Магнитный двигатель

На фиг. 2 схематическое изображение 3-х воронкообразных магнитов, путь одного цилиндрического
магнита и расположение полюсов магнитов

Когда цилиндрический магнит (фиг. 1) приблизим торцевой частью где находится северный полюс к узкому отверстию воронкообразного магнита, где так же находится северный полюс, то на расстоянии 3 см между магнитами начинается взаимное слабое отталкивание на расстоянии около 2 см. Если преодолеть это слабое сопротивление, то цилиндрический магнит резко и сильно втягивается в полость воронкообразного магнита и с большой скоростью выходит из широкого отверстия. А при случае, когда цилиндрический магнит приближаем к широкой части воронкообразного магнита, он втягивается в полость и останавливается в середине воронкообразного магнита. И это доказывает, что описываемый эффект связан с особой конфигурацией взаимодействующих магнитных полей.

Для убедительности опыта установим 3 воронкообразных магнита так, что узкая часть последующего магнита почти до упора входила в широкую часть предыдущего воронкообразного магнита (фиг. 2). Если цилиндрический магнит приблизить торцевой частью, где расположен северный полюс N к узкой части первого воронкообразного магнита , где расположен северный полюс N , то в начале на расстоянии около 3 см будет слабое сопротивление.

Если это сопротивление преодолеть, то цилиндрический магнит резко и с большой скоростью втягивается в полости 1-го. 2-го и 3-го воронкообразных магнитов, выбрасывается из широкой части 3-го воронкообразного магнита и продолжает свое движение за пределы магнитов.

Этот опыт показывает что втягивающая сила магнитного потока воронкообразного магнита от узкого его торца к широкому торцу сильнее, чем от широкого торца к узкому. Если бы эти силы были бы равными в центральной осевой линии воронкообразного магнита, то подвижный цилиндрический магнит не смог бы преодолеть сопротивление 2-го и 3-го воронкообразных магнитов и застрял бы в полости 2-го магнита.

При проведении такого же опыта, когда цилиндрический магнит наоборот, приблизить южным полюсом к широкому торцу воронкообразного магнита, где так же располжен южный полюс, цилиндрический магнит затягивается в полость 3-го магнита и застревает в середине 2-го воронкообразного магнита.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к энергомашиностроению и электротехнике, а именно к устройствам использующих энергию постоянных магнитов. Оно может быть использовано в качестве привода с широким диапазоном мощности для экологически чистых движителей, электрогенераторов.

Поставленная задача достигается тем, что в магнитном двигателе, включающем по меньшей мере один подвижный и один неподвижный магнитные элементы, взаимодействующие их магнитными полями преимущественно вдоль их поверхностей с ускорением в направлении движения подвижного элемента на участке траектории, по меньшей мере один из магнитных элементов в области полюса, препятствующего ускорению движения подвижного элемента имеет участок ослабления заимодействия магнитного поля вблизи траектории движения.

При этом, ослабление взаимодействия магнитного поля на заданном участке создается за счет конструктивного пространственного отдаления по меньшей мере одной из поверхностей взаимодействующих магнитных элементов вдоль направления движения подвижного магнитного элемента в напралении к полюсу, препятствующему ускорению движения.
Поверхность по меньшей мере одного из взаимодействующих магнитных элементов имеет участок отдаления его поверхности от поверхности другого элемента в направлении движения преимущественно к участку полюса, создающего сопротивление движению подвижного магнитного элемента.

В другом варианте выполнения изобретения магнитный двигатель, содержит по меньшей мере один подвижный и один неподвижный коаксиальные магнитные элементы, взаимодействующие их магнитными полями преимущественно вдоль их поверхностей с ускорением в направлении движения подвижного элемента на участке траектории.

Такой магнитный двигатель согласно изобретению отличается тем, что взаимодействующие магнитные элементы выполнены коаксиальными, причем по меньшей мере один из магнитных элементов в области полюса, препятствующего ускорению движения подвижного элемента имеет участок ослабления взаимодействия магнитного поля вблизи траектории движения. 
Ослабления взаимодействия магнитного поля в таком варианте достигается тем, что поверхность по меньшей мере одного из взаимодействующих магнитных элементов имеет участок отдаления его поверхности от поверхности другого элемента в направлении движения преимущественно к участку полюса, создающего сопротивление движению подвижного магнитного элемента.

