Как сделать магнитный генератор своими руками

Секрет магнитного генератора Перендева. Делаем своими руками

Всем доброго вечера, мы с отцом уже давно ломаем голову над знаменитым двигателем Perendev перепробовали много вариантов, был у нас один двигатель суть его в том чтобы на роторе разместить магниты как можно плотнее и все с одним полюсом наружу а на статоре разместить три полюса магнитов которые будут сдвинуты друг от друга (во общем то что Perendev сделал за счет трех дисков):

Вот статья неплохая по поводу принципа роботы двигателя Perendev которая дает ответы на многие вопросы.

При внимательном изучении патента перендева (ссылка на патент находится на российский странице, вход с немецкого сайта) обнаружился рисунок собственно «единичного элемента», то-бишь экранированного магнита.

Судя по чертежу, цилиндрический магнит находится внутри не просто толстостенного железного цилиндра, а внутри цилиндра, на торце которого добавлено кольцо металла.

Таким образом края магнита, (с максимальными магнитными потоками) спрятаны в железо. Для взаимодействия оставлена только площадка в центре магнитной «таблетки».

Видимо, для проверки принципа достаточно промоделировать несколько вариантов единичного элемента — учесть геометрию цилиндра, изображенного в патенте, и изготовить его из нержавейки (как утверждает автор) и из обычного магнитомягкого железа. Скорее всего, сам магнит должен удерживаться внутри цилиндра неким кольцом из изолятора, чтобы не соприкасался с железом, иначе пойдет намагничивание цилиндра со всеми последствиями.
Что касается графита, согласно утверждению автора, то я сомневаюсь, чтобы сочетание нержавейки с графитом в любых геометрических положениях смогло хотя бы частично экранировать магнит.

Однако, можно попробовать проверить и это.
Я проверил с обычным цилиндром из нержавейки с таблеткой внутри, экранирования нету.

———————————
В интервью Брэди нашел фразу, что все магниты срезаны на конус, изолированы прослойкой и вставлены в экранирующие цилиндры.

Основная идея в следующем:
Поясню без рисунка. На пальцах.
Возьмем отрезок времени 5 секунд, (для простоты).
на цилиндрическом роторе находится скажем 9 или 11 магнитов. а на статоре соответственно 8 или 10.
в первую секунду 1й магнит ротора находится в мертвой точке. На него действует максимальная сила противодействия движению =х. В эту-же секунду магнит 2 уже прошел свою мертвую точку,и тянет с некоторым плюсовым усилием . соответственно №3 тоже находится после мертвой точки, и тоже в плюсе. и так до №9.

во вторую секунду в мертвую точку входит №2, а все остальные в эту же вторую секунду (или любую другую минимальную единицу времени) тянут с положительным усилием, компенсируя мертвую точку.

Смысл в том, что при разном количестве магнитов в статоре и роторе, их расположение должно быть таким, чтобы в ЛЮБОЙ момент времени в МТ находился ТОЛЬКО ОДИН магнит, а все остальные, количество которых не может быть меньше какого-то определенного чмсла, должны своим суммарным тяговым усилием компенсировать прохождение этой единичной мертвой точки.
Количество магнитов нужно подсчитывать в каждом конкретном случае отдельно.
Несомненно одно, построить модель на 3-5 магнитах не получится по определению.
Количество роторных должно быть таким, чтобы сумма находящихся в разном положении магнитов ротора относительно статора была БОЛЬШЕ усилия мертвой точки для единичного магнита, или, если угодно, пары ротор-статор, зависших в МТ.

Нужно просто понять этот принцип.
Три кольца прототипа у Perendev создаст только повышенную мощность, для раскрутки генератора в 20 квт (видео). Но каждое отдельно взятое кольцо, вернее- пара, ротор-статор имеют как раз такой расклад сил.

Безусловно, нужно очень точно позиционировать магниты на кольце, чтобы соблюсти это условие.
а добавки Perendev в виде изолирующих железных цилиндров просто убирают паразинтые влияния магнитов друг на друга, оставляя в голом виде этот самый принцим, поскольку при подходе к МТ , имея экран, магнит ротора взаимодействует только со своим статорным магнитом, не чувствуя паразитных полей соседних магнитов статора и ротора.
Т.е принцип в чистом виде.
Совершенно понятно, что такие конструкции возможны только в цилиндрических формах, однако проверить правильность этого моего утверждения можно и на линейной модели.
Для этого расстояния между магнитами ротора на линейке должны быть больше на какую-то величину, чем расстояние между магнитами статора на другой линейке.
Но ни в коем случае НЕ равными.
Для примера можно разместить на линейном статоре 30 магнитов с интервалом 10 мм, а на роторной линейке штук 9-11 с интервалом в 11 мм.

Источник

Как собрать бестопливный генератор Джона Серла: пошаговая инструкция

Дата публикации: 1 марта 2020

Изобретение Джона Серла называют энергией третьего тысячелетия. Созданный им бестопливный генератор работает на основе уравновешенной магнитной системы, его можно использовать в качестве источника для выработки электроэнергии в домашних условиях. Несмотря на то, что первая конструкция генератора была разработана ученым еще в 1946 году, в научных журналах отсутствуют публикации о нем. Как собрать бестопливный генератор Джона Серла своими руками? Что для этого понадобится? Ответы на эти и другие вопросы – в нашей статье.

Что представляет собой генератор Серла

В основу эффекта Джона Серла легло применение магнитного поля, это принципиально новый метод получения энергии. Его суть заключается в следующем: электрическая энергия производится за счет вращения магнитных роликов вокруг намагниченных колец. Интересно, что устройство не только выделяет электричество, но и создает вокруг себя гравитационное поле.

