Двигатель на постоянных магнитах. Магнитный поршневой двигатель

Вечный двигатель на постоянных магнитах

Проблемой вечного двигателя до сих пор занимаются очень многие энтузиасты из числа ученых и изобретателей. Эта тема особенно актуальна в свете возможного топливно- энергетического кризиса, с которым может столкнуться наша цивилизация.

Одним из наиболее перспективных вариантов считается вечный двигатель на постоянных магнитах, работающий, благодаря уникальным свойствам этого материала. Здесь скрывается большое количество энергии, которой обладает магнитное поле. Основная задача состоит в том, чтобы выделить и преобразовать ее в механическую, электрическую и другие виды энергии. Постепенно, магнит теряет свою силу, однако, она вполне восстанавливаться под действием сильного магнитного поля.

Общее устройство магнитного двигателя

В стандартную конструкцию устройства входят три основные составные части. Прежде всего, это сам двигатель, статор с установленным электромагнитом и ротор с постоянным магнитом. На один вал, совместно с двигателем, устанавливается электромеханический генератор.

В состав магнитного двигателя входит статический электромагнит, представляющий собой кольцевой магнитопроводс вырезанным сегментом или дугой. В электромагните имеется индуктивная катушка, к которой подключается электронный коммутатор, обеспечивающий реверс тока. Сюда же подключается и постоянный магнит. Для регулировки используется простой электронный коммутатор, схема которого представляет собой автономный инвертор.

Как работает магнитный двигатель

Запуск магнитного двигателя осуществляется с помощью электротока, подаваемого в катушку из блока питания. Магнитные полюса в постоянном магните располагаются перпендикулярно электромагнитному зазору. В результате возникающей полярности, постоянный магнит, установленный на роторе, начинает вращаться вокруг своей оси. Происходит притяжение магнитных полюсов к противоположным полюсам электромагнита.

Когда разноименные магнитные полюса и зазоры совпадают, в катушке выключается ток и тяжелый ротор проходит по инерции эту мертвую точку совпадения, вместе с постоянным магнитом. После этого, в катушке происходит изменение направления тока и в очередном рабочем зазоре значения полюсов на всех магнитах становятся одноименными. Дополнительное ускорение ротора, в этом случае, происходит за счет отталкивания, возникающего под действием полюсов одноименного значения. Получается так называемый вечный двигатель на магнитах, который обеспечивает постоянное вращение вала. Весь рабочий цикл повторяется после того, как ротор сделает полный круг вращения. Действие электромагнита на постоянный магнит, практически не прерывается, что и обеспечивает вращение ротора с необходимой скоростью.

electric-220.ru

Магнитный двигатель

Изобретение относится к физике и может быть применено для получения вращательного движения с использованием энергии магнитного поля постоянных магнитов. Технический результат состоит в получении вращательного движения в скрещенных магнитных полях постоянных магнитов. Магнитный двигатель содержит постоянные магниты и ротор из ферромагнитного вещества, выполненный в виде кольца или полого шара. Внутри него неподвижно закреплен первый постоянный магнит. Снаружи от него неподвижно закреплен второй постоянный магнит подковообразной формы. Магнитные поля первого и второго постоянных магнитов взаимно ортогональны в области расположения ротора и действуют на него с различными магнитными силами. Постоянная времени τ процесса перемагничивания ферромагнитного вещества ротора равна τ≈0,09/ωуст., где ωуст. - расчетная угловая скорость вращения ротора в установившемся режиме. Вращение ротора обусловлено различием сил, действующих на намагничивающийся ротор со стороны указанных постоянных магнитов, что отвечает различным по величине и противоположным по направлению вращающим моментам, приложенным к указанному ротору, разность которых определяет результирующий вращающий момент, раскручивающий ротор до угловой скорости, ограниченной величиной момента нагрузки (с учетом трения вращения) и магнитной вязкостью ферромагнитного вещества ротора с заданной постоянной времени процесса его перемагничивания. Указанное различие действующих на ротор сил связано с различием магнитных сопротивлений соответствующих магнитных цепей и различием углов действия этих сил к радиусу кольца ротора. 3 ил.

Изобретение относится к области физики магнетизма и может быть использовано в качестве источника механической энергии, получаемой от преобразования энергии магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами.

Магнетизм - особая форма взаимодействия электрических токов и магнитов (тел с магнитным моментом) между собой и одних магнитов с другими магнитами. Магнитное взаимодействие пространственно разнесенных тел осуществляется через магнитное поле Н, которое, как и электрическое поле Е, представляет собой проявление электромагнитной формы движения материи. Между магнитными и электрическими полями нет полной симметрии, так как источниками электрических полей являются электрические заряды, а магнитные заряды - монополи пока не обнаружены, хотя теория предсказывает их существование. Источник магнитного поля - движущийся электрический заряд, то есть электрический ток. В атомных масштабах движение электронов и протонов создает орбитальные микротоки, связанные с переносным движением этих частиц в атомах или атомных ядрах, кроме того, наличие у микрочастиц спина обусловливает существование у них спинового магнитного момента. Поскольку электроны, протоны и нейтроны, образующие атомные ядра, атомы, молекулы и все макротела (газы, жидкости, кристаллические и аморфные твердые тела) имеют собственный магнитный момент, то, в принципе, все вещества подвержены влиянию магнитного поля - обладают магнитными свойствами, то есть являются магнетиками. Магнетики подразделяются на диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Последние имеют наибольшую магнитную восприимчивость и используются в технике в качестве эффективных магнитов. В них атомные магнитные моменты спонтанно коллинеарно самоориентируются, образуя аномально большие магнитные моменты. У современных магнитных материалов энергетическое произведение (В Н)max достигает величины 320 Тл·кА/м (40 млн Гс·Э), например, у материала с высокой коэрцитивной силой SmCo3 (см., напр., Преображенский А.А., Биширд Е.Г. Магнитные материалы и элементы, 3 изд., М., 1986; Февралева И.Е. Магнитотвердые материалы и постоянные магниты. К., 1969; Постоянные магниты. Справочник, М., 1971).

Сложность атомной структуры веществ, построенных из огромного числа микрочастиц, дает практически неисчерпаемое разнообразие их магнитных свойств, связь которых с немагнитными свойствами (электрическими, механическими, оптическими и др.) позволяет использовать исследования магнитных свойств для получения информации о внутренней структуре и других свойствах микрочастиц и макротел. Отметим, что магниты обладают внутренней энергией. В случае однородного магнитного поля в объеме магнита V энергия запасенного магнитного поля W˜μ0Н2V/2. Причем эта величина энергии практически не расходуется при силовых взаимодействиях с другими магнетиками и сохраняется благодаря постоянному движению заряженных микрочастиц вещества.

