радиационно-магнитный двигатель. Магнитный двигатель патент


радиационно-магнитный двигатель - патент РФ 2516278

Изобретение относится к физике, к прямому преобразованию энергии излучения радиоактивных изотопов и отходов ядерных реакторов в механическую энергию вращения и может быть использовано в качестве силового привода различных механизмов. Технический результат состоит в повышении эффективности охлаждения и упрощении эксплуатации путем и исключения необходимости в динамической балансировке и осуществления теплопередачи и нагрузки за пределами действия радиации. Радиационно-магнитный двигатель содержит радиационно-защитный статор с постоянным магнитом, средства отвода тепла охлаждающей жидкостью. Система изменения магнитных свойств ротора выполнена в виде двух полуцилиндров на общей оси, один из которых прозрачен для радиоактивного излучения от источника, расположенного в центре полуцилиндров, а другой является его экраном. Ферромагнитный ротор из радиационно-чувствительного материала выполнен в виде неподвижного трубчатого змеевика, плотно сопряженного с внутренней поверхностью статора и заполненного охлаждающей магнитной жидкостью в виде суспензии радиационно-чувствительных частиц редкоземельных ферромагнетиков и радиационно-стойкого жидкого теплоносителя, который непосредственно сообщается с закрытым гидроприводом, включающим гидроаккумулятор, радиатор охлаждения и лопастную турбину либо объемный гидродвигатель, кинематически связанные с полезной механической нагрузкой. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2516278

Изобретение относится к области прямого преобразования энергии ядерного излучения радиоактивных изотопов и отходов атомных реакторов в механическую энергию вращения жидкости или твердотельного вала полезной нагрузки и может быть использовано в качестве силового привода различных механизмов, электрогенераторов и транспортных средств.

Известен магнито-тепловой двигатель, содержащий корпус с зонами нагрева и охлаждения и наклонным поддоном для охлаждающей жидкости, установленный в корпусе на подшипниках ротор в виде полого цилиндра из термомагнитного материала с закрепленными на его наружной поверхности лопастями в виде открытых сзади карманов, а также закрепленный на корпусе входной патрубок для подачи на лопасти по ходу их движения теплоносителя и выходной патрубок, постоянный магнит, размещенный на границе зон нагрева и охлаждения от источника охлаждающей жидкости (авторское свидетельство СССР № 1295027, F03G 7/00).

Существенным недостатком таких двигателей является их низкое быстродействие, скорость вращения и мощность, обусловленные большой инерционностью процессов теплообмена при использовании обычных видов топлива и источников энергии.

Известен также радиационно-магнитный двигатель Шпади, содержащий статор с постоянным магнитом, ферромагнитный ротор, средства отвода тепла и систему изменения магнитных свойств ротора, который выполнен стаканообразным из радиационно-чувствительного ферромагнитного материала. При этом система изменения магнитных свойств ротора выполнена в виде двух полуцилиндров, размещенных на общей полуоси соосно ротору, один из которых прозрачен для потока элементарных частиц источника радиоактивного излучения, расположенного в центре полуцилиндров, другой является радиационным экраном для этого излучения, а вся система изменения магнитных свойств снабжена устройством для ее поворота вокруг собственной полуоси. (авторское свидетельство СССР № 584089, F03G 7/00)

Недостатком этого двигателя является технологическая сложность эффективного охлаждения быстровращающегося твердотельного ротора и его динамическая балансировка и равномерная нагрузка в условиях радиации.

Техническая задача заявляемого изобретения состоит в том, чтобы усовершенствовать условия эксплуатации путем исключения необходимости динамической балансировки и осуществления теплопередачи и нагрузки за пределами действия радиации и повысить эффективность охлаждения двигателя.

Заявляется:

Радиационно-магнитный двигатель, содержащий радиационно-защитный статор с постоянным магнитом, размещенный внутри него ферромагнитный ротор, выполненный с использованием радиационно-чувствительного материала, средства отвода тепла охлаждающей жидкостью и систему изменения магнитных свойств ротора, выполненную в виде двух соединенных и размещенных на общей оси полуцилиндров, один из которых прозрачен для потока элементарных частиц источника радиоактивного излучения, расположенного в центре полуцилиндров, а другой является его экраном, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде неподвижного трубчатого змеевика, размещенного с коаксиальным зазором вокруг полуцилиндров и возможностью плотного сопряжения витков змеевика с внутренней поверхностью статора, и заполненного охлаждающей магнитной жидкостью в виде суспензии радиационно-чувствительных частиц редкоземельных ферромагнетиков и радиационно-стойкого жидкого теплоносителя, который непосредственно сообщается с закрытым гидроприводом, включающим гидроаккумулятор, радиатор охлаждения и лопастную турбину либо объемный гидродвигатель, кинематически связанные с полезной механической нагрузкой.

