Магнітний двигун на основі фігурних магнітних елементів

Реферат: Магнітний двигун на основі фігурних магнітних елементів містить корпус, постійні магніти в статорі, зібрані в окремі секції, і постійні магніти у роторі, виконані у вигляді плоских півкілець так, що утворюють замкнуте магнітне коло на роторі і обертальний робочий момент взаємодією силових полів постійних магнітів статора і ротора. Чисельний ряд окремих постійних магнітів в статорі і роторі скомпонований у вигляді фігурних магнітних елементів на двох дисках з немагнітного матеріалу, при цьому на одному із них окремі постійні магніти зібрані в окремі секції, закріплені у вигляді п'ятипелюсткової зірки з дугоподібним і гостроконечним виконанням пелюсток однакової полярності з нахилом пелюсток у бік напрямку силових магнітних ліній і розміщені з проміжком довкола постійного магніту протилежної полярності у вигляді кільцевого елемента, а на другому диску окремі постійні магніти, протилежної полярності постійним магнітам пелюсток, зібрані у вигляді двох плоских півкілець С-подібної форми і закріплені в положенні дзеркального відображення по відношенню одне до одного з зазором, що є регулятором обертових магнітних силових потоків, система споряджена віссю, яка одним кінцем зафіксована нерухомо в нерухомому диску/статорі, а іншим кінцем є віссю обертового диска/ротора, зафіксованого на втулці. UA 72011 U (12) UA 72011 U UA 72011 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки приладо- та машинобудування, а саме до технології виробництва двигунів, і може бути використана в різних галузях промисловості, народного господарства, на транспорті тощо. Відомий магнітний двигун, що містить корпус з закріпленими в ньому постійними магнітами і встановлений в корпусі на валу ротор, всередині корпуса жорстко закріплену гільзу з нерухомо розміщеними на ній постійними магнітами, котра утворює з постійними магнітами корпуса кільцевий зазор, а ротор виконаний у вигляді встановлених на валу кронштейнів з фіксаторами, на вільних кінцях кронштейнів встановлені виконані із феромагнітного матеріалу жолобки з розміщеними в них блоками постійних магнітів, причому один із торців жолобків має заокруглену форму [Магнітний двигун. Патент України на винахід № 22575, H02N 11/00, Бюл. № 7, 2001]. Проте такий двигун має надто складну конструкцію, яка вимагає встановлення додаткового ротора з магнітами та провідниками і в статорі додаткових обмоток для збудження магнітних полів, крім того використання електромагнітів вимагає використання додаткового джерела електричного струму, що знижує коефіцієнт корисної дії (ККД) пристрою. Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, є магнітний двигун, що містить корпус, постійні магніти з котушками перемагнічування в статорі, постійні магніти, охоплені магнітопроводом, у роторі, і електронні блоки керування, в якого постійні магніти ротора виконані у вигляді плоских півкілець, так, що утворюють замкнуте магнітне коло на роторі, а постійні магніти статора виконані у вигляді стрижнів, зібраних в окремі секції, і кожна секція перемагнічується (змінює полярність) миттєвим імпульсом струму в момент знаходження на нейтралі магнітів ротора при обертанні; завдяки чому обертальний робочий момент утворено взаємодією силових полів постійних магнітів статора і ротора при вимкнутих джерелах живлення [Магнітний двигун. Патент України на винахід № 64031, Н02К 29/06, 21/00, Бюл. № 2, 2004 р.] Проте цей відомий двигун також має надто складну конструкцію, характерну для статора секційного типу, зібраного із стрижнів таким чином, щоби забезпечити перемагнічування стрижнів (зміну полярності) миттєвим імпульсом струму в момент знаходження на нейтралі магнітів ротора при обертанні і таким чином постійно утворювати обертовий момент взаємодією силових полів постійних магнітів статора і ротора при вимкнутих джерелах живлення. В основу корисної моделі поставлена задача - створити магнітний двигун на основі фігурних магнітних елементів з високим ККД, більшим за 0,95, шляхом компонування магнітних систем із окремих постійних магнітів статора і ротора у вигляді оптимально підібраних фігурних магнітних елементів забезпечити ефект постійно діючого обертового моменту між статором і ротором взаємодією силових полів постійних магнітів статора і ротора без використання додаткових джерелах живлення. Поставлена задача вирішується тим, що в магнітному двигуні, який містить корпус, постійні магніти в статорі, зібрані в окремі секції, і постійні магніти у роторі, виконані у вигляді плоских півкілець так, що утворюють замкнуте магнітне коло на роторі і обертальний робочий момент взаємодією силових полів постійних магнітів статора і ротора, згідно з пропонованою корисною моделлю чисельний ряд постійних магнітів в статорі і роторі скомпонований у вигляді фігурних