Toroid magnet motor IV

Podobné dokumenty
Toroid magnet motor VIII

Motory s potlačenou funkcí generátoru

Toroid magnet motor V

Ověření principu motorgenerátoru

Toroidní elektromotor

Toroid magnet motor. Ing. Ladislav Kopecký, červenec 2017

Srovnání SRM s Flynnovým motorem

Toroidní generátor. Ing. Ladislav Kopecký, červenec 2017

Návrh toroidního generátoru

Regulace proudu reluktančního motoru

Bezpohybový elektrický generátor s mezerou uprostřed

Spínaný reluktanční motor s magnety ve statoru

Elektřina a magnetismus úlohy na porozumění

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 3. ročník

Rezonanční elektromotor

LC oscilátory s nesymetrickým můstkem II

Vzájemné silové působení

Elektromagnetické jevy. Zápisy do sešitu

Návrh realizace transformátoru Thane C. Heinse IV.

LC oscilátory s transformátorovou vazbou

TUHÉ TĚLESO. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

1. Dva dlouhé přímé rovnoběžné vodiče vzdálené od sebe 0,75 cm leží kolmo k rovine obrázku 1. Vodičem 1 protéká proud o velikosti 6,5A směrem od nás.

Koncept tryskového odstředivého hydromotoru

Návrh realizace transformátoru Thane C. Heinse III.

Měření zrychlení volného pádu

Stacionární magnetické pole

magnetizace M(t) potom, co těsně po rychlé změně získal vzorek magnetizaci M 0. T 1, (2)

LC oscilátory s transformátorovou vazbou II

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Bc. Karel Hrnčiřík

4. Magnetické pole Fyzikální podstata magnetismu. je silové pole, které vzniká v důsledku pohybu elektrických nábojů

Rezonanční elektromotor II

Základy elektrotechniky

Věra Keselicová. květen 2013

3. Komutátorové motory na střídavý proud Rozdělení střídavých komutátorových motorů Konstrukce jednofázových komutátorových

Název materiálu: Elektromagnetické jevy 3

Magnetické pole se projevuje silovými účinky - magnety přitahují železné kovy.

Několik způsobů měření otáček

Měření magnetické indukce permanentního magnetu z jeho zrychlení

Fyzika 2 - rámcové příklady Magnetické pole - síla na vodič, moment na smyčku

20ZEKT: přednáška č. 10. Elektrické zdroje a stroje: výpočetní příklady

Měření magnetické indukce elektromagnetu

18. Stacionární magnetické pole

4.5.3 Magnetická síla

Název: II.FYZIKÁLNÍ TESTY SOUHRNNÉ OPAKOVÁNÍ VY_52_INOVACE_F2.19. Vhodné zařazení: Časová náročnost: 45 minut Ověřeno:

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Praktikum II Elektřina a magnetismus

pracovní list studenta Elektromagnetické jevy Magnetické pole cívky Eva Bochníčková

4.5.3 Magnetická síla

Systémy analogových měřicích přístrojů

Stacionární magnetické pole. Kolem trvalého magnetu existuje magnetické pole.

MECHANIKA TUHÉHO TĚLESA

Elektřina a magnetizmus magnetické pole

MAGNETICKÉ POLE PERMANENTNÍHO MAGNETU

9 V1 SINE( ) Rser=1.tran 1

ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS kontrolní otázky a odpovědi

ELEKTROMOTORY: Elektrický proud v magnetickém poli (pracovní list) RNDr. Ivo Novák, Ph.D.

Pracovní list žáka (ZŠ)

Magnetické pole - stacionární

Účinky elektrického proudu. vzorová úloha (SŠ)

Je druhá Maxwellova rovnice špatně?

MAGNETICKÉ POLE Vlastnosti magnetů TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

Měření momentu setrvačnosti prstence dynamickou metodou

Asynchronní stroje. Fakulta elektrotechniky a informatiky VŠB TUO. Ing. Tomáš Mlčák, Ph.D. Katedra elektrotechniky.

