1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Donald L. Smith — An Answer to America’s Energy Deficit

Содержание

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫСИСТЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НЕТЯГОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Менакер Константин Владимирович, Яковлев Дмитрий Александрович, Востриков Максим Викторович

В статье предложен способ повышения эффективности систем электропитания нетяговых потребителей за счет квадратичного накопления электрической энергии на реактивных элементах в режиме биения частоты. Приводится доказательство энергетической эффективности режима биений по сравнению с режимом полного резонанса применительно к реализации квазирезонансных импульсных источников электропитания. В статье рассматриваются также вопросы выбора оптимальной частоты биений по критерию максимального отношения накапливаемой энергии на реактивных элементах контура к затрачиваемой от первичного источника.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Менакер Константин Владимирович, Яковлев Дмитрий Александрович, Востриков Максим Викторович

INCREASE OF EFFICIENCY OF OPERATION OF ELECTRIC POWERSUPPLY SYSTEMS OF NONTYAGOVY CONSUMERS

The article proposes a method for increasing the efficiency of power supply systems for non-tangible consumers due to quadratic accumulation of electric energy on reactive elements in the frequency-beating mode. The proof of the energy efficiency of the beating regime in comparison with the full resonance regime with respect to the implementation of quasiresonance pulsed power supplies is given. The article also deals with the choice of the optimal beat frequency by the criterion of the maximum ratio of the accumulated energy on the reactive elements of the circuit to the one expended from the primary source.

Текст научной работы на тему «ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫСИСТЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НЕТЯГОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ»

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Комиков Александр Анатольевич

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Теоретическая электротехника», ОмГУПС. Тел.: 8-904-322-89-05. E-mail: tskom@mail.ru

Komyakov Alexander Anatolievich

Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation. Cand.Tech.Sci., the senior lecturer of chair «Theoretical the electrical engineer», OSTU. Phone: 8-904-322-89-05. E-mail: tskom@mail.ru

Пономарев Антон Витальевич

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Теоретическая электротехника», ОмГУПС.

Ponomarev Anton Vitalevich

Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation. Cand.Tech.Sci., the senior lecturer of chair «Theoretical the electrical engineer», OSTU.

Эрбес Виктор Владимирович

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).

Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, старший научный сотрудник научно-производственной лаборатории «Энергосберегающие технологии и электромагнитная совместимость», ОмГУПС.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

Комяков, А. А. Разработка технологии повышения энергетической эффективности производственных процессов в сервисных локомотивных депо [Текст] / А. А. Комяков, А. В. Пономарев, В. В. Эрбес // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. -Омск. — 2018. — № 2 (34). — С. 76 — 85.

Erbes Viktor Vladimirovich

Omsk State Transport University (OSTU). 35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation. Cand.Tech.Sci., senior researcher of research-and-production laboratory «Energy-efficient technologies and electromagnetic compatibility», OSTU.

Читать еще:  Технология выращивания Вешенки в домашних условиях (20 фото, схема, свой бизнес)

Komyakov, A. A. The development technologies of increasing energy efficiency of production processes in service locomotive depo. Journal of Transsib Railway Studies, 2018, vol. 2, no 34, pp. 76 — 85 (In Russian).

К. В. Менакер, Д. А. Яковлев, М. В. Востриков

Забайкальский институт железнодорожного транспорта (ЗабИЖТ), г. Чита, Российская Федерация

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НЕТЯГОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Аннотация. В статье предложен способ повышения эффективности систем электропитания нетяговых потребителей за счет квадратичного накопления электрической энергии на реактивных элементах в режиме биения частоты. Приводится доказательство энергетической эффективности режима биений по сравнению с режимом полного резонанса применительно к реализации квазирезонансных импульсных источников электропитания. В статье рассматриваются также вопросы выбора оптимальной частоты биений по критерию максимального отношения накапливаемой энергии на реактивных элементах контура к затрачиваемой от первичного источника.

Ключевые слова: резонанс, колебательный контур, импульсный источник, квадратичный способ, частота свободных колебаний.

№ 2(34) лл л о I1111 Г( Till Транссиба 85

Konstantin V. Menaker, Dmitriy A. Yakovlev, Maksim V. Vostrikov

Transbaikal Institute of Railway Transport, Chita, the Russian Federation

INCREASE OF EFFICIENCY OF OPERATION OF ELECTRIC POWER SUPPLY SYSTEMS OF NONTYAGOVY CONSUMERS

Abstract. The article proposes a method for increasing the efficiency of power supply systems for non-tangible consumers due to quadratic accumulation of electric energy on reactive elements in the frequency-beating mode. The proof of the energy efficiency of the beating regime in comparison with the full resonance regime with respect to the implementation of quasiresonance pulsed power supplies is given. The article also deals with the choice of the optimal beat frequency by the criterion of the maximum ratio of the accumulated energy on the reactive elements of the circuit to the one expended from the primary source.