магнітних елементів на двох дисках з немагнітного матеріалу, при цьому на одному із них окремі постійні магніти зібрані в окремі секції, закріплені у вигляді п'ятипелюсткової зірки з дугоподібним і гостроконечним виконанням пелюсток однакової полярності з нахилом пелюсток у бік напрямку силових магнітних ліній і розміщені з проміжком довкола постійного магніту протилежної полярності у вигляді кільцевого елемента, а на другому диску окремі постійні магніти протилежної полярності постійним магнітам пелюсток зібрані у вигляді двох плоских півкілець С-подібної форми і закріплені в положенні дзеркального відображення по відношенню одне до одного з зазором, що є регулятором обертових магнітних силових потоків, система споряджена віссю, яка одним кінцем зафіксована нерухомо в нерухомому диску/статорі, а іншим кінцем є віссю обертового диска/ротора, зафіксованого на втулці, що має механізм регулювання зазору між статором і ротором в межах забезпечення виникнення і припинення обертового моменту між магнітними потоками статора і ротора, крім того обертовий диск/ротор споряджений механізмом передачі обертового руху за призначенням. Компонування чисельного ряду окремих постійних магнітів у оптимально визначені фігурні магнітні елементи на двох дисках з немагнітного матеріалу, при цьому на одному із них у вигляді п'ятипелюсткової зірки з дугоподібним і гостроконечним виконанням пелюсток однакової полярності нахилом пелюсток у бік напрямку силових магнітних ліній, дає можливість сформувати необхідний силовий потік замкнутий по колу, а розміщення пелюсток з проміжком довкола постійного магніту протилежної полярності у вигляді кільцевого елемента забезпечує 1 UA 72011 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 різнополярністю постійно утворюючий обертовий момент взаємодією силових полів постійних магнітів статора і ротора без використання додаткових джерел живлення, замість перемагнічування стрижнів (зміну полярності) миттєвим імпульсом струму в момент знаходження на нейтралі магнітів ротора при обертанні, як це передбачено в прототипі, оскільки окремі постійні магніти на другому диску, протилежної полярності постійним магнітам пелюсток, зібрані у вигляді двох плоских півкілець С-подібної форми і закріплені в положенні дзеркального відображення по відношенню одне до одного, отримують у цей момент підсилення магнітного потоку від однойменного кільцевого елемента першого диску. Передбачення можливості регулювання зазору між дисками завдяки втулці, що має механізм регулювання цього зазору між статором і зафіксованим на ній ротором, забезпечує виникнення і припинення обертового моменту між магнітними потоками статора і ротора. Спорядження обертового диску/ротора механізмом передачі обертового руху дає можливість використовувати пропонований магнітний двигун за призначенням, в тому числі для використання його потужності для приведення в дію динамо, генератора тощо, оскільки двигун навіть вагою 600-700 г здатний обертати на осі вагу від 1,5 до 3 кг. Таким чином сукупністю відомих і пропонованих суттєвих ознак, поєднаних таким причиннонаслідковим зв'язком, забезпечується технічний результат, достатній для виконання поставленої задачі корисної моделі. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями. На фіг. 1 наведено принципову схему магнітного двигуна на основі фігурних магнітних елементів, на фіг. 2 - диск з розміщенням постійних магнітів у вигляді п'ятипелюсткової зірки, на фіг. 3 - диск з розміщенням постійних магнітів у вигляді двох півкілець С-подібної форми. Магнітний двигун містить корпус 1, в якому нерухомо закріплений статор, у вигляді диска 2, виготовленого із немагнітного матеріалу, на якому, як приклад, скомпоновані постійні магніти в окремі секції, закріплені у вигляді п'ятипелюсткової зірки 3 з дугоподібним і гостроконечним виконанням пелюсток 4 однакової полярності з нахилом пелюсток у бік напрямку силових магнітних ліній і розміщені з проміжком 5 довкола постійного магніту протилежної полярності у вигляді кільцевого елемента 6. Система споряджена віссю 7, яка одним кінцем 8 зафіксована нерухомо в нерухомому диску/статорі (2), а іншим кінцем 9 є віссю обертового диска/ротора 10, вільно посадженого на неї. На обертовому диску (10) постійні магніти, протилежної полярності постійним магнітам пелюсток (4), зібрані у вигляді плоских півкілець С-подібної форми 11 і закріплені в положенні дзеркального відображення по відношенню одне до одного з зазором 12, що є регулятором обертових магнітних силових потоків. Диск (10) зафіксовано на втулці 13, що має механізм регулювання 14 зазору 15 між статором (2) і ротором (10) в межах забезпечення виникнення і припинення обертового моменту між магнітними потоками статора (2) і ротора (10). Крім того, обертовий диск/ротор (10) споряджений механізмом