Генератор состоит из трех концентрических колец, скрепленных между собой. Вокруг них расположены намагниченные цилиндры. Все цилиндры могут свободно вращаться по кругу.

Как работает устройство

Принцип работы генератора на эффекте Серла основан на свойстве магнитов притягиваться и отталкиваться друг от друга. Разнонаправленные полюса притягивают магниты, а одинаковые полюса отталкивают их.

Если расположить цилиндры одинаковой намагниченности вокруг основы – они начнут отталкиваться на эквидистантные расстояния. При попытке сдвинуть с места один намагниченный цилиндр сразу сдвинутся с места и все остальные, при этом расстояние между ними будет сохраняться.

Вращение основы приведет к движению роликов. Постепенно увеличивая обороты, мы сможем добиться вращения системы как единого целого на протяжении определенного времени. Как правило, движение системы обеспечивают подшипники.

При вращении цилиндры проходят через зазоры ярма, изготовленного из магнитного материала. В результате этого в намотанных на ярме катушках индуцируется электродвижущая сила (ЭДС), ее можно снимать с присоединенных к концам катушек клемм. А здесь вы сможете узнать, как собрать самодельный ветрогенератор из асинхронного двигателя.

Какие детали понадобятся

Для того чтобы сделать магнитный генератор Серла своими руками в домашних условиях, понадобятся такие детали:

магниты разных размеров для изготовления роликов и статора;
токосъемные катушки;
корпус генератора;
разгонные электромагниты;
металл для изготовления обоймы;
электрические схемы;
эпоксидный клей.

Размеры статора будут зависеть от диаметра роликов. Для того чтобы собрать генератор Серла, потребуется не менее 12 намагниченных роликов, а расстояние между ними должно равняться диаметру одного ролика.

Как собрать генератор Серла: последовательность изготовления всех деталей

Изготавливаем магнитные ролики

Каждый ролик будет состоять из 8 сегментов. Внутри него будет расположен неодимовый магнит, затем кольцо пластика и обойма из металла. Для изготовления 12 роликов понадобится 96 таких сегментов.

Сделать обойму можно из алюминиевой трубы, для пластикового слоя подойдет капролон. Сначала надо нарезать на токарном станке кольца из металла и пластика. Затем запрессовать металлические кольца на пластиковые, а внутри них расположить магниты. Из полученных сегментов надо склеить магнитные ролики, по 8 сегментов каждый. Все детали должны быть одинаковых размеров.

Собираем статор

Нам понадобятся три больших магнитных кольца, сложенных вместе разнополярно. Их надо склеить в один магнит. Для изготовления металлической обоймы для магнита можно использовать алюминиевую кастрюлю подходящего диаметра или готовый круг из металла. Из кастрюли необходимо вырезать обойму, высота которой будет соответствовать высоте магнита.

Следующий этап – заливка термоклеем внутреннего объема магнита и пространства между магнитом и обоймой. Это необходимо для того, чтобы удерживать магнит в одном положении и сглаживать толчки при взаимодействии с роликами.

Изготавливаем разгонные магниты

Задача разгонных магнитов заключается в том, чтобы отталкивать ролики, когда они будут приближаться к сердечнику электромагнита. Катушку электромагнита можно изготовить своими руками, но для этого придется самостоятельно наматывать провод на сердечники. Также можно приобрести уже готовые детали. Электромагнит надо установить таким образом, чтобы концы сердечника располагались к полюсам ролика симметрично. Всего понадобится 12 электромагнитов.

Схемы управления электромагнитами

Эти элементы будут подавать ток на катушку электромагнита в тот момент, когда мимо него проходит ролик. Для этих целей можно использовать схемы с магнитным датчиком. Как только ролик приблизится к электромагниту на 1 см, датчик будет загораться, а при его уходе он погаснет. Для изготовления схемы понадобится 12 монтажных плат (их количество должно соответствовать количеству электромагнитов).

Собираем генератор

Последний этап – сборка бестопливного генератора Джона Серла своими руками. Магнит-статор располагают в центре. Затем по кругу устанавливают ролики и электромагниты. Для повышения эффективности аппарата можно установить их на оси с подшипниками, между этими элементами и статором должен быть минимальный зазор. В результате получится маховик, который будет приводиться в действие электромагнитами и импульсным током.

Таким образом, генератор Серла – это один из необычных источников энергии, работающий на основе магнитных потоков.

Как получить биотопливо своими руками?
Какое бывает биотопливо?
Хотите приобрести пеллеты?
Биореактор для производства биогаза: еще одна альтернатива традиционному топливу

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Источник

Как сделать магнитный генератор своими руками

КОНСТРУКЦИЯ.

Конструкция генератора состоит из нескольких основных деталей:

• Магнитного статора
• Магнитных роликов
• Разгонных электромагнитов
• Токосъёмных катушек
• Электроники управления электромагнитами
• Электроники управления вырабатываемым электричеством
• Корпуса генератора.

Изготовление каждой детали для облегчения повторного изготовления будет подробно описываться, сопровождаться фотографиями.

Глава 1 . Расчет размеров статора и роликов.

