МАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ)

Заявляется полезная модель - магнитный двигатель, который может использоваться в качестве экологически чистой силовой установки различных машин, в том числе в качестве синхронных и асинхронных электродвигателей и ДВС автомобилей.
Известны электромагнитные двигатели, в частности, электромагнитный двигатель (варианты) по патенту РФ №2176845 от 14.07.2000 г. Двигатель содержит ротор барабанного типа и статор, на которых равномерно по окружности установлены постоянные магниты. На торцах постоянных магнитов размещены электромагниты. Недостатками его являются недостаточно высокая мощность двигателя и низкий КПД.
Известен вращатель по патенту РФ №2130686 от 20.05.99 г. Вращатель содержит статор с постоянными магнитами, постоянные магниты ротора установлены на его наружной стороне обоими полюсами навстречу магнитам статора, постоянные магниты установлены также на коромысле-маховике. Его недостатками являются большая масса и низкий КПД.
Известен бестопливный двигатель по патенту РФ №2131636 от 10.06.99 г. Он состоит из оси, маховика, на котором закреплены один или несколько подковообразных постоянных магнитов ротора и цилиндрического постоянного магнита статора. Магниты обращены друг к другу одноименными полюсами, которые отталкиваются и заставляют рабочий диск двигателя вращаться вокруг оси. Его недостатком является недостаточно высокая мощность двигателя.
Заявляемый магнитный двигатель также содержит закрепленный на валу ротор с постоянными магнитами, статор с постоянными магнитами, имеющий возможность перемещаться в зону действия магнитных полей постоянных магнитов ротора.
Задача, решаемая при разработке данной полезной модели, заключалась в увеличении мощности и КПД двигателя, уменьшении его габаритных размеров.
Данная задача достигается тем, что ротор имеет n постоянных магнитов, выполненных в виде клиньев, расширяющихся к статору и имеющих прямоугольную в плане форму, изогнутых по оси под углом 65-75° и залитых до изгиба по двум сторонам нейтральным по отношению к магнитным полям материалом. Статор выполнен с n или n±1 постоянными магнитами прямоугольной в плане формы, обращенными S-одноименными полюсами к постоянным магнитам ротора, при этом n - больше 10.
Эта же задача решается и при выполнении двигателя с двумя и более роторами и статорами с постоянными магнитами.
Постоянные магниты длительное время сохраняют свои сильные магнитные поля и могут многократно намагничиваться. Стабильность магнитных полей постоянных магнитов сохраняется и при работе двигателя благодаря непрерывному движению отрицательно заряженных электронов вокруг атома магнитного вещества. При своем вращении по замкнутым орбитам электроны создают круговые электрические токи, вокруг которых возникает магнитное поле. Вследствие этого и происходит непрерывное преобразование и пополнение магнитной энергией постоянных магнитов, и сохраняется стабильность магнитных полей при работе двигателя.
Выполнение ротора с n постоянными магнитами, выполненных в виде клиньев, расширяющихся к статору и имеющих прямоугольную в плане форму, изогнутых по оси под углом 65-75° и залитых до изгиба по двум сторонам нейтральным по отношению к магнитным полям материалом, обеспечивает его высокую удельную мощность и КПД за счет энергии сильных магнитных полей нескольких пар постоянных магнитов. Вектор силы при этом приложен к торцам выполненных в виде рычагов магнитов и направлен по касательной к ротору, что увеличивает крутящий момент двигателя. Заливка магнитов по двум сторонам до изгиба нейтральным материалом максимально
сохраняет естественную работу магнитных полей природных магнитов, что также обеспечивает максимальную мощность двигателя.
Выполнение статора с n постоянными магнитами прямоугольной в плане формы, обращенными S-одноименными полюсами к постоянным магнитам ротора, обеспечивает высокую удельную мощность двигателя за счет сильной отталкивающей силы нескольких пар магнитов, обращенных друг к другу S-одноименными полюсами.
Выполнение статора с n±1 постоянными магнитами обеспечивает достаточно высокую удельную мощность двигателя и позволяет избежать вибрации двигателя на малых оборотах (до 200-300 об/мин), но приводит к потере мощности двигателя до 20%.
Выполнение ротора и статора с постоянными магнитами в количестве не менее 10 штук также обеспечивает максимально высокую удельную мощность и КПД двигателя.
Выполнение магнитного двигателя с двумя и более роторами, закрепленными на одном валу, и двумя и более статорами, с постоянными магнитами вышеуказанной конструкции, позволит получить любое дальнейшее увеличение мощности двигателя при сохранении небольших в плане размеров двигателя.
