Радикальное энергетическое совершенствование трансформаторов и электрических машин переменного тока Дудышев В. Д

Рис.5 В результате запасённая в индуктивности первого контура 4 нагрузки 3 энергия трансформируется во вторичный контур 6, присоединённый электрически к полезной нагрузке 7. Эта запасённая энергия расходуется, например, в однофазной индукционной печи для дополнительного нагрева металла, или создаёт в случае трёхфазной индуктивной нагрузки в виде, например, трёхфазного асинхронного электродвигателя дополнительную полезную мощность в роторе асинхронного двигателя, т.е. полезно используется, а не тратится на тепловые потери, как ранее. После окончания знакопеременного интервала датчик 10 вновь даёт команду на включение силового полностью управляемого вентиля 5, и процесс повторяется. Регулирование напряжения и активной мощности нагрузки 3 осуществляется регулятором скважности 17 в интервале знакопостоянства входного тока и напряжения. Таким образом, функции регулирования и стабилизации выходного напряжения и потребляемой мощности у регулятора напряжения 2 сохраняются. Стабилитроны 20 снимают кратковременные перенапряжения в силовых вентилях 5 при их коммутации. Благодаря устранению контура обмена реактивной мощности между индуктивной нагрузкой 3 и сетью 1 достигается эффект автоматической стабилизации входного коэффициента мощности на уровне, близком к единице, при изменении характера и величины нагрузки в широких пределах, что приводит к значительной экономии электроэнергии. В.индуктивных нагрузках с низким косинусом фи ( асинхронные электродвигатели, индукционные печи, применение данного устройства может обеспечить экономию электроэнергии до 30-50%.   Изобретение может быть широко и с пользой применено в любых электрических цепях где есть реактивные элементы начиная от персонального компьютера и пылесоса, сварочного трансформатора, силового трансформатора возле вашего дома, и до линий электропередач в городах и странах, вплоть до Единой мировой энергосистемы. ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЭКОНОМИЧНЫЙ СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР С РЕКУПЕРАЦИЕЙ ЭНЕРГИИ В качестве примера рассмотрим блок- схему самого простого варианта применения этого устройства экономичного силового трансформатора с устройством вентильной компенсации реактивной мощности Она показана на рис. Это устройство экономичного трансформаторного преобразования электроэнергии выполнено по схеме «трехфазный трансформатор – вентильный компенсатор- нагрузка»(рис. Вентильный компенсатор реактивной мощности 2, содержит блок силовых ключей К1-К3, включенных к фазам питающей трехфазной электросети 1 и последовательно в первичные обмотки трехфазного силового трансформатора 3, присоединенного вторичной обмоткой 5 к регулируемой электрической нагрузке 6 Сущность работы такого экономичного трансформатора 3 с совмещенной вторичной индуктивной обмоткой с коммутатором 2 и с рекуператором электроэнергии состоит в том, что при размыкании силовых ключей коммутатора К1-К3 в «реактивные интервалы « периода возникает явление электромагнитной самоиндукции и происходит под воздействием противоэдс самоиндукции перетекания фазных первичных токов во вторичные обмотки и обратно . причем дважды за период и одновременно возникает эффект циркуляции реактивной энергии через магнитопровод и вторичные обмотки трансформатора 3. Для максимально полной передачи запасенной электромагнитной энергии индуктивностей трансформатора при отключении главного коммутатора 2, в схему этого устройства введен дополнительно и емкостной резонатор 10, содержащий электронный коммутатор и блок резонаторных электрических емкостей. Электрическая схема рекуператора электроэнергии –пока НОУ ХАУ автора. В результате полезного использования запасенной электромагнитной энергии индуктивностей и благодаря принудительной коммутации токов и циркуляции реактивной энергии внутри трансформатора в «реактивные» интервалы экономия электроэнергии потребляемой трансформатором из электросети может достигнуть до 80-100 % ! . ВЫВОДЫ по разделу Изобретение –ВЕНТИЛЬНЫЙ КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ( в патентах –его название -регулятор напряжения) -может быть широко и с пользой применено в трансформаторах и АЭМ электродвигателях для повышения их входного коэффициента мощности во всем диапазоне нагрузок имеет мировую новизну, важное народно- хозяйственное значение, в ч частности для электроэнергетики. Изобретение ранее уже в целом проверено автором в реальных опытах. Номера патентов .