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geek范:布雷迪永动机的一点探讨

(2012-11-23 18:55:25)
标签:

杂谈

分类: geek

 BBS上首推了science版的一篇文章,大意是让大家一起来找布雷迪永动机的茬,闲来无事就深入了一下发现还有点意思,特此记录一下几个有意思的回帖

 

0)简介

布雷迪永磁马达不论成功与否都应该是近年磁动机的经典,它的最初原理是参照“霍华德约翰逊永磁马达”,之所以受到很多爱好者的追捧,是因为该装置原理最为简单、明了----利用磁铁相同极性相互排斥。

 1)时间线:

20025 布雷迪采用电子邮件方式告知纯能源系统(PES)网站和世界新能源协会创始人斯特林,他已经开发出只依靠磁铁就能运行的永磁马达,但是斯特林并未看见过该装置真实运作。只是在20032月看见了布雷迪发给他的视频录象。

20046 布雷迪在全球著名的视频网站YouTube发布了他的产品视频,由此引起轩然大波。布雷迪当时宣称将以5亿美金出售其专利技术,不过没有和任何一家达成转让。

2006x 布雷迪正式宣布推出仅依靠磁铁就可运行的永磁马达。 并可产生300KW的能力。并保证在20072月推出商业化产品。但是:据悉后来无一人收到可以工作的布雷迪永磁马达。

2007x 布雷迪公司做出租赁其产品的方案,不过每台产品内安装有GPS定位系统,也就是说只能在协议要求的地方固定使用,不得自行变化使用地点。租金大约为25000美金。

20103 布雷迪因收取众多客户购买永磁马达发电机定金约100多万欧元而未能提供产品,以诈骗罪被捕。被捕的附加原因是:他的产品有抄袭之前一项专利的嫌疑。

20104 布雷迪公司以及官方网站关闭。

 

下面是4段布雷迪永磁马达的经典演示视频:

.

http://player.youku.com/player.php/sid/XMjQxNjY3MjY4/v.swf

.

http://player.youku.com/player.php/sid/XMjQxNjY3NTcy/v.swf

.

http://player.youku.com/player.php/sid/XMjQxNjY4OTMy/v.swf

 

http://player.youku.com/player.php/sid/XMjQxNjY4ODY4/v.swf

 

2)关于真实性(道听途说)

    布雷迪的产品样机估计确实能工作,具说有人看见过连续工作20分钟,更长时间的运行好象没有人能提供证实。当布雷迪公司关闭后,曾经在国外某论坛有人自称曾经是布雷迪公司的工作人员,他有完整的产品资料出售,有人问他:你既然在出售技术资料,那么:你亲眼看见过这个产品运行吗?这位先生非常诚实的告诉大家:没有。但是:他的产品能在全球锨起如此波澜,本人估计也确有一定的真实性存在,导致宣称失败的原因估计也有很多人说的“政府压制”行为吧,我宁愿相信是最后一种说法。不过让人不解的是:确实至今还没有一人仿制成功。

原理

    我们在玩弄磁铁同极性靠近时,都感觉到有很强的推斥力,例如一个轴向磁化,直径6mm,长13mm的小圆柱钕铁硼磁铁就可产生一个1.5Kg的推力,谁不梦想利用这种推力转化成有用的能源呢?因此这很容易给大家误解:这个力量很大,完全可以利用,而且应该很容易成功。其实不然,在马达旋转的时候,磁铁同极性已经完全靠近的时候确实是有很强的斥力(离去斥力),但是:在未靠近或即将靠近的时候依然有相等的斥力产生(进入斥力),因此:不论磁铁磁力再强,但“离去斥力”和“进入斥力”在相等的情况下,永磁马达将永远不会工作。所以:现实所有研究磁动机的法则都是采用“漏磁”来实现磁动机的工作,并且一定要做到“离去斥力”大于“进入斥力”才有成功的可能。当然前提是必须保证要在对磁铁采取良好屏蔽的前提下。

 

下面的视频展示了布雷迪永磁马达在旋转时产生“进入磁力”和“离去磁力”时候的磁阻力,以及在采用了良好屏蔽时的改观。

 

http://player.youku.com/player.php/sid/XMjQxNjcxOTA0/v.swf

    兰色条示意的是磁铁的斥力,当两个磁铁靠近的时候,进入斥力最大(磁阻力最大),从左边的能量显示条看出:这时没有能量产生,而且还需要额外施加的能量才能使磁铁靠近。此时“进入斥力”等于“离去斥力”马达是不可能工作的。如果对磁铁采取良好的屏蔽措施后,“进入斥力”可明显减小,而“离去斥力”依然存在,从左边的能量显示条看出:绿色(能量产生)显示条上升,这时的马达将可持续旋转工作。

 

3)成功要点

 

1)转子直径尽可能大:

    转子其实也就是个杠杆,中心点是支点,转子的边沿就是力点,力点与支点的距离越大,就越容易转动。而且转子直径越大,惯性也越好,良好的惯性也是实现永磁马达工作的关键(大家可在网上查询“飞轮原理以及作用”),所以:转子的直径起码应该在300mm以上。

