Динамо на Фигуера

[λ]

Бяхме говорили с моите хора да не обсъждаме повече публично такива неща.

Но, понеже сега сърфирах едни неща и гугъл взе, че ме прати в mazeto.net, което ряко се случва, реших че това мълчание не е полезно в случая. Сърфирането беше ползотворно

Радвам се, че и там се обсъждат неща, които са обсъждани и тук. Аз нямам нерви повече, а и напълно споделям разочарованието на Веско от хората и няма да пиша там. Но щом все пак споделяме някаква малка обща аудитория и има макар и индиректна комуникация, радвам се че лекциите от конференцията "Тесла" ще стигнат там по един или друг начин.

Писах за динамото на Фигуера в Мазето преди... но нищо не стана. Надявах се, както всеки се надява, някой, който може, да вземе и да поеме нещата, но уви.

Затова, аз трябваше да си се захвана. В момента на онова писане бях гол и бос по тия неща, но след като стана ясно, че интерес няма и че никой не желае да се пробва с идеята, си обзаведох една стая.
Купих си всичките основни инструменти, за да мога да правя базови неща. Обзаведох си работен кът в апартамента. За изминалата година вече натрупах критична маса от всякакви подръчни неща и материали, с които да мога да действам.

Мога да се похваля, че последната ми инвестиция беше в осцилоскоп Не е от най-сериозните, около 1000лв е, но все пак е от по-добрите марки в своя диапазон, поинтересувах се, за да не избера някой боклук. Така че сега вече съм способен на напълно независими занимания... както и би трявало да бъде.

Ще споделя какво ново научих за динамото на Фигуера. Ако някой има желание, може да разговаряме тук, дано някой някъде вземе, че на база споделяното тук успее да направи нещо смислено.

[λ]

Мисля, че в Мазето писах, че магнитите при това динамо са разположени насрещно с разноименните си полюси - N към S. Това НЕ Е вярно.


В един момент написах един файл за разпечатване и го разпратих на няколко човека, за да може отнякъде да се намери техническа помощ. В него мисля че описах всичко доста сбито (въпреки че аз и приятелите ми търсихме, не открихме нужните хора, а откритите не се отзоваха):







През 1908г Клементе Фигуера, електроинженер, професор и университетски преподавател, главен електротехник на Канарските острови, изградил първата електропреносна мрежа за електрифициране на Канарските острови, публикува патент в патентното бюро на Испанската колониална империя. В следващите няколко години патентът е публикуван и в Берлин и на други места из Европа.
В близките години Фигуера успява да продаде патента си на неизвестна банка, това става ясно от писмената кореспонденция между него и главния му асистент и бизнес партньор, който също се споменава в общите им патенти – Бюфорн. След смъртта на Клементе Фигуера Бюфорн публикува още няколко варианта на въпросния патент.
В този конкретен патент, идеята на Фигуера е да се произведе вид „виртуален“ електрогенератор. Фигуера искал апаратът да бъде на същия принцип като стандартните динамо-генератори, но без да има движещи се части. Той измислил начин, по който магнитните силови линии да пресичат намотките на проводник, движейки единствено магнитните полета, като намотките и арматурата остават неподвижни.

Той използвал комутатор, задвижван от малък електромотор. Комутаторът бил свързан към няколко точки от съпротивителен реостат. По този начин токът се разделя на два потока, като единият винаги е по-силен, а другият е точно с толкова по-слаб. Тези два тока, винаги пропорцианално различни по сила, възбуждат два срещуположни еднолицеви електромагнита. Докато комутаторът се върти и прави последователен контакт през различните точки от реостата, еднолицевите срещуположни полюси на магнита създават движение на магнитни силови линии, като винаги единият електромагнит се засилва, докато в същото време другият пропорционално отслабва.

Централната намотка, по този начин, генерира променлив (АС) ток с голяма ефикасност, произтичаща от факта, че нейните магнитни полета се анулират едно друго, но не се унищожават. Открил съм потвърждение на теорията на този физичен факт в „Електромагнитът и електромагнитният механизъм“ на Силванус Томпсън, издадена през 1891г и намираща се в Харвардската университетска библиотека. За това, че двете срещуположни магнити полета се анулират, но не се унищожават, говори факта, че компонентите на електрическите им полета продължават да съществуват и в този конкретен случай се добавят.
Докато единият магнитен полюс нараства, а другият отслабва в същата посока, генерираното електричество в централната намотка е в една и съща посока. Долните изображения са взети от образователен сайт по физика в интернет, след което просто са стилизирано завъртяни настрани.

