Сверхэкономичный электродвигатель-генератор

 

       Царствование её величества нефти подошло к концу. Изобретение, далекое от управляемого термояда и высокотемпературной сверхпроводимости, в кратчайшие сроки революционным образом изменит жизнь на Земле.

    Тщетные попытки человечества создать экономичный автомобиль на электрической тяге имеют более чем столетнюю историю. Множество технологических проблем, главной из которых является малая емкость автономных источников энергии, не позволяли электродвигателю выиграть конкурентную "войну моторов" у двигателя внутреннего сгорания. Жизнь на планете без выхлопных газов и угрозы глобального потепления оставалась мечтой.

     Автомобильные компании бьются над созданием новых бортовых источников энергии, способных увеличить пробег электромобиля. Выделяются миллиарды долларов на разработку  водородных топливных элементов и совершенствование конструкции электродвигателей, однако выжать большее из существующей техники до сих пор не удавалось.

     И вот, совсем недавно создан сверхэкономичный электродвигатель-генератор!!! Подвергаясь безукоризненно поставленным испытаниям, он показывает характеристики, недостижимые для всех известных электрических машин. При этом он дешевле асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и обладает вдвое меньшей массой.

     Автомобилестроение - далеко не главная сфера применения этой разработки. Примерно 70% мирового потребления энергии приходится на электродвигатели.   Большие или маленькие, они окружают нас на каждом шагу. В компрессоре холодильника, в приводе лифта и вентилятора, в заводском станке и прокатном стане, в бытовой электродрели и в мотор-колесе карьерного самосвала. Они вращают винты кораблей и управляют закрылками самолетов, они мелят муку и тянут по рельсам поезда. Ради них в топках электростанций сжигаются уголь, мазут, газ. Из-за них строятся атомные реакторы.

     А, теперь представим, что электродвигатели для выполнения той же работы станут расходовать энергии на треть меньше.  Фантастика? Нет! Потребуется время, чтобы осознать последствия внедрения этого изобретения…

     Ежегодно в мире производится несколько миллиардов электродвигателей широкого диапазона мощностей. Новый асинхронный мотор-генератор, придя на смену большинству применяемых в промышленности и быту электродвигателей и генераторов от долей Вт до десятков МВт любых модификаций, способен изменить ориентиры в мировой экономике. Будут реорганизованы некоторые отрасли промышленности. На многие миллионы тонн уменьшится добыча сырья и производство черных и цветных металлов, что также понизит общее энергопотребление.

     Резко сократится выпуск двигателей внутреннего сгорания и других компонентов традиционного автомобиля. Автогиганты освоят дешевые электромобили с увеличенным пробегом от одной зарядки аккумуляторов или топливных элементов. Будет модернизирован подвижной состав на железнодорожном, городском и других видах электрифицированного транспорта. Станут намного проще и эффективнее ветряные электростанции и другие устройства, генерирующие энергию.

     Сэкономленная энергия может сделать ненужными атомные электростанции. Резко упадет зависимость от энергоносителей. Существенно улучшится экологическая обстановка. Останутся в прошлом военные конфликты, подоплекой которых была нефть.

     В буквальном смысле светлое будущее, без выхлопных газов и озоновых дыр, приходит к нам уже сегодня.

Александр Хетагуров

 

 

 

 Baydasov.jpg (161939 bytes)

     Автор выдающихся технических решений – наш коллега Николай Иванович Байдасов много лет посвятил исследованиям. Его предыдущее изобретение в 2011 году защищено международной заявкой PCT (WO/2011/002334) METHOD FOR INCREASING THE OPERATING EFFICIENCY OF ASYNCHRONOUS SHORT-CIRCUITED ELECTRIC MACHINES, AND AN ASYNCHRONOUS SHORT-CIRCUITED ELECTRIC MACHINE (VARIANTS).

 

 

     Настоящим прорывом в электротехнике станет созданный нами в 2013 году асинхронный энергоэффективный электродвигатель с повышенной перегрузочной способностью по мощности. Он призван прийти на смену большинству применяемых в промышленности и быту асинхронных машин и обеспечить глобальную экономию энергии и металлов. Данная разработка делает  реальностью создание массового электромобиля c увеличенным пробегом от одной зарядки аккумуляторов или топливных элементов. Она позволяет модернизировать подвижной состав на железнодорожном, городском и других видах электрифицированного транспорта.