 

2)磁体屏蔽:

    对于磁铁的屏蔽可不是包裹一层屏蔽材料就行了,而是要有技巧的包裹,目的是尽可能减小“进入斥力”所产生的阻力,保证“离去斥力”大于“进入斥力”是实现成功的关键。为此:磁体屏蔽材料的选择和形状非常重要。磁屏蔽材料应选用高导磁率合金或抗磁性材料,如:铋、抗磁石墨等。

铋的介绍:http://zh.wikipedia.org/zh/铋

抗磁石墨:http://en.wikipedia.org/wiki/Pyrolytic_carbon

 

正确的屏蔽材料形状如下图(点击图片看大图)

  http://s5/mw690/b8434ee94cf27bf705654&690

 

3)克服“进入斥力”:

    虽然采用了屏蔽措施,但是也不能完全消除,为此还需要有别的方式来最大程度减少“进入斥力”,在布雷迪永磁马达中就是采用了“霍华德约翰逊”的三角定位比数来突破“进入斥力”,准确的说是在一个转子上有三组完全独立的转子,而每组独立的转子上磁铁排列的位置是不同的,排列规则是:当有一组转子正在遭遇“进入斥力”的磁阻力时,另外两组转子正处于“离去斥力”,这样可以相对减小正在遭遇“进入斥力”的那组转子的斥力阻力。使马达可以持续旋转。那么这三组独立的转子磁铁是怎样排列呢,这里有一个磁体排列的黄金分配法如下图:

 

http://s16/mw690/b8434ee907b1d929a9b0f&690

 

下面的动画显示了转子与定子旋转时的时序图。红色的圆点为转子磁铁,无色的圆圈为定子磁铁。

 

http://s9/mw690/b8434ee94cf27b9409148&690

 

 

 

我认为比较精彩的回帖有:

1.

发信人: wjtwjtwjt (四两拔干片), 信区: science 
 : Re: 这个永动机讲解得挺详细,大神们快来找茬 
发信站: 兵马俑BBS (Mon Nov 12 23:19:12 2012), 本站(bbs.xjtu.edu.cn) 

我可不可以说永动机在做出实物之前是不用找茬的 

 

这个说法比较绝对,虽然不太喜欢这种口气,不过确实很有现实意义;

 

2.

发信人: NeroMustDie (ShowDown), 信区: science 
 : Re: 这个永动机讲解得挺详细,大神们快来找茬 
发信站: 兵马俑BBS (Tue Nov 13 10:16:03 2012), 本站(bbs.xjtu.edu.cn) 

4,上面的磁铁想要进入那个高斥力状态也需要能量啊 

 

类似的质疑有:

发信人: pever (我想大声告诉你), 信区: science 
 : Re: 这个永动机讲解得挺详细,大神们快来找茬 
发信站: 兵马俑BBS (Fri Nov 23 10:37:58 2012), 本站(bbs.xjtu.edu.cn) 

为了说清楚 我上面贴了张图 这个永动机只注意了图3和图4两个始末位置 认为图3中几乎没有负功 4中开始做正功 这个显然是一个很低级错误 忽略了我下面画的中间位置时刻 接近过程中一旦两个磁场开始有重合的部分 斥力便开始做负功了 不产生斥力的唯一方式就是让两个磁场永远没有重合的部分 当然这样做的后果就是也不会有正功输出 参看我前面的一帖 这个正功和负功是可以只通过数学的方法直接计算得到的 他们一定是相等的 并且跟移动的路径的无关 这都是数学保证的 不是物理问题 也正因为这样势能才被定义出来(也就是说势能是完全因为数学的推导才出现的,满足此性质才能被定义为势能) 你不要把先有的谁后有的谁搞错了 能量守恒定律属于另一个范畴了 希望lz不要在这上面花一些无用 你充沛的能量会有更多的用途的

 

 

具体解决办法参照上文成功要点中的第三条。

主要思路是采用磁体屏蔽以及磁体恰当的排列方式

 

3.

发信人: josmao (Mr.Jos), 信区: science 
 : Re: 这个永动机讲解得挺详细,大神们快来找茬 
发信站: 兵马俑BBS (Thu Nov 15 22:01:34 2012), 本站(bbs.xjtu.edu.cn) 

关于这个问题,我问过专业人士,跟你的提法一样。 
他说,磁性材料制造好以后,给其充磁,充磁仅需在强磁场下持续很短的时间就能完成,其强磁场有电磁铁提供,电流很大,但一瞬间就完成,能量消耗可忽略不计。 
而通常的永磁体矫顽力都很强,不是那么容易消磁的,即可使用时间非常长。 
故他认为充磁所耗能量远小于磁动机可输出能量。 

 

这个所谓的专业人士的说法可以一定程度弥补能量方面的漏洞;

 

4.