При этом поверхность внешнего из взаимодействующих коаксиальных магнитных элементов имеет участок осесимметричного расширения его поверхности от входной поверхности в направлении движения преимущественно к участку полюса, создающего сопротивление движению подвижного магнитного элемента.

В дополнение к предыдущему, поверхность внутреннего из взаимодействующих коаксиальных магнитных элементов может иметь участок осесимметричного сужения его поверхности от передней поверхности в направлении противоположном направлению движения преимущественно к участку полюса, создающего сопротивление движению подвижного магнитного элемента.

В еще одном варианте осуществления изобретения магнитный двигатель, содержит по меньшей мере один подвижный и несколько неподвижных коаксиальных магнитных элементов, взаимодействующих их магнитными полями с подвижним элементом преимущественно вдоль их поверхностей с ускорением в направлении движения подвижного элемента на участке траектории. Магнитный двигатель характеризуется тем, что взаимодействующие магнитные элементы выполнены коаксиальными, причем по меньшей мере один из магнитных элементов в области полюса, препятствующего ускорению движения подвижного элемента имеет участок ослабления взаимодействия магнитного поля вблизи траектории движения, причем неподвижные элементы установлены соосно с траекторией движения подвижного элемента.

При этом поверхности внешних из взаимодействующих коаксиальных магнитных элементов имеют участки осесимметричного расширения его поверхности от входной поверхности в направлении движения преимущественно к концу полюса, создающего сопротивление движению подвижного магнитного элемента.

В соответствии с еще одним усовершенствованием магнитный двигатель, включает ряд подвижных и несколько неподвижных магнитных элементов, взаимодействующих их магнитными полями с подвижним элементом преимущественно вдоль их поверхностей с ускорением в направлении движения подвижного элемента на участке траектории. Двигатель отличается тем, что взаимодействующие магнитные элементы выполнены коаксиальными, причем по меньшей мере один из магнитных элементов в области полюса, препятствующего ускорению движения подвижного элемента имеет участок ослабления взаимодействия магнитного поля вблизи траектории движения, причем неподвижные элементы установлены соосно с траекторией движения подвижного элемента, а подвижные элементы связаны между собой по оси их движения. 
В этом случае поверхность внешнего из взаимодействующих коаксиальных магнитных элементов может иметь участок осесимметричного расширения его поверхности от входной поверхности в направлении движения преимущественно к участку полюса, создающего сопротивление движению подвижного магнитного элемента.

Согласно еще одному усовершенствованию, магнитный двигатель, включает ряд подвижных и несколько неподвижных магнитных элементов, взаимодействующих их магнитными полями с подвижним элементом преимущественно вдоль их поверхностей с ускорением в направлении движения подвижного элемента на участке траектории, и характеризуется тем, что взаимодействующие магнитные элементы выполнены коаксиальными, и каждый из неподвижных магнитных элементов в области полюса, препятствующего ускорению движения подвижного элемента имеет участок ослабления взаимодействия магнитного поля вблизи траектории движения, причем неподвижные элементы установлены по окружности, а подвижные элементы связаны между собой по траекторией их движения по окружности, совпадающей с окружностью установки неподвижных элементов.

В этом варианте внутренние поверхности неподвижных коаксиальных магнитных элементов имеют участки коаксиального расширения их поверхностей от их входных поверхностей в направлении движения преимущественно к участкам полюсов, создающих сопротивление движению подвижных магнитных элементов.

Дальнейшее усовершенствование заключается в том, что подвижные магнитные элементы установлены по окружности и связаны с осю вращения, совпадающей с осью окружности установки неподвижных элементов, причем обе окружности совпадают, а неподвижные элементы имеют продольные щели во внутреннем радиальном направлении, причем ширина щелей достаточна для прохождения элементов осевой связи подвижных элементов.

При этом элемент осевой связи подвижных элементов может быть выполнен в виде диска.

Альтернативно элементы осевой связи подвижных элементов выполнены в виде спиц.

Для дальнейшего усовершенствования на участках коаксиального расширения могут быть установлены коаксиальные электрические обмотки с намоткой, непересекающей щели неподвижных элементов.

