от оси. Результаты записать в таблицу.
Выключить установку.
4. Произвести расчеты в системе СИ. Определить в каждом опыте момент силы тяжести груза 
. Записать в таблицу.
5. Построить график зависимости угловой скорости прецессии от момента силы тяжести ωпр(М). Размер графика не менее половины страницы. На осях нанести равномерный масштаб. Так как, согласно уравнению (2), теоретическая зависимость прямо пропорциональная, то около точек провести прямую линию. Отрезок, отсекаемый на оси моментов сил, – это момент силы тяжести самого неуравновешенного гироскопа.
6
. Определить среднее значение момента импульса якоря электродвигателя с маховиком по графику как величину, обратную, согласно уравнению (2), угловому коэффициенту экспериментальной линии
. (3)
7. Оценить погрешность измерения момента импульса якоря графическим методом. Для этого провести на графике как можно ближе две прямые, параллельные экспериментальной линии, так, чтобы точки оказались между ними. Случайная погрешность равна 
, гдеn – число измерений.
8. Записать результат в виде 
,Р = 90%. Сделать выводы.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение гироскопа. Дайте определение момента импульса. Как определить направление вектора момента импульса?
2. Объясните, в чем заключается явление прецессии.
3. Выведите формулу угловой скорости прецессии.
4. Объясните проявление гироскопических сил, выведите формулу для момента гироскопических сил.
5. Если ось уравновешенного гироскопа перпендикулярна земной оси, то что с ней произойдет в течение суток?
6. Как изменится угол наклона линии на графике ωпр (М) при увеличении скорости вращения якоря гироскопа?
Работа 8
studfiles.net
Современный вентильный привод объединяет электрическую, механическую и электронную подсистемы в единое цельное мехатронное устройство. В рамках такого подхода удается значительно сократить габариты, избавиться от лишних преобразователей и промежуточных элементов, а значит, повысить надежность всего привода в целом.
В рамках данной статьи рассматривается принцип работы и устройство современных вентильных машин, описываются принципы управления вентильным преобразователем для коммутации с применением датчиков положения ротора, а также перечисляются особенности интегрированного исполнения вентильных двигателей.
1. Основные технические особенности вентильных двигателей
Под вентильным двигателем понимают синхронный двигатель, содержащий многофазную обмотку статора, ротор с постоянными магнитами и встроенным датчиком положения. Коммутация такого двигателя осуществляется при помощи вентильного преобразователя. Поэтому его принято называть «вентильным».
По сути, вентильный двигатель с точки зрения метода коммутации представляет собой «инвертированный» вариант коллекторной машины постоянного тока. В вентильном двигателе индуктор находится на роторе, якорная обмотка на статоре. Коммутация осуществляется путем подачи управляющего согласованного воздействия на обмотки статора в зависимости от положения ротора, определяемого с помощью интегрированных в двигатель датчиков обратной связи.
Рис. 1. Структура вентильного двигателя: 1 – задняя крышка, 2 – печатная плата датчиков, 3 – датчики Холла, 4 – втулка подшипника, 5 – подшипник, 6 – вал, 7 – магниты ротора, 8 – изолирующее кольцо, 9 – обмотка, 10 – тарельчатая пружина, 11 – промежуточная втулка, 12 – изоляция, 13 – корпус, 14 – провода.
Рассмотрим структуру вентильного двигателя на примере семейства двигателей Faulhaber (рис. 1). В данном случае в основе ротора лежит двухполюсный магнит, статора трехфазная обмотка, положение ротора определяется с помощью интегрированных в двигатель датчиков Холла. В общем случае ротор может содержать другое количество пар полюсов, а статор иметь более традиционную конструкцию, внешне сходную со статором асинхронной машины.
Наиболее распространен статор с тремя обмотками, соединенными «звездой» (реже в «треугольник») без вывода средней точки. Как известно, именно трехфазная структура является наиболее эффективной при минимуме числа обмоток.
При соединении обмоток «звездой» вентильный двигатель имеет большие постоянные момента и меньшие постоянные противоЭДС (при соотношении ?3) по сравнению с соединением «треугольником». Поэтому соединение «звездой» используется для управления осями, требующими больших моментов, а соединение «треугольником» – для больших скоростей.