Известно силовое взаимодействие магнитных полей, создаваемых двумя магнитными системами, например, в электрических двигателях, состоящих из подвижного вращающегося ротора и неподвижного статора. В синхронных многофазных двигателях переменного тока в статоре образуется вращающееся магнитное поле, увлекающее за собой намагниченный постоянно ротор: его полюс S постоянно притягивается к полюсу N статора, а противоположный полюс N ротора притягивается полюсом S статора. В коллекторных двигателях постоянного тока, наоборот, вращающиеся за счет работы коллектора магнитные полюса ротора приводят во вращение ротор относительно статора так, что всегда противоположные полюсы статора и ротора тяготеют друг к другу.

Известно, что одноименные полюсы двух магнитных систем отталкивают друг друга, что в технике используется, например, для получения так называемой магнитной подушки, с целью снижения трения при вращении, например в гироскопии.

Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемому техническому решению является способ силового взаимодействия магнитного поля магнита с магнитным полем, образованным электрическим током в соленоиде, рамке с током, в роторе, статоре двигателя, в электромагните и др. физических и технических объектах на основе закона электромагнитной индукции Фарадея и закона Био-Савара (см., напр., Краткий справочник по физике, Г.Эберт, пер. со 2-го нем.изд. под ред. К.П.Яковлева, ГИФМЛ, М., 1963, с.434-436).

Недостатком известного технического решения при получении механической энергии при взаимодействии магнитных полей является затрата энергии от ее источника с коэффициентом полезного действия, всегда меньшим единицы, поскольку при прохождении в проводнике электромагнитной системы электрического тока имеют место потери на нагревание проводника, и эти тепловые потери невосполнимы.

Известно, что закон Ома применим к магнитным цепям, однако при этом магнитный ток в магнитной цепи с соответствующим магнитным сопротивлением не создает тепловых потерь, то есть магнитная энергия постоянного магнита не расходуется и не превращается в тепло. В этом смысле постоянный магнит, если абстрагироваться от так называемого старения магнита, является «вечным» источником магнитного поля с заданной величиной энергии. Это обстоятельство создает предпосылки к использованию энергии практически неисчерпаемого магнитного поля для получения механической работы.

Заявляемое техническое решение - магнитный двигатель, содержащий постоянные магниты и вращающийся ротор из ферромагнитного вещества, отличающийся тем, что вращающийся ротор из ферромагнитного вещества выполнен, например, в виде кольца или полого шара, внутри которого неподвижно закреплен первый постоянный магнит прямой формы, а снаружи от него неподвижно закреплен второй постоянный магнит подковообразной формы, магнитные поля первого и второго постоянных магнитов взаимно скрещены, а постоянная релаксации магнитной вязкости Т ферромагнитного вещества ротора выбрана, например, равной τ≈0,09/ωуст. где ωуст. - угловая скорость вращения ротора в установившемся режиме.

Поставленная цель - получение механического вращения ротора из ферромагнитного вещества в скрещенных магнитных полях внутреннего и внешнего постоянных магнитов - достигается благодаря различию сил, действующих на намагничивающийся ротор со стороны указанных постоянных магнитов, что отвечает различным по величине и противоположным по направлению вращающим моментам, приложенным к указанному ротору, разность которых определяет результирующий вращающий момент, раскручивающий ротор до угловой скорости, ограниченной величиной момента нагрузки (с учетом трения вращения) и магнитной вязкостью ферромагнитного вещества ротора с заданной постоянной времени процесса его перемагничивания.

Устройство одного из вариантов построения магнитного двигателя с вращающимся ротором из ферромагнитного вещества в форме кольца представлено на фиг.1. Оно состоит их внутреннего первого постоянного магнита 1, вращающегося на оси 2 кольцевого ротора 3 из ферромагнитного вещества и внешнего второго постоянного магнита 4, причем магниты 1 и 4 закреплены неподвижно, а их магнитные поля взаимно ортогональны в области расположения ротора 3. Магнитные зазоры между магнитами 1 и 4 и ротором 3 выбраны минимальными, а магнитная индукция магнитов 1 и 4 определяет энергетику устройства.

На фиг.2 указаны магнитные полярности намагниченного первым магнитом 1 ферромагнитного вещества ротора 3 и возникающий при этом вращающий момент M1, направленный по часовой стрелке.

На фиг.3 указаны магнитные полярности намагниченного вторым магнитом 4 ферромагнитного вещества ротора 3 и возникающий при этом вращающий момент М2, направленный против часовой стрелки. На фиг.2 и 3 представлены также эпюры напряженностей магнитного поля, наведенного в соответствующих участках наружной А (для фиг.2) и внутренней В (для фиг.3) поверхностей кольцевого ротора 3, указаны геометрические параметры устройства ротора 3 - радиусы кольца R1 и R2, причем R=(R1+R2)/2 - средний радиус кольцевого ротора, а также показаны магнитные силовые линии соответствующих магнитных цепей раздельно по действию магнитов 1 и 4 на ротор 3.

Рассмотрим действие заявляемого устройства.

При неравенстве абсолютных величин моментов M1 и М2 результирующий вращающий момент, приложенный к ротору 3, равен ΔM=M1-М2≠0. Различие указанных моментов достигается самой конфигурацией магнитных цепей магнитов 1 и 4 и ротора 3. Пусть, например, M1>М2. В этом случае ротор 3 будет вращаться на оси 2 по часовой стрелке. Поскольку при вращении ротора 3 из ферромагнитного вещества максимумы его намагниченности постоянно смещаются вдоль образующей кольца для системы координат, связанной с ротором, оставаясь неподвижными в системе координат неподвижно закрепленных первого 1 и второго 4 постоянных магнитов, результирующий вращающий момент ΔM действует постоянно во времени, раскручивая ротор 3 при условии, что этот вращающий момент больше момента нагрузки Мнагр на ось 2 с учетом ее момента трения (ΔМ>Мнагр).