Кроме того, система изменения магнитных свойств суспензии, включающей редкоземельные ферромагнетики, снабжена самотормозящимся червячным редуктором со штурвалом управления его мощностью.

На фигуре 1 изображена функциональная схема предлагаемого двигателя.

Двигатель имеет неподвижный, радиационно-защитный статор 1 с тангенциальными пазами 2 и размещенным внутри него постоянным радиационно-стойким магнитом 3, в магнитном поле которого размещен соосно статору ферромагнитный ротор, выполненный в виде многовиткового трубчатого змеевика 4. Змеевик 4 заполнен охлаждающей магнитной жидкостью 5 в виде суспензии радиационно-чувствительных наночастиц из редкоземельного ферромагнетика (например, гадолиния) и радиационно-стойкого жидкого теплоносителя, например, кремнийорганической жидкости.

Змеевик 4 непосредственно сообщается с закрытым гидроприводом, включающим гидроаккумулятор 6, радиатор охлаждения 7, а также лопастную турбину 8 либо объемный гидродвигатель (на фигуре показана только лопастная турбина), кинематически связанные с полезной механической нагрузкой 9, в частности, электрогенератором.

Внутри змеевика 4 расположена с небольшим зазором система изменения магнитных свойств ротора (суспензии 5). Система выполнена в виде двух соединенных соосно полуцилиндров 10 и 11, один из которых - полуцилиндр 10 - прозрачен для потока элементарных частиц источника радиоактивного излучения 12, расположенного в центре полуцилиндров. Полуцилиндр 11 является экраном радиоактивного излучения. Полуцилиндры 10 и 11 размещены на общей оси, на которой укреплена шестерня самотормозящегося червячного редуктора, снабженного червячным штурвалом 13 управления мощностью заявляемого двигателя путем управления направлением и скоростью потока суспензии (весь червячный редуктор на фигуре не показан).

При работе предлагаемого двигателя корпускулярное излучение элементарных частиц, например нейтронов n и -квантов высокой энергии, от радиоактивного источника 12 вызывает резкое уменьшение магнитных свойств радиационно-чувствительных наночастиц ферромагнетиков в прилегающих к нему витках трубчатого змеевика 4 напротив радиационно-прозрачного полуцилиндра 10. Тогда как его другая часть, расположенная за экранирующим радиационно-стойким полуцилиндром 11, сохраняет магнитные свойства. В магнитном поле вблизи постоянного магнита 3 из радиационно-стойкого материала ферромагнитная суспензия ротора сильно увеличивает свою вязкость. Благодаря восстановлению магнитных свойств в зоне действия экрана и увеличению градиента магнитного поля, необлученные сгустки магнитной жидкости 5, обладающие хорошими магнитными свойствами, будут втягиваться в рабочий зазор постоянного магнита 3, проталкивая всю магнитную жидкость через контур гидропривода. При этом величина и направление перепада давления, создаваемого каждым сгустком магнитной жидкости, будет зависеть от углового положения полуцилиндров 10 и 11 относительно постоянного магнита 3, которое можно изменять поворотом их общей оси при помощи штурвала 13 самотормозящегося червячного редуктора.

За счет последовательного сложения большого количества парциальных перепадов давления отдельных витков трубчатого змеевика 4, на его концах, подключенных к гидроприводу, образуется суммарное давление, которого вполне достаточно для нормального вращения лопастной турбины 8 и полезной нагрузки 9, поскольку за пределами магнитного поля постоянного магнита 3 вязкость магнитной жидкости 5 быстро уменьшается до обычной вязкости минерального масла или радиационно-стойкой кремнийорганической жидкости, способной работать до температуры 200-300°C. Поэтому тепло, образующееся в процессе фазовых преобразований второго рода, эффективно отводится на значительное расстояние самой магнитной жидкостью и утилизируется в окружающее пространство радиатором 7, после которого ее технологические излишки накапливаются в гидро-аккумуляторе 6 и поступают опять во входной виток змеевика 4.

