Соленоїдні двигуни поворотного типу. Електромагнітні двигуни: опис та принцип роботи. Модифікації із фазним ротором
Такий тип електродвигуна є найпростішим. В основі його роботи – магнітна дія струму. Основним елементом у ньому є котушка, яка при пропусканні по ній струму втягує плунжер. Його рухи за допомогою різних пристроїв перетворюються на обертання валу.
Якщо є бажання зробити такий двигун, то потрібно запастися: великим коліщатком від будь-якої іграшки (наприклад, машинки); ручкою; болтом, у якого діаметр стрижня не перевищує внутрішній діаметр ручки (можна замінити цвяхом); винною пробкою; шурупами; скріпками; дротом із сталі діаметром 1,3 та 3,8 мм; електропроводом (за довжиною – метр); дротом із мілини, на якій є ізоляція (перетин 0,4 мм); 12-вольтним блоком живлення; плоским бруском з дерева, на якому монтуватиметься двигун.
При виготовленні виробу користуються інструментами: плоскогубцями; викрутками; штангенциркулем; круглогубцями; ножівкою; свердлами діаметром 3,8 та 1,4 мм; клейовим пістолетом; шуруповерт.
Збирають соленоїд. Розбирають ручку, відрізають від неї ножівкою частину, яка має різьблення, і ще шматочок довжиною 3,5 см. Кінці відрізків підрівнюють напилком.
Відрізають від винної пробки два диски 5-міліметрової товщини. Влаштовують у їхньому центрі отвори, якими садять на відрізок ручки без різьблення. З'єднання проклеюють. На отриману котушку намотують мідний провід діаметром 0,4 мм. Кількість витків – 500…600. Основна умова – всі вони повинні мати однаковий напрямок. Кінці дроту пропускають через боковинки із пробки. Зверху обмотку закріплюють ізолентою.
Виготовляють із цвяха, болта поршень. Відрізають у них ножівкою голівку. Влаштовують невеликий пропил у поздовжньому напрямку в одного з кінців, потім роблять наприкінці наскрізний отвір 1,3-міліметрового діаметру.
З дроту діаметром 38 мм виготовляють шатун. Її кінець сплющують до товщини, що входить у проріз на кінці цвяха (болта). У ній свердлять наскрізний отвір діаметром 1,3 мм.
Котушку встановлюють біля одного краю дерев'яної пластини. Вставляють у неї поршень, до нього через отвори кріплять плоский кінець шатуна.
Колінчастий вал виготовляють із дроту 3,8-міліметрового діаметра. Коліно на ній роблять, відступаючи третину довжини від кінця. Його спирають на дві ніжки, виготовлені з дроту діаметром 1,4 мм. Розташовують на протилежному, щодо котушки, кінці дерев'яної платівки та поперек її.
На колінвалі розташовують колесо від машинки, яке виконуватиме роль маховика. З'єднання шатуна та колінчастого валу виконують за допомогою ковпачка ручки, в якому влаштовують взаємно перпендикулярні наскрізні отвори в кінці. Ковпачок спочатку розміщують на коліно колінвала, потім до нього кріплять шатун.
З мідної жерсті вирізують контакт. Його розміщують на боці дерев'яної пластинки, поблизу кінчика колінчастого валу. Останній трохи вигинають, щоб він при обертанні торкався контакту.
Один із дротів від батареї живлення приєднують до виходу дроту з котушки. Другий – до колінвалу з боку, зворотного встановлення мідного контакту. Забезпечують з'єднання проводом останнього та другого виходу котушки.
Підключають двигун до живлення. У котушці, за рахунок проходження струму, утворюється магнітне поле, яке втягує поршень усередину. Це обертається, через шатун, колінчастий вал. Він провертається і розриває контакт із мідною платівкою. Струм у ланцюгу зникає, котушка позбавляється магнітного поля і «відпускає» поршень – він, за рахунок маховика, виходить із котушки.
