ЭЛЕКТРОМАГНИТОИМПУЛЬСНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2019 года по МПК H02K29/06 H02K99/00 

Электромагнитный импульсный двигатель

Изобретение относится к области электромагнитных машин. Наиболее по технической сущности он подходит к двигателям пульсирующих напряжений и тока (ДПН и ДПТ). Названные двигатели наряду с имеющимися достоинствами имеют недостатки, связанные прежде всего добавочными пульсационными потерями (ДПП), которые существенно снижают их КПД.

Технически результат достигаемся тем, что конструкция предложенного электромагнитного импульсного двигателя позволяет ему работать при существенно низкой частоте пульсации магнитного поля его электромагнита и относительно низких напряжения и тока.

Предложенный электромагнитный импульсный двигатель, состоящий из ферромагнитного диска с дугообразными, меняющимися по высоте вдоль дуг от максимума до минимума постоянными магнитами, являющийся ротором и электромагнитом с ферромагнитным сердечником и с намагничивающим постоянным магнитом, отличающийся тем, что ротор установлен на подшипниковом узле, плоские дугообразные постоянные магниты установлены на его верхнем основании так, что обращены друг к другу одними концами с минимальной, другими - с максимальной высотой, а сверху над ротором установлен в вертикальном положении неподвижный электромагнит с ферромагнитным сердечником, на вершине которого размещен намагничивающий постоянный магнит, подключенный к источнику постоянного напряжения посредством электронного усилителя импульса с усилителем сигналов магнитного датчика, управляемого двумя постоянными магнитами, присаженными на диаметрально противоположные стороны нижнего основания диска ротора.

На фиг. 1 показан вид сверху электромагнитного импульсного двигателя, а на фиг. 2 - его поперечный разрез.

На фигурах приняты следующие обозначения: 1. - ДМ-датчик магнитный, 2. -управляющий постоянный магнит, 3. - обмотка электромагнита, 4. - первоначально намагниченного сердечника электромагнита, 5. - ферромагнитный диск, 6. - дугообразный, меняющийся по высоте от максимума до минимума, постоянный магнит, 7. - подшипниковый узел, 8. - УС-усилитель сигнала датчика, 9. - УИ-усилитель электромагнитного импульса, 10 - намагничивающий постоянный магнит.

Электромагнитный импульсный двигатель работает следующим образом. С фигур видно, что состыкованные противоположными максимально высотными полюсами одна пара дугообразных постоянных магнитов 6 ротора показана в момент, когда она находится ровно под серединой электромагнита с первоначально намагниченным сердечником 4 и когда между ними зазор минимальный.

При подключении обмотки 3 электромагнита к источнику постоянного напряжения, в этом зазоре возникнет импульс магнитного поля, который резко вытолкнет ротор с этого положения, и он начинает двигаться. В первую четверть оборота ротора зазор между его магнитами 6 и сердечником 4 электромагнита будет постепенно увеличиваться, так как в этот момент времени полюса постоянного магнита 6 ротора и первоначального намагниченного сердечника 4 электромагнита будут одинаковыми, что и заставляет их постоянно отталкиваться, хотя постепенно уменьшаясь. При переходе во вторую четверть оборота ротора режим отталкивания меняется на режим их притяжения, так как знак полюса магнита 4 ротора будет в этот момент времени уже противоположным, а знак полюса первоначального намагниченного небольшим постоянным магнитом 10 ферромагнитного сердечника 4 электромагнита всегда остается неизменным. Из-за этого и из-за того, что указанный зазор между его постоянными магнитами 6 и полюсом электромагнита будет уменьшаться по ходу движения, ротор в это время будет ускоряться. К концу первой половины оборота ротора вышеназванный зазор