Магнитный статор состоит из магнитных колец, сложенных разнополярно (примагниченных между собой), вокруг которых проложено кольцо из пластикового материала и заключено в наружную металлическую обойму, по которой, в последствии, будут вращаться магнитные ролики, толкаемые электромагнитами. Автором было изготовлено два различных магнитных статора. В первой конструкции были использованы большие намагниченные ферритовые кольца, купленные в Китае через интернет. Во второй конструкции использованы небольшие намагниченные ферритовые диски, купленные в интернет-магазине . Как в первой, так и во второй конструкции, необходимо определиться с размерами самого генератора. Автор не ставил цель изготовления большого генератора, так как стоимость будет зависеть от размеров, а потому размеры выбраны, на мой взгляд, оптимальные. Геометрические размеры самого статора зависят от диаметра магнитного ролика. Как известно из теории генератора Серла, роликов должно быть не менее 12 штук, расстояние между роликами должно быть равно диаметру ролика. То есть длина окружности (мнимой центральной линии, проходящей через центр роликов) будет вычисляться из формулы: L=24d , где L-длина окружности, d-диаметр ролика. Автором были выбраны размеры ролика диаметром 30мм. Таким образом, идеальный размер наружного диаметра магнитного статора будет вычисляться из формулы длины окружности с учетом радиуса ролика:
L=24×30=720 мм.

Формула длины окружности
L=2ПR, где П- «пи»=3,14; R-радиус окружности.
Для упрощения расчета сразу запишем, что 2П=6,28 .
И так считаем:
Находим радиус статора, который будет меньше на радиус ролика
720=6,28 х R, отсюда R=720 : 6,28=114,649 мм.
Теперь вычитаем из этой суммы радиус ролика- 15 мм и получаем наружный радиус магнитного статора: Rcт.=114,649 – 15=99,649 мм. Округляем полученную сумму и получаем 100 мм. Умножаем на 2 и получаем наружный диаметр магнитного статора- 200 мм.
Мы провели теоретический расчет наружного диаметра магнитного статора. Чтобы эти размеры нам подошли, необходимо вычислить диаметр неодимового магнита, который будет составлять «сердцевину» магнитного ролика. Это нужно для того, чтобы при нахождении всех 12 магнитных роликов на наружной поверхности статора, магниты этих роликов не выталкивали друг друга с окружности наружу, а находились бы в допустимой границе, то есть притягивались к статору с одинаковой силой, которая была бы несколько большей, чем выталкивающая сила однополярных поверхностей соседствующих роликов. В противном случае, за счет однополярности боковых поверхностей ролика, имеющего цилиндрическую форму, ролики не будут вращаться, а начнут кренить друг друга и схлапываться торцевыми полюсами, что может привести к разрушению самих магнитов. Решить эту проблему можно, но по большей части экспериментально, так как приобретаемые неодимовые магниты при их заявленных характеристиках, могут иметь другие свойства намагниченности. Забегая вперед скажу, что автором использовались для изготовления первых роликов неодимовые магниты N42, наружным диаметром 19 мм, толщиной 5 мм., по 8 шт. на 1 ролик. Экспериментально было установлено, что диаметр статора для роликов с такими магнитами составил 222 мм. при диаметре ролика 30 мм. Хотя сам ролик должен иметь наружный диаметр 32 мм., соответственно из размера ролика должен быть вычислен и размер статора. Чтобы было совсем понятно, объясню, что ролики 30 мм. с магнитом 19 мм. на статоре диаметром 222 мм. находились друг от друга на расстоянии 35 мм, а не 30 мм., как должно быть в теории. Другими словами, прежде чем строить статор надо уже иметь нужное количество неодимовых магнитов и построить ролики, а самое главное рассчитать максимальное расстояние взаимодействия магнитных сил между этими магнитами и определиться с диаметром ролика. Только после этого производить расчет статора. Для приблизительного расчета диаметра магнита ролика можно использовать формулу: d =D : 12, где d-диаметр магнита ролика, D – наружный диаметр магнитного статора (не магнитов, а именно всего статора в сборе). К примеру: идеальный размер наружного диаметра магнитного статора 200 мм., при роликах диаметром 30 мм., тогда диаметр магнита ролика будет равен 200 : 12 =16,6 мм. Соответственно для роликов с магнитами диаметром 19 мм. статор должен иметь диаметр: 19 х 12 = 228 мм., а диаметр ролика вычисляется после вычисления длины окружности статора:
вычислим радиус: 228 : 2 =114 мм.
вычислим длину окружности статора: 114 х 6,28 = 715,92 мм
делим длину окружности на 24 и получаем примерный (наименьший) диаметр ролика- 29,83 мм., то есть наименьший диаметр ролика после округления числа должен быть не менее 30 мм. Исходя из практических измерений, можно сделать коэффициент отношения диаметра магнита ролика к диаметру самого ролика, чтобы была соблюдена пропорция. И так, опытным путем было установлено, что при диаметре магнита роликов 19 мм. диаметр самих роликов должен быть 32 мм. Тогда коэффициент будет равен: 32 : 19 = 1,684 . Но, как сами понимаете, это применимо к неодимовым магнитам марки N42 или по крайней мере близким к ним по значениям коэрцитивной силы. Используя этот коэффициент и имея магниты определенного диаметра, можно быстро вычислить размеры будущего статора.
Пример вычислений:
Вы имеете нужное количество одинаковых неодимовых магнитов для сборки 12 роликов. Диаметр дисковых магнитов равен 20 мм. Применяя коэффициент, вычисляем диаметр собранного ролика: 20 х 1,684 = 33,68 мм., округляем до 34 мм. Далее вычисляем длину дорожки (окружности) роликов: 34 х 24 = 816 мм. Отсюда вычисляем радиус дорожки: 816 : 6,28 = 129,9 мм., округляем до 130 мм. Теперь вычитаем радиус ролика и получаем наружный радиус магнитного статора: 130 – (34 : 2) = 113 мм. Увеличиваем вдвое и получаем наружный диаметр магнитного статора: 113 х 2 = 226 мм. Исходя из расчетов, приобретаем магниты для статора.
Подводя итог первой главы, главное, что мы выяснили, это то, что сначала приобретаются неодимовые магниты для роликов, производится расчет, а затем приобретается нужное количество и нужных размеров магниты для статора. Таблица свойств неодимовых магнитов приводится ниже.