Tucet způsobů měření otáček ISESem

Mgr. Ladislav Blahuta

FYZIKA II. Petr Praus 8. Přednáška stacionární magnetické pole (pokračování) a Elektromagnetická indukce

A x A y. α = 30. B y. A x =... kn A y =... kn B y =... kn. Vykreslení N, V, M. q = 2kN/m M = 5kNm. F = 10 kn A c a b d ,5 2,5 L = 10

PRACOVNÍ LIST: OPAKOVÁNÍ UČIVA 6. ROČNÍKU

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ. (Bl) (И) ČESKOSLOVENSKA SOCIALISTICKÁ REPUBLIKA ( 1S ) (SI) Int Cl* G 21 G 4/08

PŘÍLOHA A. ÚSTAV VÝKONOVÉ ELEKTROTECHNIKY A ELEKTRONIKY Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií 72 Vysoké učení technické v Brně

Co už víme o magnetismu

9. MĚŘENÍ TEPELNÉ VODIVOSTI

Řešení: Nejdříve musíme určit sílu, kterou působí kladka proti směru pohybu padajícího vědra a napíná tak lano. Moment síly otáčení kladky je:

Pohony šicích strojů

Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická Božetěchova 3, Olomouc Laboratoře elektrotechnických měření

Dynamika vázaných soustav těles

MODELOVÁNÍ MAGNETICKÝCH LOŽISEK

ZÁKLADNÍ ŠKOLA a MATEŘSKÁ ŠKOLA STRUPČICE, okres Chomutov

PROTOKOL O LABORATORNÍM CVIČENÍ - AUTOMATIZACE

Elektromagnetismus 163

1. ELEKTROMAGNETICKÉ JEVY 1.1. MAGNETICKÉ POLE

Tepelné jevy při ostřiku okují Thermal phenomena of descalling

Magnet 1) Magnet těleso, kolem kterého je magnetické (silové) pole 2) Mg.pole pozorujeme pomocí účinků mg. síly

graficky - užití Cremonova obrazce Zpracovala: Ing. Miroslava Tringelová

1 ELEKTRICKÉ STROJE - ZÁKLADNÍ POJMY. 1.1 Vytvoření točivého magnetického pole

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

VLIV OKRAJOVÝCH PODMÍNEK NA VÝSLEDEK ZKOUŠKY TEPELNÉHO VÝKONU SOLÁRNÍHO KOLEKTORU

Měření zrychlení na nakloněné rovině

Zapojení teploměrů. Zadání. Schéma zapojení

Napětí v ohybu: Výpočet rozměrů nosníků zatížených spojitým zatížením.

Vzdělávací oblast: Člověk a příroda. Vyučovací předmět: fyzika. Třída: sekunda. Očekávané výstupy. Poznámky. Přesahy. Průřezová témata.

Korekční křivka měřícího transformátoru proudu

princip činnosti synchronních motorů (generátoru), paralelní provoz synchronních generátorů, kompenzace sítě synchronním generátorem,

Elektro-motor. Asynchronní Synchronní Ostatní DC motory. Vinutý rotor. PM rotor. Synchron C

Flyback converter (Blokující měnič)

Elektromechanický oscilátor

ISŠT Mělník. Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, Mělník Ing.František Moravec

Ele 1 Synchronní stroje, rozdělení, význam, princip činnosti

3.1 Magnetické pole ve vakuu a v látkovén prostředí

Transkript:

1 Toroid magnet motor IV Ing. Ladislav Kopecký, červenec 2017 Ve třetí části článku jsme skončili u konstatování, že je třeba najít vhodný kompromis v poměru velikostí magnetů vnějšího pole a magnetů magnetického tělesa. Pro větší magnetické těleso hovoří síla Fx, pro menší těleso zase větší B a homogenita pole vnějších magnetů, které potom mohou být blíž k sobě. Dříve než se pustíme do návrhu magnetického motoru, navrhneme experiment pro ověření principu. Nejdříve provedeme 2D simulaci a poté nakreslíme, jak by ten experiment mohl vypadat v 3D realitě. Obr. 1: Experiment simulace Na obr. 1 máme simulaci navrženého experimentu. Pomocí dvou bloků permanentních magnetů o rozměrech d x š x v = 200mm x 25mm x 20mm bylo vytvořeno homogenní magnetické pole. Tyto bloky magnetů jsou umístěny v železném jhu. Vzdálenost mezi dolním a horním magnetem je 22mm. Mezi těmito bloky magnetů se pohybují na vozíku dva magnety o rozměrech 10 x 10 x 25mm, spojené dvěma kousky plného železa ve tvaru kruhové úseče. Rozměry tohoto tělesa jsou 20 x 20 x 25mm. Cílem experimentu je zjistit sílu působící vodorovně (ve směru osy x) v závislosti na poloze tělesa v magnetickém poli. Abychom nemuseli opakovat rutinnou práci s přesováním tělesa a vyhodnocováním síly Fx, použijeme Lua skript, jehož výpis najdete níže: showconsole() clearconsole() print("position in mm force in N") open("hranol-fe-2nd.fem") mi_saveas("temp.fem") for n=0,19,1 do mi_analyze() mi_loadsolution() mo_groupselectblock(1) f=mo_blockintegral(18) print(10*n,f) mo_close() mi_seteditmode("group")

