Относно магнитите: те трябва да са супер силни!Няма никакъв смисъл да се прави механичен алтернатор Фигуера, ако не се възползваме от факта, че по неговото време постоянните магнити са били скапани. Основната идея на този подход е, да капитализираме изобретяването на неодимовите магнити и да разменим едното ключово нещо за другото - магнитомека сърцевина за неодимови магнити. Компенсираме едното с другото, иначе няма смисъл да се прави това.
Читателите трябва да знаят, че неодимовите магнити са опасни и ще отделя няколко думи за обрисуване на това положение.
Магнитите действат като захапка. Колкото по-затворени са челюстите, толкова по-силно можем да стиснем. Когато се прещипете с неодимови магнити, естественият рефлекс е дърпане. Само че, колкото повече се приближават и захапаната кожа между тях изтънява, толкова по-голяма сила упражняват.
Затова е много лесно да си откъснете кожа с магнити. Късал съм си кожа с два магнита 20мм на 20мм. Откъснаха немалко парче, а заздравяването отнема отвратително дълго време. Когато нещо полети към вас заради магнитни сили, то не губи сила, когато ви удари. Куршумът удря и отдава кинетичната си енергия. Но магнитите са постоянен източник на енергия - когато нещото ви удари, то отдава само инерцията си, но не спира да упражнява сила. Като куршум, който продължава да се натиска да мине, след като веднъж е поразил целта.
Неодимовите магнити не се намират в твърде разнообразни форми. Стандартите, които се намират на пазара, са само няколко и обикновено изобретенията се мащабират според наличните магнити, а не обратно. Едно време, преди пет-шест години, всички правеха магнити по поръчка. Днес вече не е така, защото Китай наложи забрана на износа на неодим. Понеже китайците са основния световен снабдител на неодим, множеството от фирмите вече не правят толкова лесно магнити по поръчка, защото преди всеки купуваше суровината от Китай. Днес Китай не изнасят суровина, а само готови продукти от неодим. В масовия случай, ако фирма прави магнити по поръчка, тя приема поръчки за не по-малко от хиляди бройки.
Едни от най-мощните магнити на пазара са неодимовите цилиндри с фи 60мм, височина 30мм и вътрешно фи 6мм. Можете да купите такива от българската фирма Прамиз, но ако си поръчате от тези германци -
sipermagnete.de - ще ви излезе с 20лв по-евтино (доставка, ДДС и всичко), а ще получите германско качество и на стоката и на обслужването.
Това са най-подходящите магнити, които мисля да ползвам:
https://www.supermagnete.de/eng/ring-magnets-neodymium/ring-magnet-60mm-x-6mm-x-30mm-neodymium-n45-nickel-plated_R-60-06-30-NИмам два такива магнита. Струват по 150лв, но не съм съгласен да ги давам на други хора не заради цената им, а защото са изключителон опасни. Не толкова опасни по един, но да боравите с два такива в близост един до друг е много сериозен риск и трябва да се отнесете с най-високата си бдителност, сякаш работите с киселини или силни отрови.
Ако решите да ползвате магнити с такъв мащаб (аз мисля, че е задължително за добрата продуктивност на апарата):
- задължително ползвайте най-тежките индустриални ръкавици, които можете да намерите;
- в никакъв случай не ги пускайте да полетят един към друг;
- в никакъв случай не ги оставяйте без да са закрепени за нещо неподвижно;
- в никакъв случай не им позволявайте да подскачат около ръцете ви и да се обръщат свободно;
- в никакъв случай не ползвайте ръцете си, за да ги позиционирате!
Двата заедно с лекота могат да ви откъснат пръста, и да направят на пихтия онова, което остане между тях. Индустриалните ръкавици са с идеята да предпазите плътта си да не бъде откъсната - ако позволите, те
ЩЕ счупят всяка кост между тях, през ръкавиците.