Поскольку намагниченность ферромагнитного вещества при включении магнитного поля устанавливается во времени по закону ΔI(t)=ΔIm[1-ехр(-t/τ)], где ΔIm - установившееся (наибольшее возможное) значение разности намагничивании ферромагнетика от магнитов 1 и 4 для заданных значений их магнитных полей, τ - постоянная релаксации магнитной вязкости для выбранного ферромагнитного вещества ротора 3, то с увеличением угловой скорости вращения ω ротора 3 снижается величина результирующего магнитного момента ΔМ(ω), так как ΔМ(ω)˜ΔI(t) при t=ατ, где α=Δs/ωτR, Δs - продольный размер вдоль кольца ротора, внутри которого намагниченность максимальна с уровнем, например, 0,9 ΔIm, R - радиус кольца ротора 3. Таким образом, получаем ΔМ(ω)=0,9βΔIm=βΔIm[1-ехр(-Δs/ωτR)], где β - размерный коэффициент пропорциональности, устанавливаемый опытным путем и зависящий от конструкции устройства (в частности, от величины магнитных зазоров между постоянными магнитами 1 и 4 относительно кольцевого ротора 3, а также от конструкции полюсов этих магнитов).

Момент трения оси 2 ротора 3 Мтр(ω), напротив, растет линейно с увеличением угловой скорости ω вращения ротора, то есть Мтр(ω)=μω, где μ - размерный коэффициент. Полагая присоединенный момент нагрузки Мпр.н. неизменным, не зависящим от скорости вращения ротора 3, находим уравнение для нахождения угловой скорости ω вращения ротора 3 в виде ΔМ(ω)=Мпр.н.+Мтр(ω), откуда его явное выражение имеет вид: βΔIm [1-ехр(-Δs/ωτR)]=Мпр.н.+μω, и при заданных величинах конструктивных параметров устройства и величине присоединенного момента нагрузки легко найти угловую скорость ω вращения ротора 3. При этом в установившемся режиме с угловой скоростью ωуст присоединенный момент нагрузки Мпр.н.=βΔIm[1-ехр(-Δs//ωустτR)]-μωуст определяет получаемую от магнитного двигателя механическую работу. Полагая величину ехр (-Δs/ωустτR)=0,1 при k=Δs/R (можно принять, что k=0,2), выбор ферромагнитного вещества для ротора 3 должен удовлетворять условию достижения заданной величины намагниченности ферромагнетика, например, до уровня 0,9 ΔIm в течение промежутка времени Δt=Δs/ωуст R=2,2 τ, так что находим выражение для постоянной релаксации τ магнитной вязкости ферромагнитного вещества ротора 3 в виде τ=k/2,2 ωуст≈0,09/ωуст. Отметим, что ассортимент ферромагнетиков позволяет выбирать требуемые значения τ, так как эта величина находится для разных ферромагнетиков в чрезвычайно широком диапазоне - от 10-9 с до нескольких десятков часов.

Намагничивание ферромагнитного вещества ротора 3 со стороны постоянного магнита 1 равно Im1 (соответствует фиг.2), а намагничение со стороны магнита 4 равно Im2 (соответствует фиг.3), так что ΔIm=Im1 -Im2. При этом вращающий момент Mi определяется силой F1, приложенной ортогонально радиусу R ротора 3 и возникающей от силового взаимодействия намагниченности Im1 ферромагнетика ротора 3 с магнитным полем второго постоянного магнита 4, а вращающий момент М2 - силой F2, приложенной ортогонально радиусу R ротора 3 и возникающей от силового взаимодействия намагниченности Im2 ферромагнетика ротора 3 с магнитным полем первого постоянного магнита 1. Причем указанные силы ортогональны друг другу в силу ортогональности исходных магнитных силовых линий для магнитов 1 и 4, а также не равны друг другу по абсолютной величине, а именно F1>F2 при заданных конструктивных параметрах устройства, что и создает неуравновешенный вращающий момент ΔM=M1-М2≠0.

Как известно, сила, действующая между полюсами с магнитными потоками Ф1 и Ф2 на сравнительно большом расстоянии d, равна F=Ф1Ф2/4πμ0d2, где μ0 - абсолютная магнитная проницаемость (μ0=8,85.10-12 Ф/м). Намагниченность ферромагнитного кольца ротора 3, образованная соответствующими магнитами 1 и 4, может быть эквивалентно представлена как действие образованных магнитов на соответствующих участках кольца - соответственно на наружной части кольца вблизи магнита 1 (зона А на фиг.2) и на внутренней части кольца вблизи магнита 4 (зона В на фиг.3, в низшей точке кольца). При этом можно полагать, в первом приближении, что произведение магнитных потоков Ф1 Ф2, образованных между указанными полюсами наведенных в кольце магнитов и магнитами 4 и 1 соответственно, в обоих случаях взаимодействия оказывается одинаковым. Однако расстояние между областью максимальной намагниченности кольца, вызванной действием первого (внутреннего) постоянного магнита 1, несколько больше радиуса кольца d1>R, a расстояние между областью максимальной намагниченности кольца, вызванной действием второго (внешнего) постоянного магнита 4, несколько меньше величины (2)1/2 R, то есть d2<1,41 R. Следовательно, силы взаимодействия между соответствующими парами полюсов отличаются между собой почти в 2 раза, так как (d2/d1)2≈2. Кроме того, сила F1 ортогональна радиусу кольца R, а сила F2 - суть проекция на касательную к радиусу кольца от силы, действующей под углом, близким к π/4, то есть составляет от последней часть около 0,707 ее значения. Для идеализированного случая тонкого ферромагнитного кольца с минимальными зазорами между магнитами 1 и 4 и кольцом ротора 3 получаются соотношения сил F2/F1=0,707/2=0,353, что означает в этом случае превышение вращающего момента M1 над вращающим моментов М2 почти втрое, тогда ΔМ=0,646 M1=0,646 F1R=0,162 Ф1Ф2/πμ0R, где Ф1 - магнитный поток с наружного участка кольца максимальной намагниченности, расположенного вблизи первого постоянного магнита 1, а Ф2 - аналогичный магнитный поток, образованный вторым постоянным магнитом 4. Корректное решение задачи по определению сил F1 и F2 обеспечивается интегрированием с учетом конфигурации магнитных силовых линий и топологии магнитных полюсов 1 и 4 и распределения напряженности магнитного поля в ферромагнитном кольце ротора 3, поэтому вышеприведенная оценка является лишь приблизительной, качественной, не претендующей на строгость.