Колінчастий вал продовжує обертатися, його вигнутий кінець стосується мідної платівки. Це призводить до замикання мережі, появи в котушці знову магнітного поля, яке втягує поршень. Далі все повторюється.
Електродвигуни – це пристрої, у яких електрична енергія перетворюється на механічну. В основі принципу їхньої дії лежить явище електромагнітної індукції.
Однак способи взаємодії магнітних полів, що змушують обертатися ротор двигуна, істотно різняться в залежності від типу напруги живлення - змінного або постійного.
В основі принципу роботи електродвигуна постійного струму лежить ефект відштовхування однойменних полюсів постійних магнітів та притягування різноїменних. Пріоритет її винаходу належить російському інженеру Б. С. Якобі. Перша промислова модель двигуна постійного струму була створена 1838 року. З того часу його конструкція не зазнала кардинальних змін.
У двигунах постійного струму невеликої потужності один із магнітів є фізично існуючим. Він закріплений безпосередньо на корпусі машини. Другий створюється в обмотці якір після підключення до неї джерела постійного струму. Для цього використовується спеціальний пристрій – колекторно-щітковий вузол. Сам колектор - це кільце струмопровідне, закріплене на валу двигуна. До нього підключені кінці обмотки якоря.
Щоб виник крутний момент, необхідно постійно міняти місцями полюси постійного магніту якоря. Відбуватися це має у момент перетину полюсом так званої магнітної нейтралі. Конструктивно таке завдання вирішується розподілом кільця колектора на сектори, розділені діелектричними пластинами. Кінці обмоток якоря приєднуються до них послідовно.
Щоб з'єднати колектор з мережею живлення використовуються так звані щітки - графітові стрижні, що мають високу електричну провідність і малий коефіцієнт тертя ковзання.
Обмотки якоря не підключені до мережі живлення, а за допомогою колекторно-щіткового вузла з'єднані з пусковим реостатом. Процес включення такого двигуна складається з з'єднання з мережею живлення і поступового зменшення до нуля активного опору в ланцюгу якоря. Електромотор включається плавно та без перевантажень.
Особливості використання асинхронних двигунів в однофазному ланцюзі
Незважаючи на те, що магнітне поле статора, що обертається, найпростіше отримати від трифазної напруги, принцип дії асинхронного електродвигуна дозволяє йому працювати і від однофазної, побутової мережі, якщо в їх конструкцію будуть внесені деякі зміни.
Для цього на статорі має бути дві обмотки, одна з якої є «пусковою». Струм у ній зсувається по фазі на 90 ° за рахунок включення в ланцюг реактивного навантаження. Найчастіше для цього
Практично повна синхронність магнітних полів дозволяє двигуну набирати оберти навіть при значних навантаженнях на валу, що й потрібне для роботи дрилів, перфораторів, пилососів, болгарок або полотерних машин.
Якщо в ланцюг живлення такого двигуна включений регульований , то частоту його обертання можна плавно змінювати. А ось напрямок, при живленні від ланцюга змінного струму, змінити не вдасться ніколи.
Такі електромотори здатні розвивати дуже високі обороти, компактні і мають більший крутний момент. Однак наявність колекторно-щіткового вузла знижує їхній моторесурс – графітові щітки досить швидко стираються на високих обертах, особливо якщо колектор має механічні пошкодження.
Електродвигуни мають найбільший ККД (понад 80%) з усіх пристроїв, створених людиною. Їх винахід наприкінці XIX століття цілком можна вважати якісним цивілізаційним стрибком, адже без них неможливо уявити життя сучасного суспільства, заснованого на високих технологіях, а чогось ефективнішого поки що не придумано.
Синхронний принцип роботи електродвигуна на відео
Електромагнітні двигуни – це пристрої, які працюють за принципом індукції. Деякі люди називають їх електромеханічними перетворювачами. Побічним ефектом даних пристроїв вважається рясне виділення тепла. Існують моделі постійного та змінного типу.