между ними станет во второй раз минимальным. В это время на этом Месте окажется один из двух управляющих постоянных магнитов 2, которые присажены на нижнее основание ферромагнитного диска 6.который воздействует на магнитный датчик I. Возникший с пего сигнал поступит в усилительный блок УС и УИ, который подключит на краткое время обмотку 3 электромагнита к источнику постоянного напряжения. Сложенные постоянным полем первоначального намагниченного сердечника 4 электромагнита с кратковременным очередным магнитным импульсом и кинетическая энергия ротора способствуют не только преодолевать магнитный барьер, созданного противоположными полюсами рядом стоящих постоянных дугообразных его постоянных магнитов, но и ускоренно пройти ему вновь образованную узкую область под электромагнитом. Дальше с началом второй половины оборота ротора электромагнитные взаимодействия и другие физические процессы начнут повторяться. Ротор электромагнитного импульсного двигателя начнет ускоряться и дойдет до номинальной величины.

Таким образом, названный электромагнитный импульсный двигатель фактически работает посредством отталкивания, притяжения первоначального намагниченного сердечника электромагнита с дугообразными, разной высоты постоянных магнитов ротора и двумя магнитными импульсами электромагнита в течение одного оборота ротора.

Источники информации

1. Александров Н.Н. Электрические машины и микромашины / Н.Н. Александров. - М.: Колос, 1983.

2. Арекелян Д.К. Вентильные электрические машины / Д.К. Арекелян, Д.А. Афанасьев. - 1 книга. - М.: Энергоатомиздат, 1997.

3. Беспалов В.Я. Электрические машины / В.Я. Беспалов. - М. ACADEMA, 2006.

4. Глухих В.Л. Ударные униполярные генераторы / В.Л. Глухих. - Л.: Энергоатомиздат, 1987.

5. Мишин Д.Д. Магнитные материалы / Д.Д. Мишин. - М.: Высшая школа, 1991.

6. Осин И.Л. Синхронные двигатели малой мощности / И.Л. Осин. - М.: МЭИ, 2006.

7. Скоболев В.Е. Двигатели пульсирующего тока / В.Е. Скоболев. - Л.: Энергоатомиздат, 1985.

8. Чихняев В.А. Вентильно-индукторный преобразователь электрической энергии в механическую / В.А. Чихняев. - Чебоксары: изд-во ЧГУ, 2010.

9. Дружинин В.В. Магнитные свойства электротехнической стали / В.В. Дружинин. - М.: Энергия, 1974.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в обеспечении работы при существенно низкой частоте пульсаций магнитного поля и относительно низких напряжении и токе. Двигатель состоит из ротора в виде ферромагнитного диска с дугообразными меняющимися по высоте вдоль дуг от максимума до минимума постоянными магнитами и электромагнита с ферромагнитным сердечником и с намагничивающим постоянным магнитом. Ротор установлен на подшипниковом узле, плоские дугообразные постоянные магниты установлены на его верхнем основании так, что обращены друг к другу одними концами с минимальной, другими с максимальной высотой, а сверху над ротором установлен в вертикальном положении неподвижный электромагнит с ферромагнитным сердечником, на вершине которого размещен намагничивающий постоянный магнит, подключенный к источнику постоянного напряжения посредством электронного усилителя импульса с усилителем сигналов магнитного датчика, управляемого двумя постоянными магнитами, присаженными на диаметрально противоположные стороны нижнего основания диска ротора. 2 ил.

Электромагнитный импульсный двигатель, состоящий из ферромагнитного диска с дугообразными меняющимися по высоте вдоль дуг от максимума до минимума постоянными магнитами, являющийся ротором и электромагнитом с ферромагнитным сердечником и с намагничивающим постоянным магнитом, отличающийся тем, что ротор установлен на подшипниковом узле, плоские дугообразные постоянные магниты установлены на его верхнем основании так, что обращены друг к другу одними концами с минимальной, другими с максимальной высотой, а сверху над ротором установлен в вертикальном положении неподвижный электромагнит с ферромагнитным сердечником, на вершине которого размещен намагничивающий постоянный магнит, подключенный к источнику постоянного напряжения посредством электронного усилителя импульса с усилителем сигналов магнитного датчика, управляемого двумя постоянными магнитами, присаженными на диаметрально противоположные стороны нижнего основания диска ротора.