Глава 2. Изготовление магнитных роликов.

Как уже говорилось ранее, количество роликов должно быть не менее 12 или большее, но иметь четное количество. Это оптимально для окружности. Мои 12 роликов выполнялись по описанию изготовления Джоном Серлом. То есть, каждый ролик состоит из восьми сегментов (можно и больше с учетом от высоты статора), каждый сегмент выполнен из трех элементов: неодимового магнита в центре, потом кольцо пластика и наружная металлическая (немагнитная) обойма. Сразу оговорюсь, что все металлы используемые для постройки генератора должны быть немагнитными ( нержавейка, медь, латунь, алюминий и т.д.). В ходе экспериментирования, я пришел к выводу, что изготавливать ролики из сегментов вообще нет необходимости, Поскольку лучшего эффекта по сравнению с тем, что ролики изготавливались бы просто в цилиндрическом корпусе, я не увидел. У Серла сегменты, якобы представляют коротко- замкнутую катушку, и при вращении способствуют тому, что не дают роликам слететь с описываемой орбиты. С моей точки зрения, да думаю и с точки зрения физических свойств материалов, это полная чушь. Говоря проще, всем известно, что противоположные полюса магнитов притягиваются, а если эти полюса вытянуты и к ним приложить цилиндр с аналогичным типом полюсовки, то этот цилиндр при воздействии на него приложенной силы, будет двигаться с вращением вокруг своей оси в направлении приложенной силы. На мой взгляд, чем больше дисковых магнитов составлено в ролике, тем лучше ролик будет удерживаться на статоре (большее количество магнитных дорожек). Этот эффект и лежит в основе нашего генератора. Сразу замечу, что это свойство открыл не Джон Серл. Он просто первым использовал этот эффект для вращения своих роликов. В целях чистоты экспериментальной постройки, я буду описывать изготовление роликов из сегментов. И так, для изготовления роликов диаметром 30 мм. берем:
1. 96 магнитов N42 размерами 19х5 мм.
2. пруток капролона диаметром 30 мм.(можно из любого пластика) длиной 1 метр
3. трубу алюминиевую диаметром 30 мм. длиной 1 метр.
4. сверло с размером наружного диаметра магнита
5. секундный клей
6. эпоксидный клей

Фото: пруток капролона диаметром 30 мм

Фото: алюминиевая труба диаметром 30 мм толщиной стенки 1 мм.

Для нарезания колец из алюминиевой трубы и пластикового прутка потребуется токарный станок по металлу. Я лично токарного станка не имею и просил выточить детали знакомого токаря (всего за 500 рублей). Пластиковый пруток (я покупал капролон) длиной 1 м. на базе стоит не более 300 рублей, алюминиевая труба длиной 2 метра- 200 рублей, 50 рублей стоит сверло на 19 мм., эпоксидка 70 рублей, секундный клей 17 рублей. Самое дорогое магниты. Покупать их в России очень дорого. В среднем цена аналогичного магнита около 200 рублей за штуку (в сумме 19200 руб. ). Поэтому я покупал магниты в интернет- магазине (https:// rutaobao.com) из Китая, где в зависимости от количества магнитов, снижается их стоимость, и один неодимовый магнит (при покупке 96 штук) стоит меньше доллара. Там же я покупал сразу и три больших ферритовых магнита 200х110х20 для будущего статора. Вся покупка с пересылом стоила мне рублей и заняла по времени около месяца. Это еще получилось дорого, так как ферритовые магниты весят каждый по 3 кг. С лишним и я много заплатил за посылку. А сколько стоила бы посылка только с неодимовыми магнитами, а…? Сравните цены с российскими магазинами. Забегая вперед, дешевле изготовить статор из небольших дисковых ферритовых магнитов, купив их в России, но об этом я расскажу в главе по изготовлению статора.
На токарном станке нарезаем пластиковый пруток на кольца в количестве 96 штук, внутренний диаметр под диаметр магнита 19 мм ( по технологии изготовления кольца на станке сначала делается отверстие сверлом на 19, а потом отрезается в размер), наружный диаметр под размер внутреннего диаметра трубы 28 мм., толщина 5 мм, как и у магнита. Алюминиевая труба нарезается на кольца шириной 4,5 мм. Когда все детали выточены на станке, сначала делаем запрессовку алюминиевого кольца на пластиковое кольцо, немного не доводя алюминиевое кольцо до низа ( толщина 4,5 мм. надета на 5 мм пластик). Делается это на ровной металлической поверхности небольшим молотком, постукивая по периметру алюминиевого кольца. При точной расточке, алюминиевое кольцо будет садиться на пластиковое в натяг. Перед впрессовкой в сегмент магнита, все магниты либо должны находиться в заводской упаковке, когда между ними проложены пластиковые кольца, либо должны быть на значительном друг от друга расстоянии. Это исключит резкое примагничивание их к друг другу. От этого магниты могут сломаться! После этого, смазываем внутреннюю поверхность пластикового кольца секундным клеем, и быстро впрессовываем туда магнит, простукивая через проставку с ровной поверхностью ( у меня была латунная). Некоторые магниты не нуждались в такой запрессовке, они запрессовывались усилием большого пальца руки. Сегменты с впрессованным магнитом держите на расстоянии друг от друга! Когда все сегменты будут изготовлены таким образом, для образования каждого ролика необходимо склеить эпоксидным клеем по 8 сегментов. Получится ролик размером 40х30 мм. При склейке сегментов эпоксидным клеем, следует обратить внимание на правильную предварительную установку края склеиваемого сегмента на край другого сегмента, как это показано на фотографии. Иначе можно прищемить кожу на пальцах, так как сложенные вместе магниты становятся более сильными, нежели один магнит. По мере составления ролика из сегментов, необходимо прокатать ролик на ровной поверхности, чтобы он стал ровным цилиндром. Излишки выступившего эпоксидного клея, срезаются острым ножом после его затвердения. Выполненные таким образом ролики должны получиться одинакового веса и размеров. Лучше, если вы изготовите запасной тринадцатый ролик, предварительно купив не 96, а 102 магнита.