При електромагнитната индукция засилването на магнитния полюс е същото като физическото му приближение, и отслабването му е същото като физическото му оттегляне, тъй като всички свързани закони и последствия произтичат от поведението на магнитните силови линии. Ясно е, че електричеството, което се генерира в централната намотка, когато единият полюс се засилва, е в същата посока като електричеството, което се генерира в същата намотка, докато отсрещният полюс се оттегля.
Трябва да се вземе предвид, че през 1908г ламелираните електромагнитни ядра най-вероятно са били изобретени и разпространени. Най-ранният документ, в който съм открил, че се говори за това, е публикация на Американски институт на електротехническите инженери, издание 1905г, по въпроса с Еди-токовете (3 години преди патента на Фигуера). Най-вероятно ламелираните ядра присъстват в индустрията още с откриването на Еди-токовете или първите трансформатори, някъде след 1832г.
В патента си от 1908г Клементе Фигуера споменава единствено, че ядрата на електромагнитите са от меко желязо. Те не се споменават повече от веднъж в патента, нито пък се уточнява дали са плътни или под формата на ламели. В няколкото други патента на Фигуера, обаче, касаещи други изобретения и подобрения на вече съществуващи апарати, той винаги използва плътни ядра от меко желязо.
Размишлявайки върху механизма на това му конкретно изобретение, според мен ламелирана сърцевина на централната намотка би било контра-продуктивно. Магнитните силови линии трябва да се излъчват от сърцевината, желателно във всички посоки. Това няма да бъде възпрепятствано от тънките страни на ламелите, но ще бъде възпрепятствано откъм плоските, широки лица на ламелите, тъй като в тази посока на излъчване магнитният поток ще срещне множество въздушни препятствия. Освен това, вътре в диелектричните разделители между отделните ламели би трябвало да се получават магнитни загуби, тъй като всеки отделен ламел ще излъчва магнетизъм във всички посоки, перпендикулярно на дължината си. Така между отделните ламели ще се сблъскват еднакви магнитни потоци. Някои ще се отклоняват така, че общия сбор на магнитните им силови линии да излязат навън през тънките лица на ламелираната сърцевина, но това е все пак вътрешно съпротивление, което е нежелателно и вероятно ще доведе го големи загуби.
Затова сме на мнение, че действително функционалната репликация на този патент би трябвало да бъде с плътна сърцевина. Проблемът е, че много трудно се намира така нареченото „меко желязо“, което е много известен електротехнически материал на запад, но тук в България е абсолютно непознат. Мекото желязо се характеризира с тясна хистерезисна крива, тоест то не задържа магнетизация и веднага губи магнитните си характеристики, когато външното магнитно поле спре да му влияе. В контраст на това – стоманата запазва намагнитването си, след като веднъж е била облъчена от външно магнитно поле. Химически, мекото желязо е почти чист материал – 99.5% чисто желязо, чието въглеродно съдържание е по-малко от 0.008%.
Единственото нещо, което може да замени мекото желязо и което може би е дори по-ефективно за тези функции, е силициевата трансформаторна стомана. Проблемът с нея е, че, доколкото на мен ми е известно, в заводите тя се произвежда директно на тънки листове, готови за нарязване на ламели. Затрудвянаме се да намерим плътни сърцевини от силициева стомана. Освен това, съществува опасението, че силициевата стомана се произвежда като ориентирана и неориентирана. За нашите нужди силициевата сърцевина трябва да е плътна и неориентирана. Ориентираната би създала загуби.
Вероятно единствено леяр би могъл да изготви плътна сърцевина от претопено чисто желязо (взето от лаборатория за реактиви под фомата на желязна прах Fe2) или претопена силициева стомана от ламели.






Трябва да е ясно, че апаратът на Фигуера НЕ Е трансформатор. Неговата идея е, да бъде "виртуален" (без движещи се материални части, с движещи се нематериални части) линеен алтернатор, тоест динамо.

Ако някой се съмнява, че ламелите може би са си подходящи за този апарат, за вас изрових тези два документа, според които можем да преценим твърденията:

Влияние на ламелната ориентация и натрупването на магнитни характеристики при ламелите от ориентирана силициева стомана

Проникване на перпендикулярно магнитно поле през сноп ламели и индуцираните волтажи

С две думи - загубите са значителни и характеристиките на евентуалния прототип на динамото на Фигуера биха били странни (и вероятно незадоволителни за нас, които търсим КПД>1).

[λ]

За последно се свързах с Прамиз - една известна фирма за магнити и магнитомеки материали.

Човекът на слушалката не можеше да ми помогне, тъй като приемаха поръчки за елементи от магнитомеки материали само в големи количества, което означаваше минимум 10 000 бройки. Но този, с който говорих, беше много отзивчив и дори беше любопитен. Поговорихме за това, което ми трябваше и ме изслуша с интерес.

Като търговец ми потвърди, че мекото желязо (знаеше много добре какво е и какъв му е химическия състав) е допотопен метод, който индустрията отдавна е изоставила. Работата бе там, че те се занимаваха с прахова металургия. както знаем, нейната сила е в сложността на детайлите, но пък ги прави малки. Не можеха, даже и да ми бяха приели поръчката, да ми изготвят магнитомеки цилиндри с фи 20мм на 60мм, можеха най-много фи 20мм на 20мм.