2 end mi_selectgroup(1) mi_movetranslate(10,0) 100 80 60 40 20 force in N 0-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200-40 Graf 1: Závislost síly působící na magnetické těleso na poloze v mag. poli Z grafu 1 vyplývá, že kromě okrajů na těleso působí přibližně stálá síla. Nyní magnety v tělese nahradíme železem a exporiment zopakujeme. Ze srovnání grafů 1 a 2 jednoznačně vyplývá, že těleso na obr. 1 v magnetickém poli způsobuje nerovnováhu, která má za následek silové účinky, jež jsou podobné, jako když je v magnetickém poli umístěn vodič protékaný proudem. Bude také zajímavé porovnat průběh magnetické indukce B v mezeře, je-li v ní umístěno magnetické těleso podle obr. 1 nebo těleso ze železa (obr. 2). Porovnáme-li grafy 3 a 4, zjistíme, že průběhy B se dost podstatně liší, což je důvodem silových účinků zjištěných simulací. Pokud vytvoříme nesymetrii, dosáhneme silového účinku. Obr. 2: Kontrolní experiment s tělesem ze železa

3 200 150 100 50 0-50 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 force in N -100-150 Graf 2: Závislost síly působící na těleso ze železa na poloze v mag. poli Obr. 3: Měření průběhu B v mezeře Graf 3: Průběh B v mezeře s magnetickým tělesem

4 Graf 4: Průběh B v mezeře s tělesem ze železa Simulace na obr. 1 a 2 ukazovaly pohled na experiment z boku. Vzhledem k tomu, že simulace byla transformnována do 2D, obrázky se příliš 3D realitě nepodobají nám šlo pouze o navození podmínek podobných realitě. Nyní provedeme simulaci zepředu (magnetické těleso se bude pohybovat ve směru od pozorovatele, nikoli zleva doprava jako v předchozím případě), takže simulace nyní bude vypadat velmi realisticky. Smyslem této simulace bude určení rozměrů pro experiment ve 3D. Simulace ukázala, že v případě použití magnetu s rozměry d x š x v = 50 x 25 x 10mm na délku se projevovala značná nehomogenita pole, proto bude blok magnetů mít průřez 50 x 20mm, jak ukazuje obr. 4. Graf 5 zase ukazuje, že ani při použití magnetů na šířku není homogenita mag. pole ideální, ale jde o přijatelný kompromis. Nyní máme vše připraveno pro kreslení 3D modelu experimentu. Tvar magnetického obvodu připomíná jádro jednofázového transformátoru s tím rozdílem, že na místě středního sloupku jsou vloženy magnety, mezi nimiž je mezera 22mm. Mezi magnety se bude pohybovat magnetické těleso, které bude jezdit na vozíku. Pro vozík budou vytvořeny koleje, ale ne dvě, nýbrž 4, aby byla zajištěna stabilita ve dvou osách. Musíme si uvědomit, že magnetické těleso bude magnety silně přitahováno, zejména tehdy, když těleso nebude úplně uprostřed. Proto je třeba dbát na maximální přesnost. Na obr. 5 najdete 3D model experimentu. Délka tunelu závisí na tom, kolik peněz chceme investovat do magnetů a dalšího materiálu. Obr. 4: Simulace experimentu pohled zepředu

5 Graf 5: Průběh B v mezeře mezi magnety Obr. 5: Experiment demonstrující princip magnetického motoru Pokud bychom chtěli experiment zdokonalit, mohli bychom na koleje umístit dva vozíky za sebou a testovat, jak se navzájem ovlivňují v závislosti na vzdálenosti mezi sebou. Experiment na obr. 5 je v podstatě lineární motor. Pokud budeme chtít vytvořit rotační motor, magnety vnějšího pole ve tvaru kvádru nahradíme magnety ve tvaru prstence. Pokud prstencové magnety budou tvořit rotor, magnetické/á těleso/a bude/ou tvořit stator a bude poměrně snadné regulovat výkon motoru pomocí zasouvání a vysouvání magnetického tělesa připevněného k tyči.