По правилам механики мощность на оси 2 рассмотренного магнитного двигателя, которую можно сообщить механической нагрузке, равна Nн≈(0,9ΔМ-μωуст)ωуст при выборе ферромагнетика ротора 3 с величиной постоянной τ≈0,09/ωуст. Видно, что для приведения ротора 3 во вращательное состояние необходимо, чтобы коэффициент μ мог быть задан как μ<0,9ΔМ/ωуст, что указывает на имеющееся при работе устройства ограничение по росту угловой скорости ротора 3 при заданном значении величины ΔM, определяемой энергетикой применяемых постоянных магнитов 1 и 4. При выполнении указанного неравенства устройство работает в так называемом «мягком режиме самовозбуждения», то есть приводится во вращательное движение с доведением угловой скорости вращения ротора 3 до значения ωуст без сообщения ротору какого-либо внешнего толчка (вращательного момента), причем направление вращения всегда жестко определено магнитными полярностями постоянных магнитов 1 и 4 в заданной конструкции и может изменяться на противоположное при смене полярностей любого из названных магнитов.

Следует указать на важное обстоятельство. Магнитный поток первого постоянного магнита 1 в значительной своей части замыкается по внутренней части кольцевого ротора, однако частично намагничивает кольцо с максимумами намагниченности около полюсов N и S магнита 1, которое снаружи становится обладающим свойством магнита с сохранением полярностей магнита 1 (как видно из фиг.2). То же самое относится и к появлению максимумов намагниченности кольца вблизи полюсов постоянного магнита 4 с сохранением полярности этого магнита на внутренних частях кольца (как видно из фиг.3), хотя основной магнитный поток постоянного магнита 4 замыкается по внешней части кольца ротора 3. Таким образом, кольцо из ферромагнитного материала (или полый шар в случае выполнения ротора 3 в форме полого шара со стенками из ферромагнитного вещества) является магнитным экраном несовершенного действия, то есть частично выпускающего наружу этого экрана магнитные поля для соответствующих магнитных цепей с заданными распределениями напряженностей магнитных полей на этих наружных частях «магнитного экрана», что и используется при работе устройства. Следует при этом отметить, что каждый из постоянных магнитов 1 и 4 создает магнитные поля, составляющие которых, замыкающиеся по соответствующим поверхностям ферромагнитного кольца ротора 3, не создают каких-либо вращающих моментов в этом кольце, а неуравновешенный вращающий момент в кольце возникает как следствие различия расстояний от зоны А (фиг.2) до полюса постоянного магнита 4 и от зоны В (фиг.3) до полюса магнита 1 (для тонкого кольца эти расстояния, как указывалось выше, различаются в 1,41 раза), а также из-за различия в углах действия сил магнитного сцепления (в одном случае сила магнитного сцепления ортогональна радиусу кольца, а в другом - направлена к нему под углом, близким к π/4). В силу однородности магнитных свойств кольца ротора 3 по всему его объему вращение ротора не изменяет действующего вращающего момента ΔМ для заданного значения угловой скорости ω.

Для примера можно указать, что при вращении ротора 3 со скоростью 3000 об/мин оптимальной величиной постоянной релаксации магнитной вязкости ферромагнитного вещества ротора является τ≈290 мкс.

Известный принцип возрастания энтропии и первое и второе начала термодинамики оперируют с теплоэнергетическими преобразованиями, которые всегда (кроме состояния равновесия) идут с затратой энергии при совершении какой-либо работы, большей той, которая составляет саму проделанную работу, а часть затраченной энергии безвозвратно превращается в тепловую. Поэтому к.п.д. всех известных преобразователей энергии всегда меньше единицы. Однако в микромире действует иной процесс: движение микрочастиц обусловлено тепловой энергией - импульс р движения микрочастиц массой m1 определяется как р2/2m1=(3/2)kT, где k - постоянная Больцмана, Т - температура по шкале Кельвина, а соударения микрочастиц между собой вызывают тепловые процессы - среда нагревается, то есть происходит самовоспроизводящийся обмен энергией, при котором беспредметно говорить о тепловых потерях, поскольку тепловая энергия и является источником движения микрочастиц, а это движение порождает саму тепловую энергию. На поддержание хаотического движения микрочастиц и, следовательно, хаотического распределения магнитных моментов (спинов) в веществе, при котором оно не обнаруживает ощутимых магнитных свойств, затрачивается, по-видимому, больше энергии, чем для тех микрочастиц, которые имеют упорядоченное расположение их магнитных моментов. Поэтому высвободившаяся в результате упорядочения микрочастиц (доменов) часть энергии как раз и составляет энергию магнитного поля. Эта энергия самовосполняемая, определяемая природой процессов превращения энергии на микроуровне.

Однако остается неясным вопрос, каким образом механическая работа, совершаемая действием постоянного магнитного поля на магнитные тела или другие магниты, осуществляется без потери энергии магнитного поля. Ведь факт, что работа магнитных сил не приводит к исчезновению намагниченности постоянных магнитов. Работа совершается действием сил, в частности, магнитных сил. По третьему закону Ньютона действие силы вызывает равное и противоположно направленное силовое противодействие. В случае с силовым действием постоянных магнитов возникает вопрос об их источнике энергии, вопрос о том, какой объект затрачивает энергию, а какой ее получает. Но, возможно, нет ни того, ни другого, оба объекта - магнит и притягиваемое или отталкиваемое им тело - оказывают друг на друга силовое воздействие. А поскольку магнит при этом не теряет своей энергии, то из этого следует вывод, что магнит как бы восполняет «потраченную» на перемещение тела своей силой энергию за счет обратного силового действия со стороны этого тела, хотя природа этого преобразования пока не понятна.

Таким образом, постоянные магниты потенциально являются источниками энергии, своеобразными неистощимыми аккумуляторами, «подзаряд» которых осуществляется непрерывно во времени за счет происходящих процессов превращения энергии на молекулярном уровне. «Запуск» в работу таких «аккумуляторов» как толчок к началу осуществления указанных молекулярных процессов производится от внешних источников однократно на этапе создания постоянных магнитов путем доведения специальных ферромагнитных материалов с высокой коэрцитивной силой до их насыщения в магнитном поле соленоидов с током намагничивания и необходимой технологической тренировки магнитов по известным правилам.

Возможной модификацией заявляемого устройства является использование постоянных магнитов 1 и 4 не с плоскими полюсами, а сферическими - для ротора в форме полого шара или сферически-цилиндрическими - для ротора кольцевого типа, что снижает магнитное сопротивление цепей с такими магнитами.

Излишне говорить, что применение магнитных двигателей рассмотренного типа и аналогичных конструкций, использующих постоянные магниты, вместо электромагнитных двигателей, требующих затраты электрической энергии от постороннего ее источника, представляет большой интерес для энергетики. Физические основы работы таких двигателей представляют самостоятельный интерес для физиков-теоретиков, занимающихся проблемами магнетизма. Они должны со временем открыть этот феномен восполнимости энергии магнитного поля постоянных магнитов, независимо от их силового действия, без учета фактора естественного старения в таких магнитах.