Човека ме прати да ходя в някакъв пловдивски завод, не помня името, където правели металокерамика. Предимството на металокерамиката в този случай било, че можело да се обработва на струг и елементите й можели да се лепят еди нза друг, така че евентуално можело да ми слепят цилиндърчета, докато получа моя желан размер...



Но беше ясно, че няма как да стане. Затова преминах към вариант Б.




Вариант Б бе породен от мисълта, че Клементе Фигуера през 1908г не е имал неодимови магнити. Магнитите, с които е разполагал, са били плачевни - феритни и стоманени магнити, те не стават за чеп. Всеки по негово време е предпочитал, както масово са ги наричали, "полеви" магнити, тоест електромагнити, защото те са били стотици пъти по-силни от феритните или стоманени магнити със същия размер.

Но сега през 2018г имаме неодимови магнити, които в средните размери са равни по сила на електромагнитите, а в големите размери многократно ги надминават, защото силата на неодимовите магнити нараства геометрично спрямо обема им. Не искат захранване, и ако не са подложени на стрес, започват да отслабват след около 500 години, като кривата на отслабването им е доста дълга и полегата.

Въпросът е: АКО Клементе Фигуера имаше неодимови магнити в своето време, ЩЕШЕ ли да предпочете варианта с комутатора, пред варианта на линейния алтернатор с движещо се бутало?

Проста математика е да се съобрази, че колкото ток е нужен да се поддържат във възбудено състояние възбуждащите магнити, най-вероятно точно толкова ток е нужен (а може би и по-малко), за да се захрани DC мотор с линейно транслиране на движението и бутало.

Намотката трябва да е задължително бифилярна по патента на Тесла Намотка за електромагнити, тъй като бифилярните намотки имат много пъти по-ниско съпротивление на променлив ток от право намотаните, и реагират по-бързо от тях.


Какво има за губене? Изглежда ми смислен вариант, при условие, че се реализира с мощни неодимови магнити. Затова купих едни от най-големите достъпни, още не са ми докарали втория.





Относно разположението, открих това за вас (първоначално само за мен де):

Прост експеримент.

Около PVC тръба се навива засичаща намотка.

На месингова ос се закрепят магнити, първо в стандартна ориентация - една редица с S отпред и N отзад или както и да е. Първата графика е от нея.

После редицата магнити се разделя на две, и се монтират на месинговата ос лице-в-лице, N към N в средата или както и да е. Втората графика е от тази конфигурация.

Както се вижда, във втория случай, когато пръчката се пусне през тръбата, получаваме два пъти по-голям волтаж на импулса (обърнете внимание на калибровката на скалата).

[λ]

И това променя нещата...

Защото в този вариант, вместо да е ужна сърцевина от възможно най-магнитомекия материал, сега вече е нужна сърцевина от възможно най-яката стомана, или коя да е най-обикновена стомана.


Уморих се да правя комутатори. Направих 4-5 комутатора, все различни варианти, с графитени четки и както си трябва, всичко на ръка... и ми писна, ама здраво ми писна. Сега съм на етап да се опитам да направя такъв модел - просто един линеен алтернатор с DC моторче и линейно транслиране на движението.

Ще видим дали въобще ще успея да го направя да работи на 60 херца честота... струва ми се висока летва за ръчна изработка, но ще се опитам




Вярвам, че точно както при петролните помпи, лесно и логично трябва да е, да се направи електрическа помпа - която да изпомпва повече електричество от околния океан, отколкото иска за собственото си функциониране.

Вярвам и че това има общо с поляризирането на централната намотка.

Както виждаме, същите тези помпи, които давам за пример, работят с клапани - клапаните са централната им функция.

Когато буталото пада надолу, клапанът пропуска петрола/течността над него, а долният клапан е затворен. Когато буталото се вдига нагоре, то възпрепятства петрола/течността над него да пропадне обратно, а долният клапан се отваря, за да може чрез получения вакум да се извлече още потрол от страничните почвени слоеве и да се влее в кладенеца на сондата. Както е на картинката, долу вдясно, в кръгчето.


Струва ми се, че поляризирането на движещата се намотка играе ролята на тези реципрочни клапани, като при помпата. Петролният басейн - това е свръх-наситеното поле, създавано от двата срещуположни магнита.



Ако стане, със сигурност ще разберат всички Но всяка помощ, която вие, читателите, решите да ми окажете според желанието и идеите си, ще е безценна (само не финансова, това е най-малкия проблем).

[λ]

Вярно е, че при такъв линеен алтернатор ще има доста съпротивление заради поляризирането на намотката, която се движи. Но пък, от друга страна, самият Фигуера едва ли е бил идеален - напротив, при него няма как да не се е развивало много голямо загряване, и все пак е работело.

Ако някой се притеснява от съпротивлението на движещата се намотка, има и друг един вариант, отново с комутатор, обаче, за вариране силата на захранващия ток.