Фото: Восемь магнитов для сборки ролика

Фото: Остаток капролонового прутка.

Фото: Выточенные заготовки капролоновых и алюминиевых колец.

Фото: Запрессованное алюминиевое кольцо на капролоновом кольце.

Фото: Магнит перед запрессовкой в сегмент.

Фото: Готовый сегмент ролика с запрессованным магнитом.

Фото: Готовые сегменты, сложенные в стороне.

Фото: Правильная укладка сегментов на края перед склейкой.

Фото: Нанесение эпоксидного клея на сегмент ролика.

Фото: Сегменты, склеенные в один ролик.

Глава 3. Изготовление магнитного статора.

Как уже упоминалось ранее, далее будут описаны две различные конструкции магнитных статоров. Первая с использованием купленных в Китае трех больших ферритовых магнитов размерами 200х110х20 мм. и вторая, выполненная из составных ферритовых магнитов размерами 30х5 мм., закупленных в одном из интернет- магазинов в Москве. Сразу скажу, что обе конструкции не отличаются своей функциональностью друг от друга, но вторая конструкция получается дешевле в два раза и при этом более универсальна, так как из небольших по размеру магнитов можно собрать статор любого диаметра и высоты. Теперь более подробно.
Статор из Китайских магнитов.
Магниты представляют из себя три одинаковых кольца размерами 200х110х20 мм. Все кольца сложены разнополярно вместе и склеены в один магнит. Складывать осторожно с боку, а не с верху! В результате, высота статора составляет 60 мм., что дает запас от размеров ролика по 10 мм с верху и с низу. Наружная металлическая обойма статора выполнена из алюминия толщиной 1,5 мм. и так же имеет высоту 60 мм., наружный диаметр 222 мм. В целях экономии материальных средств и простоты изготовления, обойма вырезалась ручной ножовкой по металлу из алюминиевой кастрюли. Это экономит еще пару тысяч рублей на чушке или круге из немагнитных металлов и стоимости токарных работ. Кастрюля же стоит 240-300 рублей. После разметки на поверхности кастрюли линий разреза, кастрюля зажимается в перевернутых под 90 градусов небольших тисках и разрезается ножовкой по металлу. Вся процедура с перекурами занимает 20-25 минут. После этого, места разреза образовавшегося кольца обрабатываются до точных размеров (нанесение линий разреза можно взять с запасом в 1 мм.) напильником. Внутреннюю поверхность кольца обезжиривают бензином или другой жидкостью, чтобы лучше склеились поверхности и обрабатывают слегка грубой шкуркой. Обезжириваем и с наружную боковую поверхность магнита. Далее, на листе фанеры наносится чертеж статора виде перекрестия с центром и окружностями (внутренней и внешней). Это нужно для центровки магнита и алюминиевой обоймы относительно центра. Потом поверхность натирают воском свечки, чтобы легко отделить залитый статор от фанеры (это при заливке эпоксидкой). При горячей заливке достаточно положить лист картона или твердой бумаги или предварительно нанесли слой краски. Когда детали отцентрованы, алюминиевую обойму фиксируют на фанере, вбивая вплотную к наружной стороне сапожные гвоздики. Это сделано, чтобы избежать смещения обоймы. В нижней части снаружи обоймы необходимо проклеить жидкими гвоздями. Если не планируете заливать внутренний объем магнита, то это же надо проделать и в низу во внутреннем объеме магнита. Когда все готово, берем жестяную банку емкостью 1 литр и накладываем туда отрезки клеевых стержней для клеевого пистолета. Плавим их на малом огне (газовой плите), и когда стержни превратятся в прозрачный однородный состав, выливаем его в промежуток между ферритовым магнитом и алюминиевой обоймой до заполнения объема. Даем остыть несколько часов. Заливка становится матовой. Клеевые стержни имеют более низкую температуру плавления, поэтому заливка именно этим разогретым составом не повлияет на намагниченность ферритового магнита. Вообще назначение этой заливки двойное. Она удерживает сам магнит, и она же сглаживает магнитные линии при взаимодействии боковой части роликов и боковой поверхности магнита статора. В противном случае ролики двигались бы по статору ступенчато, напоминая зубчатую передачу. А так, они будут двигаться ровно, без рывков. Такой вид заливки дает еще экономию в три тысячи рублей (стоимость пластикового круга 3500 руб.), при том же эффекте. Расстояние от магнита статора до наружной части обоймы рассчитывалось экспериментально, поскольку от ее толщины зависит сила притяжения магнита статора с роликами, учитывая, что ролики должны четко удерживать свой вес и находиться вертикально в средней части поверхности статора. Более подробные расчеты не привожу. Для простоты эксперимент делается примерно так: берется склеенный статор из магнитов (ёще не залитый). Между магнитами статора и готовым роликом ставятся пластинки из пластика (например, ученические линейки). Подбором количества пластин добиваются, чтобы ролик с расстояния в 4 см. сам притягивался к пластинам в сторону магнита статора и зависал за счет магнитного притяжения. При этом ролик оставался бы в центре, устойчиво держал сам себя и при покачивании рукой в стороны имел плавный ход (без рывков). Толщина пластин замеряется. Это значение и будет расстоянием для заливки пустоты между магнитами статора и наружной металлической обоймой. Это значение должно учитываться при расчете наружного диаметра статора. Кроме того, от силы притяжения магнита статора и роликов зависит уменьшение центробежной силы, действующей на ролик при вращении вокруг статора. При расчетах, центробежная сила, действующая на ролик при заданной скорости 10 оборотов в секунду, достигает более 50 кг.! Это в последствии будет учитываться при изготовлении электромагнитов, которые будут удерживать ролики на своих орбитах при их вращении вокруг статора. Для отделения магнитного статора от фанеры, необходимо вытащить пассатижами гвозди из фанеры, острым ножом срезать слой жидких гвоздей, приподняв от поверхности и удерживая за статор, ударить молотком по фанере. Статор освободится от фанеры. Часть краски от фанеры на статоре можно смыть растворителем. Статор готов.

