Секреты EMA4 и EMA5
Коммутаторы управления (еще не окончено) Марк Маккей, ПЭ
Технические достижения г-на Грея, с которыми мы познакомились при рассмотрении его оригинальных электромагнитов, являются важными, однако открытия, которые были получены после разборки коммутатора для управления работой двигателей EMA4 и EMA5, оказались еще более интересными, и даже вызывают недоумение.
До получения возможности разборки двигателей EMA4 и EMA5 считалось, что белый вспомогательный цилиндр, укрепленный на задней части двигателя EMA6 на специальной панели, был простейшим поворотным коммутаторным устройством для временного позиционирования контактов. Это коммутаторное устройство включено в схему управления двигателем согласно патенту Грея 4595975. Априори можно было предположить, что оно содержит некий механический дисковый переключатель с бегунком, который синхронизирует подачу импульсов тока на аноды конверсионной преобразовательной трубки Грея (CSET).* Мы можем приблизиться к ее решению, если патент и фотографии элементов двигателя будем рассматривать совместно.
*Прим переводчика. Эта аббревиатура в подавляющем большинстве англо-русских словарей трактуется как “Калифорнийский Центр Тестирования Преподавателей”.
Эдвин Грей демонстрирует свой двигатель ЕМА4, установленный на специальном столе. На левой стороне двигателя установлен коммутатор от двигателя ЕМА6 .
При детальном рассмотрении оказалось, что коммутаторы, установленные на двигателях EMA4 и EMA5, гораздо сложнее, чем мы предполагали. Они содержат намного больше контактов и других элементов, чем (предположительно) было необходимо для их простого позиционирования и обратной связи. Детали коммутаторов обоих двигателей, их конструктивные особенности оказались одинаковыми, однако их подключения были разными. К коммутатору для двигателя EMA5 подходит больше проводов, чем к коммутатору для ЕМА4. Этот факт согласуется со следующим обстоятельством: на двигателе EMA4 один управляющий импульс тока подается на одну пару электромагнитов, тогда как на ЕМА5 он подается на три пары [электромагнитов]. У коммутатора EMA5 из 15 контактов используется 9, к ним подведено 7 проводов управления. У коммутатора EMA4 тоже используется 9 контактов, но они схематически соединены так, что к ним подходит всего 3 провода управления.
Двигатели EMA4 и EMA5, которые были исследованы в 2000-м году
На валах двигателей справа смонтированы коммутаторы управления
Испытание коммутатора на износ поверхности контактов от их возможного подгорания от искрения практически не показали никаких признаков их деградации. В результате испытаний было установлено, что величина энергии, потребляемой этими устройствами, оказалась на очень низком уровне. Она на два - три порядка меньше, чем ожидаемое суммарное значение расхода электроэнергии на всех обмотках ротора и статора, вместе взятых!. Классический расчет предельных значений тока через контакты показал, что при 200 В он не превышает 1 мА.*
Г-н Вутен, используя свой профессиональный опыт, изучили эти двигатели с механической точки зрения, и сообщил, что каждый двигатель, по-видимому, прошел по крайней мере несколько сотен часов рабочих испытаний. Никто и никогда не смог бы даже предположить такое, глядя на поверхность его контактов! (Вполне возможно, что коммутаторы в конце испытаний двигателя были заменены, но это только наше предположение).
Конференция KeelyNet 5, 2001 год.
Норман Вутен докладывает результаты исследований конструкции и особенности работы коммутатора двигателя Грея типа ЕМА5, информируя о сложности и сроках проведения этих работ.
Фото любезно предоставлено д-ром Питером Линдеманном
________________
* Прим. переводчика. В предисловии к предыдущей (второй) части работы МакКея я писал, что для пары электромагнитов Грея сила их отталкивания в идеальном случае может быть пропорциональной четвертой степени величины импульсного тока.
Поэтому не удивительно, что:
1) Грей и в демонстрационной установке”Popping Coil”, и во всех своих двигателях использует только пары электромагнитов;
2) значение рабочего тока двигателя Грея при той же мощности на валу оказалось намного меньше обычного. Даже если на обмотки двигателя Грея будет подано не 200 В, а 2 КВ, ток через его контакты возрастет всего лишь на порядок (до 10 мА), а мощность на валу – на 2-4 порядка! Далее вы увидите график зависимости числа оборотов от длительности (ширины) импульса, из которого следует, что при увеличении числа оборотов двигателя длительность импульсов тока уменьшается. Т. е. чем быстрее будет ехать ваш автомобиль, тем меньше энергии он будет тратить.
Все это (по нашим понятиям) не укладывается ни в какие рамки! J
КОММУТАТОР УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ЕМА4
После снятия чехлов с таинственных устройств мы обрели устойчивую веру в то, что исследуемые коммутаторы могут обеспечить требуемые временные и позиционные характеристики импульсов тока, подаваемых от преобразователя энергии Эдвина Грея. В них наглядно разделяются токи управления, идущие на статорные и роторные катушки. Более того, сигналы их синхронизации оказались более сложными, чем мы могли себе представить. После изучения коммутатора мы самостоятельно восстановили схему управления, и сняли характеристики коммутатора и параметры электродвигателя.