     В конструкции двигателя заложены новые принципы использования известных физических явлений, ранее не применявшиеся в электромашиностроении. В то же время, освоение его серийного производства (как и модернизация находящихся в эксплуатации двигателей с к.з. ротором) доступно на любом профильном предприятии с использованием традиционных промышленных технологий и материалов.

     Неоспоримые преимущества и уникальность предлагаемого продукта позволяют утверждать, что конкурентов в данной области нет. Масса новой машины и её цена меньше, чем у обычного короткозамкнутого электродвигателя той же мощности. Он обладает удвоенной номинальной мощностью по сравнению с существующими двигателями тех же габаритов. Новый электродвигатель может кратковременно работать при нагрузке, втрое и более превышающей номинальную. У него высокий КПД номинального режима, уменьшенная кратность пускового тока и большой пусковой момент. Потери мощности снижаются вдвое, а работа с частыми пусками, торможением и реверсами является для него нормальным эксплуатационным режимом. Частоту вращения можно регулировать напряжением   без снижения момента.

     Отметим, что конструкция самого массового асинхронного двигателя не поддавалась усовершенствованию 125 лет с момента изобретения его Доливо-Добровольским в Германии в 1889 году. Наше изобретение стало возможным благодаря достигнутому снижению токов высших нечетных гармоник вторичной цепи в 5,2 раза. При этом действие тока перешло к первой гармонике и время этого действия увеличилось в три раза, что обеспечило уменьшение потерь во вторичной цепи в  9 раз. Такое явление равноценно увеличению сечения стержня в 9 раз. Общие потери всей машины уменьшаются вдвое.

 

Таблица испытаний серийного электродвигателя АИР до и после модернизации

Двигательный режим

 

 

 

r.jpg (15730 bytes)

 

 

      Новая электрическая машина гарантирует:

1.   Снижение расхода потребляемой энергии в 1,3…1,5 раза.

2.  Удвоенную номинальную мощность по сравнению с существующими двигателями того же габарита.

3.   Вдвое меньшую кратность пускового тока при вдвое большем пусковом моменте.

4.  КПД номинального режима 0,92…0,97 с коэффициентом мощности 0,9…0,97, а для мощностей более 315 кВт и до 0,99.

5.  Возможность эффективной работы в широком диапазоне скоростей движения, как в генераторном, так и в двигательном режимах, а также в качестве фазорасщепителя.

6.  Возврат в контактную сеть до 70% энергии подвижного состава на частоте сети с высоким качеством отдаваемой энергии. Автосинхронизацию в широком диапазоне частот вращения при выработке электрической энергии в бортовых системах электропитания авиалайнеров.

7. Отсутствие необходимости в специальных средствах для возбуждения, синхронизации и регулирования в генераторном режиме при работе на сеть при меняющейся частоте вращения вала в широком диапазоне.

8. Возможность кратковременной работы при нагрузке, втрое превышающей номинальную в двигательном режиме и увеличенной в 4 раза мощностью в генераторном режиме.

9.  Возможность продолжать работу под нагрузкой при пропадании одной питающей фазы. При этом наша машина обеспечивает выработку напряжения недостающей фазы для продолжения работы и других сопоставимой мощности электроприёмников в этом же цехе или производственном участке.

Новая машина вобрала самые лучшие свойства и особенности пяти типов известных машин:

1. От асинхронной машины с фазным ротором – возможность самостоятельного удержания механической характеристики в переходных режимах на уровне максимального момента. 2. От асинхронной короткозамкнутой машины – простоту и надёжность. 3. От синхронной машины – лёгкость возбуждения в генераторном режиме и простоту режима фазорасщепителя. Синхронный с сетью генераторный режим стал возможен в широком диапазоне частот вращения вала. 4. От криогенной машины – на порядок сниженные потери ротора. 5. От электромашинного усилителя – формирование продольного поля с помощью дополнительных полюсов.

 

 

 

Главная страницаПродукция | Реквизиты

prosetin@osetia.ru