Також пристрої розрізняють за типом ротора. Зокрема, є короткозамкнені та фазні модифікації. Сфера застосування електромагнітних двигунів є дуже широкою. Зустріти їх можна в побутових приладах та промислових агрегатах. Активно використовуються вони й у літакобудуванні.
Схема двигуна
Схема електромагнітного двигуна включає статор, а також ротор. Колектори зазвичай застосовуються щіткового типу. Ротор складається з валу, а також наконечника. Для охолодження системи часто встановлюються вентилятори. Для вільного обертання валу є роликові підшипники. Також є модифікації з магнітопроводами, які є невід'ємною частиною статора. Над ротором розташовується контактне кільце. У потужних модифікаціях використовується реле, що втягує. Безпосередньо подача струму здійснюється через кабель.
Принцип роботи двигуна
Як говорилося раніше, принцип дії побудований на При підключенні моделі утворюється магнітне поле. Потім на обмотці зростає напруга. Під силою дії магнітного поля на дію наводиться ротор. Частота обертання пристрою насамперед залежить кількості магнітних полюсів. Колектор у разі грає роль стабілізатора. Подача струму в коло відбувається через статор. Також важливо відзначити, що для захисту двигуна використовуються кожухи та ущільнювачі.
Як зробити своїми руками?
Зробити звичайний електромагнітний двигун своїми руками досить легко. Насамперед слід зайнятися ротором. Для цього доведеться знайти металевий стрижень, який відіграватиме роль валу. Також знадобиться два потужні магніти. На статорі має бути обмотка. Далі залишиться лише встановити щітковий колектор. Електромагнітні двигуни-саморобки приєднуються до мережі через провідник.
Модифікації для машин
Електромагнітні виготовляються лише колекторного типу. Потужність їх у середньому становить 40 кВт. У свою чергу параметр номінального струму дорівнює 30 А. Статори в даному випадку використовуються двополюсні. У деяких модифікацій є Для охолодження системи застосовуються вентилятори.
Також у пристроях передбачені спеціальні отвори для циркуляції повітря. Ротори в двигунах встановлюються із металевими сердечниками. Для захисту валу використовуються ущільнювачі. Статор у разі знаходиться в кожусі. Електромагнітні двигуни для машин з реле, що втягують, зустрічаються рідко. У середньому діаметр валу вбирається у 3.5 див.
Пристрої для літаків
p align="justify"> Робота двигунів даного типу побудована на принципі електромагнітної індукції. Для цього статори використовуються триполюсного типу. Також електромагнітні двигуни літальних апаратів включають безщіткові колектори. Клемні коробки у пристроях розташовуються над контактними кільцями. Невід'ємною частиною статора є якір. Вал обертається завдяки роликовим підшипникам. У деяких модифікацій використовуються щіткотримачі. Також важливо згадати про різні типи клемних коробок. В даному випадку багато залежить про потужність модифікації. Електромагнітні двигуни для літаків для охолодження обладнуються вентиляторами.
Двигуни-генератори
Електромагнітні двигуни-генератори випускаються із спеціальними бендиксами. Також схема пристрою включає в себе реле, що втягують. Для запуску ротора застосовуються осердя. Статори у пристроях використовуються двополюсного типу. Безпосередньо вал у них кріпиться на роликових підшипниках. Більшість двигунів є гумова заглушка. Таким чином, ротор зношується повільно. Ще є модифікації із щіткотримачами.
Моделі із короткозамкненим ротором
Електромагнітний двигун із короткозамкненим ротором часто встановлюється у побутових приладах. Потужність моделей у середньому дорівнює 4 кВт. Безпосередньо статори використовуються двополюсного типу. Ротори кріпляться у задній частині двигуна. Вал у моделей застосовується невеликий діаметр. На сьогоднішній день найчастіше випускаються асинхронні модифікації.