В варианте конкретной реализации магнитный двигатель содержит подвижный элемент, например, в виде поверхности, имеющей возможность вращаться по окружности, на которой закреплено n-магнитных элементов, которые установлены с возможностью взаимодействия с m - магнитными элементами, установленными неподвижно. Каждый из магнитных элементов, входящих в группу m или п, выполнен в виде постоянного магнита. Одна из групп магнитных элементов ( m или п ) состоит из магнитных элементов, каждый из которых выполнен со сквозным каналом, соединяющим торцы этого магнитного элемента и плоской щелью, соединяющей внешнюю поверхность магнитного элемента со сквозным каналом по всей длине. Диаметры отверстий сквозного канала, толщина стенок этого магнитного элемента выбраны такими, чтобы влияние объемной плотности магнитного заряда в области выходного отверстия сквозного канала на магнитный элемент, перемещающийся по сквозному каналу, было бы меньше влияния объемной плотности магнитного заряда в области входного отверстия сквозного канала. Другая группа магнитных элементов включает магнитные элементы, каждый из которых установлен таким образом, что он имеет возможность проходить через сквозной канал магнитного элемента из первой группы. Внутри сквозного канала размещена, по крайней мере одна, электрическая обмотка, витки которой уложены таким образом, чтобы не перекрывать плоскую щель, соединяющую по всей длине сквозной канал с внешней поверхностью магнитного элемента.

Принцип работы предлагаемого двигателя покажем на коаксиальных магнитах. В одном варианте подвижный магнитный элемент может проходить через канал неподвижного магнитного элемента. При этом магнитные элементы представляют собой постоянные магниты. При прохождении подвижного магнитного элемента через сквозной канал неподвижного магнитного элемента их магнитные поля взаимодействуют. Поскольку полярность полюсов магнитных элементов в момент приближения подвижного магнитного элемента к неподвижному магнитному элементу противоположна, подвижный магнитный элемент втягивается в полость неподвижного магнитного элемента через входное отверстие. Подвижный магнитный элемент, которому придано ускорение за счет взаимодействия магнитных полей на входе в канал, продолжает движение по каналу по инерции и приближается к выходному отверстию канала. Полярность этой части магнитного элемента совпадает с полярностью приближающейся части магнитного элемента. Однако, резкого торможения магнитного элемента не происходит. Конструктивно это обеспечено выполнением условия, при котором влияние объемной плотности магнитного заряда полюса на выходном отверстии, на подвижный магнитный элемент было значительно меньше, по сравнению с влиянием объемной плотности магнитного заряда полюса на входном отверстием. Это обеспечивается за счет большего диаметра выходного отверстия, по сравнению с диаметром входного отверстия. Подвижный магнитный элемент выходит из выходного отверстия канала магнитного элемента. Одновременно при перемещении подвижного магнитного элемента через сквозной канал неподвижного магнитного элемента при размещении по траектории движения электрической обмотки, а ней может наводиться электродвижущая сила. При этом энергия может быть использована для других целей. Далее, вдоль таектории движения подвижного магнитного элемента может быть расположена серия аналогичных неподвижных магнитных элементов. Неподвижные магнитные могут быть расположены по кольцу, так, что оси их внутренних каналов образуют замкнутую линию. Описанный процесс может непрерывно повторяеться не только для одного подвижного магнитного элемента, но и для нескольких подвижных магнитных элементов закрепленных на кольце или ином роторе. При подаче напряжения от независимого источника на установленные в промежутках между неподвижными элементами обмотки можно замедлять, ускорять или остановить предлагаемый двигатель.

Магнитные элементы могут быть выполнены, как в виде постоянных магнитов, так и в виде электромагнитов или их комбинаций вдоль траектории движения.

Полярность магнитов и их взаимная геометрическая ориентация определяются из условия наибольшей эффективности. Для установления инерционного баланса подвижные магниты могут содержать дополнительные грузы или массы. Внутренние подвижные магниты могут быть выполены трубчатыми с радиальной поляризацией.