Имайте предвид, че ако им позолите да се залепят един за друг, ще е много трудно да ги разделите. Силата на привличане на всеки е 120кг, което прави сила на залепване над 240кг помежду им. В такива случаи магнитите се отделят само със странично приплъзване, чрез дървено менгеме с разминаващи се челюсти, като дървена нощица (не забравяйте, че при финалното си разделяне ще подскочат един към друг).
Всеки друг магнит, който полети към тях, ще се разбие в тях и ще стане на парчета, вероятон е да повреди и тях самите. Ако им позволите да развият инерция или да скочат един към друг, те ще унищожат и самите себе си. Ако ги долепяте, винаги ползвайте полегати дървени клинове, за да ги долепите без удар (като изхлузвате клина между тях и металната повърхност).
Да ги вграждате с ръцете и да боравите с метални предмети около тях означава да работите, докато едновременно с това играете канадска борба. Не се опитвайте!
Относно полето... Моето знание, натрупано до сега, ми диктува следното (това е спекулация):
Нека си представим двата магнита срещуположно, нанизани на резбовата шпилка фи 6 (това ще бъде лесно, ако се внимава). Нека шпилката е от
неръждавейка (на картинката писах месинг, понеже с драскача се пише трудно). Месингът е твърде мек и ми създава страх. Затова определено ще ползвам неръждаема стомана.
При положение, не неръждавейката е магнитопроницаема, естественото поле ще изглежда както рисунката горе вляво.
В центъра на радиалното излъчване ще има зона, свободна от магнетизъм (ако магнитите са добре подравнени).
Нека си представим, че на шпилката сложим магнитопроводящо тяло, например редица от удължени стоманени гайки.
Тогава ще се случат две неща:
- В центъра на гайките ще се образува екранирана зона, в която няма да има магнетизъм. Това е всеизвестно от теорията за магнитното екраиране, популярно знание е, защото се прилага постоянно.
- От "Електромагнитът и електромагнитният принцип" на Томпсън, 1892г, знам, че когато едно метално тяло е намагнитено, повечето силови линии струят от най-далечния му край, но по цялата дължина на полярната му половина струят силови линии, просто по-малко на брой. Това означава, че в средата на стоманената сърцевина ще има една много наситена и силна зона - където двата полюса се срещат - а останалата дължина ще е по-слаба. Това е при положение, че стоманената сърцевина може да поеме всичко, но тя най-вероятно ще се насити и линиите ще идват от останалото лице на магнитите.
Теоретично е така, но се съмнявам да има голямо значение, предвид мащаба в действителност. Според мен радиалният полюс ще бъде горе-долу униформен по дължината, тя и без това няма да е голяма.
![](https://june1900blog.files.wordpress.com/2018/08/magniti2.png)
При магнитите с дупка в средата има една ниска зона над дупката, където полюсът се обръща. Зоната има формата на малко куполче, така се усеща физически, и е оградена от доминиращия полюс чрез немагнитна зона с фората на черупка. На този ефект се дължи
аксиалното магнитно обезпечаване.
Така потокът, вътре в дупката, е разноименен спрямо лицето, на което се намира. Ако шпилката, която минава през средата, е също стоманена, то тя ще развие южен полюс.
Това ще е така, защото тя ще има два северни полюса в двата си края (в дупките на далечните лица на големите магнити). Затова в средата ще се образува юг. Този юг ще се сключи с радиалния северен полюс и немалка част от силовите линии ще се оравновесят и ще бъдат загубени в материала на сърцевината.
Както знаете, когато магнитните силови линии се сключат в материала, те спират да се излъчват навън. Това е много известен експеримент. Ако имате затворен стоманен пръстен и намотаете намотка по него, и пуснете ток по намотката, ще се създаде затворен магнитен път, който ще циркулира вечно вътре в стоманения пръстен. По никой начин не може да се познае, че пръстенът съдържа затворен магнитен път. С никакви външни уреди не може да се засече това. Само че, ако пръстенът бъде строшен, ще се види, че парчетата му ще се привличат едно друго, както счупен магнит.