При горячей заливке первого статора или при заливке эпоксидной смолой второго статора, перед заливкой необходимо выровнять поверхности, где находится статор, строительным уровнем! Тогда заливка будет ровная и не потечет через край обоймы. Кроме того, можно изготовить вторую фанерную форму, и скрепить ее с уже имеющейся болтами. В этом случае заливка получится идеальной с обеих сторон!

Фото: Собранные в один три китайских магнита 200х110х20 мм.

Фото: Выпиловка обоймы

Фото: Остаток кастрюли после распила.

Фото: Выпиленная алюминиевая обойма для статора.

Фото: Размещение магнита статора на фанере.

Фото: Отцентровка магнита и обоймы относительно центра.

Фото: Закрепление обоймы гвоздями к фанере.

Фото: Упаковка клеевых стержней.

Фото: Клеевые стержни перед расплавкой.

Фото: Заливка статора.

Фото: Статор после заливки (центр еще не залит до конца).

Фото: Статор после остывания заливки с роликом.

Статор из дисковых магнитов.

Второй статор, более дешевый в изготовлении, можно выполнить путем сложения дисковых магнитов небольших размеров 30х5 мм. С аксиальной намагниченностью. Идеальным можно было считать статор, выполненный из такого же количества больших колец-магнитов, такого же размера по толщине, как и магниты ролика, но минимум на два слоя больше, чем на ролике. То есть, если ролик состоит из восьми 5 мм магнитов, образуя 40 мм в высоту, то для идеального статора надо сложить 10-12 колец такой же 5 мм. толщины необходимого диаметра 50-60 мм (исходя из расчета размера статора). При этом, количество магнитных треков (названных Серлом) — разнополярных линий по своей ширине совпадало бы как на ролике, так и на статоре. Это условие выполняется в конструкции второго статора. Для этого на бумаге чертятся расчетные размеры статора, на подобие описанного ранее, и вместе расположения магнита статора, приклеиваются дисковые магниты 30х5 мм. К примеру, для статора размерами 200 мм. берутся 16 штук этих дисковых магнита. Все они клеятся к бумаге ( в низ ) стороной с одинаковым магнитным полюсом, к примеру «севером», образуя кольцо. Следующие 16 магнитов приклеиваются на первый слой магнитов центром магнитного диска над местом стыка двух нижележащих магнитов, «севером» так же к низу. Напоминает кладку кирпича в стене. При правильной установке дисковых магнитов, верхние будут примагничиваться к нижним. Правильность полюсовки изображена на рисунке. ВАЖНО СОБЛЮДАТЬ ПОЛЯРНОСТЬ КАЖДОГО МАГНИТА ПРИ СКЛЕЙКЕ! Перед склейкой не поленитесь проверить полярность каждого магнита ещё раз! При этом образуется кольцо с многослойным намагничиванием по окружности. И так двенадцать слоев. В результате образуется магнитное кольцо высотой 60 мм. с боковой стороны которого имеются выступы ребер дисковых магнитов. Не трудно посчитать нужное количество таких магнитов исходя из заданных размеров статора. Так, на мой статор наружным диаметром 200 мм. необходимо 16 х 12 = 192 магнита. Каждый стоит 4 руб.20 коп., то есть всего на сумму 806 руб.40 коп.

Рис. Последовательность склейки статора из дисковых магнитов.

Рис. Противоположность магнитных дорожек (треков) между статором и роликом.

Расстояние между магнитным кольцом и алюминиевой обоймой, лучше залить эпоксидкой, предварительно обезжирив поверхности и промазав жидкими гвоздями (можно герленом или даже пластилином) щели, чтобы избежать протекания эпоксидного клея. Для экономии эпоксидного клея, в центр такого статора можно вставить отрезок пластиковой трубы диаметром 110 мм. чуть большей высоты от канализационной трубы. В хозяйственном магазине 0,5 метра такой трубы стоит 50 рублей. Некондицию вам так отдадут, если попросите. После затвердевания эпоксидного клея, лишняя часть трубы отрезается ножовкой по металлу. Подтёки клея удаляются. Нижнюю бумагу можно оторвать. Статор готов.

Фото: Склейка дисковых магнитов по линиям чертежа.

Фото: Дисковые магниты из упаковки.

Фото: Проверка вертикального уровня при склейке магнитов.

Фото: Упаковка торговой фирмы.

Фото: Готовый статор с отвердевшей эпоксидной заливкой и двумя роликами
(центральная труба диаметром 110 мм. еще не обрезана).

В ходе испытаний двух типов статоров при прокрутке на них роликов, разницы не обнаружено! Ролики одинаково крутятся как на статоре с большими магнитами, так и на статоре с наборным магнитом, описанным выше. Какой делать Вам? Выбирайте сами.

Глава 4. Изготовление разгонных электромагнитов.