Клемні коробки у пристроях відсутні. Для подачі струму використовують спеціальні полюсні наконечники. Також схема двигуна включає магнітопроводи. Кріпляться вони біля статорів. Ще важливо відзначити, що випускаються пристрої із щіткотримачами і без них. Якщо розглядати перший варіант, то в даному випадку встановлюються спеціальні Таким чином статор захищається від магнітного поля. Пристрої без щіткоутримувача мають ущільнювач. Бендикси в двигунах встановлюються за статором. Для їхньої фіксації застосовуються шпонки. Недоліком цих пристроїв вважається швидке знос сердечника. Виникає він через підвищену температуру в двигуні.
Модифікації із фазним ротором
Електромагнітний двигун із фазним ротором встановлюється на верстати і часто використовується у важкій промисловості. Магнітопроводи в даному випадку є з якорями. Відмінною рисою пристроїв прийнято вважати великі вали. Безпосередньо напруга на обмотку подається через статор. Для обертання валу використовується щіткотримач. У деяких із них встановлені контактні кільця. Також важливо відзначити, що потужність моделей у середньому становить 45 квт. Безпосередньо живлення двигунів може здійснюватись тільки від мережі зі змінним струмом.
Колекторний електромагнітний двигун: принцип роботи
Колекторні модифікації активно використовуються для електроприводів. Принцип дії вони досить простий. Після подачі напруги в ланцюг задіюється ротор. запускає процес індукції. Порушення обмотки змушує вал ротора обертатися. Тим самим приводиться в дію диск пристрою. Для зменшення сили тертя використовують підшипники. Також важливо відзначити, що у моделях встановлюються щіткотримачі. У задній частині пристроїв часто є вентилятор. Для того, щоб вал не терся об ущільнювач, застосовується захисне кільце.
Безколекторні модифікації
Безколекторні модифікації в наш час не є поширеними. Використовуються для вентиляційних систем. Відмінною їх особливістю вважається безшумність. Однак, слід враховувати, що моделі випускаються невеликої потужності. У середньому цей параметр не перевищує 12 кВт. Статори часто встановлюються двополюсного типу. Вали використовуються короткі. Для огородження ротора застосовуються спеціальні ущільнювачі. Іноді двигуни полягають у кожух, який має вентиляційні канали.
Моделі із незалежним збудженням
Модифікації цього типу відрізняються клемними магнітопроводами. У цьому випадку пристрої працюють у мережі лише зі змінним струмом. Безпосередньо напруга насамперед подається на статор. Ротори у моделей виготовляються із колекторами. У деяких модифікацій потужність сягає 55 кВт.
За типом якір пристрою відрізняються. Щіткотримачі часто встановлюються на стопорному кільці. Також важливо відзначити, що колектори у пристроях використовуються з ущільнювачами. Диски у разі розташовуються за статорами. У багатьох двигунів Бендикси відсутні.
Схема двигуна із самозбудженням
Електромагнітні двигуни цього типу здатні похвалитися високою потужністю. У разі обмотки є високовольтного типу. Подача напруги відбувається через клемні контакти. Безпосередньо ротор кріпиться за щіткоутримувачем. Рівень робочого струму в пристроях становить 30 А. У деяких модифікаціях застосовуються якорі зі щіткотримачами.
Також є пристрої із однополюсними статорами. Безпосередньо вал знаходиться у центрі двигуна. Якщо розглядати пристрої великої потужності, то вони застосовують вентилятор для охолодження системи. Також на кожусі розташовуються невеликі отвори.
Моделі з паралельним збудженням
Електромагнітні двигуни цього типу виготовляються з урахуванням щіткових колекторів. Якоря у разі відсутні. Вал у пристроях кріпиться на роликових підшипниках. Також зменшення сили тертя використовуються спеціальні лапи. Деякі конфігурації мають магнітопроводи. Підключатися моделі можуть лише до мережі із постійним струмом.