В большинстве случаев обмотки статора выполняются без насыщения, т.е. противоЭДС обмоток имеет синусоидальную форму. Такие двигатели зачастую называют AC brushless motor в отличие от DC brushless motor, обмотки статора которого выполняются с насыщением. Такое насыщение в DC brushless motor предназначено для снижения пульсаций тока (и соответственно момента) при применении трапецеидальной коммутации.
Но иногда термин DC brushless motor используют для двигателей с питанием через инвертор от сети постоянного тока, что не совсем корректно.
Обычно количество пар полюсов, определяемое количеством пар магнитов ротора и определяющее соотношение механического и электрического оборотов, равно 4…8.
Статор может быть выполнен с железным (iron core) или безжелезным (ironless) сердечником. Конструкция статора с безжелезным сердечником обеспечивает отсутствие силы притяжения магнитов ротора и железа статорной обмотки (magnetic attraction) и зубцового эффекта (cogging), но снижает незначительно (на 10…20%) эффективность двигателя изза меньших значений постоянной момента.
Одно из самых очевидных преимуществ ротора с постоянными магнитами состоит в уменьшении диаметра ротора и, как следствие, в уменьшении момента инерции ротора. Технологически магниты могут быть встроены в ротор или расположены на его поверхности. Но пониженный момент инерции зачастую приводит к малым значениям соотношения момента инерции двигателя и приведенного к его валу момента инерции нагрузки (mismatch ratio), усложняющему настройку привода. Поэтому ряд производителей предлагает наряду со стандартным и повышенный – в 2…4 раза – момент инерции ротора.
2. Датчики положения и дополнительные устройства
В качестве датчика положения, необходимого для коммутации вентильного двигателя, могут быть использованы датчики Холла (цифровые или аналоговые), энкодер (цифровой, аналоговый или абсолютный) или резольвер.
Цифровые датчики Холла используются для наиболее распространенной – трапецеидальной коммутации вентильного двигателя. Цифровые датчики Холла могут быть выполнены также и на оптической шкале энкодера.Аналоговые датчики Холла используются для синусоидальной коммутации вентильного двигателя. Энкодер имеет три дифференциальных канала – два канала А, В прямоугольных импульсов, сдвинутых на 90 электрических градусов, и нулевой импульс I (индекс). Резольвер представляет собой вращающийся трансформатор с обмоткой возбуждения и двумя выходными обмотками со сдвигом 90 электрических градусов. Аналоговый энкодер имеет аналоговые sin/cos (1В между пиками peaktopeak) дифференциальные выходы. Внешний интерполятор позволяет повысить исходное разрешение с коэффициентом умножения до 4096 .Абсолютный энкодер передает информацию по положению по синхронному последовательному интерфейсу (SSI или BiSS), протокол которого задается производителем энкодера. Одними из наиболее популярных протоколов являются Heidenhain EnDat, Tamagawa Smart Abs и Stegman Hiperface протоколы.
Кроме датчика положения дополнительно могут быть встроены: тахогенератор, термодатчик, тормоз или редуктор.
Тахогенератор применяется в случае использования вентильного двигателя в режиме регулирования/стабилизации скорости с высокой точностью.
Термодатчик для защиты обмоток от перегрева представляет собой несколько последовательно соединенных позисторов, т.е. терморезисторов с положительным температурным коэффициентом (positive temperature coefficient РТС).
3. Способы коммутации с применением датчика положения ротора
Способы коммутации вентильного двигателя различаются по типу датчика положения ротора и особенностям регулирования тока в фазах обмоток статора.3.1. Трапецеидальная или шестишаговая (sixstep) коммутация вентильного двигателя осуществляется по цифровым датчикам Холла. Для 3х датчиков Холла, являющихся «грубым» датчиком положения ротора, возможных состояний на полный электрический оборот будет шесть, каждое из которых соответствует 60 электрическим градусам. При каждом постоянном состоянии датчиков Холла подключаются только две обмотки двигателя, а третья отключена от источника напряжения. Постоянство вектора тока в пределах ±30 электрических градусов от оптимального (создающего максимальный момент) приводит к 17% пульсациям тока.Преимущества: готовность к работе при включении питания; дешевый усилитель тока; управление током (моментом) аналоговым сигналом ±10В.Недостатки: пульсации тока; средние показатели быстродействия при позиционировании и равномерности при сканировании.Область применения: регулирование скорости при невысоких требованиях к эффективности и равномерности перемещения на низких скоростях.3.2. Синусоидальная коммутация лишена недостатков трапецеидальной коммутации за счет непрерывной и плавной коммутации вектора тока. Это достигается благодаря более высокому разрешению датчика положения ротора (обычно инкрементального энкодера) по сравнению с цифровыми датчиками Холла, имеющими разрешение только 60 электрических градусов. Для стандартного двигателя с соединением фаз в «звезду» достаточно контролировать ток в двух обмотках с помощью двух регуляторов на базе ПИрегуляторов. Такой способ коммутации очень эффективен на малых и средних скоростях, но имеет ошибки на высоких скоростях. В этом случае изза ограниченного усиления ПИрегулятора при заданном напряжении постоянного напряжения (DC bus) мах скорость ограничена. Несколько повысить скорость позволяет метод сдвиг фазы (phase advance). Преимущества: минимальные пульсации тока; высокие показатели быстродействия при позиционировании и равномерности при сканировании.Недостатки: ограничение мах скорости при заданном напряжении постоянного напряжения; управление током (моментом/силой) при помощи двух аналоговых сигналов ±10В.