Магнитный двигатель, содержащий постоянные магниты и ротор из ферромагнитного вещества, отличающийся тем, что ротор из ферромагнитного вещества выполнен в виде кольца или полого шара, внутри которого неподвижно закреплен первый постоянный магнит, а снаружи от него неподвижно закреплен второй постоянный магнит подковообразной формы, причем магнитные поля первого и второго постоянных магнитов взаимно ортогональны в области расположения ротора и действуют на него с различными магнитными силами, постоянная времени τ процесса перемагничивания ферромагнитного вещества ротора равна τ≈0,09/ωуст., где ωуст. - расчетная угловая скорость вращения ротора в установившемся режиме.

www.findpatent.ru

Магнитный двигатель

Магнитный двигатель содержит установленные жестко и последовательно по крайней мере в два ряда на двух относительно друг друга подвижных элементах 1 и 2 постоянные магниты 3 и 4. Большие постоянные магниты 3 с вертикальной намагниченностью первого элемента 1 обращены своими одноименными полюсами в сторону постоянных магнитов 4 с горизонтальной намагниченностью второго элемента 2. Разноименные полюса каждого постоянного магнита 4 с горизонтальной намагниченностью второго элемента 2 расположены в один ряд параллельно ряду одноименных полюсов обращенных к ним больших постоянных магнитов 3 с вертикальной намагниченностью первого элемента 1. Связь магнитных полей постоянных магнитов 3 и 4 обоих элементов 1 и 2 выполнена через воздушный зазор с возможностью деформации магнитных полей и поворота на определенный угол нейтральных сечений постоянных магнитов 3 и 4. В двигатель введены малые постоянные магниты 6 с вертикальной намагниченностью. Они установлены на первом элементе 1 между большими постоянными магнитами 3 с равномерным их чередованием, с воздушными зазорами между ними и с возможностью их перемещения в пределах высоты больших постоянных магнитов 3. Это позволяет повысить коэффициент полезного действия магнитного двигателя. 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к базовым элементам машиностроения и может быть использовано в качестве привода машин и механизмов с широким диапазоном мощности, для экологически чистых движетелей, электрогенераторов, транспортеров, совокупности транспортных средств, в качестве исполнительного элемента в устройствах автоматики.