Ще важливо відзначити, що на ринку переважно представлені тритактні модифікації. Щіткотримачі у пристроях виконані у формі циліндрів. За потужністю моделі відрізняються. У середньому параметр робочого струму на холостому ході вбирається у 50 А. Для посилення електромагнітного поля застосовуються ротори з високовольтної обмоткою. У деяких конфігурацій використовуються наконечники на магнітопроводах.
Пристрої послідовного збудження
Принцип роботи двигунів цього типу досить простий. Безпосередньо напруга подається на статор. Далі струм проходить по обмотці ротора. На цьому етапі відбувається збудження первинної обмотки. Внаслідок цього приводиться у дію ротор. Однак слід враховувати, що двигуни здатні тільки в мережі зі змінним струмом. Наконечники у разі застосовуються з магнитопроводом.
Деякі пристрої оснащені щіткотримачами. Потужність моделей коливається від 20 до 60 квт. Для фіксації валу використовуються стопорні кільця. Бендикси в цьому випадку розташовуються в нижній частині конструкції. Клемники відсутні. Також важливо відзначити, що вал встановлюється різного діаметра.
Двигуни змішаного збудження
Електромагнітні двигуни цього типу можуть використовуватися тільки для приводів. Ротор тут найчастіше встановлюється з первинною обмоткою. У разі показник потужності вбирається у 40 кВт. Номінальне навантаження системи становить близько 30 А. Статор у пристроях застосовується триполюсного типу. Підключати цей двигун можна тільки в мережу зі змінним струмом. Клемні коробки використовуються з контактами.
Деякі модифікації оснащені щіткотримачами. Також на ринку представлені пристрої із вентиляторами. Ущільнювачі найчастіше розташовуються над статорами. Діють устрою за принципом електромагнітної індукції. Первинне збудження складає магнітопроводі статора. Також важливо відзначити, що у пристроях застосовується високовольтна обмотка. Для фіксації валу використовуються захисні кільця.
Пристрої змінного струму
Схема моделі цього типу включає статор двополюсного типу. У середньому потужність пристрою дорівнює 40 кВт. Ротор тут застосовується з первинною обмоткою. Також є модифікації, які мають бендикси. Встановлюються вони у статора та граю роль стабілізатора електромагнітного поля.
Для обертання валу застосовується провідна шестерня. У разі лапи встановлюються зменшення сили тертя. Також використовуються полюсні наконечники. Для захисту механізму використовуються кожухи. Магнітопроводи у моделей встановлюються лише з якорями. У середньому робочий струм у системі підтримується лише на рівні 45 А.
Синхронні пристрої
Схема включає двополюсний статор, а також щітковий колектор. У деяких пристроях застосовується магнітопровід. Якщо розглядати побутові модифікації, то використовуються щіткотримачі. У середньому параметр потужності складає 30 квт. Пристрої з вентиляторами трапляються рідко. У деяких моделей застосовуються зубчасті передачі.
Для охолодження двигуна на кожусі є вентиляційні отвори. У разі стопорне кільце встановлюється біля основи вала. Обмотка використається низьковольтного типу. Принцип роботи синхронної модифікації побудовано індукції електромагнітного поля. Для цього в статорі встановлюються магніти різної потужності. При збудженні обмотки вал починає обертатися. Однак частотність у нього невисока. Потужні моделі мають колектори з реле.
Схема асинхронного двигуна
Асинхронні моделі є компактними та часто використовуються в побутових приладах. Однак у важкій промисловості вони також є затребуваними. Насамперед слід відзначити їх захищеність. Ротори у пристроях застосовуються лише однополюсного типу. Однак статори встановлюються із магнітопроводами. У разі обмотка застосовується високовольтного типу. Для стабілізації електромагнітного поля є Бендикс.
Кріпиться він у пристрої завдяки шпонці. Реле, що втягує, в них розташовується за якорем. Вал пристрою обертається на спеціальних роликових підшипниках. Також важливо відзначити, що є модифікації із безщітковими колекторами. Використовуються вони переважно для приводів різної потужності. Сердечники у разі встановлено подовжені, і розташовуються вони за магнитопроводами.
