ДВИГАТЕЛЬ НА ОСНОВЕ ВИРТУАЛЬНОГО ЭЛЛИПСА С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ

1. Двигатель (10) с качающейся шайбой, содержащий:
качающуюся шайбу (12), выполненную из магнитовосприимчивого материала и имеющую ось (14) качания; и
статор (16), включающий в себя постоянный магнит (102) и набор электромагнитных катушек (108) и имеющий ось (18) статора; причем
качающаяся шайба выполнена с возможностью нутации вокруг статора с осью качания, прецессирующей вокруг оси статора;
качающаяся шайба имеет подвижную точку сближения (20) на кратчайшее расстояние относительно статора, при этом подвижная точка сближения на кратчайшее расстояние перемещается вокруг оси статора при нутации качающейся шайбы; а
постоянный магнит и набор электромагнитных катушек выполнены с возможностью создания магнитного поля, имеющего плотность потока между статором и качающейся шайбой с наивысшей плотностью потока в подвижном месте (34) перед подвижной точкой сближения на кратчайшее расстояние в угловом направлении вокруг оси статора во время нутации качающейся шайбы.
2. Двигатель с качающейся шайбой по п. 1, в котором максимальная сила (38) притяжения между качающейся шайбой и статором приложена к качающейся шайбе в подвижном месте наивысшей плотности потока и/или
каждая из указанного набора электромагнитных катушек имеет ось (128) катушки и содержит один или более проводников, образующих множество замкнутых контуров (130) вокруг оси катушки, при этом каждая ось катушки ориентирована перпендикулярно оси статора.
3. Двигатель с качающейся шайбой по п. 1, в котором статор включает в себя сердечник (104) статора, расположенный ниже постоянного магнита, набор магнитовосприимчивых полюсных наконечников (106), распределенных в круговом направлении вокруг сердечника статора; а
набор электромагнитных катушек расположен в круговом направлении вокруг сердечника статора и между сердечником статора и магнитовосприимчивыми полюсными наконечниками.
4. Двигатель с качающейся шайбой по п. 3, в котором постоянный магнит выполнен с возможностью создания первичного магнитного поля (220), направленного в осевом направлении к качающейся шайбе и в осевом направлении к сердечнику статора.
5. Двигатель с качающейся шайбой по п. 3, в котором каждый из указанного набора магнитовосприимчивых полюсных наконечников выполнен с возможностью направления радиального магнитного поля от сердечника статора или электромагнитной катушки в осевом направлении к качающейся шайбе.
6. Двигатель с качающейся шайбой по п. 3, в котором набор электромагнитных катушек включает в себя первый набор электромагнитных катушек (124) и второй набор электромагнитных катушек (126); причем
каждая из первого набора электромагнитных катушек размещена с перекрытием в круговом направлении с каждой катушкой смежной пары электромагнитных катушек второго набора электромагнитных катушек.
7. Двигатель с качающейся шайбой по п. 6, в котором сердечник статора выполнен с возможностью направления первичного магнитного поля (220) от постоянного магнита через одну или более из первого и второго наборов электромагнитных катушек и в набор магнитовосприимчивых полюсных наконечников; и/или
каждая из первого и второго наборов электромагнитных катушек ориентирована для получения наведенного магнитного поля (226) внутри указанной электромагнитной катушки, которое направлено в радиальном направлении к оси статора или от нее.
8. Двигатель с качающейся шайбой по п. 6, в котором первый набор электромагнитных катушек включает в себя три внутренние электромагнитные катушки, а второй набор электромагнитных катушек включает в себя три внешние электромагнитные катушки, расположенные между внутренними электромагнитными катушками и набором магнитовосприимчивых полюсных наконечников; причем
каждая из внутренних и внешних электромагнитных катушек проходит приблизительно на 90 градусов вокруг оси статора.
9. Двигатель с качающейся шайбой по п. 8, в котором набор магнитовосприимчивых полюсных наконечников включает в себя двенадцать клиновидных деталей; причем
каждая из внутренних и внешних электромагнитных катушек выполнена с возможностью направления магнитного поля в радиальном направлении к трем из указанных двенадцати клиновидных деталей.
