Hướng dẫn chế tạo hệ thống phát điện MEG

1. Hướng dẫn chế tạo MEG
1. Nguyên lý làm việc: Về mặt Vật lý và Toán học thì nguyên lý làm việc của MEG rất phức tạp vì nó
liên quan đến sự phân cực chân không và phải giải phương trình Maxwell bỏ qua các điều kiện
của Lorenz. Tuy nhiên về mặt kỹ thuật thì tương đối đơn giản, có thể hiểu là “Phương pháp điều
khiển đường sức từ trích xuất năng lượng nam châm vĩnh cửu”. Điều này đã được Charles
J.Flynn nghiên cứu và trình bày kĩ trong bằng sáng chế US6246561.
Sau đây là nguyên lý làm việc của MEG dựa trên nghiên cứu của Flynn:

2. Đầu tiên là MEG ở “trạng thái nghỉ”, đường sức sẽ phân bố đều ở cả hai nhánh của lõi từ. Hình
tiếp theo là lúc Cuộn điều khiển 1 được cấp điện, dòng điện chạy qua cuộn dây này sẽ tạo ra
một từ trường có hướng ngược lại với hướng đường sức do nam châm tạo ra. Lúc này, toàn bộ
đường sức sẽ chuyển sang nhánh 2, từ trường qua Cuộn cảm ứng 1 sẽ giảm từ B về 0 còn từ
trường qua Cuộn cảm ứng 2 sẽ tăng từ B lên 2B. Như vậy sẽ có từ thông biến thiên và xuất hiện
dòng cảm ứng ở cả hai cuộn dây. Tương tự cho trường hợp Cuộn điều khiển 2 được cấp điện và
Cuộn điều khiển 1 ngắt điện.
Nếu chỉ xét đến sự biến đổi từ thông qua các cuộn dây thì đây chỉ đơn thuần là một máy biến áp
với dB=dBđk –Bnam châm. Nếu dòng điện qua cuộn điều khiển là xung vuông thì ở cuộn cảm ứng sẽ
thu được điện áp cảm ứng là các xung nhọn. Tuy nhiên trong thực tế điện áp ở cuộn cảm ứng lại
là các đường hình sin, có tần số không bằng với tần số dòng điện qua các cuộn điều khiển. Tần
số và hình dạng của các đường này phụ thuộc vào tần số dòng điện qua các cuộn điều khiển.
Điều này được giải thích là do chu kỳ “làm đầy” năng lượng từ chân không đối với mỗi vật liệu là
khác nhau. Phải điều chỉnh tần số thích hợp thì mới thu được kết quả mong muốn.

3. 2. Mạch điện và vật liệu làm lõi
Mạch điện được sử dụng là mạch tạo xung vuông bằng TL494 hoặc bất kì mạch tạo xung vuông
nào khác (điện áp từ -V đến V):
Vật liệu làm lõi có thể là mọi vật liệu từ, tuy nhiên để thu được hiệu quả cao thì vật liệu làm lõi
phải đạt hai điều kiện: có thể hoạt động ở tần số cao và có từ độ bão hòa lớn (năng lượng thu
được tỉ lệ thuận với f*B2
max). Các phiên bản của Bearden và Naudin sử dụng METGLASS cho hiệu
suất lên đến 10-20 lần. Ở Việt Nam có thể sử dụng tôn vô định hình (mới được một nhóm
nghiên cứu chế tạo thành công thời gian gần đây) để thay thế với tần số hoạt động cỡ chục kHz
và từ độ bão hòa vào khoảng 1.5T. Nhưng nếu không có ta có thể thay thế bằng lõi Ferrite trong
lõi cao áp TV cũ. Tần số hoạt động cao nhưng từ độ bão hòa chỉ vào khoảng 0.3-0.5T nên để thu
được COP>1 sẽ gặp phải một số khó khăn.
Nam châm sử dụng tốt nhất là các nam châm Neodym nhỏ có lực từ mạnh và có thể kết hợp để
điều chỉnh từ trường theo ý muốn.
3. Tiến hành.
Đầu tiên là lắp mạch điều khiển và quấn dây. Số vòng của cuộn điều khiển vào khoảng 70-100
vòng, cuộn cảm ứng khoảng 500-600 vòng. Cuộn điều khiển được lắp sao cho từ trường sinh ra
sẽ có hướng ngược với từ trường của nam châm. Có thể quấn thêm hai cuộn điều khiển phụ
(mỗi bên hai cuộn).
Lắp nam châm: MEG đạt hiệu quả tốt nhất khi từ trường trong lõi không vượt quá từ trường bão
hòa, tức toàn bộ đường sức sẽ chuyển về một nhánh khi cuộn điều khiển nhánh còn lại hoạt
động. Để kiểm tra điều này có thể thực hiện đơn giản bằng cách dẫn đường sức của nam châm

4. qua một nhánh, nếu như toàn bộ đường sức ở trong nhánh đó thì khi ta đưa nhánh còn lại vào
lực hút đối với nhánh này sẽ rất yếu. Lực hút lớn tức lõi đã bị bão hòa một phần đường sức đi ra
ngoài. Ta giảm số lượng nam châm để đạt được từ trường thích hợp.
4. Vận hành
Khi chạy MEG thì điều lưu ý duy nhất là không được để ở trạng thái không tải và không được đo
trực tiếp điện áp không tải (điện áp có thể lên tới cỡ kV).
Điện trở tải không được quá nhỏ bởi vì khi đó dòng cảm ứng sẽ tạo ra từ trường làm mất tác
dụng chặn đường sức từ của các cuộn điều khiển.
Điều chỉnh tần số thích hợp để có công suất ra là lớn nhất và công suất vào là nhỏ nhất.
Việc đo hiệu suất có thể tiến hành bằng cách sử dụng Oscilloscope hoặc chỉnh lưu.