Екологія споживання. Наука та техніка: Одним з варіантів магнітного двигуна є продукт під назвою Radial Solenoid Engine. Тестується його режим роботи.
У цьому відео показаний електромагнітний двигун Radial Solenoid Engine, виготовлений своїми руками. Це радіальний електромагнітний двигун, перевіряється його робота в різних режимах. Показано, як розташовані магніти, які не приклеєні, вони притиснуті диском та обмотані ізолентою. Але при великих обертах все ж таки відбувається зміщення і вони схильні до того, щоб відійти від конструкції.
У цьому тесті беруть участь три котушки, які з'єднані послідовно. Напруга АКБ 12V. Положення магнітів визначається датчиком Холла. Струм споживання котушки вимірюємо за допомогою мультиметра.
Проведемо тест визначення кількості оборотів на трьох котушках. Швидкість обертання приблизно 3600 обертів за хвилину. Схему зібрано на макетній платі. Живлення від акумулятора 12 вольт, у схему включені стабілізатор, два світлодіоди, підключені до датчика холу. 2-канальний датчик холу AH59, причому один канал відкривається при проходженні поруч південного та північного полюсів магніту. Світлодіоди періодично моргають. Управляючий потужний польовий транзистор IRFP2907.
Робота датчика Холла
На макетній платі розташовано два світлодіоди. Кожен підключений до каналу датчика. На роторі стоять неодимові магніти. Їхні полюси чергуються за схемою північ – південь – північ. Південний та північний полюси проходять по черзі поряд із датичком Холла. Чим вища частота обертання ротора, тим частіше блимають світлодіоди.
Регулювання частоти обертання двигуна здійснюється датчиком холу. Мультиметр визначає струм споживання однією з котушок, переміщуючи датчик Холла. Змінюється кількість обертів. Чим вище обороти двигуна, тим вищий струм споживання.
Тепер всі котушки з'єднані послідовно та беруть участь у тесті. Мультиметр також зніме струм споживання. Вимірювання частоти оборотів ротора показало максимум 7000 оборотів за хвилину. Коли всі котушки підключені старт відбувається плавно і без зовнішнього впливу. Коли три котушки підключено, потрібно допомагати рукою. При гальмуванні ротора рукою струм споживання зростає.
Підключено шість котушок. Три котушки в одній фазі, три в іншій. Прилад знімає струм. Кожною фазою керує польовий транзистор.
Вимірювання кількості обертів ротора. Стартові струми виросли, і номінальний струм теж зріс. Двигун швидше досягає граничних оборотів приблизно 6900 оборотів на хвилину. Загальмувати двигун рукою дуже складно.
До трьох котушок підключено живлення 12 вольт. Інші 3 котушки замкнуті дротом. Двигун набирати обертів став повільнішим. Прилад знімає струм споживання. До трьох котушок підключено живлення 12 вольт. Дані три котушки замкнуті дротом. Ротор розкручується повільніше, але доходить до максимальних обертів і працює нормально.
Мультиметр знімає струм замикання із трьох котушок. Струм короткого замикання. Чотири котушки з'єднані послідовно. Їхні сердечники знаходяться паралельно магнітам ротора.
Прилад вимірює струм споживання. Розганяється повільніше, але це розташування котушок немає моменту залипання. Ротор обертається вільно.опубліковано
Винахід відноситься до енергомашинобудування та електротехніки, а саме до пристроїв, що використовують енергію постійних та електромагнітів. Воно може бути використане як привод з широким діапазоном потужності для екологічно чистих двигунів, електрогенераторів.
Завданням винаходу є створення простішої конструкції електромагнітного двигуна, який володіє кращими тяговими характеристиками. Запропонована конструкція повинна забезпечити більш ефективне перетворення магнітного поля постійних та електромагнітів на енергію руху. Ще одним завданням є розширення арсеналу екологічно чистих технічних засобів.