Варианты наиболее эффективного конструктивного выполнения приводятся ниже.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется прилагаемыми графическими материалами:

Фиг. 1 изображен общий вид корпуса магнитного двигателя

Фиг. 2 - показано пространственное размещение предлагаемого магнитного двигателя (верхняя часть корпуса приподнята)	Фиг. 3 - вид сверху, верхняя часть корпуса магнитного Двигателя снята
Фиг. 4 - разрез по А - А предлагаемого магнитногр двигателя, помещенного в корпус	Фиг. 5 -вид сверху, верхняя часть корпуса снята, показано взаимное размещение подвижных и неподвижных магнитных элементов (контурное изображение)
Фиг. 6 и фиг. 7 - внешний вид неподвижного магнитного элемента с плоской щелью и электрической катушкой, размещенной внутри сквозного канала неподвижного магнитного элемента
Фиг. 8 - внешний вид неподвижного магнитного элемента без электрической обмотки	Фиг. 9 - внешний вид электрической обмотки, витки которой уложены таким образом, чтобы не перекрывать плоскую щель, соединяющую сквозной канал с внешней поверхностью неподвижного элемента
Фиг. 10 - неподвижный магнитный элемент с электрической катушкой, извлеченной из корпуса неподвижного магнитного элемента
Фиг. 11 -держатель подвижного магнитного элемента Фиг. 12 - подвижный трубчатый магнитный элемент с радиальной поляризацией Фиг. 13 - подвижный магнитный элемент, установленный на держателе

Предлагаемый магнитный двигатель описанный ниже, относится к одному из примеров предпочтительного осуществления изобретения. Он помещен в корпус, выполненный из двух частей - верхней 1 и нижней 2. Корпус снабжен отверстиями, через которые проходит вал 3 ( Фиг.1). Внутри полого корпуса размещен ротор 4, насаженный на вал 3. К ротору 4 жестко закреплены держатели 5 с магнитными элементами 6, которые представляют собой постоянные магниты. Каждый магнитный элемент 6 представляет собой слегка изогнутый стержень, форма которого лучше всего описывается как часть тела, имеющего тороидальную поверхность (Фиг.2). Магнитные элементы 6 расположены в держателях 5 таким образом, чтобы полярность их при перемещении ротора по окружности, в направлении движения, была одинаковой ( Фиг.З). Количество магнитных элементов 6 может быть увеличено. Ротор 4 установлен с возможностью вращения вместе с валом 3, установленным в подшипниках 7 и 8 ( Фиг.2). В вертикальной плоскости перемещения подвижных магнитных элементов 6, соосно с ними, размещены неподвижно магнитные элементы 9. Каждый магнитный элемент 9 выполнен в виде двух кольцеобразных частей 10 и 11. Эти две кольцеобразных части 10 и 11 представляют собой части тела тороидальной формы. Они имеют разные диаметры и сопряжены с элементом 12, который представляет собой часть усеченного конуса ( Фиг. 6 и Фиг. 8). Неподвижный магнитный элемент 9 имеет внутри канал 13 с входным и выходным отверстиями 14 и 15 ( Фиг.10), причем диаметр выходного отверстия 15 больше диаметра входного отверстия 14. Диаметры этих отверстий, толщина стенок каждого неподвижного магнитного элемента выбираются таким образом, чтобы объемная плотность магнитного заряда полюса, на котором находится выходное отверстие 15, на подвижный магнитный элемент 6. перемещающийся в канале 13, было значительно меньше, чем влияние объемной плотностью магнитного заряда полюса с входным отверстием 14. Установлены магнитные элементы 9 таким образом, чтобы их полярность по отношению к полярности магнитных элементов 6, была противоположного знака (Фиг.З).

Как показано на фиг. 2, магнитные элементы 6, закрепленные в держателях 5 на вращающемся роторе 4, могут проходить через канал 13 каждого неподвижного магнитного элемента 9. Поскольку магнитные элементы 6 закреплены в держателях 5, то для обеспечения возможности прохождения каждого магнитного элемента 6 через канал каждого магнитного элемента 9, на каждом магнитном элементе 9 выполнена плоская щель 16 (Фиг.6, 7, 8). В канале 13 магнитного элемента 9 коаксиально расположена, по крайней мере, одна электрическая обмотка 17 ( Фиг.7, 9, 10). Выводы электрических обмоток 17 всех неподвижных магнитных элементов 9 выведены на общий разъем 18 ( Фиг.1, 4). Каждая электрическая обмотка 17, выполнена таким образом, чтобы ее витки не перекрывали плоскую щель 16, соединяющую сквозной канал 13 с внешней поверхностью магнитного элемента 9 ( Фиг.9, 10). Этим обеспечивается прохождение держателя 5 и магнитного элемента 6 через канал магнитного элемента 9 . Как видно из фиг. 3, неподвижные магнитные элементы 9 и подвижные магнитные элементы 6, чередуясь, расположены друг за другом в одной плоскости перемещения. Верхняя часть корпуса 1 и нижняя часть корпуса 2 соединяются посредством крепежных элементов, проходящих через отверстия 19 (Фиг.2, 3, 4, 5) в верхней и нижней частях корпуса.

