Любой электродвигатель, что постоянного тока, что переменного, будет увеличивать потребляемый ток, как только на него будет подана механическая нагрузка. Ничего удивительного в этом нет, потому что 3 закон Ньютона никто не отменял - силы возникают парами, действие равно противодействию. Механическая нагрузка перейдёт в электромагнитные силы, направление которых будет противоположно причинам его вызвавшим. В результате нагрузка ляжет на источник питания.
Но, что если обойти этот закон не нарушая. Взаимодействия распространяются не мгновенно, а со скоростью не выше скорости света. Они разделены во времени. Сначала возникает активная сила, а только потом через время передачи взаимодействия, формируется реактивная сила. Нужно воспользоваться действием активной силы, после чего застопорить движение и не дать реактивной силе испортить движение.
Для начала простой пример. Что мешает мне разогнаться на велосипеде по прямой до скорости 200 км/ч? Очевидно сила трения колёс о дорогу и сила сопротивления воздуха, т.е. реактивные силы. А что если переместится под действием активной силы почти со скоростью света на микрон, после чего заблокировать педали? Пока реактивные силы противоположного направления будут передаваться обратно на ноги, педали уже будут заблокированы. Реактивные силы потратят свою энергию в нагрев, а не в сопротивление ногам. За эту паузу блокировки педалей, велосипед будет перемещаться по инерции. Спустя сверхкороткую паузу, можно будет переместиться ещё на микрон без сопротивления и т.д. В реальности такое не получится, только потому, что я не могу реагировать ногами с точностью до микрона и только в нужное время.
Похожий процесс можно провернуть с электродвигателем. Постоянные магниты в данном случае не подойдут, потому что их невозможно выключить на время или заблокировать. Нужен асинхронный двигатель переменного тока с обмоткой статора и обмоткой ротора.
В обычной ситуации, электромагнитные поля наводимые статором, передаются на ротор, вращение которого выполняет полезную работу. Но ротор при этом вращается недостаточно быстро, частота питающего напряжения не совпадает с частотой вращения. Ротор передаёт обратно на статор своё поле своей частоты. В статоре появляется эффект, похожий на короткое замыкание, в результате чего нагрузка ложится на источник питания.
А что если применить ту же хитрость? Дать мощный короткий импульс допустим в 1 микросекунду на статор, после чего сделать разрыв цепи его обмотки. Спустя 1 микросекунду, электромагнитное поле достигнет обмотки ротора и отклонит ротор на определённый угол. После этого ротор следует механически заблокировать. Нагрузку при этом блокировать не надо, пусть вращается по инерции. Паразитное электромагнитное поле прилетит от ротора до статора через такое же время, но статор в этот момент будет разомкнут, никакой обратной реакции источник питания не почувствует, потому что цепь разомкнута. После этого следует дать следующий импульс на статор и одновременно разблокировать ротор и т.д.
Недостаток такой конструкции явно виден. 1 мкс при скорости света, это 3*10^8*10^-6 = 300 метров зазора между ротором и статором. Но и это можно обойти, это больше скорости света нельзя, а меньше можно. Насколько мне известно, скорость электромагнитного поля зависит от электрической и магнитной проницаемости среды.
Уже есть материалы с диэлектрической проницаемостью в сто тысяч единиц, что даёт замедление скорости в 316 раз, а размеры зазора уменьшаются до приемлемых значений.
оставил комментарий
от
andreyofedotov
(10.6 тыс. баллов)
оставил комментарий
от
sergeysergeev