10. Способ магнитного приведения в действие двигателя (10) с качающейся шайбой, способ включающий:
- обеспечение статора (16), расположенного ниже качающейся шайбы (12), имеющего ось (18) статора и включающего в себя:
постоянный магнит (102);
сердечник (104) статора, расположенный ниже постоянного магнита;
набор магнитовосприимчивых полюсных наконечников (106), распределенных в круговом направлении вокруг сердечника статора и выполненных с возможностью переноса первичного радиального магнитного поля (220) от постоянного магнита;
первый набор электромагнитных катушек (124), расположенных в круговом направлении вокруг сердечника статора между сердечником статора и набором полюсных наконечников; и
второй набор электромагнитных катушек (126), расположенных в круговом направлении вокруг сердечника статора между сердечником статора и набором полюсных наконечников;
- наведение первого тока (170) в каждой катушке пары смежных электромагнитных катушек первого набора электромагнитных катушек, при этом первый ток имеет минимальное значение (420) тока в первый момент (401) времени, максимальное значение (422) тока во второй момент (402) времени и минимальное значение тока в третий момент (403) времени, а разность между третьим моментом времени и первым моментом времени составляет часть полного периода нутации (410) качающейся шайбы; и
- наведение второго тока (172) в каждой катушке пары смежных электромагнитных катушек второго набора электромагнитных катушек, при этом второй ток имеет минимальное значение тока во второй момент времени, максимальное значение тока в третий момент времени и минимальное значение тока в четвертый момент (404) времени, а разность между четвертым моментом времени и вторым моментом времени составляет часть полного периода нутации качающейся шайбы; причем
одна катушка пары смежных электромагнитных катушек первого набора электромагнитных катушек размещена с перекрытием в круговом направлении с одной катушкой пары смежных электромагнитных катушек второго набора электромагнитных катушек, а другая катушка пары смежных электромагнитных катушек первого набора электромагнитных катушек размещена с перекрытием в круговом направлении с обеими катушками пары смежных электромагнитных катушек второго набора электромагнитных катушек.
11. Способ по п. 10, согласно которому наведение тока в первом и втором наборах электромагнитных катушек создает наведенное радиальное магнитное поле (226) внутри набора магнитовосприимчивых полюсных наконечников, которое противоположно первичному радиальному магнитному полю от постоянного магнита в некоторых из магнитовосприимчивых полюсных наконечников с созданием, таким образом, области наивысшей плотности магнитного потока пар смежных электромагнитных катушек первого и второго наборов электромагнитных катушек; и/или
обеспечение статора, включающего в себя первый набор электромагнитных катушек и второй набор электромагнитных катушек, включает обеспечение наличия у каждой из электромагнитных катушек оси (128) катушки и одного или более проводников, образующих множество замкнутых контуров (130) вокруг оси катушки, при этом каждая ось катушки ориентирована перпендикулярно оси статора.
12. Способ по п. 10, согласно которому постоянный магнит выполнен с возможностью создания первичного магнитного поля (220) между статором и качающейся шайбой, которое по существу параллельно оси статора, а
наведение тока в первом и втором наборах электромагнитных катушек создает наведенное магнитное поле (226) между статором и качающейся шайбой, которое по существу параллельно оси статора и которое противоположно первичному осевому магнитному полю между статором и качающейся шайбой возле подвижной точки сближения (20) на кратчайшее расстояние качающейся шайбы относительно статора.
13. Способ по п. 10, согласно которому первый набор электромагнитных катушек включает в себя первую (150), вторую (152) и третью электромагнитную катушку (154), а
наведение первого тока в каждой катушке пары смежных электромагнитных катушек первого набора электромагнитных катушек включает в себя наведение первого тока в первой и второй электромагнитных катушках, наведение третьего тока (174) во второй и третьей электромагнитных катушках и наведение пятого тока (178) в третьей и первой электромагнитных катушках,
при этом третий ток имеет минимальное значение тока в третий момент времени, максимальное значение тока в четвертый момент времени и минимальное значение тока в пятый момент (405) времени, а
пятый ток имеет минимальное значение тока в пятый момент времени, максимальное значение тока в шестой момент (406) времени и минимальное значение тока в седьмой момент (407) времени.
14. Способ по п. 13, согласно которому второй набор электромагнитных катушек включает в себя четвертую (160), пятую (162) и шестую электромагнитную катушку (164), причем
четвертая электромагнитная катушка размещена с перекрытием в круговом направлении с первой и второй электромагнитными катушками,
пятая электромагнитная катушка размещена с перекрытием в круговом направлении со второй и третьей электромагнитными катушками, а
шестая электромагнитная катушка размещена с перекрытием в круговом направлении с третьей и первой электромагнитными катушками;
наведение второго тока в каждой катушке пары смежных электромагнитных катушек второго набора электромагнитных катушек включает в себя наведение второго тока в четвертой и пятой электромагнитных катушках, наведение четвертого тока (176) в пятой и шестой электромагнитных катушках и наведение шестого тока (180) в шестой и четвертой электромагнитных катушках,
при этом четвертый ток имеет минимальное значение тока в четвертый момент времени, максимальное значение тока в пятый момент времени и минимальное значение тока в шестой момент времени, а
шестой ток имеет минимальное значение тока в шестой момент времени, максимальное значение тока в седьмой момент (407) времени и минимальное значение тока в восьмой момент (408) времени.
15. Способ по п. 14, согласно которому каждый из первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого токов изменяется от минимального значения тока до максимального значения тока и назад к минимальному значению тока согласно одной половине синусоиды.