автора на изобретения /1,2/ Данный метод и устройства для его реализации на АЭМ могут быть модернизированы и применены и при изменяемой частоте выходного напряжения, подаваемого, например, на статорные обмотки АЭМ, при частотном регулировании ее скорости .ТРЕХФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ВЕНТИЛЬНЫЕ МАШИНЫ (АВМ) Наиболее распространенный тип АВМ в настоящее время –это трехфазный асинхронный частотно – регулируемый электропривод(АЧРЭП) .Достоинства АЧРЭП состоят в обеспечении широкого диапазона и экономичного регулировании На рис. показана его неполная электрическая схема. Структура АЧРЭП содержит, как правило, входной неуправляемый выпрямитель 5, входной ключ-широтно-импульсный регулятор К, автономный инвертор напряжения (АИН) 4 и асинхронную электрическую машину 1 со статорными обмотками 2 и короткозамкнутым ротором 3. На валу ротора 3 имеется исполнительный механизм (ИМ) 6. В генераторном режиме АВМ в качестве исполнительного механизма применяют иной независимый привод, например ветроколесо Параллельно выходу выпрямителя 5 включена входная фильтрующая электрическая емкость С.. АИН содержит обратный неуправляемый диодный мост Ларионова .собранный на диодах Д1-Д6 и параллельно включенный прямой управляемый трехфазный мост из силовых транзисторов Т1-Т6 с трехфазной схемой управления 7, управляющей частотой и длительностью их включения . Нумерация диодов и транзисторов на схеме АИН соответствует порядку их последовательной работы Благодаря звену постоянного тока – в такой АВМ отсутствует циркуляция реактивной мощности между АЭМ и питающей сетью переменного тока В результате входной коэффициент мощности такой АВМ близок к 1 во всех режимах ее работы РЕКУПЕРАЦИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В АСИНХРОННЫХ ВЕНТИЛЬНЫХ МАШИНАХ Предлагаемые ниже электрические схемы асинхронных вентильных машин позволяют обеспечить автоматическую циркуляцию реактивных токов по фазам статорных обмоток и рекуперировать электроэнергию на активной мощности с ротора через обратный диодный мост снова на вход электропитания постоянного тока. В этом случае – во входной цепи электропитания ключ К-разомкнут .Максимальная рекуперация электроэнергии достигается при переключении транзисторов в моменты максимума фазных токов электрической машины Для рекуперации электроэнергии наиболее приспособлена вторая схема АЧРЭП в виде многофазного автогенератора электрических колебания, содержащая силовые транзисторы с управлением их эдс обмоток ( с отводов этих обмоток )и совмещенные статорные обмотки в разным числом пар полюсов. В жтом случае экономия электроэнергии при полной нагрузке на валу АЭМ – может достигать 80-90% Ранее это вентильно-электромеханическое устройство нами уже запатентовано и апробировано /4/. В этих ранних опытах по данной схеме была зарегистрирована экономии электроэнергии асинхронной машины в двигательном режиме и аномальная электроэнергия в нагрузке в автономном генераторном режиме на уровне 25-30% Для повышения уровня экономии электроэнергии асинхронной вентильной машиной в двигательном и генераторном режимах ее работы нужно вводить алгоритм управления АИН – конкретно оптимальный алгоритм управления транзисторами Т1-Т6 с их коммутацией индуктивностей статорных обмоток в момент максимальных фазных токов ТРАНСГЕНЕРАТОРНЫЙ РЕЖИМ САМОВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ВЕНТИЛЬНОЙ МАШИНЫ БЕЗ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ В литературе и в Инете ранее уже описан знаменитый самовращающийся асинхронный электродвигатель Тесла . Как свидетельствуют репортажи с места событий -,электродвигатель Тесла был установлен на авто, взамен классического ДВС, и был электрически присоединен к таинственной небольшой коробке с электрической схемой, состоящий из радиоламп и иных элементов и приемной антенны Причем электродвигатель работал от этой коробки, в режиме самовращения, приводя авто в движение, по свидетельством очевидцев и репортажам журналистов вообще без бортовых источников электроэнергии Эти сенсационные эксперименты с авто Тесла провел в г Буффало (США) в 1931 г На вопрос журналистов – за счет какой энергии вращается элетромотор и движется автомобиль– он отвечал- за счет энергии эфира ! Эфирная энергетика в самовращающемся электромобиле Тесла Попытаемся понять - возможен ли полностью автономный режим работы АЭМ - режим непрерывного устойчивого самовращения ротора при отключении питающего напряжения... На первый взгляд- это абсурд. Потому что, как известно, для работы АЭМ в режиме двигателя нужно потреблять электроэнергию из питающей сети переменного тока. Однако такая принципиальная возможность самовращения асинхронной электрической машины все таки есть ! Для этого надо использовать в ней каким то образом неисчерпаемую энергию эфира(физического вакуума) которым заполнен этот мир вокруг нас и внутри нас, и в частности все вещества и материалы, из которых сделаны асинхронные электромашины, в частности, и ее обмотки. Этот необычный и весьма важный режим самовращающейся АЭМ станет понятным и следовательно возможным к повторению- только в том случае, если мы поймем глубоко суть физики и энергетики асинхронной электрической машины, роль эфира при ее работе и научимся эффективно пользоваться вечным энергетическим эфирным насосом - применительно к ней. Узловой вопрос –в такой самовращающейся АЭМ- это энергетика и взаимообмен энергиями ее индуктивностей в многофазных электрических цепях переменного тока. Аномальная энергетика электродвигателя Тесла, скорее всего, скрыта в переходных процессах электромагнитного поля АЭМ, которые возникают вследствие импульсных разрывов фазных электрических токов в фазных индуктивностях при разрыве токов в них быстродействующими полупроводниковыми ключами. По-существу, трехфазная асинхронная электрическая машина –это совокупность индуктивностей, три из которых размещены на статоре и одна индуктивность – это ее ротор . Известно, что индуктивность при пропускании через нее электрического тока запасает в себе электромагнитную энергию. При переменном токе максимум запасенной энергии в индуктивности наступает при достижении максимума амплитуды переменного тока .Поскольку электрический ток в фазных обмотках синусоидальный, то максимум запасаемой энергии в индуктивностях статорных обмоток АЭМ наступает дважды за период А что будет- если быстродействующим полупроводниковым ключом рвать цепи фазных токов АЭМ в момент максимальных амплитуд этих токов и запасенную энергию индуктивностей таким образом направлять в виде электрического тока посредством противоэдс на самоэлектропитание фазных индуктивных обмоток для самовращения АЭМ ??? Для более понятного объяснения моей гипотезы о том как заставить индуктивность при разрыве тока в ней становиться эфирным трансгенератором электроэнергии – мною в статье выше уже предложены метод и устройства таких коммутаторов индуктивных токов в цепях электрических нагрузок, содержащие индуктивности, например, в асинхронных электромашинах , которые пояснены ранее в соответствующем разделе этой статьи. Особенности применения положительной обратной связи в трансформаторах и АВМ с коммутацией тока в индуктивностях и рекуперацией электромагнитной энергии индуктивностей в нагрузку в « реактивные « интервалы тока Всякая положительная обратная связь неустойчива и либо ведет к затуханию процесса, либо к его неограниченному возрастанию Первый случай связан с тем, что возвращаемое количество энергии недостаточно для поддержания процесса, он меньше, чем затрачено. Второй случай связан с избытком возвращаемой энергии и, если все элементы в цепи линейны, то система всегда идет в разнос, пока не находится слабое звено, которое выходит из