Известен магнитный двигатель, содержащий бескатушечные постоянно намагниченные части для создания момента вращения, экран определенной толщины из материала, сильно уменьшающего действия сил магнитного поля, с выемкой и расположенный с асимметричным смещением относительно магнитных частей таким образом, что при своем движении он находится в основном на большом расстоянии от полюсов этих частей и экранирует их только в области определенного угла поворота, а также привод для вращения экрана [1]. Недостатком известного магнитного двигателя является сложность его конструкции и необходимость в приводе для вращения экрана. Известен магнитный двигатель, содержащий статор с постоянным магнитом и ротор с двумя постоянными магнитами, поверхность которых охвачена одним полюсом постоянного магнита статора, при этом ротор постоянно вращается [2]. Недостатком известного магнитного двигателя является сложность управления им и невозможность получения на выходном валу большого крутящего момента. Известен магнитный двигатель, содержащий установленные жестко и последовательно, как минимум в два ряда, на двух относительно друг друга подвижных немагнитных элементах постоянные магниты и магнитные экраны при этом большие постоянные магниты с вертикальной намагниченностью первого элемента обращены своими одноименными полюсами в сторону постоянных с горизонтальной намагниченностью магнитов второго элемента, разноименные полюса каждого постоянного магнита с горизонтальной намагниченностью упомянутого второго элемента расположены в один ряд параллельно ряду одноименных полюсов обращенных к ним больших постоянных магнитов с вертикальной намагниченностью первого элемента, магнитные экраны расположены м между магнитами обоих элементов параллельно ряду одноименных полюсов магнитов с вертикальной намагниченностью первого элемента, а связь магнитных полей постоянных магнитов обоих элементов выполнена через воздушный зазор с возможностью деформации магнитных полей и поворота на определенный угол нейтральных сечений постоянных магнитов [3]. Недостатком наиболее близкого к изобретению магнитного двигателя является наличие магнитных экранов, что не позволяет получить необходимый большой крутящий момент на выходном валу двигателя с вращением ротора или необходимое большое усилие прямолинейного перемещения подвижного элемента. Задачей изобретения является увеличение мощности магнитного двигателя и получение большого крутящего момента на выходном валу магнитного двигателя с вращением ротора, а также повышение коэффициента полезного действия магнитного двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что в магнитный двигатель, содержащий установленные жестко и последовательно по крайней мере в два ряда на двух относительно друг друга подвижных немагнитных элементах постоянные магниты, при этом большие постоянные магниты с вертикальной намагниченностью первого элемента обращены своими одноименными полюсами в сторону постоянных магнитов с горизонтальной намагниченностью второго элемента, разноименные полюса каждого постоянного магнита с горизонтальной намагниченностью упомянутого второго элемента расположены в один ряд параллельно ряду одноименных полюсов обращенных к ним больших постоянных магнитов с вертикальной намагниченностью первого элемента, а связь магнитных полей постоянных магнитов обоих элементов выполнена через воздушный зазор с возможностью деформации магнитных полей и поворота на определенный угол нейтральных сечений постоянных магнитов, введены малые постоянные магниты с вертикальной намагниченностью, по направлению одинаковой с намагниченностью больших постоянных магнитов, причем они установлены на первом элементе между большими постоянными магнитами с равномерным их чередованием через один, с воздушными зазорами между ними и с возможностью их перемещения в пределах высоты больших постоянных магнитов. Соотношение массы малого постоянного магнита с вертикальной намагниченностью к массе большого постоянного магнита с вертикальной намагниченностью равно 1 : 1,5 - 5,0. Соотношение высоты малого постоянного магнита с вертикальной намагниченностью к массе большого постоянного магнита с вертикальной намагниченностью равно 1 : 2 - 4. Связь магнитных полей постоянных магнитов обоих элементов выполнена через воздушный зазор, величина которого составляет 0,5 - 5,0 мм. Количество больших и малых постоянных магнитов с вертикальной намагниченностью может быть равным между собой. Двигатель может отличаться тем, что в него может быть введен второй дополнительный ряд постоянных магнитов с горизонтальной намагниченностью, который установлен жестко на втором элементе, с противоположной стороны больших постоянных магнитов с вертикальной намагниченностью первого элемента, с воздушным зазором между ними и со смещением по горизонтали относительно постоянных магнитов с горизонтальной намагниченностью первого ряда второго элемента на один шаг. Количество больших или малых постоянных магнитов с вертикальной намагниченностью и количество постоянных магнитов с горизонтальной намагниченностью может быть равным между собой. В двигателе первый и второй элементы могут быть выполнены в виде двух дисков, один из которых жестко соединен с неподвижным корпусом, а другой жестко соединен с выходным валом. В двигателе первый и второй элементы могут быть выполнены в виде нескольких дисков, и двигатель содержит при этом по крайней мере один диск первого элемента, соединенный жестко с неподвижным корпусом, и два диска второго элемента, которые смещены относительно друг друга и их постоянных магнитов с горизонтальной намагниченностью на угол 5 - 90o и жестко соединены с выходным валом. При этом большие и малые постоянные магниты с вертикальной намагниченностью, а также постоянные магниты с горизонтальной намагниченностью могут быть выполнены секторными. Каждый секторный малый постоянный магнит с вертикальной намагниченностью может быть жестко соединен с серединой цилиндрической пружины, ось которой параллельна оси выходного вала, а на дисках второго элемента установлены кулачки, которые имеют возможность контакта с концами цилиндрических пружин. Такое конструктивное выполнение магнитного двигателя согласно изобретения позволяет увеличить его мощность и получить сравнительно с прототипом больший крутящий момент на выходном валу магнитного двигателя с вращением ротора, а также повысить коэффициент полезного действия магнитного двигателя. На фиг. 1 изображена функциональная схема магнитного двигателя; на фиг. 2 и 3 - первый пример конструкции магнитного двигателя, вид сбоку в сечении и сечение А-А; на фиг. 4, 5 и 6 - второй пример конструкции магнитного двигателя, вид сбоку в сечении, сечение А-А, и сечение Б-Б; на фиг.7 и 8 - то же, сечение В-В и Г-Г. Магнитный двигатель содержит установленные жестко и последовательно по крайней мере в два ряда на двух относительно друг друга подвижных немагнитных элементах 1 и 2 постоянные магниты 3 и 4, при этом большие постоянные магниты 3 с вертикальной намагниченностью первого элемента 1 обращены своими одноименными полюсами в сторону постоянных магнитов 4 с горизонтальной намагниченностью второго элемента 2, разноименные полюса каждого постоянного магнита 4 с горизонтальной намагниченностью упомянутого второго элемента 2 расположены в один ряд, параллельно ряду одноименных полюсов обращенных к ним больших постоянных магнитов 3 с вертикальной намагниченностью первого элемента 1, а связь магнитных полей постоянных магнитов 3 и 4 обоих элементов 1 и 2 выполнена через воздушный зазор 5 с возможностью деформации магнитных полей и поворота на определенный угол нейтральных сечений постоянных магнитов 3 и 4. В двигатель введены малые постоянные магниты 6 с вертикальной намагниченностью, по направлению одинаковой с намагниченностью больших постоянных магнитов 3, причем они установлены на первом элементе 1 между большими постоянными магнитами 3 с равномерным их чередованием через один, с воздушными зазорами 7 и 8 между ними и с возможностью их перемещения в пределах высоты больших постоянных магнитов. Соотношение массы малого постоянного магнита 6 с вертикальной намагниченностью к массе большого постоянного магнита 3 с вертикальной намагниченностью равно 1 : 1,5 - 5,0. Соотношение высоты малого постоянного магнита 6 с вертикальной намагниченностью к массе большого постоянного магнита 3 с вертикальной намагниченностью равно 1 : 2 - 4. Связь магнитных полей постоянных магнитов 3, 4 и 6 обоих элементов 1 и 2 выполнена через воздушный зазор 5, величина которого составляет 0,5 - 5,0 мм. В двигатель введен второй ряд 9 постоянных магнитов 10 с горизонтальной намагниченностью, который установлен жестко на втором элементе 2, с противоположной стороны больших постоянных магнитов 3 с вертикальной намагниченностью первого элемента 1, с воздушным зазором 11 между ними со смещением по горизонтали относительно постоянных магнитов 4 с горизонтальной намагниченностью первого ряда второго элемента 2 на один шаг 12. Количество больших и малых постоянных магнитов 3 и 6 с вертикальной намагниченностью второго элемента 2 равно между собой и равно количеству постоянных магнитов 4 и 10 с горизонтальной намагниченностью. В двигателе первый и второй элементы 1 и 2 могут быть выполнены в виде двух дисков (не показаны), один из которых жестко соединен с неподвижным корпусом, а другой жестко соединен с выходным валом. На фиг. 2 - 6 показаны примеры конструкции предлагаемого магнитного двигателя, у которого первый и второй элементы 1 и 2 выполнены в виде нескольких дисков, и двигатель содержит по крайней мере один диск 18 первого элемента 1, соединенный жестко с неподвижным корпусом 14, и два диска 15 и 16 второго элемента 2, которые смещены относительно друг друга и их постоянных магнитов 4 и 10 с горизонтальной намагниченностью на угол 5 - 90o и жестко соединены с выходным валом 17. Большие и малые постоянные магниты 3 и 6 с вертикальной намагниченностью, а также постоянные магниты 4 и 10 с горизонтальной намагниченностью выполнены секторными (на плане в виде секторов). Каждый секторный малый постоянный магнит 6 с вертикальной намагниченностью жестко соединен с серединой 18 цилиндрической пружины 19, ось 20 которой параллельна оси выходного вала 17, а на дисках 15 и 16 второго элемента 2 установлены кулачки 21, которые имеют возможность контакта с концами цилиндрических пружин 19. Магнитный двигатель работает следующим образом. В исходном положении малые постоянные магниты 6 с вертикальной намагниченностью находятся на середине высоты больших постоянных магнитов 3 с вертикальной намагниченностью в заторможенном состоянии. При их освобождении они занимают соответственно крайние положения по высоте под действием магнитных сил отталкивания взаимодействующих магнитных полей и в результате этого поворота на определенный угол нейтральных сечений всех постоянных магнитов 3, 4, 6 и 10 создается крутящий момент на выходном валу 17. При одновременном повороте постоянных магнитов 4 и 10 на один шаг, равный углу смещения 5 - 90o, под действием цилиндрических пружин 19 и кулачков 21 малые постоянные магниты 6 перемещаются и занимают противоположные предыдущим положения. Это повторяется через каждый шаг при вращении выходного вала 17 и дисков 15 и 16. При этом малые постоянные магниты 6 совершают возвратно-поступательные движения в пределах высоты больших постоянных магнитов 3. Для гашения их кинетической энергии при смене направления от сил выталкивания служат цилиндрические пружины 19. Для остановки магнитного двигателя необходимо затормозить малые постоянные магниты 6 на середине высоты больших постоянных магнитов 3, т.е. в неустойчивом нейтральном положении. Это осуществляется специальным устройством, которое на фиг. 1 - 8 не показано. Магнитный двигатель согласно изобретения позволяет увеличить мощность и получить большой крутящий момент на выходном валу по сравнению с прототипом за счет более полного использования потенциальной энергии магнитных полей, а также повысить коэффициент полезного действия магнитного двигателя за счет исключения магнитных экранов.