发信人: shanxia (山侠赵云), 信区: science 
 : Re: 这个永动机讲解得挺详细,大神们快来找茬 
发信站: 兵马俑BBS (Fri Nov 16 15:04:16 2012), 本站(bbs.xjtu.edu.cn) 

这个问题其实没啥好说的,就目前的物理理论基础,在没有输入能量时要让它输出能量根本就是做梦。这个就好比一个很大质量圆球从斜坡滑下然后在冰面上滚动一样,看似下滑过程中有个加速过程,到冰面上速度基本没有衰减,但是迟早有一天圆球会停下来,球所蕴含的维持它惯性向前的动能迟早耗完。这个机器里布满了磁铁,可以认为其蕴含的电磁能相当大,能够为其后面的惯性运动提供大量的动能,但长时间过后,这些能量必然消耗在热损耗上,就好比视频后面手一按上去机器就停了,这个大大加速了热损耗过程。总之,靠现阶段的科学研究制造源源不断地只输出能量的机器还不可能,除非哪一天科学家打通了宇宙中能量与暗能量之间的鸿沟再来看能量能不能凭空产生(从暗能量中获得)

 

再借用一篇回复:

发信人: josmao (Mr.Jos), 信区: science 
 : Re: 这个永动机讲解得挺详细,大神们快来找茬 
发信站: 兵马俑BBS (Fri Nov 16 20:09:40 2012), 本站(bbs.xjtu.edu.cn) 

今天我还看到一篇文章,说亚里士多德一直认为男人的牙齿比女人的多,认为这是真理,所以从来不自己数一下自己老婆有几颗牙。 

可以看一下这条新闻《退休工程师挑战牛顿,万有引力定律称有漏洞》,简单地说就是万有引力常数G在磁场作用下存在修正值,院士力挺。 

我认为,有些事情仅靠相当然是不能说明问题的,这也是我想自己做实验的原因。 

如果按这位同学的想法(其实我以前也一直是这么认为的),那么转子应该在旋转一个周期内的期间,必定存在减速环节,最后初始激发能量损耗殆尽转子停止。然而,仅从视频上自称永动的几个机器,都在启动后存在持续的加速过程,而且加速过程跨越了周期。所以我自己觉得这个理由不能否定事实。

 

5.

发信人: crazywind (love fan), 信区: science 
 : Re: 这个永动机讲解得挺详细,大神们快来找茬 
发信站: 兵马俑BBS (Sat Nov 17 13:53:07 2012), 本站(bbs.xjtu.edu.cn) 

这个貌似建立在了永磁铁这个基础上。真的有永磁体么?

 

再借用一篇回复

 

发信人: josmao (Mr.Jos), 信区: science 
 : Re: 这个永动机讲解得挺详细,大神们快来找茬 
发信站: 兵马俑BBS (Sat Nov 17 14:06:57 2012), 本站(bbs.xjtu.edu.cn) 

但至少永磁体的矫顽力都很强,消磁应该需要很长时间 
市面上的磁铁很便宜,如果其经济效益大于经济成本,即存在套利可能,这样也可认为在经济上是永动机 

 

6.

发信人: iFelon (香党,泉饭,火狐厨), 信区: science 
 : Re: 这个永动机讲解得挺详细,大神们快来找茬 
发信站: 兵马俑BBS (Mon Nov 19 22:54:49 2012), 本站(bbs.xjtu.edu.cn) 

因为学能动的去做永动机实验,不管一类二类,都是自取其辱

 

黑的好

 

7

发信人: josmao (Mr.Jos), 信区: science 
 : Re: 这个永动机讲解得挺详细,大神们快来找茬 
发信站: 兵马俑BBS (Tue Nov 20 14:08:46 2012), 本站(bbs.xjtu.edu.cn) 

很多做这种实验的人连学历都没有,即使真的成功也不懂怎么让人信服,这也许是没人做有说服力实验的原因。因为没人带负载,所以我评价一个机器的标准是:超过一个旋转周期仍能保持加速状态,直到稳定在一个最大值,这样的机器才值得分析,否则看都不看

 

 

8

发信人: liuchangxin (Rock Man), 信区: science 
 : Re: 这个永动机讲解得挺详细,大神们快来找茬 
发信站: 兵马俑BBS (Mon Nov 19 20:49:46 2012), 本站(bbs.xjtu.edu.cn) 

同意楼上! 
为啥没有人连上负载后再做做实验呢?比如说负载是小发电机。 
或者就没有做实验的必要了?

 

 

9.

发信人: pever (我想大声告诉你), 信区: science 
 : Re: 这个永动机讲解得挺详细,大神们快来找茬 
发信站: 兵马俑BBS (Fri Nov 23 12:19:52 2012), 本站(bbs.xjtu.edu.cn) 

你想表达的应该是力场连续可导吧 很遗憾 至今为止发现的电场和磁场都是连续的 利用电路产生的磁场 一种是稳定电流方式 这种方式数学就可证明是产生不了有区域突变的稳定磁场的 另一种是变化电流产生时间突变的磁场 类似于脉冲(脉冲也不是真正的突变,只是变化率很高而已) 这种方式会涉及到能量守恒定律 这就没法说清了 但是据我所知 自然界中还未发现有绝对突变的变量的 它只存在于数学中 也很难想象会有这样一个不和谐的东西存在 呵呵 

 

 

楼主貌似认为最后一篇回帖就是答案了,我还意犹未尽呢~~~






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