Назначение разгонного электромагнита отталкивать магнитные ролики при их прохождении мимо сердечника электромагнита. Это происходит за счет импульсной подачи постоянного тока на катушки электромагнита в необходимый момент. На концах П-образного сердечника в этот момент возникают разные магнитные полюса, которые приложены к одинаковым полюсам магнитного ролика. Таким образом, полюса ролика и сердечника электромагнита отталкиваются, и ролик получает поступательное вращение по орбите вокруг статора.
Изготовление разгонных магнитов дело длительное и трудоемкое, поскольку связана с намоткой большого числа витков провода, то есть изготовлением катушки электромагнита. Немного теории по изготовлению электромагнитов. Медный провод определенного диаметра (сечения) имеет свое электрическое сопротивление (Ом) по отношению к длине (м.). Это вы можете выяснить из прилагаемой таблицы. В установке Джона Серла, как это описано в разных источниках, ролики вокруг магнитного статора начинают вращаться, при подаче на электромагниты постоянного напряжения в несколько вольт и тока около 0,6 А. Все катушки двенадцати электромагнитов запитаны параллельно. Следовательно, общий ток цепи будет равен: 0,6 х 12 = 7,2 А при постоянном напряжении на всех катушках электромагнитов. Зададим напряжение питания катушек равным 12В. Тогда, сопротивление обмотки катушки электромагнита вычисляется
по Закону Ома: I = U/R, отсюда R = U/I =12 : 0,6 =20 Ом.

Таблица основных параметров обмоточных медных проводов.

Теперь нужно определить длину подходящего провода для протекающего через него ток в пределах максимального его значения для данной катушки. Для электромагнитов плотность тока берется 4-5 А/мм.квадр. Тогда диаметр необходимого провода вычисляем по формуле: 1,13 умножаем на корень деления силы тока на плотность тока и получаем значение 0,43 мм. По значению, нам подходит провод диаметром 0,45 мм., сопротивление провода 0,11 Ом/метр.
Чтобы иметь сопротивление катушки 20 Ом, необходимая длина провода вычисляется:
20 : 0,11 = 181 метр, ( это 263 грамма провода).
Общая длина провода для 12 катушек вычисляется:
181 х 12 = 2172 метра.
Вес необходимого провода вычисляется по таблице:
2172 х 1,45 = 3149 грамм.
Я планирую использовать ферритовый П-образный сердечник марки ПП 30х20х20. Сердечник квадратного сечения с размером стенки 20 мм. Таким образом, один средний виток провода равен (8+10) : 2 = 9 см. Длину провода 181 м. делим на 9 см. и получаем количество витков катушки выбранным проводом : 181 : 0,09 = 2011 витков (примерно). Можно сравнивать намотки катушек, взвешивая их. Вес провода на катушке нетто должен быть 263 грамма. Это проще, если есть электронные весы. Второй аспект необходимый при намотке, это место намотки. То есть, чтобы весь необходимый по длине провод убрался на определенном участке. С выбранным сердечником в этом плане проблем нет, особенно если провод укладывать ровно — виток к витку. Думаю, понятно объяснил принцип расчета катушки электромагнита. На установке Джона Серла, видео которой выложено в интернете, установлены электромагниты С-образной формы, выполненные из металла. По сравнению с ферритовыми сердечниками они больше намагничиваются, но и из-за возникающих вихревых токов, быстрей нагреваются, чем ферритовые. С другой стороны, требуется меньшее количество провода для намотки.
У меня возникли трудности при заказе металлических С-образных сердечников из электротехнических сталей. Почему-то отечественные заводы и компании их изготовляющие, не хотят связываться с маленькими заказами или вообще с физическими лицами. Сердечники из феррита я закал через сайт: Мета Кузнецк — Монтажное производство http://www.meta-kf.ru/ferrit.html.

Для тех, кто все-таки хочет сделать именно С-образные сердечники, не найдя других подходящих, рекомендую выполнить их из стальной ленты (шинки) толщиной 0,5 мм., шириной 15-20 мм. путем многократного сложения до толщины примерно 10 мм. Только предварительно ленту надо отпустить в огне углей уличного костра в течении нескольких часов. Она перестанет пружинить, станет мягкой, и будет иметь меньшую остаточную намагниченность, то есть станет близка по характеристикам к необходимым для изготовления сердечника электротехническим сталям.

Фото: Металлическая лента (шинка) 16х0,5 мм.

Фото: Принцип сложения лены при изготовлении сердечника.

Теперь сам процесс изготовления электромагнитов на примере одного из двенадцати штук. Как видно на рисунке, электромагнит устанавливаться будет таким образом, что концы сердечника будут находиться симметрично к полюсам ролика и в минимальном воздушном зазоре по отношению к верхнему и нижнему полюсу ролика.

Это обеспечит максимальное отталкивание ролика при подаче питания на катушку электромагнита.

Фото: Бабина с проводом 0,28 мм.

Фото: Подготовленные к намотке сердечники.

Фото: Склейка каркаса катушки из оргстекла толщиной 2 мм.

Фото: Сердечники с приклеенными каркасами.

Сама же катушка электромагнита располагается в средней части сердечника. Длина намотки образуется из размера сердечника- 30 мм. Для удобства намотки, по краям катушки сделаны перегородки, выполняющего роль каркаса катушки, чтобы наматываемый провод не сваливался. Они приклеены к сердечнику. На торцах каркаса выполнены отверстия под провода (начало, конец). Сам сердечник в месте укладывания провода обмотан слоем изоленты, чтобы не повредить эмалевый слой на проводе о кромки сердечника. Начало обмотки обозначается, к примеру, завязанным узлом на проводе. Намотка провода выполняется в навал, равномерно распределяясь по ширине каркаса. Всего 1200 витков проводом диаметром 0,28 мм. (около 60 грамм провода). В отсутствие намоточного станка, чтобы не сбиться со счета выполненных витков, удобно записывать количество намотанных витков на листе бумаги в форме таблицы или чему-нибудь подобного, скажем, по 100 витков, отмечая цифрой или галочкой. Катушка получается сопротивлением около 36,3 Ом. По окончании намотки, катушка обматывается изолентой. Таким образом, изготовляется 12 электромагнитов.