В каждой коммутаторной сборке имеется 15 контактов плюс два изолированных алюминиевых кольца для скользящих контактов. Три контакта из пятнадцати прямоугольные (¼"х ¾"), они изготовлены из медных шин; эти контакты в три раза шире, чем остальные круглые ¼" контакты, которые изготовленные из медных стержней. На вышеприведенном чертеже видно, что для обоих двигателей есть две общие временные закономерности, которые следует из углового размещения контактов относительно друг друга.
1) Один набор контактов включает в себя 3 больших прямоугольных контакта и 6 малых круглых контактов, которые распределены по окружности на крепежном кольце на равном расстоянии друг от друга, через 40°. Они обеспечивают равномерное формирование пачек коротких импульсов синхронизации, длительность которых обратно пропорциональна скорости вращения вала двигателя, причем каждый третий импульс в три раза шире других. Закон распределения указанных импульсов, их форма не зависят от параметров преобразователя энергии.
2) Другой набор состоит из трех групп контактов. Каждая группа включает в себя два небольших и один большой контакт. Держатель контактов изначально выставляют так, чтобы первый “толчок” электромагнитов был в момент, когда контактная щетка пройдет 6° от ВМТ.
На валу двигателя установлен алюминиевый держатель с подпружиненной(-ыми) металлической(-ими) щеткой(-ами) в виде "кисти", которая(-ые) контактирует(-ют) с одним из алюминиевых колец контактора. Она(-и) соединена(-ы) с одной из групп фазных обмоток ротора. Второе контактное алюминиевое кольцо в EMA4 не используется.
Для полноты картины требуется рассмотреть временное распределение сигналов управления для всех трех фаз, которое показано на рис. 01. Напомним также, что в любом из рассмотренных двигателей используется только часть контактов. Это действительно загадка. Видимо, в планах мистера Грея было построение других конфигураций расположения электромагнитов, а также использование иных способов их подключения, в которых могли быть использованы все контакты.
Сигнальные выходы на оборот
01. Временная диаграмма распределения импульсов управления, формируемых коммутаторами управления работой двигателей EMA4 и EMA5
Г-н Грей в своих разработках использовал конструктивные решения, которые во вращающихся элементах электрооборудовании до него не применялись. В каждом из двух рассматриваемых двигателей имеется три фазные сборки. Одна сборка, формируемая в коммутаторе, имеет два контактных кольца, к которым подходят общие щетки. Две другие фазные сборки используются для подачи мощных импульсов тока на электромагниты ротора. Одна находится в передней, а другая - в задней части двигателя. Все три фазным сборки отличаются необычным внутренним дизайном: контактные щетки расположены внутри, они вращаются по кругу вместе со стационарным фазным ротором. Это полная противоположность практически всем промышленным электрическим машинам в мире, которые используют контактные кольца (до 98%). Почти всегда контактные кольца крепятся на вращающемся валу, а контактные щетки располагаются на корпусе в стационарных креплениях с доступом снаружи. Очевидным преимуществом общепринятого подхода является то, что он позволяет легко заменять изношенные контактные щетки. Другим важным преимуществом является то, что щетки могут легко компенсировать несовершенство округлости истираемых ими контактных колец. Это происходит потому, что контактные щетки устанавливаются в подпружиненные держатели, которые позволяют им двигаться вперед-назад. В дизайнерском решении г-на Грея замена контактных щеток требует обстоятельной разборки двигателя. Особых преимуществ у такого расположения щеток мы не нашли. Мы попросту не знаем причин, по которым м-р Грей принял такое решение, оно для нас не очевидно. Г-н Вутен утверждает, что он мог бы разработать гораздо более совершенную систему электропитания ротора, а также предложить ряд других крупных усовершенствований механической части. Его претензии пока никто не оспаривает. *
__________________
*Прим. переводчика. Когда система разработана, всегда найдется тот, кто предложит лучшее решение. Эдвин Грей – первопроходец. Он постоянно варьировал число контактов, их площади, расположение, способы подключения. Представьте себе, если бы он пошел традиционным путем, сколько передних и задних крышек корпусов двигателей надо было перепортить, чтобы добиться желаемого результата!
Интересно отметить, что в верхней мертвой точке (ВМТ), в положении, когда электромагниты стоят напротив друг друга, контактная щетка должна находиться на первом маленьком круглом контакте кластерной группы из трех контактов, (но не на большом прямоугольном контакте!). Г-н Грей назначил это положение как 0°. Было высказано предположение, что при работе противоборствующих электромагнитов в отталкивания режиме изначально надо задать между ними небольшое угловое смещение, чтобы получить крутящий момент ротора в требуемом направлении. Мистер Грей нашел, что оптимальный угол смещения электромагнитов для исследуемого нами типоразмера двигателя составляет около 6 °. Фактически рабочее угловое смещение электромагнитов может быть скорректировано. Возможно, для него это был удобный ориентир, который с функцией двигателя не имеет ничего общего. (???)