Формула изобретения

1. Магнитный двигатель, содержащий установленные жестко и последовательно по крайней мере в два ряда на двух относительно друг друга подвижных немагнитных элементах постоянные магниты, при этом большие постоянные магниты с вертикальной намагниченностью первого элемента обращены своими одноименным полюсами в сторону постоянных магнитов с горизонтальной намагниченностью второго элемента, разноименные полюса каждого постоянного магнита с горизонтальной намагниченностью упомянутого второго элемента расположены в один ряд параллельно ряду одноименных полюсов обращенных к ним больших постоянных магнитов с вертикальной намагниченностью первого элемента, а связь магнитных полей постоянных магнитов обоих элементов выполнена через воздушный зазор с возможностью деформации магнитных полей и поворота на определенный угол нейтральных сечений постоянных магнитов, отличающийся тем, что в него введены малые постоянные магниты с вертикальной намагниченностью, по направлению одинаковой с намагниченностью больших постоянных магнитов, причем они установлены на первом элементе между большими постоянными магнитами с равномерным их чередованием через один, с воздушными зазорами между ними и с возможностью их перемещения в пределах высоты больших постоянных магнитов. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что соотношение массы малого постоянного магнита с вертикальной намагниченностью к массе большого постоянного магнита с вертикальной намагниченностью равно 1 : 1,5 - 5,0. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что соотношение высоты малого постоянного магнита с вертикальной намагниченностью к высоте большого постоянного магнита с вертикальной намагниченностью равно 1 : 2 - 5. 4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что связь магнитных полей постоянных магнитов обоих элементов выполнена через воздушный зазор, величина которого составляет 0,5 - 5,0 мм. 5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что количество больших и малых магнитов с вертикальной намагниченностью второго элемента равно между собой. 6. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что в него введены второй ряд постоянных магнитов с горизонтальной намагниченностью, который установлен жестко на втором элементе, с противоположной стороны больших постоянных магнитов с вертикальной намагниченностью первого элемента, с воздушным зазором между ними и со смещением по горизонтали относительно постоянных магнитов с горизонтальной намагниченностью первого ряда второго элемента на один шаг. 7. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что количество больших или малых постоянных магнитов с вертикальной намагниченностью и количество постоянных магнитов с горизонтальной намагниченностью равно между собой. 8. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что первый и второй элементы выполнены в виде двух дисков, один из которых жестко соединен с неподвижным корпусом, а другой жестко соединен с выходным валом. 9. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что первый и второй элементы выполнены в виде нескольких дисков и двигатель содержит по крайней мере один диск первого элемента, соединенный жестко с неподвижным корпусом, и два диска второго элемента, которые смещены относительно друг друга и их постоянных магнитов с горизонтальной намагниченностью на угол 5 - 90o и жестко соединены с выходным валом. 10. Двигатель по п.8 или 9, отличающийся тем, что большие и малые постоянные магниты с вертикальной намагниченностью, а также постоянные магниты с горизонтальной намагниченностью выполнены секторными. 11. Двигатель по п.10, отличающийся тем, что каждый секторный малый постоянный магнит с вертикальной намагниченностью жестко соединен с серединой цилиндрической пружины, ось которой параллельна оси выходного вала, а на дисках второго элемента установлены кулачки, которые имеют возможность контакта с концами цилиндрических пружин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8

www.findpatent.ru

Магнитные двигатели на постоянных магнитах (схема, видео)

Согласно закону сохранения энергии, любой современный эл. привод не может иметь КПД выше 100%, потому как часть энергии нужно потратить на собственные нужды. Решить этот вечный вопрос призван двигатель на постоянных магнитах (униполярный, линейный, роторный, гравитационный и т. п), в котором механическое перемещение компонентов происходит за счет их взаимодействия на уровне магнитных свойств.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Принцип действия вечного магнитного движителя
Магнитный униполярный двигатель Тесла
Двигатель Минато
Двигатель Лазарева
Магнитный мотор Говарда Джонсона
Генератор Перендева
Синхронный двигатель на постоянных магнитах

Принцип действия вечного магнитного движителя

Большинство современных эл. двигателей используют принцип трансформации эл. тока в механическое вращение ротора, а вместе с ним и приводного вала. Это значит, что любой расчет покажет КПД меньше 100%, а сам агрегат является зависимым, а не автономным. Та же ситуация наблюдается в случае генерирующего устройства. Здесь уже момент вращения вала, которое происходит за счет тепловой, ядерной, кинетической или потенциальной энергии движения среды, приводит к выработке электрического тока на коллекторных пластинах.

Устройство магнитного двигателя Двигатель на постоянных магнитах использует совершенно иной подход к работе, который нивелирует или сводит к минимуму необходимость в сторонних источниках энергии. Описать принцип работы такого двигателя можно на примере «беличьего колеса». Для изготовления демонстративной модели не требуются особые чертежи или расчет надежности. Необходимо взять один постоянный магнит тарельчатого (дискового) типа, полюса которого располагаются на верхней и нижней плоскостях пластин. Он будет служить основой конструкции, к которой нужно добавить два кольцевых барьера (внутренний, внешний) из немагнитных, экранирующих материалов. В промежуток (дорожку) между ними помещается стальной шарик, который будет играть роль ротора. В силу свойств магнитного поля, он сразу же прилипнет к диску разноименным полюсом, положение которого не будет меняться при движении.