Цялто това физично положение не е ново и непознато. Открих го и споменато от Патрик Кели, тук - http://www.free-energy-info.com/PJKbook.pdf, отидете на Глава 16, стр. 16-1, "Избягване от Закона на Ленц"

Тези перпендикулярни намотки не си взаимодействат

Ако имаме две перпендикулярни намотки, и магнитното поле на едната се променя и трепти, перпендикулярната на нея намотка няма да чувства Закон на Ленц, защото двете не си общуват.

Перпендикулярните намотки си взаимодействат в условията на нарушена симетрия/равновесие

Нещата обаче се променят, ако въведем постоянни магнити отстрани. Променящото се поле на намотката с осцилатора ще оказва натиск и ще променя полетата на магнитите, а те - на перпендикулярната намотка. Забелязвате ли как са насочени магнитите? Патрик Кели обяснява нещо за резонанса... но на мен да ми се говори резонанс е все едно да ми се говори за индийския пантеон и нищо не разбирам, учудих се като видях следващите картинки...

Принципно обяснение на а-симетричното взаимодействие на перпендикулярните намотки, заради движението на полето

Обяснение на принципа чрез употребата на постоянни магнити

Ето го нашето динамо на Фигуера!

Не искам с никой да споря... затова не пиша в Мазето. Просто искам да обърна внимание на всички, че този принцип се мисли от много хора и Фигуера далеч не е единствения с идея... може би е единствения с изобретение на този принцип, а може би пък е известен заради медийните публикации, кой знае колко хора имат успешни устройства с този принцип.

Кели споменава имената на Владимир Уткин (Vladimir Utkin) и Тейн Хайнс (Thane Heins), като говори за трансформаторите им на този принзип с положителен ефект вложение към извличане 1 към 40. Нямам си на идея кои са тези, аз знам само за Фигуера и от него разбрах за всичко това, никога не бях чувал за тези подробности, а пък Кели въобще не споменава Фигуера. Той говори за Фигуера нагоре в сборника си, но не и на това място, а вписването за Фигуера има някаква ужасна диаграма - с не-срещуположни магнити и с ламелирани трансформаторни ядра и въобще диаграма, която е грешна и явно я е чул от трета ръка...


Въпросът е, че има диверсификация на източниците и единодушие около теорията на принципа.








Та... ако някой се опасява от много съпротивление на една движеща се намотка в линеен алтернатор, тогава винаги може да се направи така:

Два срещуположни и много мощни неодимови магнита се разпределят както е известно. Между тях се поставя фиксирана намотка, както е известно, без да се движи. ОКОЛО магнитите обаче се правят намотки, така че магнитите да са техни сърцевини. На практика, вместо да използваме сърцевини от магнитомек материал, ползваме "живи" постоянни магнити... Представям си централната намотка без сърцевина... Тогава, намотките около магнитите се захранват в синхрон, така че да засилват така ориантираните им полюси, и намотките се захранват в реципрочен синхрон.

Така, полетата им ще търпят асиметрично смущение. И ефектът ще е същия. Това също ми се струва чудесен вариант.


Единствения проблем за мен остава направата на комутатор за целта, затова го избягвам. Но някой от вас може да го направи.



П.П.
Надолу в същата глава има още доста диаграми, разгледайте.

[λ]

Ако някой реши да прави стандартния Фигуера, с комутатор и магнитомек материал, трябва да се има предвид следното:

В патента си Фигуера подчертава, че четката на комутатора трябва да прави контакт минимум с две позиции. Масово се смята, че по този начин се цели избягване на искренето - четката прави контакт със следващата позиция, преди да пекъсне контакта с настоящата. Това Е така, но е по-маловажната причина.




По-важната причина е, че възбуждащите електромагнити не бива да падат под определен % на възбуденост. Всеки соленоид е като преливник - той поглъща време и енергия, докато се изпълни с ток, чак след което излъчва поле около себе си. Ако захранването на някой от електромагнитите се прекъсне изцяло, се случват следните неща:

• Огромно обратно напрежение заради индукционния срив от изчезващото поле;
• Изчезване на срещулежащия едноименен полюс, което унищожава перпендикулярното лъчение през средната магнитомека сърцевина, алтернаторът за миг се превръща в трансформатор;
  
  
• Много голямо забавяне в реакцията на електромагнита при следващото му изпълване с ток и много големи вътрешни загуби от това.

Когато изпълването с ток на соленоида не пада под 50% (горе-долу), промените в степента му на захранване създават много силни флуктуации в обкръжаващото го магнитно поле. С много нежни трептения на захранването на електромагнита се създава много силно изместване на полето му. Само при условие, че електромагнитът остава в диапазона на пълноценната си мощност - 70-100%.


Затова не бива да има прекъсване на захранването към соленоидите межу степените на комутатора, и четката трябва да прави контакт минимум с две стъпки едновременно.