Keywords: resonance, oscillatory circuit, pulse source, quadratic method, frequency of free oscillations.

Импульсные источники электропитания являются неотъемлемой частью большинства современных электронных устройств, включая системы электропитания нетяговых потребителей железнодорожного транспорта. Современные устройства электропитания микропроцессорных систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи практически полностью импульсного исполнения.

От эффективности источников электропитания во многом зависит экономичность питаемых устройств. Исследования показали, что несмотря на то, что коэффициент полезного действия ряда современных импульсных источников относительно высок, имеется большой запас по повышению его значения. Во время работы импульсных источников электропитания переменный или постоянный ток первичного источника преобразуется в импульсный высокочастотный ток с последующим его преобразованием в требуемый уровень напряжения на нагрузке. Накопление энергии и последующая ее передача на нагрузку происходит в реактивных элементах в течение одного периода работы электронных ключей. В этом и состоит ограничение эффективности современных импульсных источников.

В работах [1 — 6] была предложена концепция создания высокоэффективных импульсных источников электропитания на основе закона квадратичного накопления электрической энергии, заключающегося в квадратичном увеличении энергии магнитного и электрического поля реактивных элементов в течение нескольких тактов (периодов) синхронного взаимодействия с первичным источником, затраченная энергия которого есть линейная функция времени.

В данной работе приведено доказательство возможности реализации высокоэффективных импульсных источников электропитания в режиме биения частоты, имеющем ряд технических преимуществ по сравнению с ранее рассмотренными схемами.

Проведенные исследования показали, что действие закона квадратичного накопления энергии наблюдается и в режиме биений частоты. Известно, что при включении в последовательную RLC-цепь источника гармонического напряжения, частота которого близка к резонансной, но не равна ей, в цепи наблюдаются биения, заключающиеся в периодическом увеличении амплитуды тока или напряжения до значения, существенно превышающего амплитуду вынужденной составляющей [7].

Проанализируем переходные процессы, возникающие при подключении последовательной RLC-цепи к источнику гармонического напряжения u(t) = Em ■ cos(®-t + щ), мгновенное значение ЭДС которого при t = 0 равно нулю (щ = —ж / 2).

Данный режим подробно рассмотрен во многих работах, в том числе и в источниках [7, 8]. Вынужденная и свободная составляющие тока в этом режиме описываются известными выражениями:

4ын (t) = 1ш вын ■ COS0 ■t + ¥ — Ф) = L вын ■ sin(® ■t — Ф); (1)

где амплитуда вынужденной составляющей тока

Почему DONALD + GERALD = ROBERT или загадка для инженеров от Генри Форда

Генри Форд был крайне незаурядным человеком, сумевшим взглянуть на промышленность и общество по-новому и нестандартно. Благодаря этому нестандартному мышлению, человечество теперь пользуется многими благами развитого индустриального общества. Но без своей команды профессионалов вряд ли бы он смог достичь таких успехов. Говорят, на собеседовании при приеме на работу на должность инженера, Генри Форд давал одну задачку — если претендент решал ее за 15 минут, то имел все шансы на работу в одной из величайших компаний 20 века! Попробуйте и вы решить эту задачку за 15 минут и узнать, достойны ли вы звания инженера компании FORD.

Читать еще:  Лоджия - детская комната

Итак, на картинке сверху изображена сама загадка Генри Форда, которую иногда еще называют «тестом инженера». На решение задачки отводится 15 минут, если кандидат решает, то получает должность инженера. Вместо привычных нам десятичных цифр, Генри Форд заменил их буквами, которые и нужно расшифровать, при этом дал всего одну подсказку: буква D равна 5. Чтобы решить эту задачку никакими особенными знаниями обладать не нужно — только лишь уметь складывать столбиком и обладать определенным уровнем развития логики. Если вы впервые увидели эту задачку, то берите секундомер, листок и карандаш, и попытайтесь ее решить, если вы все таки не справились, то ниже я приведу решение с подробным объяснением этой задачи.