Статор представляет собой условно пластину из экранируемого материала, на которую по кольцевой траектории крепят постоянные магниты, например, неодимовые. Их полюса расположены перпендикулярно по отношению к полюсам дискового магнита и ротора. В результате, когда статор приближается к ротору на определенное расстояние, возникает поочередное притяжение, отталкивание в магнитном поле, которое формирует момент затем перерастает во вращение шарика по кольцевой траектории (дорожке). Пуск и остановка происходят за счет приближения или отдаления статора с магнитами. Этот вечный двигатель на постоянных магнитах будет работать до тех пор, пока они не размагнитятся. Расчет ведется относительно размера коридора, диаметров шарика, пластины статора, а также цепи управления на реле или катушках индуктивности.

На подобном принципе действия было разработано немало моделей действующих образцов, например, синхронных двигателей, генераторов. Наиболее известными среди них являются двигатели на магнитной тяге Тесла, Минато, Перендев, Говарда Джонсона, Лазарева, а также линейные, униполярные, роторные, цилиндровые и т. д.

Рассмотрим каждый из примеров подробнее.

Магнитный униполярный двигатель Тесла

Выдающийся ученый, ставший в свое время пионером в области снабжения эл. током, асинхронных электродвигателей на переменном токе, не обделил своим вниманием и расчетом вопрос вечного источника энергии. В научной среде это изобретение именуется иначе, как униполярный генератор Тесла.

Первоначально расчет данного типа устройства вел Фарадей, но его прототип при сходном принципе действия не обладал должной эффективностью, стабильностью работы, то есть не достиг цели. Термин «униполярный» означает, что в схеме агрегата кольцевой, дисковый (пластина) или цилиндровый проводник расположен в цепи между полюсами постоянного магнита.

Магнитный двигатель Тесла и его схема

На схеме, которая была представлена в оригинальном патенте, есть конструкция с двумя валами, на которых размещаются две пары магнитов: В, В’ создают условно положительное поле, а С, С’ – отрицательное. Между ними располагаются униполярные диски с отбортовкой, используемые в качестве генерирующих проводников. Оба униполярных диска связаны между собой тонкой металлической лентой, которая может быть в принципе использована, как проводник (в оригинале) или для вращения диска.

Двигатель Минато

Еще одним ярким примером использования энергии магнетизма для самовозбуждения и автономной работы является сегодня уже серийный образец, разработанный более тридцати лет назад японцем Кохеи Минато. Его отличают бесшумность и высокая эффективность. По собственным заявлениям Минато, самовращающийся магнитный двигатель подобной конструкции имеет КПД выше 300%.

Наши читатели рекомендуют! Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют "Экономитель энергии Electricity Saving Box". Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

загрузка...

Двигатель Минато

Ротор имеет форму диска или колеса, на котором под определенным углом располагаются магниты. Когда к ним подводится статор с большим магнитом, возникает момент и колесо Минато начинает вращаться, используя попеременное сближение и отталкивание полюсов. Чем ближе статор к ротору, тем выше момент и скорость вращения. Питание осуществляется через цепь реле прерывателя.

Для предотвращения импульсов и биения при вращении колеса Минато, используют реле стабилизаторы и сводят к минимуму потребление тока управляющего эл. магнита. Недостатком можно считать отсутствие данных по нагрузочным характеристикам, тяге, используемых реле цепи управления, а также необходимость периодического намагничивания, о которой, кстати, тоже от Минато информации нет.

Может быть собран, как и остальные прототипы, экспериментально, из подручных средств, например, деталей конструктора, реле, эл. магнитов и т. п.

Двигатель Лазарева

Устройство двигателя Лазарева

Отечественный разработчик Николай Лазарев создал работающий и довольно простой вариант агрегата, использующего магнитную тягу. Его двигатель или роторный кольцар, состоит из емкости, разделенной пористой перегородкой потока на верхнюю и нижнюю части. Они сообщаются между собой за счет трубки, по которой из нижней камеры в верхнюю идет поток воды/жидкости. В свою очередь поры обеспечивают гравитационное перетекание вниз. Если под потоком жидкости поместить колесико, на лопастях которого будут закреплены магниты, то получиться добиться цели потока – вращения и создания постоянного магнитного поля. Схема роторного двигателя Николая Лазарева используется для расчета и сборки простейших самовращающихся устройств.

Магнитный мотор Говарда Джонсона

В своей работе и следующем за ней патенте на изобретение, Говард Джонсон использовал энергию, генерируемую потоком непарных электронов, присутствующих в магнитах для организации цепи питания мотора. Статор Джонсона представляет собой совокупность множества магнитов, дорожка расположения и движения которых будет зависеть от конструктивной компоновки агрегата Говарда Джонсона (линейной или роторной). Они закрепляются на специальной пластине с высокой степенью магнитной проницаемости. Одноименные полюса статорных магнитов направляются в сторону ротора. Это обеспечивает поочередное притяжение и отталкивание полюсов, а вместе с ними, момент и физическое смещение элементов статора и ротора относительно друг друга.

Организованный Говардом Джонсоном расчет воздушного зазора между ними позволяет корректировать магнитную концентрацию и силу взаимодействия в большую или меньшую сторону.

Генератор Перендева

Еще одним неоднозначным примером действия магнитных сил является самовращающийся магнитный двигатель Перендев. Его создатель Майк Брэди, до того, как в его отношении начали уголовное производство, даже успел обзавестись патентом, создать одноименную фирму (Перендев) и поставить дело на поток. Если анализировать представленную в патенте схему и принцип, или чертежи самодельных эл. двигателей, то ротор и статор имеют форму диска и внешнего кольца. На них по кольцевой траектории размещают отдельные магниты, соблюдая определенный угол относительно центральной оси. За счет взаимодействия поля отдельных магнитов статора и ротора Перендев, возникает момент и происходит их взаимное перемещение (вращение). Расчет цепи магнитов сводится к определению угла расхождения.

Синхронный двигатель на постоянных магнитах

Устройство синхронного двигателя на магнитах

Одним из основных видов электродвигателей является синхронный, частота вращения магнитных полей статора и ротора которого равны. У обычного электромагнитного мотора обе эти части состоят из обмоток на пластинах. Но если конструкцию якоря поменять и вместо катушки поставить постоянные магниты, то можно получить интересную, эффективную, действующую модель синхронного двигателя. Статор имеет привычную компоновку магнитопровода из пластин и обмоток, в которых способно генерироваться вращающееся магнитное поле от электрического тока. Ротор создает постоянное поле, которое взаимодействует с предыдущим, и создает крутящий момент.

Также следует отметить, что в зависимости от схемы, относительное расположение статора и якоря могут меняться, например, последний будет выполнен в форме внешней оболочки. Для пуска мотора от тока из сети используется цепь из магнитного пускателя (реле, контактора) и теплового защитного реле.

electricvdele.ru