Това също така означава, че трябва така да съобразите входящата енергия, че нейната стойност, в комбинация с всички стъпки на комутатора и различните съпротивления, да варира възбудеността на електромагнитите в диапазона 70-100% или максимум 50-100%. Иначе няма да работи.

Относно съпротивлението, което контролира възбудеността на електромагнитите, мого хора (в САЩ предимно) са открили, че няма практическа разлика между гигантски реостат и банка резистори. Трябва, обаче, резисторите да представляват намотка от проводник, зазидана в керамика. При другите видове резистори, които по структура не представляват намотка от метално тяло, ИМА разлика и според репликаторите в САЩ изглежда не работи добре в този апарат.

И без друго обаче човек най-вероятно би ползвал банка с резистори от намотано метално тяло, защото другите не могат да провеждат нужните мощности и с тях е по-сложно. Аз лично ползвах банка с резистори, намирането на гигантски реостат се оказа трудно.





Основният ми проблем с комутаторите беше, че ми е трудно да направя комутатор, при който се върти самата четка, а не арматурата. В нета хората ползват готови, леко преработени комутатори от разглобени мотори, но аз не съм достатъчно кадърен за това.

Рано или късно ще се върна на комутаторите, защото искам да пробвам всички варианти де... дори мисля да сложа и четка на линейното бутало, само че не знам как ще се държи графита, струва ми се че при въртеливо движение четките се справят по-добре. Четка, която се движи напред-назад с 50-60 херца ми изглежда нестабилна идея.



Репликаторите на Фигуера в интернет, онези които се намират в Ютуб най-вече, винаги правят една от основните грешки:

• Ползват разноименни срещулежащи полюси;
• Ползват ламелирани сърцевини;
• Ползват арматура, която обгражда системата външно (най-вече квадратни или E+I образни ламелирани трансформаторни сърцевини);
• Позволяват възбудеността на електромагнитите да пада под 50% или дори до 0%, заради несъобразено отношение между входяща енергия и съпротивление;
• Не използват бифилярни намотки за променлив ток (по патента на Тесла), а прави;

Във всяко неработещо видео се открива една или повече от тези основни грешки.

[λ]

Радвам се, че има интерес по въпроса! За онези, които решат също да проверят и изследват това изобретение, ще споделя всичко, което съм премислил на този етап. Дано тези подробности спестят време и помогнат за по-бързото изграждане на някаква конкретна представа

Вариантът с комутатор - класическият патент, така както би трябвало да изглежда

В описанието на този вариант, нека започна с нещо, под което Фигуера се е подписал и за което е получил подписа и на патентното бюро:

ПРЕДИМСТВА НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИЯ ГЕНЕРАТОР "ФИГУЕРА"

Първо. Дава напълно безплатно електрически потоци, продължителни или променливи, от всякакъв волтаж и приложими при:

1. Произвеждането на двигателна сила.
2. Произвеждането на светлина.
3. Произвеждането на топлина.
4. Всички предишни употреби.

Второ. Абсолютно никаква нужда от какъвто и да е вид задвижваща сила, нито от химически реакции или гориво.

Трето. Не се нуждае от смазване, само в малки количества.

Четвърто. Толкова е просто, че бдителността при направата му може да се пренебрегне.

пето. Не произвежда пушек, шум, нито вибрации, докато работи.

Шесто. Вечен операционен живот.

Седмо. Приложим е за всички употреби, за бита и индустрията.

Осмо. Лесно е за направа.

Девето. Евтино е за производство на пазара.

Това са реални точки, които присъстват в Претенциите на оригиналния патент. Фигуера изрично подчертава, че апаратът е прост и че дори не е нужно кой знае каква бдителност, за да се направи.

Известно е също така, че Фигуера целенасочено е предоставил подвеждащи скици за патента. Така наречените от него групи електромагнити "N." и "S." нямат нищо общо с полюсната ориентация на телата. Това е заблуда с особен привкус - много е плитка и е някак очевидна. Подвеждане, в което не са вложени никакви усилия, сякаш това преднамерено действие е било почти неохотно.

Групата в САЩ, която се опитва да репликира устройството, смята, че има още такива плитки подвеждания и на други места из патента. В САЩ смятат, че скицата с комутатора, която Фигуера дава, е абстрактна и принципна, а в действителност комутаторът му НЕ Е изглеждал буквално така.

Един от майсторите зад океана е успял да проследи няколко документи и исторически извора от времето на Фигуера, според които излиза, че Фигуера е използвал най-вече две фирми от своето време, които да му произвеждат частите. И двете фирми са германски, едната се е казвала "Zeiss", а другата "Otto". Събитията и датите около изобретението на Фигуера пасват най-добре с производствените дати на Zeiss.

И двете компании все още съществуват. По онова време и двете фирми са специализирали в производството на прецизни променливи автотрансформатори (на английски variac, това е много популярна марка, станала нарицателно, както думата "гедоре") и марките им са означавали качествена изработка.