Как решать задачку Форда: DONALD+GERALD=ROBERT

Шаг первый. Находим букву Т

Самое первое с чего нужно начинать решать эту задачку — это подставить вместо буквы D — пятёрки. И сразу расшифровываем вторую букву, т.к. 5 + 5 = 10, значит буква T = 0. Второй момент, на который нужно обратить внимание — это перенос единицы на более старший разряд числа, если сумма двух цифр в одном столбце оказалась больше или равно 10. Также я советую выписать в столбик цифры от 0 до 9 и при каждой расшифровке новых букв присваивать их известным цифрам. Изобразим «графически» что у нас получилось:

Шаг второй. Находим букву Е

Дальше все немного сложнее… Первое, что бросается в глаза — это второй слева столбик: O+E=O, ничего не смущает? То есть число плюс другое число равно… это же самое число? Теперь нужно рассмотреть при какой комбинации цифр возможна такая ситуация. Если складывать просто два числа, то такой результат невозможен, но тут нам на помощь приходит перенос +1 с предыдущего столбика N+R=B. Теперь, если немного поразмыслить, становится очевидным, что буква E = 9, т.к. «любое число» + 9 = «любое число» — 1, докидываем еще +1 от предыдущего столбика и получаем снова это же число (если быть точнее — цифру). Ну, и раз буква Е равна 9, то сложение с любым числом даст перенос в старший разряд (т.е. в крайний левый столбец) еще +1. Графически этот пункт решения выглядит так:

Шаг третий. Находим букву G и R

Три буквы известны, решаем дальше. По совокупности полученной информации лидирует крайний левый столбик: известно одно слагаемое, прибавляется единица от предыдущего столбика, отсутствуют более старшие разряды слева, значит сумма G+5 меньше 9 (+1). Применим распространенный в математике метод перебора и определим, какими цифрами может быть буква G: если подставить 4, то 5+4=9, прибавляем еще 1 = 10 — такой результат нам не подходит, хотя бы потому что 0 уже занят буквой Т. Если подставить вместо G тройку, то получится: 5+3=8, прибавляем еще 1 с предыдущего столбика — получается R = 9, но 9 уже занята буквой Е. Значит буква G может быть либо 1, либо 2. Т.к. буква R присутствует еще и во втором справа столбике (дополненным еще +1), можно сделать вывод, что R- не четное число: L+ L = четное+1 = не четное. Если G=2. то 5 + 2 + 1 = 8 — четное число, нам не подходит. Значит G может быть равным только 1. Зная, что G = 1, вычислим заодно и букву R: 5 + 1+1 = 7.

Надеюсь, я как можно более подробно разъяснил способ вычисления значений букв G и R. Не забываем выписывать в столбик все известные цифры.

Шаг четвертый. Находим буквы L и A

При решении этой задачи можно легко наделать ошибок, на основании которых дальнейшее решение будет неправильным, а драгоценные минуты — потерянными. Некоторые считают, что если L+L+1=7, то L=3 — не спешите! Рассмотрим сперва соседний слева столбик: А+А =9. Если перебрать все оставшиеся варианты: 2,3,4,6,8, то окажется, что подходит только 4, т.е. А = 4. При этом от предыдущего столбика (L+L+1=7) требуется прибавить единицу. А из этого следует, что L + L + 1 > 10, то есть L+ L+ 1 = 17. Отсюда легко вычисляем, что L = 8. Графическое пояснение ниже.

Шаг пятый. Находим оставшиеся буквы O, N, B

У нас осталось три не расшифрованных цифры: 2, 3 и 6. Взглянем на столбец N + 7 = B: видим, что сумма больше 10, т.к. накидывает еще +1 к следующему разряду. Очевидно, что N не равно ни двум, ни трем, значит N = 6. Отсюда вычисляем: 6+7=13, значит B = 3. Осталась последняя цифра — 2, присваиваем ее букве О. Для тех, кто лучше воспринимает информацию визуально, решение приведено ниже.

Читать еще:  Выбор пластиковых подоконников в Хабаровске

Ответ на задачу DONALD+GERALD=ROBERT

Итак, выше приведено полное решение этой интересной задачки Генри Форда, как видите — ничего сложного в ней нет, однако, я считаю ее наиболее интересной из тех головоломок, что мне попадались последнее время. Дестабилизирующим фактором при решении этой задачи является временное ограничение в 15 минут, которое заставляет испытуемого торопиться и совершать ошибки, но, жизнь вообще нелегкая штука, и от этого даже веселей! А вот и полностью ответ на задачу в графическом виде, можете взять калькулятор и проверить.