Таким образом, использование суспензии наночастиц редкоземельных ферромагнетиков в качестве рабочего тела и охлаждающей жидкости позволяет практически исключить механическое вращение в зоне облучения и вынести выделение тепла на значительное расстояние, необходимое для его утилизации в процессе приготовления пищи или отопления жилых и производственных помещений. Тем самым обеспечивается экономическая эффективность охлаждения ротора двигателя. В соответствии с заявляемой конструкцией отсутствует необходимость динамической балансировки ротора. Теплопередача и нагрузка двигателя осуществляется за пределами действия радиации, что повышает его безопасность и надежность.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Радиационно-магнитный двигатель, содержащий радиационно-защитный статор с постоянным магнитом, размещенный внутри него ферромагнитный ротор, выполненный с использованием радиационно-чувствительного материала, средства отвода тепла охлаждающей жидкостью и систему изменения магнитных свойств ротора, выполненную в виде двух соединенных и соосно размещенных на общей оси полуцилиндров, один из которых прозрачен для потока элементарных частиц источника радиоактивного излучения, расположенного в центре полуцилиндров, а другой является его экраном, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде неподвижного трубчатого змеевика, размещенного с коаксиальным зазором вокруг полуцилиндров и возможностью плотного сопряжения витков змеевика с внутренней поверхностью статора, и заполненного охлаждающей магнитной жидкостью в виде суспензии радиационно-чувствительных частиц редкоземельных ферромагнетиков и радиационно-стойкого жидкого теплоносителя, который непосредственно сообщается с закрытым гидроприводом, включающим гидроаккумулятор, радиатор охлаждения и лопастную турбину либо объемный гидродвигатель, кинематически связанные с полезной механической нагрузкой.

2. Радиационно-магнитный двигатель по п.1, отличающийся тем, что система изменения магнитных свойств суспензии редкоземельных ферромагнетиков снабжена самотормозящимся червячным редуктором со штурвалом управления его мощностью.

www.freepatent.ru

Магнитный двигатель | Банк патентов

Формула полезной модели

1. Магнитный двигатель, в корпусе которого размещены постоянные магниты, первый из которых установлен с обеспечением возможности совершения возвратно-поступательного движения под действием сил магнитного поля, в корпусе также установлен вал, соединенный с первым магнитом при помощи средства, позволяющего преобразовать возвратно-поступательное движение первого магнита во вращение вала, отличающийся тем, что второй магнит неподвижно закреплен на корпусе оппозитно первому, оба магнита ориентированы полюсами встречно, магнитный двигатель снабжен ферромагнитным экраном, выполненным с обеспечением возможности его перемещения в зазоре между магнитами перпендикулярно силовым линиям магнитного воля, ферромагнитный экран снабжен средством, обеспечивающим его перемещение под воздействием вращения вала, ферромагнитный экран также снабжен средством, обеспечивающим его возвратное перемещение.

2. Магнитный двигатель по п.1, отличающийся тем, что упомянутое средство, обеспечивающее возвратно-поступательное перемещение магнита выполнено в виде кривошипно-шатунного механизма.

3. Магнитный двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутое средство перемещения ферромагнитного экрана имеет в своем составе взаимодействующий с ферромагнитным экраном поворотный рычаг и кулачковый механизм, кулачек которого закреплен на валу, а толкатель, взаимодействующий с кулачком, закреплен на одной оси с поворотным рычагом.

4. Магнитный двигатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что вал снабжен аккумулятором механической энергии, выполненным, например, в виде маховика.

ФАКСИМИЛЬНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ

Описание:

Рисунки:

MM1K Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 11.07.2012

Дата публикации: 10.05.2013

bankpatentov.ru

Магнитный двигатель | Банк патентов

Полезная модель относится к области машиностроения, автомобилестроения, сельского хозяйства, самолетостроения, может использоваться в шахтах, в генераторных и компрессорных установках и т.д.

Известен вибродвигатель в описании изобретения к авторскому свидетельству СССР №721887, МПК Н 02 N 11/00 от 05.10.1978., опуб. в Бюл. №10, 15.03.80., авт. Р.Э. Курыло, М.Э. Акялис, К.М. Рагульскис, содержащий корпус, ротор и волновую передачу, состоящую из деформируемого элемента и электромеханического привода, отличающийся тем, что с целью увеличения мощности и долговечности устройства, электромеханический привод выполнен в виде постоянных магнитов, укрепленных на деформируемом элементе равномерно по окружности, напротив которых установлены электромагниты (аналог).