Устройствата представляват ето това:






Изглеждат по следния начин:











Метална, трансформаторна сърцевина (почти със сигурност ламелирана), увита с продължителна медна намотка. От намотката са изкарани два извода, като всеки един води до срещуположните електромагнити.

Токът влиза в системата през въртящата се отгоре четка.

Така, когато влиза в системата, токът поема в двете посоки по намотката - по часовника и обратно на часовника. Апаратът варира подаваната към магнитите енергия на принципа на вътрешното магнитно съпротивление на сърцевината.

Подозира се, че индукционният срив от отслабващия електромагнит по време на цикъла се съхранява в тороидната сърцевина на авто-трансформатора под формата на магнитен заряд. Този магнитен заряд се превръща в електрически в авто-трансформатора, като по този начин се усвоява като енергия за възбуждането на електромагнитите, вместо да се потиска или губи.






Един от начините е някой, който има нужните умения и инструменти, да преработи купен готов авто-трансформатор (variac), така че четката му да може да се върти свободно и безкрайно от електромотор в коя да е посока.


Другият вариант е, комутаторът и съпротивлението дайствително да са отделни - както е по скицата на патента.





Както виждате, тук комутаторът е отделно устройство и за удобство е изобразен в центъра, а съпротивлението е също отделно устройство, отново е на принципа на магнитното съпротивление, и за удобство е изобразено в периметъра.


Някои репликатори от групата в САЩ твърдят, че не се забелязва разлика между магнитното съпротивление и обичайното, резисторно съпротивление, но че има разлика между неметални резистори и резистори от намотан метален материал.

Ако това наистина е така, съпротивлението може да представлява и банка с резистори:


Картинката е изрезка от друга схема, просто за онагледяване







Това е моята постановка по стандартния вариант, в подвариант с банка резистори (кликнете върху снимките за пълния мащаб):







Първоначалната ми идея беше, да ползвам електроника за управлението на главното захранване. Ползвах малко електромоторче, чиито четки представляваха счупен графитен пълнител за презареждащ се метален молив. Ползвах транзистори, които очаквах, че ще загряват, затова им направих някакъв радиатор от нарязан пътен знак.

Системата работеше. Тествах я на ръка в онзи момент. Теста представляваше, да доближа на ръка силен магнит до една от намотките с едноименен полюс на оранжевата лепенка. При включване, усещах силната вибрация на магнита в пръстите си (вибрация от засилващо се и отслабващо отблъскване).

Подчертавам, че сърцевините са обикновена стомана. Не съвсем обикновена, по думите на човека, който ги направи, това била стомана с ниско съдържание на въглерод... но все пак си е обикновена стомана. Това НЕ Е магнитомек материал.

Ако сърцевините не са от магнитомек материал - и най-вече ако централната сърцевина не е магнитомека - това задушава най-основния принцип на устройството и не би трябвало да работи. В случая аз просто исках все пак да проверя как ще се държи с твърд материал, а и исках да видя дали поне останалата част ще работи, за да се концентрирам в търсене на магнитомек материал, знаейки, че това е последната стъпка.



Проблемът беше, че работеше твърде кратко време. Комутаторчето издържа само около 10-15 секунди, когато се получи някакво възпламеняване в контактната зона, най-вероятно от постоянно микро-искрене, и калпавите четки изхвърчаха.

Направих няколко по-сериозни комутатора, 3-4, всеки път на проба-грешка, докато не стигнах до някакво усещане колко трябва да е здрава конструкцията, колко трябва да е мощен мотора и колко силно трябва да се притискат четките. Последното, което направих, беше това:





Моторът обаче не беше преценен. Беше излишно мощен за това приложение. Тепърва се налагаше да сложа трета четка, през която тока да влиза в системата... това щеше да е много трудно, понеже ми беше доста сложно при направата на ръка да спазя успоредните равнини, а четката трябваше да се плъзга по проводима внъшна повърхност, трябваше и да направя някаква клетка за обезопасяване, в случай че рамото се взриви и се разхвърчат шарпнели.

А и освен това, моторът беше прекалено бърз и дори и да се получеше, честотата на работа на прототипа щеше да е около 400 херца и сигурно това щеше да е причина да съжалявам по-натам, когато щеше да е твърде късно да се отказвам от целия труд.

Затова и заради това, че взе да ми писва, заебах този подход. А и без това правех всичко с ясното съзнание, че нямам магнитомеки сърцевини и не знам откъде да намеря.




В обобщение:

Ако някой следва оригиналния патент, който се нуждае от комутатор, най-лесният вариант е, някой майстор да преработи авто-трансформатор (variac) от горепоказаните, така че четката му да се върти свободно от електромотор в 360 градуса.

Оттам насетне всичко би било много лесно... но ще са нужни магнитомеки сърцевини.



Послепис!