Предлагаемый двигатель работает следующим образом. Как показано на фиг. 4 магнитные элементы 6, закрепленные в держателях 5 на вращающемся роторе 4, могут проходить через канал 13 каждого неподвижного магнитного элемента 9. Магнитные элементы 6 и 9 представляют собой постоянные магниты. При прохождении магнитного элемента 6 через сквозной канал 13 магнитного элемента 9, их магнитные поля взаимодействуют. Поскольку полярность полюсов магнитных элементов 6 и 9 в момент приближения подвижного магнитного элемента 6 к неподвижному магнитному элементу 9 противоположна, подвижный магнитный элемент 6 втягивается в полость неподвижного магнитного элемента 9 через входное отверстие 14. Подвижный магнитный элемент 6, которому придано ускорение за счет взаимодействия магнитных полей на входе в канал, продолжает движение по каналу 13 по инерции и приближается к выходному отверстию канала 15. Полярность этой части магнитного элемента 9 совпадает с полярностью приближающейся части магнитного элемента 6. Однако резкого торможения магнитного элемента 6 не происходит. Конструктивно обеспечено выполнение условия, при котором влияние объемной плотности магнитного заряда полюса на выходном отверстии 15, на подвижный магнитный элемент 6 было значительно меньше, по сравнению с влиянием объемной плотности магнитного заряда полюса на входном отверстием 14. Это обеспечивается за счет большего диаметра выходного отверстия 15, по сравнению с диаметром входного отверстия. Магнитный элемент 6 выходит из выходного отверстия 15 канала магнитного элемента 9.

При этом, направление движения может быть и противоположным. Принцип работы не меняется от порядка чередования притяжения и отталкивания, а эффективность определяется в основном относительной геометрией магнитных элементов. Одновременно при перемещении магнитного элемента 6 через сквозной канал 13 магнитного элемента 9 в электрической обмотке 17 наводится электродвижущая сила. При этом энергия может быть использована для других целей.

Последующее перемещение ротора 4 вместе с магнитным элементом 6 обеспечивает приближение магнитного элемента 6 к следующему неподвижному магнитному элементу 9. Описанный процесс непрерывно повторяется не только для описанного подвижного магнитного элемента 6, но и для каждого магнитного элемента 6, из числа закрепленных, таким же образом, на роторе 4. При подаче напряжения от независимого источника в обмотки 17 можно остановить или разогнать предлагаемый двигатель.

Корпус магнитного двигателя может быть выполнен в герметизированном варианте, когда вал ротора не выходит из корпуса двигателя, а из внутренней полости корпуса откачан воздух для уменьшения сопротивления вращающимся массам.

Подвижный магнитный элемент может быть выполнен не в виде однородного стержня, имеющего на своих торцах полюса, а также, например, в виде расширенной пустотелой передней части, представляющей один из полюсов магнита, соединенной с узким стержнем, являющимся другим полюсом магнита. При радиальной поляризации трубчатого магнита также возникает чередующаяся сила притяжения – отталкивания, причем фаза отталкивания ослабляется за счет геометрического расширения противодействующего полюса, а движение продолжается за счет инерции или дополнительного электромагнитного возбуждения.

Следует иметь виду, что для специалиста в данной области техники становятся очевидными возможные изменения и модификации предлагаемого изобретения.

Так, возможно исполнение предлагаемого двигателя с одним подвижным магнитным элементом и n-неподвижных магнитных элементов. Возможно использование m-подвижных магнитных элементов с одним неподвижным магнитным элементом и т.п.
Еще одним направлением использования предлагаемого изобретения является возможность использования его в виде многосекционных конструкций, каждая секция которых включает свой ротор с закрепленными магнитными элементами, взаимодействующими с неподвижными магнитными элементами.

Автор: Ertay Shintekov

Разместил статью: admin
Дата публикации:  26-06-2011, 18:27

html-cсылка на публикацию		⇩ Разместил статью ⇩ Фомин Дмитрий Владимирович  Его публикации  Нужна регистрация Отправить сообщение
BB-cсылка на публикацию
Прямая ссылка на публикацию

Огромное Спасибо за Ваш вклад в развитие отечественной науки и техники!