Недостатки: при больших оборотах может отрицательно действовать на работу двигателя.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков привод в описании изобретения к патенту РФ №2019901, МПК 5 Н 02 N 11/00 опубл. в Бюл. №17 15.09.94., авт. Папушин Е.С., который содержит установленные последовательно на двух относительно подвижных элементах постоянные магниты и магнитные экраны, при этом магниты одного элемента обращены своими одноименными полюсами в сторону магнитов другого элемента, отличающие тем, что с целью повышения усилия взаимодействия магнитов при механическом движении на заданном пути и расширения области применения путем обеспечения возможности механического движения в двух противоположных направлениях, разноименные полюса каждого магнита упомянутого другого элемента расположены параллельно ряду одноименных полюсов, обращенных к ним магнитов, магнитные экраны расположены между магнитами обоих элементов параллельно ряду

одноименных полюсов магнитов, а магниты с направленным расположением разноименных полюсов установлены с возможностью регулировки их положения относительно магнитов с направленным расположением одноименных полюсов, магниты с направленным расположением разноименных полюсов установлены с возможностью регулировки направления их полюсов.

Недостатки: данная конструкция не позволяет развивать повышенную мощность, т.к. ограничено количество постоянных магнитов и шестеренки, используемые в этом двигателе не могут долго работать без масляной ванны, а это усложняет конструкцию.

Технический результат: расширение технологических возможностей за счет использования в разных областях техники, экологичность за счет исключения использования вредных горючих средств, экономия электроэнергии за счет импульсной подачи тока, упрощение конструкции за счет исключения использования сателлитных соединений, повышение мощности за счет возможности увеличения количества магнитных пар, возможна гибкая регулировка мощности посредством плавного увеличения подаваемого тока.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном устройстве, включающем статор и ротор, на котором установлены постоянные магниты, а особенность заключается в том, что на валу ротора жестко установлен маховик с радиально и равномерно закрепленными магнитными пальцами, а на статоре размещен бесконтактный магнитный включатель в виде магнитной подвижной кнопки, с ориентацией одноименных полюсов навстречу друг другу с магнитными пальцами, где на статоре напротив равномерно установленных постоянных магнитов ротора закреплены катушки индуктивности, причем бесконтактный магнитный включатель и магнитные пальцы взаимосвязаны с постоянными магнитами ротора и катушками индуктивности статора, так, что когда магнитный палец расположен против магнитной подвижной кнопки бесконтактного

магнитного включателя, то постоянные магниты ротора установлены со сдвигом относительно катушек индуктивности в сторону вращения ротора.

Таким образом, такая взаимосвязь элементов между собой дает новое свойство, которое заключается в появлении «импульса вращения», возникающего в результате моментного включения постоянного электрического тока, который управляется установкой магнитного пальца и подвижной магнитной кнопкой напротив друг друга. При включении постоянного электрического тока в цепи, под воздействием которого в катушках индуктивности, установленных напротив постоянных магнитов ротора, которые имеют сдвиг в сторону вращения ротора, возникает магнитная движущая сила (в дальнейшем МДС). Подключение катушек индуктивности осуществляется таким образом, чтобы полярности постоянных магнитов и обращенная к ним торцевая часть катушек индуктивности имели одинаковую полярность. Когда бесконтактный магнитный включатель выйдет из зоны контакта с магнитным пальцем маховика, вращение ротора происходит под воздействием инерции до совпадения (друг напротив друга) следующего магнитного пальца с подвижной магнитной кнопкой. Промежуток времени между включением и отключением электрической цепи - есть «импульс вращения».

На чертежах представлено:

На фиг.1 - изображен магнитный двигатель в разрезе;

На фиг.2 - изображен разрез «А-А» на фиг.1;

На фиг.3 - изображена принципиальная схема устройства. Статика.

Магнитный двигатель, содержащий статор 1 и ротор 2, на котором предусмотрены постоянные магниты 3, где на валу 4 ротора 2 жестко установлен маховик 5 с радиально и равномерно закрепленными магнитными пальцами 6, а на статоре 1 размещен бесконтактный магнитный включатель 7 в виде магнитной подвижной кнопки 8 с ориентацией одноименных полюсов навстречу друг другу с магнитными пальцами 6, причем на статоре 1

напротив равномерно установленных постоянных магнитов 3 ротора 2 закреплены катушки индуктивности 9, при этом бесконтактный магнитный включатель 7 и магнитные пальцы 6 взаимосвязаны с постоянными магнитами 3 ротора 2 и катушками индуктивности 9 статора 1 так, что когда магнитный палец 6 расположен против магнитной подвижной кнопки 8 бесконтактного включателя 7, то постоянные магниты 3 ротора 2 должны быть установлены со сдвигом относительно катушек индуктивности 9 в сторону вращения ротора 2, чтобы не было реверса, стартер 10 контактирует с маховиком 5, пружина 11, установленная за магнитной подвижной кнопкой 8, а также содержит источник питания постоянного тока 12, реверсивный переключатель торможения 13 магнитного двигателя, контакты 15 катушки индуктивности 9, торцевую часть катушки индуктивности 16, обмотки 17 катушек индуктивности 9. Пример работы устройства.

Магнитный двигатель запускается стартером 10(например, вручную), взаимосвязанным с маховиком 5, установленным на валу 4 жестко с ротором 2 на маховике 5 радиально и равномерно закреплены магнитные пальцы 6, на статоре 1 размещен бесконтактный магнитный включатель 7 в виде магнитной подвижной кнопки 8, которые ориентированы одноименными полюсами навстречу друг другу с магнитными пальцами 6. Когда во время работы магнитного двигателя магнитный палец 6 находится строго напротив магнитной подвижной кнопки 8 и т.к. они, т. е. магнитная подвижная кнопка 8 и магнитный палец 6 имеют одинаковые полюса, то магнитная подвижная кнопка 8 отталкивается в противоположную от магнитного пальца 6 в сторону и замыкает клеммы 14 электрической цепи постоянного тока. На статоре 1 напротив равномерно установленных постоянных магнитов 3 ротора 2 закреплены катушки индуктивности 9, которые в момент протекания по ним постоянного электрического тока имеют одноименные полюса с полюсами постоянных магнитов 3, установленных на роторе 2, а так как одноименные полюса отталкиваются друг от друга, то возникает

вращательный момент, причем бесконтактный магнитный включатель 7 и магнитные пальцы б взаимосвязаны с постоянными магнитами 3, равномерно установленными на роторе 2 и катушками индуктивности 9 статора 1, так, что когда один из магнитных пальцев 6 во время вращения ротора 2 строго устанавливаются напротив -магнитной подвижной кнопки 8 бесконтактного магнитного включателя 7, то в этот момент постоянные магниты 3 ротора 2 должны быть расположены относительно катушек индуктивности 9 со сдвигом в сторону вращения ротора 2. Далее постоянный электрический ток протекая по обмоткам 17 катушек индуктивности вырабатывают МДС, под воздействием которой постоянные магниты 3 ротора 2, сдвинутые в сторону вращения ротора 2 относительно катушки индуктивности 9 дают направление вращения ротора для безреверсного движения.

Пока магнитный палец 6 и магнитная подвижная кнопка 8 бесконтактного магнитного включателя 7 находятся под взаимным воздействием, а возникающая в катушках индуктивности 9 МДС заставляет вращаться постоянные магниты 3 ротора 2. Этот период назовем «импульсом вращения». Длительность «импульса вращения» равна торцевой части 16 магнитного пальца 6, установленного на маховике 5. Как только магнитный палец 6 под воздействием вращения ротора 2 и маховика 5 выйдет из магнитного воздействия с магнитной подвижной кнопкой 8, которая под действием пружины 11 вернется в исходное положение и отключит клеммы электрической цепи постоянного тока 14, вращение продолжается под действием инерционной силы ротора 2 и маховика 5 до совпадения следующего магнитного пальца 6 и магнитной подвижной кнопки 8. Подключение катушек индуктивности 9 осуществляется за счет одинаковой полярности постоянных магнитов и обращенной к ним торцевой части 16 катушек индуктивности. Катушки индуктивности имеют контакты 15 и источник питания 12 постоянного электрического тока. Далее процесс повторяется. Торможение магнитного двигателя осуществляется переключением

полярности катушек индуктивности 9 посредством реверсивного переключателя торможения 13 двигателя.

Такую конструкцию можно использовать во многих областях техники, т.е. расширять технологические возможности. Устройство экологически чисто, т.к. не используются вредные горючие средства, экономится электроэнергия за счет импульсной подачи тока, упрощается конструкция за счет исключения использования сателитных соединений, повышается мощность за счет возможности увеличения количества магнитных пар, возможна гибкая регулировка мощности посредством плавного увеличения подаваемого тока.

Такая взаимосвязь конструктивных элементов по сравнению с прототипом многократно увеличивает мощность и упрощает конструкцию устройства, значительно экономит электроэнергию.

bankpatentov.ru

Магнитный двигатель | Банк патентов

Формула полезной модели

1. Магнитный двигатель, содержащий корпус, крышки, вал, подшипники, рычаг(и), полюса магнитные ротора, полюса магнитные статора, отличающийся тем, что для получения механической энергии не потребляя энергии извне, внутри корпуса установлены магнитные полюса статора, находящиеся в магнитном взаимодействии с полюсом(ами) магнитным(и) расположенным(и) на рычаге(ах), вторая сторона рычага соединена с валом установленного в подшипниках, расположенных в крышках (опорах) двигателя, рычаг(и) обеспечивают смещение силы взаимодействия полюса(ов), установленных на рычаге(ах), и полюсов статора от центра вала к его окружности, передняя торцевая часть полюса, установленного на рычаге(ах) (статоре) имеет форму, обеспечивающую уменьшение сил магнитного поля, препятствующих вращению вала.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что полюс магнитный имеет форму рычага и одной стороной соединен с валом.

3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что вал соединен с одним рычагом, на котором установлен магнитный полюс, вал с противоположной стороны соединен с противовесом.

4. Двигатель по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что ротор изготовлен из сплошного магнитного материала, в центре выполнено отверстие, через которое проходит вал, по окружности ротора выражена полярность полюсов (с разностью зазора передней и задней частей полюса к полюсам статора).

5. Двигатель по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что на роторе установлены магнитные полюса, смещающие силу взаимодействия одноименной полярности полюсов ротора и статора от центра к окружности.

6. Двигатель по пп. 1 - 5, отличающийся тем, что на роторе и статоре установлены магнитные полюса под углом друг к другу, обеспечивающим движение ротора.

7. Двигатель по пп. 1 - 6, отличающийся тем, что на валу установлен один и более роторов, имеющих форму диска с его торца(ов) (между роторами, между роторами и с торцов) установлены магнитные полюса, находящиеся в магнитном взаимодействии с полюсами статора, обеспечивающими движение ротора.

8. Двигатель по пп. 1 - 7, отличающийся тем, что на валу установлен ротор, имеющий форму многоугольника, на гранях которого установлены магнитные полюса.

9. Двигатель по пп. 1 - 8, отличающийся тем, что на полюсах из постоянных магнитов расположен магнитопроводящий наконечник (полюса снабжены устройством подмагничивания).

10. Двигатель по пп. 1 - 9, отличающийся тем, что на валу установлен маховик, вал соединен с пусковым двигателем.

11. Двигатель по пп. 1 - 10, отличающийся тем, что магнитные поля полюсов, препятствующих вращению, соединены с компенсатором магнитного поля или иным устройством.

12. Двигатель по пп. 1 - 11, отличающийся тем, что магнитопровод (часть магнитопровода) расположена на полюсах ротора (статора), содержит обмотку из провода (обмотку без магнитопровода), концы обмотки соединены с реостатом (потребителем тока).

13. Двигатель по пп. 1 - 12, отличающийся тем, что снабжен сверхпроводящими магнитами и устройством их охлаждения, соединенным с двигателем.

14. Двигатель по пп. 1 - 13, отличающийся тем, что вал двигателя соединен с генератором электрического тока, который через блок управления (коллектор) соединен с обмоткой, расположенной на магнитопроводе (без магнитопровода), установленными на полюсах ротора (статора) через управляющее устройство тока.

15. Двигатель по пп. 1 - 14, отличающийся тем, что снабжен системой охлаждения, тормозным устройством, механическим устройством регулировки скорости и направления движения ротора.

16. Двигатель по пп. 1 - 15, отличающийся тем, что между ротором и статором расположена парамагнитная (диамагнитная) жидкость.

ФАКСИМИЛЬНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ

Описание:

Рисунки:

bankpatentov.ru

Магнитный двигатель | Банк патентов

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.

Формула изобретения

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.

bankpatentov.ru

Патент №2310265 - 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 процесса перемагничивания ферромагнитного вещества ротора равна 0,09/ уст., где уст. - 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.

Классификация патента

Код Наименование
МПК H02K 57/00Электрические машины, не предусмотренные в группах 17/00
МПК H02N 11/00Генераторы или двигатели, не отнесенные к другим рубрикам; предполагаемые вечные двигатели с использованием электрических или магнитных средств

allpatents.ru