В момента разучавам други идеи по варианта с комутатора. Те представлява следното:

• Идея 1: Представете си, че сърцевините на електромагнитите са без особено значение, а сърцевината на средната намотка (от която ще се черпи енергия) е неодимов магнит, цилиндричен. Ако този неодимов магнит е увит с медна тел, тогава промяната на полето му (предизвикана от външните сили на електромагнитите) би трябвало да възбужда енергия в намотката му. Това обаче ще е по-скоро трансформаторен принцип, вместо алтернаторен, както е при апарата на Фигуера. Все пак това е вариант да се заобиколи нуждата от магнитомека сърцевина.
  
  
• Идея 2: В интернет се открива идеята, че е възможно да се ползват силни постоянни магнити отвън на възбуждащите електромагнити (вижте картинката долу). Ако на електромагнитите се подава променлив ток, това ще означава, че при централната намотка ще имаме същия вид алтернаторна промяна, както в оригиналиня замисъл на апарата на Фигуера. Ще иска и магнитомека сърцевина.
  
  
  
• Идея 3: (Вижте картинката долу) Долната картинка обаче не цели да изобрази Идея 2. Контекста, в който се използва, е идеята, че когато се комбинират прав ток и променлив ток, се получава променлив ток, чиято синусоида е повдигната със степента на променливия ток (не бележи отрицателен волтаж). Ако се направи обратното - ако от прав ток се извади променлив ток, се получава променлив ток, който няма да бележи отрицателен волтаж, но синусоидата му ще е огледална на първата. Идеята е, че тези два резултата може да се комбинират, синхронно подавани към двата екелкромагнита. Тук единствената забележка би била, че това никога няма да е съвършено синхронизирано, както е при оригиналния метод на Фигуера. Предимството е, че няма да се налага никакъв комутатор въобще, но ще иска електроника. Както и магнитомека сърцевина.

Обмислям тези варианти, но вече не работя по тях. Сега работя по механичния вариант - линеен алтернатор, без комутатор. Довечера ще опиша какви са особеностите в това направление.

[λ]

Механичен линеен алтернатор "Фигуера"

Има значителни разлики при оригиналното устройство на фигуера и този механичен вариант на алтернатора му.

Първо, в оригиналния вариант няма физически относително движение между магнитите (електромагнитите) и намотката (централния соленоид). Това може да се окаже от основополагащо значение, точно както при Фарадеевия диск отсъствието на относително движение между магнита и медния диск е от основополагащо значение за всички аномалии.

Второ, най-вероятно реакцията на Ленц от оригиналния вариант, като магнитно съпротивление, ще е равна по сила на физическия си израз, като спиращо движение на приближаването и отдалечаването от физическия магнит. В допълнение ще идва евентуалното триене при плъзгането на линейните лагери, както и нуждата за задвижване на масата на намотката. Само че ако това мизерно натоварване ще обърне каруцата, тогава защо се занимаваме въобще? Каква е разликата дали Фигуера е ползвал самозахранващ се уред, за да захранва и уличното осветление, или е ползвал самозахранващ се уред, който е покривал и разходите на механичния си вариант за сметка на това, че е захранвал една лампа на улицата по-малко?
Не бива да забравяме, че апаратът на Фигуера най-вероятно е имал гигантски топлинни загуби в плътните магнитомеки ядра. Този уред едва ли разчтиа толкова на свръх-ефикасността си, колкото на нещо по-важно в основния си принцип. Не забравяйте, че с връх-ефикасността не е задължително изискване, за да може една система да се самозахранва, така че тези малки загуби са без значение. От значение е да се спазят по-основни неща.

Трето, при електромагнитната индукция от този тип (магнит към мед) скоростта е от съществено значение. Колкото по-бързо се осъществява относителната промяна между магнита и намотката, толкова повече енергия се получава. Най-вероятно това е от значение в оригиналния вариант, магнитното поле би трябвало да се движи със скоростта на светлината. Евентуално, това може би е много важно, защото в оригиналния вариант магнитните силови линии се изместват спрямо намотката със скоростта на светлината в момента на промяната на силата на електромагнитите и вероятно тази скорост на изместване допринася за свръхединството на системата.
С други думи, истинският потенциал на апарата на Фигуера се ограничава от скоростта на реакция на магнитомекия материал на централната намотка.
Забележете - това няма общо с честотата, на която работи апарата. В оригиналния вариант синусоидата на променливия ток е изградена от множество много тесни плата на графиката на сигнала... тоест синусоида от микро-квадратни вълни. Всяко плато е генерирано със скоростта на светлината (тоест, със скоростта на реакция на магнитомекия материал), а всеки интервал между платата е израз на честотата, с която четките на комутатора преминават от една стъпка в друга.
При механичния вариант не е така. В този случай синусоидата на променливия ток точно отговаря на оборотите на мотора. Тоест, при механичния вариант скоростта, с която магнитните силови линии се изместват спрямо намотката, отговаря на скоростта на мотора, а не на скоростта на светлината (няма магнитомек материал никъде).