передачі обертового руху 16 за призначенням. Магнітний двигун на основі фігурних магнітних елементів працює таким чином. Скомпонований у корпусі 1 у відповідності з наведеною вище конструкцією магнітний двигун встановлюють за місцем призначення. В неробочому стані зазор 15 між статором 2 і ротором 10 (рухомим і нерухомим дисками) такий, що магнітні силові потоки не здатні забезпечити обертовий момент. Для запуску двигуна механізмом регулювання 14 зазору 15 між статором (2) і ротором (10) встановлюють необхідний зазор 15, що забезпечує виникнення і постійне підтримування обертового моменту між магнітними потоками статора (2) і ротора (10). Цей ефект забезпечує формування необхідного силового магнітного потоку, замкнутого по колу, завдяки магнітному фігурному елементові у вигляді п'ятипелюсткової зірки 3 і його взаємодії з силовим магнітним потоком іншого магнітного фігурного елемента із двох півкілець С-подібної форми 11 протилежної полярності. При цьому така взаємодія забезпечується без додаткового джерела живлення завдяки розміщенню пелюсток 4 з проміжком 5 довкола постійного магніту протилежної полярності у вигляді кільцевого елемента 6, який своєю полярністю забезпечує постійно утворюючий обертовий момент взаємодією силових полів постійних магнітів статора 2 і ротора 10, оскільки постійні магніти плоских півкілець С-подібної форми 11 постійно отримують підсилення магнітного потоку від однойменного кільцевого елемента 6 іншого диска 2. Обертовий момент регулюють зазором 15 між дисками 2 і 10 втулкою 13, що має механізм регулювання зазору 14 між статором 2 і зафіксованим на втулці 13 ротором 10. Для запуску двигуна зменшують зазор 15, а для зупинення - збільшують, чим забезпечують виникнення і припинення обертового моменту між магнітними потоками статора і ротора. При цьому система може мати механізм погашення інерційності (на кресленнях не показано). Спорядження обертового диска/ротора 10 механізмом передачі обертового руху 16 дає можливість використовувати пропонований магнітний двигун за призначенням, в тому числі для 2 UA 72011 U 5 10 15 20 25 30 використання його потужності для приведення в дію динамо, генератора і ін. Потужність двигуна залежить від розмірів фігурних магнітних елементів і від товщини окремих постійних магнітів, використовуваних для їх компонування. Вагою 600-700 г двигун здатний обертати на осі вагу від 1,5 до 3 кг. Система забезпечує обертання магнітного двигуна тільки в одному напрямку. Двигун з протилежним напрямком обертання потребує зміни компонування фігурних магнітних елементів. Як приклад, виготовляють диски з можливістю їх переміни місця встановлення із ротора на статор і навпаки. Пропонований магнітний двигун на основі фігурних магнітних елементів характеризується високим ККД, більшим за 0,95, в якому компонування магнітних систем із постійних магнітів статора і ротора у вигляді оптимально підібраних фігурних магнітних елементів забезпечують ефект постійно діючого обертового моменту між статором і ротором взаємодією силових полів постійних магнітів статора і ротора без використання додаткових джерел живлення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Магнітний двигун на основі фігурних магнітних елементів, що містить корпус, постійні магніти в статорі, зібрані в окремі секції, і постійні магніти у роторі, виконані у вигляді плоских півкілець так, що утворюють замкнуте магнітне коло на роторі і обертальний робочий момент взаємодією силових полів постійних магнітів статора і ротора, який відрізняється тим, що чисельний ряд окремих постійних магнітів в статорі і роторі скомпонований у вигляді фігурних магнітних елементів на двох дисках з немагнітного матеріалу, при цьому на одному із них окремі постійні магніти зібрані в окремі секції, закріплені у вигляді п'ятипелюсткової зірки з дугоподібним і гостроконечним виконанням пелюсток однакової полярності з нахилом пелюсток у бік напрямку силових магнітних ліній і розміщені з проміжком довкола постійного магніту протилежної полярності у вигляді кільцевого елемента, а на другому диску окремі постійні магніти, протилежної полярності постійним магнітам пелюсток, зібрані у вигляді двох плоских півкілець С-подібної форми і закріплені в положенні дзеркального відображення по відношенню одне до одного з зазором, що є регулятором обертових магнітних силових потоків, система споряджена віссю, яка одним кінцем зафіксована нерухомо в нерухомому диску/статорі, а іншим кінцем є віссю обертового диска/ротора, зафіксованого на втулці, що має механізм регулювання зазору в межах забезпечення виникнення і припинення обертового моменту між магнітними потоками статора і ротора, крім того обертовий диск/ротор споряджений механізмом передачі обертового руху за призначенням. 3 UA 72011 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4