строя. Тогда процесс прекращается. Известно, что бывали случаи взрыва трансформаторов Тесла, которые, правда, не вызывали больших разрушений, но сам факт этот достаточно неприятен. Поэтому такую возможность нужно предотвращать. Одним из способов предотвращения неуправляемости процесса является применение стабилизирующих элементов в любой точке схемы, например, шунтирование конденсатора питания стабилизирующим элементом, предотвращающим безудержный рост напряжения на нем. Величина порога стабилизации должна быть на несколько процентов больше рабочего напряжения, достаточного для запуска схемы. Могут применяться и иные способы. ВЫВОДЫ 1. Практически все существующие электроприемники переменного тока обладают индуктивностями и бесполезно расходуют излишнюю электроэнергию из сети на ее электромагнитную перезарядку в реактивные интервалы времени , а потом снова отдают эту запасенную энергию в сеть путем обмена индуктивными токами с питающей сетью переменного тока дважды за период. 2. Экономию электроэнергии в них можно обеспечить путем устранения этих реактивных интервалов возврата реактивного тока в сеть и бесполезного расходования запасаемой электромагнитной энергии индуктивностей –путем разрыва цепи в реактивные интервалы времени и использовать эту запасенную энергию с пользой внутри самой этой нагрузки 4. В трехфазных индуктивных нагрузках со вторичным контуром можно обеспечить экономию электроэнергии посредством принудительной циркуляцию реактивных токов по фазам путем прерывания электронными ключами фазных токов в реактивные интервалы времени (при несовпадения по знакам фазных токов и напряжений индуктивностей). 3.Максимальный режим экономии электроэнергии в индуктивных нагрузках достигается быстродействующим разрывом тока индуктивности в момент его максимума – дважды за период переменного тока Рекуперацию электроэнергии обеспечивают благодаря полезному использованию противоэдс самоиндукции при разрыве фазных индуктивных обмоток с током . 4 Физическая сущность этого «разрывного»метода радикальной экономии электроэнергии в индуктивных электроприемниках состоит в возникновении и полезном использовании явления электромагнитной самоиндукции для полезного использования электромагнитной энергии индуктивностей в самой нагрузке . 5.Предложен оригинальный многообмоточный трансформатор с коммутатором в первичной обмотке, циркуляцией реактивных токов и цепью рекуперации электроэнергии между первичной и вторичной обмотками в « реактивные» интервалы времени. Экономия электроэнергии составляет 80-100% 6. Предложены метод циркуляции реактивных токов в многофазной АЭМ в «реактивные» интервалы и метод рекуперации электроэнергии посредством оригинальной автогенераторной схемы многообмоточной асинхронной вентильной машины. Экономия электроэнергии -80-100% 7.Предложена оригинальная многообмоточная асинхронная вентильная машина с коммутатором в первичной обмотке, циркуляцией реактивных токов и цепью рекуперации электроэнергии между первичной и вторичной обмотками в « реактивные» интервалы времени. Экономия электроэнергии составляет 80-100% ЗАКЛЮЧЕНИЕ Проблема экономии электроэнергии становится все более актуальной в мире и поэтому предлагаемые в статье методы ее экономии имеют важное практическое и научное значение Существующие многочисленные электропотребители переменного тока, содержащие индуктивности,(трансформаторы, асинхронные электрические машины) пока неэкономично расходуют потребляемую электроэнергию, поскольку бесполезно обмениваются реактивными токами и реактивной энергией индуктивностей с питающей электросетью. Этот бесполезный реактивный энергообмен сети и индуктивных электроприемников реактивными токами дважды за период, для экономии электроэнергии, вполне можно устранить разными методами.. В том числе методом конденсаторной компенсации реактивной мощности , резонансными методами настройки электроприемников на единичный входной коэффициент мощности и метод с использованием компенсирующий конденсаторов и электронным(ими) ключом(амии), включенными последовательно в цепи электропитания последовательно с