Читателите обаче трябва да се чувстват окуражени от факта, че този тип алтернатор все пак е ПО-ДОБЪР от всичко, което се прави до сега в индустрията.

Първо, традиционните линейни алтернатори са идиотски направени. Просто се поровете в интернет и разгледайте схемите за линейни алтернатори, наричат ги "двигатели със свободно бутало" (free piston engine), защото в повечето случаи линейният алтернатор е задвижван от двигател с вътрешно горене. Обърнете внимание на жалкия дизайн на статора и "ротора" - магнитите във всички случаи са слаби, и неадекватно разположени поради това, че дизайнът не дава друг избор за разположение. Все едно са носили от девет кладенеца вода, само и само за да има някаква индукция, пък каквато ще да е.

Второ, интернет е пълен със статии, които обясняват предимствата на "двигателите със свободно бутало" пред повечето останали неща. Нещо, коeто веднага излиза в гугъл, е например тази статия - Двигателят със свободно бутало може би е два пъти по-ефикасен в разхода си на гориво от двигателите с вътрешно горене. Както знаете, двигателите с вътрешно горене имат ефикасност по-малко от 18%, рядко 20% и най-вече около 14-15%, така че каквото и да се сравнява с тях винаги е супер. В момента разработват много електрико-горивни хибридни автомобили, които разчитат именно на такива линейни алтернатори.
Въпреки целия интерес, дизайнът продължава да бъде идиотски. Пречката е, че се ползва вътрешно горене.



Могат да се ползват много неща, разбира се, включително и Стирлингов двигател (с външно горене) и свободно бутало.

Но ако искаме да се придържаме към ниския енергоразход на оригиналния вариант, тогава естествено е, че ще ползваме електромотори.


Има два варианта за електромотори:

• Линеен (без маханична транслация) - електрическо бутало или две срещуположни бутала. Енергията за възбуждане на електрическите бутала би била съвсем малко повече от енергията, нужна за възбуждането на електромагнитите в оригиналния вариант.
• Обикновен електромотор - енергията за неговото задвижване също би трябало да не е много по-различна (ще е повече, със сигурност, но съпоставимо с оригинала). Ще е нужна обаче механична транслация на кръговото движение в линейно. Най-доброто разпределяне и предаване на тягата, като същевременно се ползват най-малко движещи и търкащи се части, е при онова нещо, което на английски се казва scotch yoke предавка... на български не знам как се казва.

При електрическите бутала го има момента с честотата. Ако искаме стандартен ток, това означава 50-60 херца, или 50-60 завършени движения (напред + назад) в секунда. Електрическите бутала са способни на такива честоти, това е за сметка на диапазона на движение. Ако работят на такива честоти, диапазонът, в който намотката ще мърда напред и назад, може би ще е в рамките на сантиметър и нещо, може дори да се изхвърлям.

При електрическите мотори и при scoth yoke предавката честотата не е проблем, а диапазонът на линейно движение на намотката ще се определя от оразмеряването на самата механична предавка.

Друг е въпросът дали всъщност диапазонът на линейно движение на намотката има значение? Условно можем да допуснем, че "радиалният" магнитен полюс, който се образува при дизайна на Фигуера, е сравнително униформен навсякъде в равнините си. Пътят, който намотката изминава, е свързан със скоростта й. Ако намотката изминава късо разстояние за единица време, това значи, че се движи бавно. Ако изминава дълго разстояние за единица време, това значи, че се движи бързо. Ако се движи по-бързо през магнитното поле, това значи, че ще генерира повече електоренергия в себе си.

А това означава, че електромоторите имат по-голям потенциал за генериране на енергия в това изобретение и забравяме за електрическите бутала. Вярно - какъвто и мотор да се ползва, изместването на магнитните линии спрямо намотката няма да достигне скоростта на светлината (скоростта на реакция на мекото желязо), както при оригиналния вариант на Фигуера, но все пак е най-добрия начин от всички останали механични варианти.


Най-добре би било да се намери магнитомека сърцевина по някакъв начин, но тъй като вече обсъдих трудността с този елемент, изглежда в днешно време нямаме много избор и механичният вариант може да се окаже задоволителен.

[λ]

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-N



Имам 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.

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:







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.

[smsi-h]

Меко желязо. Ето какво се намира някъде в Китай.

http://bg.hz-careful-tr.com/iron-powder-core/page-4/
http://bg.hz-careful-tr.com/iron-powder-core/e-iron-powder-core.html

[λ]

Това се намира и тук за жалост Прахова металургия.

Говорил съм с човека от сектор продажби на един завод. Той ми обясни, че параметрите за пръчките, които исках... да кажем цилиндри, 2см диаметър на 10см височина... не може да се произведе от прахова металургия. Прекалено големи са тези елементи с тези размери. Предложи ми да направят ниски дискове, и да налепят много такива един за друг, докато не се постигне височината, евентуално...