Область применения: прецизионные механизмы.
3.3. Непосредственно векторный контроль тока в координатах DQ использует преобразования между статическими DQ и вращающими UVW координатами вектора тока, известными как преобразования ПаркаКларка. В отличие от синусоидальной такой способ коммутации предполагает работу ПИрегулятора с напряжениями постоянного тока, а не синусоидальными напряжениями. Это и обеспечивает качество управления током, независимое от скорости вращения двигателя.
Векторный контроль предполагает регулирование квадратичной (D) и прямой (Q) составляющих тока. Т.к. только прямая (Q) составляющая тока, перпендикулярная к полю ротора, создает момент двигателя, то задание тока подается на вход прямой (Q) составляющей тока. На вход квадратичной (D) составляющей тока подается «0» сигнал.
Преобразования между статическими DQ и вращающими UVW координатами вектора тока производятся с учетом токов фаз и положения ротора.
Векторный контроль при наличии преимуществ синусоидальной коммутации позволяет расширить диапазон скоростей вентильного двигателя за счет более полного использования напряжения постоянного тока.
Следует отметить, что для синусоидальной или векторной коммутации тока при использовании инкрементального (относительного) датчика положения ротора необходимо первоначально (т.е. при каждом включении питания) сфазировать положение ротора относительно фаз статора. Алгоритм такой начальной фазировки обычно является «встроенным».
Трапецеидальная коммутация вентильного двигателя не требует начальной фазировки благодаря использованию датчиков Холла, являющихся абсолютными датчиками положения ротора. Поэтому их иногда применяют вместе с инкрементальным датчиком положения для реализации синусоидальной или векторной коммутации тока без необходимости производить начальную фазировку. Такая конфигурация рекомендуется для механизмов, где реализация процедуры начальной фазировки затруднена, например, механизмов вертикального перемещения.
4. Интегрированное исполнение вентильных двигателей
Одной из основных перспективных тенденций в развитии современных вентильных двигателей является тяготение производителя к интеграции в единый корпус с двигателем управляющей электроники. Такое решение позволяет предлагать не разрозненный набор комплектующих приводной системы, а законченный привод в сборе. Таким образом решаются возможные проблемы совместимости различных компонент привода, а также проблема различных интерфейсов компонент приводной системы.
Рис. 2 Векторный контроль тока вентильного двигателя
Примером интегрированного привода является серия двигателей BG, предлагаемая компанией Dunkermotoren (рис. 3).
В рамках данной серии двигателей производитель предоставляет возможность заказать одну и ту же модель в различных исполнениях:
5. Преимущества использования вентильных двигателей
При разработке нового изделия разработчик часто сталкивается с проблемой выбора двигателя для решения конкретной задачи движения. Когда речь идет о построении привода средней либо малой мощности, как правило, выбор сводится к сборкам на базе коллекторных, вентильных, а также шаговых двигателей.
Рис. 3 Двигатели Dunkermotoren серии BG
К несомненным достоинствам вентильных двигателей следует отнести:
Высокий запасаемый момент:
Высокий диапазон скоростей
Высокую равномерность движения
Высокую точность позиционирования благодаря возможности использования энкодеров и других датчиков обратной связи по скорости/положению.
Двигатели для специальных применений:
в среде высокого вакуума, автоклавируемые, погружные с высоким классом IP защиты.
М. Сонных, Л. ГаннельООО «Микропривод»[email protected]
mirprom.ru