2
Магниты должны быть природными. Несмотря на то, что природный магнит слабее, максимальная рабочая площадь одной магнитной пары достаточно большая (примерно 40 см), так как магнитных пар не менее 10, то это позволит обеспечить высокую мощность и КПД двигателя.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью чертежей, где на фиг.1 представлен вид сбоку в разрезе магнитного двигателя, на фиг.2 - продольный разрез магнитного двигателя, на фиг.3 - продольный разрез магнитного двигателя с двумя роторами и статорами, на фиг.4 - продольный разрез магнитного двигателя с механизмом управления, на фиг.5 - продольный разрез асинхронного магнитного двигателя.
Магнитный двигатель (см. фиг.1) состоит из закрепленного на валу 1 ротора 2 с постоянными магнитами 3, статора 4 с постоянными магнитами 5, расположенными в корпусе 6. Магниты 3 выполнены в виде клиньев, расширяющихся к статору и имеющих прямоугольную в плане форму, изогнуты по оси под углом 65-75°, залиты до изгиба с двух сторон нейтральным по отношению к магнитным полям материалом. На фиг.1 показан изгиб магнитов 3 вправо, при этом ротор 2 будет вращаться против часовой стрелки. При выполнении изгиба магнитов 3 влево ротор 2 будет вращаться по часовой стрелке. Магнитов 3 может быть 10 и более штук. Наиболее рационально выполнение ротора и статора с магнитами в количестве 18 штук, так как данное количество магнитных пар является оптимальным для достижения максимального результата при сохранении надежности его работы и технологичности изготовления.
Магниты 5 выполнены также прямоугольной в плане формы и могут быть изготовлены, например, в виде продолжения клиновидной формы магнитов 3. Магниты 5 залиты нейтральным материалом также по двум сторонам с воздушным зазором. Магнитов 5 по количеству может быть как равным количеству магнитов 3, так и на один магнит больше или меньше для устранения вибрации на малых оборотах двигателя.
Ротор 2 (см. фиг.2) представляет собой залитые в нейтральном по отношению к магнитным полям материале постоянные магниты 3. Статор 4 представляет собой залитые в нейтральном материале магниты 5. Статор 4 имеет возможность перемещаться в продольном направлении в зону действия магнитных полей магнитов 3 ротора 2 по корпусу 6 двигателя, например, с помощью рычага (на чертеже не показан) или любого другого механизма перемещения. Отбор мощности происходит с вала 1.
Мощность двигателя увеличивается с увеличением рабочих площадей магнитной пары (магнит 3 ротора 2 и магнит 5 статора 4), но при изготовлении ротора 2 диаметром больше 500 мм КПД двигателя уменьшается до 15%. Оптимальный диаметр ротора с магнитами составляет 300-400 мм. Таким
образом, данное конструктивное исполнение магнитов ротора обеспечивает небольшие габаритные размеры двигателя. Поэтому для достижения высоких оборотов магнитного двигателя и дальнейшего увеличения его мощности необходимо на вал 1 установить дополнительно статор 7 (см. фиг.3) и ротор 8.
Для использования магнитного двигателя в качестве ДВС автомобилей необходимо плавное регулирование оборотов двигателя, что обеспечивается, например, (см. фиг.4) регулировочным устройством 9, состоящим из магнитных дисков 10 и 11. Магнитный диск 11 соединен, например, с педалью акселератора автомобиля.
Для использования двигателя в качестве асинхронного необходимо (см. фиг.5) на валу 1 установить два ротора 2 и 12, и статоры 4 и 13, при этом магниты ротора 2 и статора 4 выполнены с изгибом вправо, а магниты ротора 12 и статора 13 выполнены с изгибом влево. Для удобства перемещения статоры 4 и 13 соединены вместе с определенным расстоянием между ними (не менее 50 см).
Двигатель работает следующим образом.
При выключенном двигателе ротор 2 неподвижен, статор 4 выведен из зоны действия магнитных полей ротора 2 на расстояние 50 мм. Постоянные магниты 3 и 5 находятся в состоянии покоя. При передвижении статора 4 к ротору 2 магнитные поля ротора 2 и статора 4 начнут взаимодействовать, ротор 2 начнет вращаться, и при перемещении статора 4 на 3-5 см над магнитами 3 ротора 2 количество оборотов достигнет 200-300 об/мин, что соответствует холостому ходу двигателя. При холостых оборотах двигателя для автомобиля, например, обеспечивается нормальная работа электроприборов и отопителя салона. Для увеличения оборотов двигателя необходимо дальнейшее перемещение статора 4 на ротор 2 с помощью регулировочного устройства 9 или другого механизма передвижения. Максимальные обороты двигателя будут при положении статора 4 в полностью надвинутом над ротором 2 положении.
Магнитный двигатель экологически чистый, не требует потребления топлива, не загрязняет атмосферу воздуха и может быть использован в автомобилестроении, авиации, космосе, машиностроении и во многих других отраслях народного хозяйства в качестве синхронных и асинхронных двигателей.