ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2117379
МАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Имя заявителя: Пешков Анатолий Владимирович; Пешков Олег Анатольевич; Пешков Игорь Анатольевич
Имя изобретателя: Пешков Анатолий Владимирович; Пешков Олег Анатольевич; Пешков Игорь Анатольевич
Имя патентообладателя: Пешков Анатолий Владимирович; Пешков Олег Анатольевич; Пешков Игорь Анатольевич
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 1996.08.27
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.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
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
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Двигатель по п.1, отличающийся тем, что
количество больших и малых магнитов с
вертикальной намагниченностью второго
элемента равно между собой.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
Версия для печати
Дата публикации 04.11.2006гг

вверх
|