На моем сайте вы также найдете и другие задачки и головоломки. Пишите в комментариях за какое время вам удалось решить эту задачу, интересно, кто будет самым быстрым из вас!

Don Smith Generator

Der Don-Smith-Generator (DSG) ist ein Perpetuum Mobile des US-amerikanischen Erfinders Donald Lee Smith (Don Smith oder auch «Dr. Smith»). Sein Generator soll 20 kW an elektrischer Leistung «erzeugen». Smith behauptete, nutzbare Energie durch «Resonanzen» aus der Umwelt gewinnen zu können und baute circa 48 verschiedene Vorrichtungen zur Energiegewinnung im Kilowatt-Bereich. Die Energie soll dabei von «electric waves» aus dem Kosmos oder der Sonne stammen. Genauere, nachprüfbare Angaben zu seinen «elektrischen Wellen» machte er indes nicht. Die jeweiligen Generatoren sollen im Hochfrequenzbereich betrieben worden sein (genaue Angaben fehlen, die Rede ist von «Megahertz»). Zu keinem der von Smith vorgestellten Generatoren liegt ein unabhängiges Gutachten zur Funktionsfähigkeit vor, noch gibt es nachvollziehbare Begründungen für eine etwaige Funktionsfähigkeit.

Smith versuchte, zu seinem Generator in Mexiko in Patent anzumelden. [1] Wie auf ähnliche Weise gescheiterte Erfinder behauptete auch Smith, von Seiten der Industrie verfolgt worden zu sein. Zudem seien seine Erfindungen nur zu verstehen, wenn man sich von der akademischen Physik löse.

Auf Interesse stieß der Don-Smith-Generator bei der Schweizerischen Vereinigung für Raumenergie (SVR) und beim NET-Journal von Adolf Schneider.

Don-Smith-Generatoren

Tatsächlich ähnelt der Generator von Smith dem Kapanadze-Generator des Georgiers Tariel Kapanadze. Nach Angaben von Smith habe er seine Erfindungen von Angaben von Nikola Tesla abgeleitet. So basierten seine Generatoren auf Patenten von Tesla, genauer auf dessen «Magnifier»-Konzept, mit dem Tesla erfolglos versuchte, statische Hochspannungen aus der Atmosphäre zu Zwecken einer Stromversorgung zu nutzen.

Der typische Aufbau eines Don-Smith-Generators besteht aus einer vorab konventionell aufgeladenen herkömmlichen 12-Volt-Batterie als eigentliche Stromquelle. Über einen (verlustbehafteten) Wechselrichter wird aus der Gleichspannung eine Wechselspannung erzeugt, die wieder gleichgerichtet wird, um einen Hochspannungskondensator aufzuladen. Die Gleichspannung am Ladekondensator wird sodann in einer selbstschwingenden Teslaspule mit Funkenstrecke zur Erzeugung einer hochfrequenten und gedämpften Hochspannung genutzt, so wie es bei den ersten Knallfunkensendern und später Löschfunkensendern der Fall war. Diese wird gleichgerichtet, um eine hohe Gleichspannung zu erhalten, was von Anhängern des Konzepts als Energievervielfachung angesehen wird. Diese soll einerseits durch die Verwendung von Resonanzschwingkreisen, sowie durch eine nicht näher erläuterte «Energiezufuhr» aus der Umwelt zu Stande kommen. Nach Angaben von Smith machten sich Laständerungen am Ausgang der Schaltung nicht als Laständerung an der Batterie bemerkbar. Auch könne man laut Smith auf der Teslaspule zusätzliche Lastkreise anbringen, die zusätzliche Energie auskoppelten, ohne die Belastung der Batterie zu ändern.

Tatsächlich wird in einer derartigen Schaltung lediglich Energie verbraucht; die Ausgangsleistung (als Produkt von Ausgangsspannung und Entladestrom) ist auf Grund der unvermeidlichen Verluste stets geringer als die von der Batterie abgegebene elektrische Leistung.

Donald Lee Smith

Zu Smith ist wenig bekannt. Gerüchten zufolge soll er aktuell (2015) auf Grund von Schlaganfällen nicht mehr in der Lage sein, Anfragen zu beantworten. Angeblich soll nun sein Sohn sich der väterlichen Erfindungen angenommen haben, ohne diese allerdings «zu verstehen», wie behauptet wird. Smith, der sich auch als Energieberater (energy consultant) bezeichnete, war Inhaber einer Firma «TransWorld Energy» aus Houston in Texas (USA).

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector