Главная » Двигатель » Магнитно поршневой двигатель: Электромагнитный поршневой двигатель.: rakarskiy — LiveJournal

Магнитно поршневой двигатель: Электромагнитный поршневой двигатель.: rakarskiy — LiveJournal

Электромагнитный поршневой двигатель.: rakarskiy — LiveJournal

1891-09-01 US458872A Грант

Запатентовано 1 сентября 1891 года.СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ 

ЧАРЛЬЗ Ж. ВАН ДЕПОЕЛ, ПАТЕНТНОЕ БЮРО. Линн, Массачусетс. Электромагнитный поршневой двигатель.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, входящие в состав Патентного письма № 458 872 от 1 сентября 1891 г. Заявка подана 19 марта 1891 года.

Всем, кого это касается.Известно, что я, гражданин Соединенных Штатов Америки Чарльз Дж. Ван Депол, оставшийся в Линне в графстве Эссекс и штат Массачусетс, изобрел некоторые новые и полезные усовершенствования в электро-лазерных поршневых двигателях, нижеприведенное описание является ссылкой, сопровождающей чертежи и рекомендательные письма, отмеченные на них.Мое изобретение представляет собой усовершенствование конструкции электромагнитных поршневых двигателей и относится в данном случае к конструкции и расположению различных частей, которые определяют положение и силу магнитных полей силы, под воздействием которых движущаяся часть или поршень с возвратно-поступательным движением. Общее описание этого класса машин было дано во многих предыдущих приложениях для Letterslatent, например, Cases Serial Nos. 876,610и 382 877.Мое улучшение здесь показано в связи с поршневым двигателем, в котором используются три намагничивающие катушки, причем центральная катушка находится под воздействием пульсирующего тока постоянного направления, в то время как ток, питающий концевые катушки, имеет переменный характер. Однако я не ограничиваю себя этой или какой-либо конкретной конструкцией, поскольку моё изобретение может быть применено к поршневым двигателям различной формы и с любым желаемым числом витков.

На чертежах фиг.1 представляет продольный разрез, частично в разрезе, показывающий двигатель, воплощающий изобретение. Фиг.2 также представляет продольный разрез, показывающий расположение катушек и других частей готовой машины. Фиг.3 представляет собой схематическое изображение схем, используемых в конкретном двигателе, используемом для иллюстрации настоящего улучшения. Рис. 4 и 5 — детальные изображения магнитных экранов.На фиг.1 HH — железные головки, а I — железная оболочка, которая соединяет их вместе, образуя внешнюю оболочку двигателя, которая в то же время является основной магнитной системой. Диамагнитная трубка J прикреплена к головкам H II, и поршень может свободно совершать в ней возвратно-поступательное движение. Упомянутый плунжер имеет направляющие стержни RR, которые выступают наружу цилиндра через сальники GG, предпочтительно серийный номер 385 690. (Нет модели.)изготовлены из диамагнитного материала и точно просверлены и действуют для направления плунжера в фиксированном положении по отношению к внутренней защитной трубе J. Между указанной трубкой и внешней оболочкой I расположены катушки AB B. Они тщательно изолированы электрически от внешней оболочки I ; также друг от друга и от магнитного плунжера P. Упомянутая катушка A расположена между диамагнитной трубкой J и оболочкой I, и, поскольку она запитывается током постоянного направления, ее полярность будет постоянной, и она установит постоянные полюса в поршень 1, головки II II и оболочка I, как четко обозначено знаками и на них. Катушки BB, проходящие через медленно растущие и падающие токи переменной полярности, будут попеременно притягивать и отбрасывать плунжер P и придавать ему возвратно-поступательное движение. Важно, чтобы эти катушки ВВ были как можно более тщательно изолированы от магнитного воздействия головок II II и оболочки I; в противном случае в нем будут создаваться вредные индуцированные токи, что приведет к нагреву и бесполезной трате магнитной силы.Обращаясь снова к чертежам, фиг. 1 и 2, будет видно, что я поместил вокруг катушек ВВ и между ними и внешней железной оболочкой I несколько тонких листов из железа SSSS, предпочтительно луженых и тщательно изолированных друг от друга слюдой, шелушащейся бумагой или любым другим. другой хороший материал, не содержащий кокосовых волокон. Эти листы металла образуют магнитные экраны и прерываются прерывистыми прорезями по их вертикальной длине или через линию оси машины, чтобы предотвратить образование индуцированных токов в них из-за изменения полярности катушек B B. Между головками Illl и катушками B 3 я разместил несколько дисков DDDD из материала, аналогичного материалу экранов SS SS и изолированного друг от друга. Эти диски также имеют прорези для предотвращения генерации индуцированных токов под действием катушек B B.На фиг. А показано положение экранов S относительно катушек и внешней оболочки I, а на фиг. 5 — положение дисков .D по отношению к ним.На рис. 2 л. показали, что машина завершена настолько, насколько это касается конструкции, упомянутой здесь. Следует отметить, что головки II H этого двигателя сформированы таким образом, что между ними и дисками DDDD наверху катушек 13 I3 образуются воздушные пространства. На практике это пространство будет располагаться так, как это будет сочтено желательным, так что постоянно намагниченные головки H II могут быть расположены ближе к плунжеру P или дальше от него, поскольку иногда желательно, чтобы магнетизм оболочки I и головок HH был приведен в действие. на поршень с большим или меньшим эффектом. Расстояние между головками HH и катушками BB и магнитными дисками DDDD будет по возможности предотвращать любой вредный эффект, возникающий при изменении полярности в упомянутых катушках.Принимая во внимание конструкцию и расположение. Как показано на рисунке, сальники g 9 ‘выполнены из дианиагнетика, направляющие стержни RR могут быть преимущественно выполнены из магнитного металла, такого как сталь или железо.На крайних концах диамагнитной трубки .I будет видна серия упругих шайб LL, которые расположены таким образом, чтобы предотвратить любое сильное сотрясение мозга при падении плунжера в указанную трубку в случае внезапного отключения тока.На рис. 3 я показал на схеме катушки ABB, а в полных линиях плунжер P и его направляющие стержни R R.Данное изобретение, описанное в настоящем документе, способно к различным модификациям и изменениям, и многие из них могут возникнуть у специалистов в данной области техники и могут применяться в соответствии с изложенными принципами, не выходя за рамки объема и сущности изобретения. Описав свое изобретение, то, что я утверждаю, и желание получить с помощью Патента Письма, 1с1. Электромагнитный поршневой двигатель, имеющий множество катушек, железный поток, окружающий катушки, и магнитный экран или экраны, расположенные между частью катушек и окружающей оболочкой.2. Электромагнитный поршневой двигатель e11, имеющий множество катушек, поршень, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения по центру через указанные катушки, железная оболочка, окружающая катушки и плунжер, и магнитные экраны, расположенные между порцией катушек и окружающей оболочкой. Защищая их от них, остальные катушки намагничивают оболочку и плунжер.3. Электро-магнитный поршневой двигатель, имеющий множество катушек, возбуждаемых, соответственно, непрерывным и переменным токами, железную оболочку, окружающую указанные катушки, и магнитные экраны, расположенные между катушками, возбужденными переменными токами, и упомянутую окружающую оболочку.

4. Электромагнитный поршневой двигатель А11, имеющий множество катушек, возбуждаемых пульсирующими токами непрерывного действия и заменяющими тонкие листы магнитного металла, прорезанные для предотвращения циркуляции в них электрических токов и изолированные друг от друга.

3. Электромагнитный поршневой двигатель, имеющий моторные катушки, непрерывную железную оболочку или кожух, окружающий указанные катушки, и головки для них, соединенные непосредственно с непрерывной оболочкой, но сформированные так, чтобы оставлять пространства на концах упомянутых моторных катушек.

7. Электромагнитный поршневой двигатель, имеющий множество катушек, поршень, совершающий возвратно-поступательное движение под магнитом в катушках катушек. оболочка из магнитного материала, окружающая катушки и плунжер, магнитные экраны, помещенные между указанной оболочкой и частью катушек, и магнитные удлинители на поршень, совершающие возвратно-поступательное движение с ним и проходящие через окружающую оболочку. 

8. Электромагнитный поршневой двигатель, имеющий множество катушек, возбуждаемых токами непрерывной и переменной полярности, поршень, совершающий возвратно-поступательное движение через него, магнитную оболочку, окружающую указанные катушки и плунжер, магнитные экраны, расположенные между оболочкой и катушками, возбуждаемыми переменными токами и магнитные расширения на поршень, возвратно-поступательно перемещающиеся с ним и проходящие через окружающую оболочку.  

9. Электроинегнетический поршневой двигатель, имеющий множество катушек, поршень, выполненный с возможностью повторной подачи по центру через указанные катушки, железную оболочку, окружающую катушки и поршень, и магнитные экраны, расположенные между частью упомянутых катушек и окружающей оболочкой, остальная часть катушек намагничивает оболочку и плунжер в постоянном направлении.

В подтверждение этого я подписываю свою подпись в присутствии двух свидетелей.ЧАРЛЬЗ. ИЗ ДЕПОЛЯ.
Свидетели:ДЖОН У. ЛИЦНОСНВ, ЧАС. LL. OLIN.

Современный вариант, автор возможно даже не догадывается о существовании данного авторского патента конца 19 века.

Поршневой вращатель на постоянных магнитах с индуктивными катушками

Авторы патента:

Ватолин Евгений Степанович (RU)

H02N11 — Генераторы или двигатели, не отнесенные к другим рубрикам; предполагаемые вечные двигатели с использованием электрических или магнитных средств (вечные двигатели с использованием гидростатического давления F03B 17/04; электродинамические вечные двигатели H02K 53/00)

Владельцы патента RU 2331962:

Ватолин Евгений Степанович (RU)

Поршневой вращатель на постоянных магнитах с индуктивными катушками относится к машиностроению и может быть использован в качестве двигателя. Вращатель содержит корпус, постоянные магниты, расположенные в корпусе и в поршнях, одноименными полюсами направленные навстречу друг к другу, коленчатый вал, маховик, индуктивные катушки, расположенные на неподвижных магнитах в корпусе, и щеточно-коллекторное устройство. Для вращения коленчатого вала используется циклическое взаимодействие магнитов, расположенных в корпусе и в поршнях. Прерывание магнитного потока корпуса производится с помощью щеточно-коллекторного устройства. Изобретение обеспечивает наиболее полное использование силы магнитов, в результате чего увеличивается КПД и мощность вращателя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве и в быту.

Известен магнитовращатель, содержащий поршни с постоянными магнитами, одноименными полюсами, направленными наружу, маховик, шатуны, распредвал с дискообразными магнитами, жестко связанными с распредвалом и состоящими из магнитных пластин с заостренными концами, цепную передачу, муфту сцепления, подшипники, блок цилиндров и разъемный коленчатый вал (RU 2146411 С1, МПК H02N 11/00, опубликован 10. 03.2000).

Недостатком известного магнитовращателя является неполное использование магнитной энергии вращающихся постоянных магнитов, расположенных на коленчатом валу, из-за отставания полей от магнитов во время вращения, что снижает мощность и КПД устройства.

Задачей изобретения является увеличение мощности и КПД поршневого вращателя.

Поставленная задача решается за счет того, что постоянные магниты, расположенные в корпусе, неподвижны и снабжены индуктивными катушками и экранами (на чертеже экраны не показаны), а взаимодействие полей магнитов, расположенных неподвижно в корпусе, и полей магнитов, расположенных в поршнях, осуществляется посредством включения и выключения тока, поступающего в индуктивные катушки от аккумулятора или другого источника через щеточно-коллекторное устройство.

Изобретение поясняется чертежами: на фиг.1 изображен продольный разрез поршневого вращателя на постоянных магнитах с индуктивными катушками; на фиг.2 — то же, вид сбоку; на фиг.3 — схема щеточно-коллекторного устройства.

Поршневой вращатель на постоянных магнитах с индуктивными катушками содержит корпус 1, на котором расположены жестко постоянные магниты 2 с индуктивными катушками 3, одноименными полюсами направленными внутрь в сторону поршней, поршни 4 с постоянными магнитами 5, расположенными одноименными полюсами наружу в сторону таких же полюсов магнитов, расположенных в корпусе, коленчатый вал 6, шатуны 7, маховик 8, щеточно-коллекторное устройство 11 (фиг.3), расположенное на коленчатом валу 6.

Поршневой вращатель работает следующим образом.

В нормальном положении индуктивные катушки 3 после включения в них тока находятся под напряжением, поля магнитов 2, расположенных в корпусе 1, перекрыты полями индуктивных катушек 3, по которым течет ток, и поршни 4 с магнитами 5, расположенные в цилиндрах, стоят без движения.

Для запуска поршневого вращателя коленчатый вал 6 поворачивается любым способом (стартером или вручную), вместе с ним поворачивается распределитель 9 (фиг.3) и выключает ток в двух индуктивных катушках, например, в первой и в третьей, в результате чего магнитные поля первого и третьего постоянных магнитов 2 корпуса 1 будут взаимодействовать с одноименными полями соответствующих магнитов 5, расположенных в поршнях 4, поэтому поршни 4 будут перемещаться вниз, а коленчатый вал 6 повернется на некоторый угол (например, на 180 градусов).

Вместе с коленчатым валом 6 повернется и распределитель 9 щеточно-коллекторного устройства 11, который перекроет доступ тока к индуктивным катушкам 3, расположенным на четвертом и втором магнитах 2 корпуса 1, и подключит ток к первой и третьей индуктивным катушкам.

В результате магнитные поля четвертого и второго магнитов 2, распложенных в корпусе 1, будут отталкиваться одноименными полюсами от магнитов 5, расположенных в поршнях 4, и цикл повторится.

Таким образом происходит непрерывное вращение коленчатого вала. Вместе с коленчатым валом поворачивается и маховик, который стабилизирует вращение коленчатого вала, что обеспечивает увеличение мощности и КПД устройства.

1. Поршневой вращатель на постоянных магнитах с индуктивными катушками, состоящий из корпуса, постоянных магнитов, расположенных в корпусе и в поршнях и одноименными полюсами направленных навстречу друг к другу, коленчатого вала и маховика, отличающийся тем, что он снабжен индуктивными катушками, расположенными на неподвижных магнитах в корпусе.

2. Поршневой вращатель на постоянных магнитах с индуктивными катушками по п.1, отличающийся тем, что он снабжен щеточно-коллекторным устройством.

 

Похожие патенты:

Магнитовязкий ротатор // 2325754

Изобретение относится к физике магнетизма и может быть использовано в качестве устройства преобразования энергии магнитного поля в механическое вращательное движение.

Стартер-генератор // 2321765

Изобретение относится к электрооборудованию транспорта и позволяет упростить конструкцию и снизить потери энергии в элементах системы управления стартера-генератора для двигателей внутреннего сгорания.

Дисковый секторный взрывомагнитный генератор, способ его изготовления и сборки // 2311720

Изобретение относится к области импульсной техники, в частности к области магнитной кумуляции энергии, где сжатие магнитного потока осуществляется с помощью ударной волны взрывчатого вещества (ВВ).

Магнитный двигатель // 2310265

Изобретение относится к физике и может быть применено для получения вращательного движения с использованием энергии магнитного поля постоянных магнитов. .

Ферромагнитовязкий ротатор // 2309527

Изобретение относится к физике и может быть применено для получения вращательного движения с использованием энергии магнитного поля постоянных магнитов. .

Двигатель // 2303850

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве универсального двигателя. .

Параметрический емкостный генератор электрической энергии // 2300168

Автономный магнитокумулятивный генератор // 2286003

Изобретение относится к устройствам преобразования химической энергии взрывчатого вещества (ВВ) в электромагнитную, то есть к магнитокумулятивным (МКГ) или взрывомагнитным (ВМГ) генераторам, основанным на сжатии магнитного потока.

Термогазовый магнитный электрогенератор // 2284631

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для обеспечения электроэнергией, в том числе и искусственных космических объектов. .

Способ изготовления спиральной катушки взрывомагнитного генератора // 2280943

Изобретение относится к взрывной импульсной технике и предназначено для использования в технологии изготовления спиральных взрывомагнитных генераторов (ВМГ) для получения импульсов тока мегаамперного уровня.

Способ получения энергии и устройство для его реализации // 2332778

Изобретение относится к физике магнетизма и может быть использовано в энергетике и научном эксперименте

Способ получения электрической энергии и устройство для его осуществления // 2339152

Способ генерации импульсного магнитного поля (варианты) // 2343624

Изобретение относится к технике для получения сверхсильных магнитных полей

Система импульсной мощности // 2347312

Изобретение относится к импульсной технике на основе магнитной кумуляции энергии, т.е

Термоэлектрические системы производства электроэнергии // 2353047

Роторный двигатель // 2358381

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в роторных двигателях для преобразования энергии постоянных магнитов в механическую энергию

Магнитопараметрический генератор // 2359397

Изобретение относится к области физики магнетизма и предназначено для исследования структуры ферромагнитных материалов, в частности для доказательства «вмороженности» в доменные структуры магнитных силовых линий постоянных магнитов, выполненных из ферромагнитных материалов

Ферромагнитовязкий двигатель // 2359398

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при разработке нового класса магнитных двигателей, работа которых основана на ферромагнитном термодинамическом (ФМТД) эффекте

Способ создания вихревого магнитного поля // 2364969

Изобретение относится к физике магнетизма, к получению однонаправленного пульсирующего вихревого магнитного поля, создающего тянущее по окружности магнитное поле по отношению к движущемуся в нем ферромагнитному телу

Взрывомагнитная модульная система // 2369001

Изобретение относится к области импульсной техники, в частности к системам на основе взрывомагнитных генераторов (ВМГ), т. е

Исследование двигателя с магнитным отталкиванием поршня – IJERT

Исследование двигателя с магнитным отталкиванием поршня

Ankeeta Nevrekar Malhardutt Hublikar

Машиностроение Машиностроение

University of Mumbai University of Mumbai

5009 Sithhant Mumbai, Индия, Индия Pawar Sakshi Dighe

Машиностроение Машиностроение

Университет Мумбаи Университет Мумбаи

Мумбаи, Индия Мумбаи, Индия

AbstractПотребность и достижения в области электромобилей хорошо известны, проблема с электромобилями, доступными в настоящее время на рынке, заключается в том, что они дороги, поэтому их трудно позволить себе массам среднего класса, которые составляют большую часть населения страны. . Таким образом, чтобы избежать этого ограничения, лучшим решением будет создание технологии, которая сможет конвертировать уже подержанные бензиновые автомобили в электромобили. Поршневой двигатель с магнитным отталкиванием (MRPE) — это недавно обнаруженная экологически чистая технология, которая фокусируется на работе двигателя с использованием магнитов. В нем описывается двигатель, работающий по принципу отталкивания двух разных типов магнитов, т. е. постоянного магнита и электромагнита. Целью данного исследования является создание двигателя, который может использовать притяжение и отталкивание между магнитами для создания возвратно-поступательного движения поршня, что приведет к производству мощности и вращению коленчатого вала с небольшими изменениями в конструкция двигателя внутреннего сгорания. Как упоминалось ранее, отталкивание между постоянным магнитом и электромагнитом создает основу концепции. Кулачково-клапанный механизм двигателя заменен электромагнитом, а постоянный магнит прикреплен к верхней части поршня, это устройство при правильном выборе времени прохождения тока в электромагните для намагничивания и размагничивания реагирует с постоянным магнитом. и вращает коленчатый вал. В нашем исследовании мы рассчитали данные для работы в одноцилиндровом двигателе 9.0005

Ключевые словамагниты; электромагниты; Электрические транспортные средства; Двигатель; МРПЭ; Керамические магниты

  1. ВВЕДЕНИЕ

    Мы пережили первое десятилетие двадцать первого века, и шансы на то, что к следующим трем десятилетиям останутся какие-либо ископаемые виды топлива, чрезвычайно малы. Когда глобальное потепление перешагнуло свой пик, мы, люди, несем обременительную ответственность хотя бы за то, чтобы попытаться сохранить окружающую среду для будущих поколений. Для этого исследователи и ученые пытались использовать альтернативные виды топлива, такие как энергия ветра, солнечная энергия, энергия биогаза и т. д., для выработки электроэнергии и удовлетворения ее потребностей человечества. Однако, поскольку энергия, потребляемая нами в этом поколении, значительно превышает двухсотпроцентную отметку по сравнению с 1900s, эти альтернативные варианты топлива почти невозможно прийти нам на помощь и удовлетворить требования. Некоторые из этих видов топлива, такие как биогаз, хотя и позволяют сократить потребности в энергии, все же способствуют увеличению загрязнения. Кроме того, эти альтернативы требуют огромных первоначальных инвестиций, которые могут дать или не дать желаемый результат. Следовательно, несмотря на эффективность, использование альтернативных видов топлива может быть неэффективным.

    Благодаря технологиям, видящим самое яркое солнце, электромобили пробились к человечеству, почти уничтожив надежду на чистую окружающую среду. В Индии наблюдается растущий спрос на продажи электромобилей, но только для населения высокого класса. Люди, лежащие в поясе среднего класса, вряд ли были покупателями. Это может быть связано с тем, что граждане не так образованы или не осведомлены о существующих технологиях и о том, как они могут их использовать, или также потому, что Индия, в конечном счете, не является богатой страной. Пятьдесят процентов населения Индии относится к среднему классу, который не может позволить себе покупку дорогого электромобиля. Кроме того, у большинства из них уже есть транспортные средства, которые они хотели бы сохранить, потому что они все еще работают без сбоев, и они не хотели бы их выбрасывать. Принимая во внимание вышеизложенные моменты, наша основная цель статьи состояла в том, чтобы найти способ сделать электромобиль, внеся некоторые модификации в двигатель, чтобы мы могли создать электромобиль, который изначально зависел от бензина. Эта технология включает в себя использование техники, называемой поршневым двигателем с магнитным отталкиванием.

  2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

    Основная методология проектирования и производства была взята из патента США 4317058 [1], в котором изобретатель Шерман С. Блэлок, Инола, Оклахома, представил краткие сведения об электромагнитном поршневом двигателе. Важным выводом из этого патента был двигатель, спроектированный как двигатель V-образного типа, в котором используются реле и переключатели для синхронизирующих шестерен.

    Paper[3] описывает методологию изготовления ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ С МАГНИТНЫМ ОТТЯЖЕНИЕМ для одноместного

    Двигатели

    цилиндра. Однако из их эксперимента выяснилось, что энергия постоянного магнита больше, чем энергия электромагнита, что заставляет постоянный магнит притягиваться к железному сердечнику, несмотря на отсутствие тока. Другой заметной проблемой был выбор постоянного магнита, который они использовали, т. Е. NdFeB, который из-за своей низкой механической прочности не мог выдерживать напряжения, возникающие из-за колебаний.

    В статье [4] рассказывается об их экспериментальном исследовании двигателя с намагниченным поршнем. В нем также упоминается необходимость технологии, принцип изобретения и его работа, однако заметные

    В статье

    обсуждаются температура и сила постоянных магнитов при этих температурах, а также анализ моделирования, показывающий силу магнитного поля на разных расстояниях от магнита.

    В документе

    [5] описаны процедуры и экспериментальные наблюдения, сделанные при создании МАГНИТНО-ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ, также называемого MAPS, но для многоцилиндрового двигателя. Несмотря на то, что они могут создать успешный прототип, предлагается изменить конструкцию цилиндра двигателя, используя пластины из немагнитного металлического материала, увеличивающие толщину цилиндра, чтобы гарантировать, что магнетизм остается заключенным в самом корпусе цилиндра и не мешает. другие части двигателя

    Документ

    [6] описывает конструкцию и принцип работы электромагнитного двигателя. Отмечено, что они внедрили полый корпус поршня из немагнитной нержавеющей стали. Титан или аналогичные материалы с высоким удельным сопротивлением и низкой электропроводностью, а также с высокой термостойкостью. Они также предлагают использовать тонкий слой немагнитного материала достаточной толщины. Примечательным наблюдением было то, что из-за меньшего тока создавалось более слабое поле, вызывающее меньшую силу притяжения и отталкивания, ограничивающую крутящий момент.

    В статье [7] говорится о сложностях и недостатках предыдущих изобретений в этой области. По их словам, чтобы иметь лучший и эффективный электромагнитный двигатель, необходимо учитывать остаточный магнетизм электромагнитов, изменение магнитных полей в диапазоне температур и уменьшение мощности магнетизма постоянных магнитов при более высоких температурах. . Они также предупреждают об использовании неодимовых магнитов из-за их очень высокой прочности.

  3. ПРЕДЛАГАЕМАЯ СИСТЕМА

В целях сегментации систем компоненты разделены на три основных узла:

  1. Механическая система

  2. Электрическая система

  3. Магниты

  1. Механическая система:

    Механическая подсистема включает следующие части:

    1. Поршень Изготовлен из немагнитных материалов, таких как алюминий, в соответствии с размерами автомобиля. Установлен постоянный магнит, так как новые размеры имеют уменьшенную толщину, чтобы компенсировать толщину постоянного магнита, который будет прикреплен сверху. Это снижает прочность поршня по сравнению с оригиналом, однако за счет увеличения толщины корпуса поршня компенсирует снижение прочности.

      Рис. 1: Модифицированный узел поршня

    2. Шатун – Шатун служит для соединения поршня с коленчатым валом. Поскольку ожидается, что цилиндр будет содержать все магнитное поле в себе, магниты не будут сильно влиять на материал шатуна. Таким образом, никаких серьезных изменений в шатун не вносится.

    3. Коленчатый вал — возвратно-поступательное движение поршня преобразуется в полезное вращательное движение, которое передается на выходной вал. Это связующее звено между шатуном и выходным валом.

    4. Цилиндр — наряду с узлом поршня в цилиндре также находятся системы смазки и охлаждения. Традиционно цилиндры являются частью блока цилиндров вместе с головкой блока цилиндров. Однако, поскольку в этой системе нет клапанов, головка блока цилиндров заменена электромагнитным узлом, как показано на схеме.

  2. Электрическая система:

    Электрическая подсистема имеет следующие подсистемы:

    1. Регулятор частоты – Изготовлен на основе таймера NE555. Он назван так потому, что в нем есть резистор 5 кОм. Общие области применения NE555 — создание таймеров, задержек, генераторов и генерация импульсов. Обычно они имеют диапазон температур от 0 до 70 градусов, поэтому очень важно убедиться, что схема таймера не перегревается, поэтому рекомендуется использовать датчик температуры. Частота сигналов, принимаемых электромагнитом, определяет частоту оборотов двигателя. Это контролируется с помощью потенциометра, сопротивление которого можно регулировать в соответствии с выходным сигналом датчиков педали акселератора, как показано на блок-схеме.

    2. Цепь ШИМ — ШИМ расшифровывается как широтно-импульсная модуляция. Схема ШИМ дает прямоугольные волны с сигналами включения или выключения, продолжительность времени включения здесь называется шириной импульса, которая модулируется путем изменения сопротивления потенциометра, опять же в соответствии с выходным сигналом датчика педали акселератора. Время включения импульса — это время, в течение которого сигнал будет проходить через электромагнит, определяя, таким образом, силу генерируемого поля, а также контролируя число оборотов двигателя.

    3. Переключение с батареи Эта схема управляет величиной тока, проходящего через электромагнит, без сжигания других компонентов схемы. Для получения требуемых оборотов требуется текущее значение, как указано ниже (добавить таблицу). Следовательно, в соответствии с входом от педали акселератора он регулирует величину тока, протекающего по цепи

      .

    4. Цепь безопасности — для предотвращения возгорания компонентов используется цепь безопасности, которая разорвет контакт между аккумулятором и электромагнитом, чтобы предотвратить перегрев компонента, если таковые имеются.

      Рис. 2: Блок-схема электрической подсистемы

  3. Магниты:

  1. Постоянные магниты

    Магнетизм — одна из четырех фундаментальных сил в природе. Его возникновение происходит из-за выравнивания электронов в соответствии с их спинами, когда два электрона имеют противоположные вращательные спины, они компенсируют друг друга. Однако в природе элементы не всегда имеют электроны с противоположными спинами, где электроны, имеющие одинаковые спины, выстраиваются в направлении, заставляя притягивать атомы, имеющие электроны с противоположным спином, или отталкивать атомы, имеющие электроны с одинаковым спином. Это явление порождает магнетизм. Иногда эти электроны не нейтрализуются, что приводит к образованию постоянных магнитов.

    В природе обнаружено несколько типов постоянных магнитов, но самыми сильными из них являются неодимовые магниты.

    В статье [3] описываются недостатки использования неодимовых магнитов, поскольку они заметили, что постоянный магнит имеет более высокую силу притяжения, что приводит к тому, что поршень притягивается к электромагниту, даже когда он не заряжен, а также становится хрупким и вызывает повреждение других частей. двигатель притягивается к поршню. В предыдущих итерациях расчетов выяснилось, что сила притяжения, создаваемая постоянным магнитом, была больше, что приводило к той же проблеме. Для устранения этого недостатка было предложено использовать постоянный магнит с меньшим магнитным полем 9.0005

    тяговое усилие, но с более высоким пределом прочности на растяжение, а также с более высоким диапазоном температур.

    Альтернативой неодимовым магнитам были керамические магниты или ферритовые магниты, которые также являются типами постоянных магнитов, но имеют меньшую силу по сравнению с остальными постоянными магнитами.

    1.1 Керамические магниты

    Также называемые ферритовыми магнитами, они являются наиболее широко используемыми постоянными магнитами и находят свое применение в двигателях и динамиках. Они очень экономичны и подходят для более высоких оборотов. Еще одной важной характеристикой керамических магнитов является то, что они электрически изолированы и могут работать во влажных условиях, поэтому обладают высокой коррозионной стойкостью. Они доступны в 27 классах. Однако для этого применения используются керамические магниты C10. Технические характеристики указаны в таблице № 1

    При сравнении неодимовых и керамических магнитов установлено, что керамические магниты более долговечны, но имеют меньшую напряженность магнитного поля.

    материал

    БМХ (МГОе)

    Максимальная рабочая температура

    @ ПК = 2 (2)

    неодим (NdFeB)

    48 ~ 53

    80 °С

    СмКо

    29 ~ 34

    300 °С

    Алнико

    5,5

    540 °С

    Феррит (керамика)

    1.1

    250 °С

    гибкий

    0,6

    115,5 °С

    Таблица № 1. Свойства постоянных магнитов

  2. Электромагнит –

Электромагнетизм отвечает за силу притяжения и отталкивания между электронами и атомами. Электромагнит представляет собой проводник с током, который при зарядке создает магнетизм. Однако, контролируя количество и направление тока, можно изменить направление и силу магнитного поля. Здесь есть несколько типов электромагнитов, таких как соленоидные, торриды, которые находят применение в конвейерных лентах и ​​динамиках. Соленоид изготовлен из мягкого железного сердечника. Он обмотан 1000 витками медной проволоки калибра 12,9.0005

Сердцевина из мягкого железа выбрана из-за ее высокой восприимчивости и очень низкой сохраняемости. Проницаемость этого железного сердечника составляет 1,2 мГн/м. Количество витков медного провода выбирают с учетом силы, создаваемой электромагнитом. Сечение медного провода выбирают с учетом допустимого тока провода. Этот электромагнит в сборе размещается на головке блока цилиндров, как показано на рис. 3 ниже.

Рис. 3: Поршневой цилиндр в сборе с электромагнитом

  1. РАБОЧИЙ

    При запуске автомобиля ток подается от аккумуляторной батареи к выключателю стартера, и он включается по мере того, как пользователь ускоряется. Положение педали акселератора принимается за вход для регулятора частоты и схемы ШИМ. Эта комбинированная схема дает сигнал, частота которого сравнима с выходной мощностью двигателя

    об/мин.

  2. РАСЧЕТЫ Случай 1: Расчет силы для магнита Nd52. Входное напряжение = 6 В

    Входной ток = 1 А Входная мощность = 6 Вт

    Максимальное усилие, действующее электромагнитом на поршень, F1=N2×I2×K×A/2×G2

    N=Количество витков=1000 K=Проницаемость =4o

    A=площадь поперечного сечения электромагнита

    G = наименьшее расстояние между электромагнитом и постоянным магнитом = 0,005 м

    Получаем,

    F1= 55,447N

    F2= сила, действующая на постоянный магнит =B2×A/2o B=плотность потока (T)=0,075 Тл на расстоянии G A=площадь поперечного сечения постоянного магнита. Подставляя эти значения, F2=52,809№

    Общая сила, F=F1+ F2 = 108,265 Н

    Пример 2 Расчет силы для керамического магнита C10. Входное напряжение = 6 В

    Входной ток = 1 А Входная мощность = 6 Вт

    Максимальное усилие, действующее электромагнитом на поршень, F1=N2×I2×K×A/2×G2

    N=Количество витков=1000 K=Проницаемость =4o

    A=площадь поперечного сечения электромагнита

    G = наименьшее расстояние между электромагнитом и постоянным магнитом = 0,005 м

    Получаем,

    F1= 55,447 Н

    F2= Сила постоянного магнита =B2×A/2o B=Плотность потока (T)=0,075 Тл на расстоянии G A=Площадь поперечного сечения постоянного магнита.

    Общая сила, F=F1+ F2 = 60,447 Н

    Эта сила передается через вал на колеса

    Наблюдается, что силы F1 и F2 почти одинаковы в случае 1, тогда как F1 намного больше, чем F2 в случае 2.

  3. ВЫВОДЫ

    Одной из проблем, с которыми столкнулись в предыдущих итерациях, была разница между энергиями постоянного магнита и электромагнита, из-за которой железный сердечник притягивался к головке поршня, даже если он был выключен, однако замена неодимового магнита керамическим магнитом устраняет это проблема, поскольку керамические магниты имеют более слабую напряженность поля по сравнению с магнитами Nd.

    Для экранирования магнетизма постоянного магнита и обеспечения бесперебойной работы двигателя поршень заменен полым корпусом поршня, как показано на схеме, который изготовлен из немагнитного материала, который экранирует магнитное поле от других частей. двигателя.

    Замечено, что схема таймера NE555 не может выдерживать большие токи и, следовательно, может сгореть. Реализация схемы безопасности с помощью датчиков температуры и тока осуществляется таким образом, чтобы она всегда контролировала и регулировала протекание тока.

  4. ССЫЛКИ

[1] 4317058 (США), 28 декабря 1979 г., электромагнитный поршневой двигатель, 1982 г.
[2] 20060131887 A1 (США), 15 февраля 2006 г., магнитный

  1. Пиюш Хота, Махима Ратор, Датский шейх Поршневой двигатель с магнитным отталкиванием IJSR 2013

  2. Раманан. М, Баласубраманян. М и Илайяраджа. S, Экспериментальное исследование намагниченных K. Элисса,

  3. Абил Джозеф Ипен, АбиЭшоуВаругазе, Арун Т.П. и Атул Т.Н., Электромагнитный двигатель, IJRET, 2014 г.

  4. Дж. Ритула, Дж. Джеяшрути и Й. Ананди, Электромобиль с электромагнитным автомобильным двигателем без топлива, IJERT,

  5. Ширсенду Дас, Электромагнитный механизм, работающий как двигатель, IJETT, 2013.

Электродвигатель с электромагнитным поршнем

  • Социальная акция
  • Электронная почта

Краткое изложение технологии

Мощный электродвигатель, поршень которого окружает катушку. Двигатель имеет подвижный и неподвижный поршень, подключенный к источнику питания, который индуцирует магнитное поле, создающее притягивающие и отталкивающие движения, толкая поршень вдоль продольной оси с силой, достаточной для применения в промышленном оборудовании, таком как погрузка и разгрузка, большие лодки или тяжелые грузы. транспортные средства.

Подробная информация о технологическом предложении

Электродвигатели широко изучались на протяжении многих лет, однако исследователям из Университета Гранады удалось разработать инновационную систему для создания электродвигателя с высоким крутящим моментом для силовых приложений.

Поршень состоит из частично полого цилиндра из ферромагнитного материала, внутри которого заключена катушка, внутри которой в то же время находится сплошной цилиндр из того же материала в центре. Двигатель содержит два поршня, по меньшей мере, один подвижный и/или один неподвижный, каждый со средствами для приема и отправки управляющих сигналов, которые, индуцируя магнитное поле в каждом поршне, создают движения притяжения и отталкивания.

Управление движением осуществляется путем подключения и отключения тока, подаваемого на каждый поршень, для изменения полярности в зависимости от расстояния между поршнями и состояния их движения. Чтобы знать это, система использует серию датчиков, которые указывают положение, чтобы через систему управления иметь возможность изменять полярность и достигать линейного движения притяжения и отталкивания.

ПРЕИМУЩЕСТВА И ПРЕИМУЩЕСТВА:

  • Мощный мотор. Двигатель способен обеспечить больший крутящий момент при вращательных движениях, чем современные электродвигатели.
  • Чистая энергия. Позволяет заменить двигатели внутреннего сгорания для снижения выбросов парниковых газов.
  • Устраняет необходимость во многих типичных элементах двигателей внутреннего сгорания: , таких как коробка передач, клапаны, герметичная система поршень-цилиндр, топливный бак или выхлопная труба.
  • Консервирует шатунно-коленчатый механизм двигателей внутреннего сгорания.
    • Простая замена элементов.
    • Экономия средств в производственном процессе.
  • Области применения:
    • Промышленное оборудование для перемещения грузов.
    • Экономия средств за счет электрификации транспортных средств внутреннего сгорания, использующих преимущества текущей конструкции.
    • Большие транспортные средства, такие как тракторы, военные автомобили и большие лодки.
    • Самолеты или вертолеты.

Текущее состояние разработки

Экспериментальные технологии

Приложения

Электродвигатель

Желаемая деловая связь

Лицензирование патентов

Статус интеллектуальной собственности

  • Паут.
    • Автомобильный транспорт
    • Гибридные и электрические транспортные средства
    • Дорожный транспорт
    • Mobility (road, aerospace, marine)
    • Sustainability
    • Motor vehicles, transportation equipment and parts
    • induction
    • magnetic field
    • piston
    • electric motor
    • coil
    • crankshaft connecting rod
    • engine torque
    • attraction
    • отталкивание
    • электромагнитный поршень

    О Universidad de Granada

    Universidad de Granada

    Отдел передачи технологий от Испания

    Университет Гранады является одним из самых важных университетов Испании. Основная цель — передать технологии, которые разрабатывают наши исследовательские группы, а их более 500, в отрасли и компании, которые могут получать от них прибыль. Это общий университет, поэтому исследования и разработки предлагаются в различных областях, таких как медицинские науки и технологии, физика, химия и математика, окружающая среда и природные ресурсы, биотехнологии, информационные и коммуникационные технологии, социальные, экономические и юридические науки.