индуктивной (ых) обмотки(ок). В результате отключения индуктивной нагрузки от сети переменного тока в данные «реактивные» интервалы времени бесполезный переток реактивных токов устраняется. Запасенная ранее реактивная энергия индуктивности длительное время сохраняется внутри многофазных электроприемников благодаря явлению круговой циркуляции ее по фазам индуктивной нагрузки, что и приводит к существенной экономии электроэнергии . Данный метод циклического отключения индуктивной нагрузки от сети в «реактивные» интервалы позволит получить экономию электроэнергии до 20-30%. Радикальная экономия электроэнергии индуктивными электропотребителями(до 100%) может быть достигнута при быстродействующей коммутации тока потребления дважды за период в моменты его максимума. Эффективность этого »разрывного» метода экономии электроэнергии заключается в полезном использовании возникающей при разрыве тока в индуктивности явления электромагнитной самоиндукции Для его реализации индуктивные электрические нагрузки (потребители)должны иметь замкнутые вторичные электрические и электромагнитные контура . В асинхронных электрических машинах вторичным электрическим и электромагнитным контурами служит ее статорный магнитопровод и ротор, в трансформаторах –их магнитопроводы и вторичные обмотки .

Похожие:

	Тема учебного занятия: «Катушка индуктивности в цепи переменного тока» Цели и задачи учебного занятия: Учащиеся должны знать, как связаны между собой действующие значения силы тока и напряжения на катушке...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Целью дисциплины является изучение современных методов электромагнитного анализа электрических машин для последующего их использования...
	Лабораторная работа №1. Исследование последовательных цепей переменного тока Оборудование: Источник переменного напряжения, авометр, катушка дроссельная ( L=1,1 Гн), сопротивления на панели ( R= 62 Ом, 360...		Исследование механизма выхода из строя внутренней изоляции трансформаторов...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Переменный ток (условия возникновения вынужденных эмк (электромагнитные колебания) Уравнение вынужденных Э. М. К., мощность цепи...		Методическая разработка урока «Различные сопротивления в цепи переменного тока»
	«История электроэнергетики» Методы и средства оптимизации энергопотребления в нерегулируемом промышленном электроприводе переменного тока. 267		«Диагностика и энергоэффективное электрооборудование» Оглавление Вычисление, запись и анализ параметров переменного напряжения и тока, включая гармонические составляющие до 49 порядка, в однофазных...
	Решение данной проблемы требует её декомпозиции на несколько взаимосвязанных локальных Контроль состояния подвесных изоляторов лэп переменного тока напряжением 110-750 кВ		Решение данной проблемы требует её декомпозиции на несколько взаимосвязанных локальных Контроль состояния подвесных изоляторов лэп переменного тока напряжением 110-750 кВ
	Практическая работа Тема: Резистор, конденсатор и катушка индуктивности в цепи переменного тока Оборудование: пк celeron 950, принтер Laser Shot lbp-1120, медиапроектор Panasonic		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Сформировать понятия переменный электрический ток, как вынужденные электромагнитные колебания, индукционный генератор переменного...
	Физика п. 51, конспект, по желанию – презентации «Получение и передача... Цель тренинга: формирование установки и накопление необходимых знаний и опыта для конструктивного выхода из конфликтных ситуаций		Конспект по теме «Электромагнитная индукция. Получение переменного электрического тока» Мп дв ся заряженые частицы взять замкнутый проводник, магнит, двигать магнит или проводник в проводнике появится ток
	Мдк технология сборки электрических машин, аппаратов и приборов Государственного бюджетного образовательного учреждения среднего профессионального образования		Рабочая программа профессионального модуля Пм контроль качества отремонтированных узлов обслуживаемого оборудования, электрических машин, аппаратов, механизмов и приборов подвижного...