По същия начин, ако шпилката, която се ползва за закрепяне на тази силна и буйна кострукция, е стоманена, разноименни потоци ще се сключат в центъра на сложно-съставната сърцевина и тези силови линии ще бъдат загубени за външния наблюдател.
От друга страна, ако скрепителната шпилка е от магнитно-прозрачен материал, като месинга или неръждаемата стомана, в "кухия" център на стоманеното тяло ще се получи екранирана зона. Там няма да се развие южен полюс и това няма да е монопол, защото целият баланс на системата се състои от два S полюса и един сдвоен N полюс, който уравновесява силите, просто е радиално отразен.
Централните магнитни потоци, които се връщат през дупките, стигат само до стената на Блох. Ако стоманеният цилиндър не беше затворен и от двете страни, обаче, в средината му нямаше да има екранирана зона, именно заради това, че от далечния му намагнитен край щеше да се върне разноименен поток. С два срещуположни магнита от двата края, това няма как да стане.
Това е скица на линейния алтернатор, както си го представям.
Вляво е мотора с ухото тип
scotch yoke за линейно транслиране на въртеливото движение.
Някой, който има машини за прецизна металообработка, ще може да го направи идеално. Аз имам план как да направя нещо подобно от алуминиеви изрезки и непрецизни машини ширпотреба... но не знам дали ще мога с тези средства да направя нещо, което да издържи на 60 херца.
Ухото е алуминиево...
...но рамото му и рамката, която е закрепена за него, е от PVC. В Бриколаж намерих правоъгълни PVC профили, плътни, които приличат на здрави и не се огъват лесно (поне откъм тясната си страна). Причината е, че ако се ползват подвижи алуминиеви части, те ще създават много силно триене в полето на магнитите. При скоростта на 60 херца ще се усеща значително, въпреки малкото лице, и на всичкото отгоре тези части ще загряват заради това.
PVC рамката ще придържа медната намотка. Това е цялата й функция.
Рамката и рамото на буталото се придържат от линейни лагери.
Смятам да не ползвам нормални линейни лагери, а самоделни линейни лагери, направени от ширпотреба радиални лагери, ето в този дух:
![](https://i.pinimg.com/originals/9a/eb/c7/9aebc75116fcb5b174c7d6eac474d5a7.jpg)
![](http://mambohead.com/wp-content/uploads/2011/01/linear-ball-bearing.jpg)
![](http://warped3.com/wp/wp-content/uploads/2016/09/a3fc389ec4de80a74f59fbc1da82c939.jpg)
Естествено, няма да стане толкова красиво, а и това не е мобилно. Ще ги направя разглобяеми, така че да стават на всякакъв размер и форма релса, без значение дали е кръгла или е профил.
Единственият начин е лагерите да са статични и да се движи PVC рамката, защото лагерите и телата, за които ще са хванати, ще бъдат стоманени и не трябва да мърдат.
Сърцевината ще е направена от стоманено тяло и централна шпилка от неръждавейка, която ще скрепя магнитите в подравнено положение и ще ги монтира за някакъв корпус, дървена дъска например.
За стоманеното тяло ще е нужен стругар. Уместно е да бъде с размери, горе-долу, фи 20мм на 120мм дължина, като в центъра има дупка фи 6, която е желателно да е резбована. Не по цялото си продължение, но по малко и от двата си края (така че или да може цяла една резбована шпилка да мине през нея, или две шпилки, от двата края).
Най-добре и най-умно е моторът да не е директно вързан за механичната предавка. Мисля да го направя с гумени колела. Така, ако нещо се закучи, колелата ще могат да изцвилят и мотора да прескочи, вместо да взриви цялата стойка и лагерите.
Освен това, ако е гумено колело, ще е много лесно да се хване друго гумено колео с бормашина, за да може поне на първо време да има контролирано подаване на обороти, докато не се уверя, че всичко работи добре и ще може да се върже мотор за постоянно.