Электростатический двигатель
Электростатический двигатель или конденсаторный двигатель — это тип электродвигателя, основанный на притяжении и отталкивании электрического заряда .
Альтернативным типом электростатического двигателя является двигатель с электростатическим ионным приводом космического корабля , в котором силы и движение создаются электростатически ускоряющимися ионами.
Обзор
[ редактировать ]Электростатический двигатель основан на притяжении и отталкивании электрического заряда. Обычно электростатические двигатели представляют собой двойную версию обычных двигателей с катушкой. Обычно им требуется источник питания высокого напряжения, хотя в очень маленьких двигателях используется более низкое напряжение. Вместо этого обычные электродвигатели используют магнитное притяжение и отталкивание и требуют большого тока при низких напряжениях. В 1740-х и 1750-х годах первые электростатические двигатели были разработаны Эндрю Гордоном и Бенджамином Франклином . Сегодня электростатический двигатель часто используется в микромеханических ( МЭМС ) системах, где напряжение возбуждения ниже 100 В и где движущиеся заряженные пластины изготовить гораздо проще, чем катушки и железные сердечники.
Двигатель с коронным разрядом
[ редактировать ]Двигатель с коронным разрядом , также известный как двигатель с коронным разрядом , известен на протяжении веков. [1]
Нанотрубный наномотор
[ редактировать ]В 2004 году исследователи из Калифорнийского университета в Беркли разработали подшипники вращения на основе многостенных углеродных нанотрубок. Прикрепив золотую пластину (размерами порядка 100 нм) к внешней оболочке подвешенной многостенной углеродной нанотрубки (как вложенные углеродные цилиндры), они способны электростатически вращать внешнюю оболочку относительно внутреннего ядра. Эти подшипники очень прочные; устройства подвергались колебаниям тысячи раз без каких-либо признаков износа. Эти наноэлектромеханические системы (НЭМС) представляют собой многообещающее направление миниатюризации и в будущем могут найти свое коммерческое применение. [2]
Электростатический ионный привод
[ редактировать ]Электродвигатели, как правило, создают движение, питаясь электрическим током. Обычный тип ионного двигателя космического корабля использует электростатические силы для ускорения ионов с целью создания сил для создания движения, и поэтому их можно рассматривать как нетрадиционные электродвигатели.
Электростатические ионные двигатели с решеткой обычно используют газообразный ксенон . Этот газ не имеет заряда и ионизируется бомбардировкой энергичными электронами. Эти электроны могут поступать из с горячей нитью катода и ускоряться в электрическом поле катода, падающего на анод (ионный двигатель типа Кауфмана). Альтернативно, электроны могут ускоряться с помощью колеблющегося электрического поля, индуцированного переменным магнитным полем катушки, что приводит к самоподдерживающемуся разряду и исключает использование катода (радиочастотный ионный двигатель).
Патенты
[ редактировать ]Основные классификации электростатических двигателей USPTO :
- ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР ИЛИ МОТОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ класса 310.
- 300 НЕДИНАМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
- 308 Накопление заряда
- 309 Электростатический
- 300 НЕДИНАМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
- Патент США 633829 — Дж. Гальегос — « Статическая электрическая машина ».
- Патент США 735621 — Э. Томсон — « Электростатический двигатель ».
- Патент США 993561 — Гарольд Б. Смит — « Устройство для преобразования электрической энергии в механическую ».
- Патент США № 1693806 – У.Г. Кэди – « Электромеханическая система ».
- Патент США 1974483 — Т.Т. Браун — « Электростатический двигатель » (25 сентября 1934 г.).
- Патент США 3433981 — Б. Болли — « Электростатический двигатель » ( изд. Электростатика из атмосферного электричества )
- Патент США 3 436 630 — Б. Болли — « Электростатический двигатель ».
- Патент США 5 552 654 — MITSUBISHI CHEM CORP — « Электростатический актуатор ».
- Патент США № 5965968 - Роберт и др. -- " Электростатический двигатель "
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дэниел К. Людуа; Кевин Франкфортер; Адитья Н. Гуле; Питер Киллин; Райан Книппель (2022). «Макромасштабные электростатические вращающиеся машины и приводы: обзор и стратегия мультипликативного повышения производительности» . Журнал IEEE по новым и избранным темам силовой электроники . 10 :14–34. дои : 10.1109/JESTPE.2020.3023118 . S2CID 226520284 .
- ^ Феннимор, AM; Юзвинский, Т.Д.; Риган, Британская Колумбия; Зеттл, А. «Электрически управляемое испарение многостенных углеродных нанотрубок для создания вращающихся подшипников» (PDF) . Физический факультет Калифорнийского университета в Беркли. Архивировано из оригинала (PDF) 10 августа 2017 года . Проверено 15 апреля 2017 г.
Внешние статьи и дальнейшее чтение
[ редактировать ]
- де Кейрос, Антонио Карлос М., « Электростатический линейный двигатель ». 24 января 2002 г.
- Уильям Дж. Бити, « Простой электростатический двигатель ».
- « Электростатический мотор », tm.net.
- Быстрые и гибкие электростатические двигатели в Univ. Токио» [1] «.
- Тяжелые электростатические двигатели в Университете. Токио» [2] «.
- Э. Сарайлич и др. , 3-фазные электростатические шаговые микродвигатели