Фото: Сердечники с намотанными катушками.

Фото: Готовый электромагнит.

Глава 5. Изготовление схем управления разгонных электромагнитов.

Смысл схемы управления разгонных электромагнитов в том, что при прохождении мимо электромагнита магнитного ролика, последний должен отталкиваться от торцов сердечника электромагнита за счет импульсной подачи тока на катушку электромагнита в нужный момент. Для этой цели используется схема с применением магнитного датчика на эффекте Холла китайского производства NJK-5001C. Стоимость одного такого датчика около 2$. Эти датчики так же заказывались через интернет. Датчик нормально разомкнутый, NPN типа. Позволяет использовать напряжение питания от 6 до 36 Вольт, с выходным током 200 мА. Датчик снабжен световым индикатором включения на торце, где расположены три его вывода. Он выполнен в виде резьбовой трубки с гайками крепления, диаметр резьбы 8 мм., длина 30 мм., что очень удобно для его крепления. Датчик включается при приближении магнитного ролика на расстоянии 10 мм. и выключается при его уходе. Частота переключений, с которой может работать датчик 320 кГц! Максимальную скорость вращения генератора, исходя из количества роликов при одном полном обороте, можете прикинуть сами…
Вся схема состоит из двенадцати монтажных плат по количеству электромагнитов. Плата изготовлена из одностороннего, фольгированного стеклотекстолита 1,5 мм. с применением фоторезистивного лака, путем травления в хлорном железе. Технологию этого процесса описывать не буду, при необходимости, ее можно прочитать в многочисленных статьях из интернета. Принципиальная, электрическая схема и рисунок печатной платы приведены ниже.

Характеристики русского аналога датчика Модель — SM8-31010NA
• Максимальное расстояние срабатывания: 10мм;
• Напряжение питания: 5 — 24В;
• Максимальная частота срабатывания: 320кГц;
• Выходной сигнал: NPN (открытый коллектор) (под заказ возможно исполнение PNP); нормально разомкнутый (под заказ возможно нормально замкнутое исполнение);
• При срабатывании датчика загорается индикатор;
• Рабочая температура окружающей среды: -25°C — +70°C;
• Класс защиты: IP67;

Под заказ возможно утопленное исполнение датчиков.

Схема включения датчиков
Тип NPN, нормально разомкнутые

Ссылка на сайт отечественного производителя: http://electroprivod.ru/sensors-hall.htm .
Ссылка на китайский датчик: http://rutaobao.com/pages/item_detail.aspx?ItemId=13695378730&Nick=%E7%94%B5%E5%99%A8%E5%BF%AB%E4%B9%90%E8%B4%AD.

Отечественный стоит 400 рублей за штуку, китайский 2,31 $. Выбирайте сами, какой лучше. Подойдут оба датчика. Разница только в коммутируемом напряжении: отечественный 5-24 Вольта, китайский 6-36 Вольт. Конструкция у всех одинаковая.

Рис. Принципиальная электрическая схема с китайским датчиком

Рис. Расположение выводов транзистора.

Помимо магнитного датчика основным ее элементом является транзистор TIP 42C, PNP типа, используемый как электронный ключ (можно использовать и любые другие, подходящие по параметрам). Транзистор позволяет коммутировать напряжение до 100 Вольт, ток до 6А. Для ограничения тока проходящего через магнитный датчик Холла на базу транзистора, в схеме применен резистор сопротивлением 100 Ом. Расположение деталей по рисунку платы, по-моему, будет понятно всем. Радиодетали паяются на плате. Правильно собранная схема в наладке не нуждается.

Фото: Печатная плата со стороны пайки.

Фото: Расположение радиодеталей после пайки.

Фото: Китайский магнитный датчик NJK-5001C.

Фото: Потребляемый одной схемой ток 20мА при питании 12 В на холостом ходу (датчик в выключенном состоянии).

P.S. Компоновочную схему, в целом, я давал выше. Как поставить электромагниты по кругу, а в центре магнит-статор, думаю, рассчитать сможете. Кому не лень собирайте. Видео с работой генератора я не снимал, поэтому его нет. И по началу не хотел вообще выкладывать на форум свою разработку, так как считаю, что это должен сделать каждый сам и своим умом! Многие на форуме занимаются теоретической болтовней и всё! Ничего не собираясь конструировать. Могу сказать, что у меня и еще одного товарища, который собирал по моей схеме, ролики вращались не хуже, как на видео у Серла, и замечу, без всяких супер-пупер-намагниченных магнитов. В конструкции нет ничего сложного и все магниты обычные с аксиальной намагниченностью. А кто считает, что Серл в молодости имел установку для «специального» намагничивания, или это он делает сейчас…, тот просто дурак.
Свой генератор я давно разобрал, а товарищ «положил на полку». Его видео с работой генератора я выложить, сами понимаете, не могу. Это может сделать только он, если посчитает нужным.
Считаю, что более эффективным будет генератор, если ролики посадить на оси с подшипниками и сделать минимальный зазор между роликами и статором. Тогда получится вращающийся маховик, приводимый в движение электромагнитами, запитанных импульсным током. Проще говоря, импульсный электромотор на магнитах. При этом будет и гироскопический момент при высокой скорости вращения и дополнительный КПД . Для этого необходимо изменить конструкцию роликов, используя при сборке магниты-кольца. Всем удачи!

История магнитного генератора Джона Серла (видео / док. рус.)

Источник