Исходя из предварительных расчетов параметров проводов, подходящих к коммутатору, их изоляция должна быть рассчитана на 25 кВ. Однако их реальная толщина оказалась эквивалентной толщине бытового провода # 14 AWG THHN (диаметр 0,12", или 3 мм). Это гораздо меньше толщины типового электрического провода высокого напряжения, который рассчитан на такое номинальное напряжение. По-видимому, это был дорогой кабель спецназначения, который производился в те времена..
Небольшое расстояние между щеткой и контактами в кластерной группе из трех контактов свидетельствует, что мистер Грей использовал классические напряжения управления двигателем, которые не превышали 200В. Если для работы двигателя используется классический поток электронов, то малейшее превышение этой величины напряжения должно вызывать искрение на переднем и заднем краях контакта в начале и конце процесса контактирования со щетками. Однако в действительности никакой дуги не наблюдалось. Тогда зачем нужен дорогой кабель высокого напряжения? Ведь все управляющие напряжения, которые подаются на контакты, не превышают 200 В! Это означает, что потенциал всего коммутатора был «плавающим», и мог иметь высокий потенциал относительно поверхности земли. Вся конструкция корпуса и контактной сборки коммутатора изготовлена из нейлона, что свидетельствует о возможности его работы в условиях высоких приложенных напряженийкВ). На двигателях EMA4, EMA5 и EMA6 все коммутаторы имеют высокую степень изоляции от корпуса двигателя и внешних элементов. Т. е. конструкция изначально предполагает необходимость высокой степени изоляции между двигателем и коммутатором. Если это так, то имеется большая вероятность того, что коммутатор сконструирован для работы в условиях высокого плавающего напряжения.
Назначения всех сигналов управления, их тайминги обсуждались в рамках Сообщества Свободной Энергии, однако в ходе дискуссий о влиянии параметров схемы преобразователя энергии на эти сигналы общего мнения до сих пор не выработано.
Похоже, что преобразователю энергии необходимо получать по крайней мере два потока данных, небольшая часть которых будет простой позиционной информацией. Остальные сигналы, образуемые в процессе кратковременных замыканий контактов, считаются сигналами, которые должны подготовить преобразователь энергии для выдачи следующего импульса, либо способствовать запуску какого-то цикла восстановления энергии. Между прохождениями ВМТ есть четыре контакта, которые четырежды дают информацию о текущем состоянии импульсов мощности. Во время испытаний двигателей они использовались, но не все. (Хотя в принципе можно было использовать все четыре).
Г-н Вутен в своем видео-2001, утверждает, что коммутаторные отсеки были заполнены смазкой "Luberplate". Это торговая марка высококачественной белой индустриальной смазки с добавкой лития. Учитывая, что мистер Грей при конструировании коммутаторных сборок не жалел расходов, то вполне нормальным было бы применение специального высоковольтного тефлон/силиконового компаунда, который используют в высокоэнергетических отраслях. Это могло бы способствовать расширению интервала напряжений сигналов управления двигателями г-на Грея до 500 Вольт или около того. Однако образование на движущихся контактах изоляционной пленки вследствие попадания на них изоляционной или какой-либо иной смазки, является очень большим риском. Очень трудно построить систему, которая может надежно стирать с контактов всю смазку перед их замыканием, чтобы обеспечить низкое сопротивление контактного соединения.
Оба коммутатора построены так, что контакты расположены на подвижном нейлоновом кольце. Это кольцо установлено в большой цилиндрической нише корпуса контактора таким образом, что положение всего набора из 15 контактов может быть скорректировано по отношению к расположению вала. Набор специальных винтов позволяет регулировать положение набора контактов в широком интервале углов корректировки (от -40° до 40°). При установке на угол -16 °, в соответствии с меткой, нанесенной на коммутатор, импульсный двигатель будет работать в обратном направлении. Возможно, не с полным крутящим моментом, но это показывает, что двигатель м-ра Грея обратим.
После восстановления двигателей EMA4 и EMA5 напрашивается мысль, что возможно, преобразователи энергии г-на Грея были сырыми, недоработанными. Похоже, низкоэнергетические технологии г-на Грея были сравнительно простыми, однако получения большей мощности в настоящее время представляется очень сложным вопросом
.
EMA4 Вид сзади EMA4 Вид спереди
Все фотоснимки двигателей EMA4 и EMA5 любезно предоставлены г-ном Норманом Вутеном через KeelyNet.
Примечание: Данный документ является одним из серии трудов г-на МакКея, как часть его исследования работ Эдвина Грея старшего. Он приглашает читателей связаться с ним, если у них есть конструктивные замечания или вопросы по поводу работ г-на Грея.
Адрес электронной почты г-на МакКея: *****@***com
/© Перевод /