Поставлена задача досягається тим, що в електромагнітному двигуні міститься щонайменше один рухомий і один нерухомий коаксіальні магнітні елементи, що взаємодіють їх магнітними полями переважно вздовж їх поверхонь з прискоренням у напрямку руху рухомого елемента на ділянці траєкторії.
Такий магнітний двигун згідно винаходу відрізняється тим, що магнітні елементи, що взаємодіють, виконані коаксіальними, що набагато збільшує площу взаємодії рухомих і нерухомих магнітних елементів. У коаксіальних магнітних елементів до того ж щільність взаємодії магнітних полів більша ніж у плоских пластинчастих магнітів, які розсіяні на відміну від коаксіальних.
Магнітні елементи однієї з груп встановлені по колу і пов'язані з віссю обертання, що збігається з віссю кола установки іншої групи елементів, причому обидва кола збігаються, а одна група магнітних елементів має поздовжні щілини у внутрішньому радіальному напрямку, причому ширина щілин достатня для проходження елементів осьового зв'язку іншої групи магнітних елементів.
При цьому елемент осьового зв'язку однієї із груп магнітних елементів може бути виконаний у вигляді диска.
Альтернативно, елементи осьового зв'язку однієї з груп магнітних елементів виконані у вигляді спиць або пластин.
У варіанті конкретної реалізації магнітний двигун містить рухомий елемент, наприклад, у вигляді поверхні, що має можливість обертатися по колу, на якій закріплено n-магнітних елементів, встановлених з можливістю взаємодії з m - магнітними елементами, встановленими нерухомо. Якщо кожен із магнітних елементів, що входять до групи m, виконаний у вигляді постійного магніту, то магнітні елементи групи n виконані у вигляді електромагніту. Одна з груп магнітних елементів (m або n) складається з магнітних елементів, кожен з яких виконаний з наскрізним каналом, що з'єднує торці цього магнітного елемента та плоскою щілиною, що з'єднує зовнішню поверхню магнітного елемента з наскрізним каналом по всій довжині. Інша група магнітних елементів включає магнітні елементи, кожен із яких встановлений таким чином, що він має можливість проходити через наскрізний канал магнітного елемента з іншої групи. Магнітні елементи однієї з груп являють собою електромагніти, витки якої укладено таким чином, щоб не перекривати плоску щілину, що з'єднує по всій довжині наскрізний канал із зовнішньою поверхнею магнітного елемента.
Якщо магнітні елементи однієї з груп є зовнішніми елементами взаємодіючих коаксіальних магнітних елементів і є електромагнітом, то їх витки укладені таки чином, щоб не перекривати плоску щілину, що з'єднує по всій довжині наскрізний канал із зовнішньою поверхнею магнітного елемента. А внутрішніми елементами є постійні магніти з іншої групи, коаксіальних елементів, що взаємодіють, і є злегка вигнутим стрижнем, форму якого найкраще описується як частина тіла, що має тороїдальну поверхню.
В іншому випадку коли магнітні елементи однієї з груп є зовнішніми елементами коаксіальних взаємодіючих магнітних елементів і є постійними магнітами, то кожен з них мають наскрізний канал що з'єднує торці цього магнітного елемента і плоску мету, що з'єднує зовнішню поверхню магнітного елемента з наскрізним каналом по всій довжині. А внутрішніми магнітними елементами є електромагніти, з іншої групи коаксіальних магнітних елементів, що взаємодіють, і являють собою злегка вигнутий стрижень, форму якого найкраще описується як частина тіла, що має тороїдальну поверхню.
Принцип роботи пропонованого двигуна покажемо у двох варіантах. В одному варіанті одна з груп магнітних елементів, що є нерухомими електромагнітами, жорстко закріплені на корпусі електродвигуна. Інша група магнітних елементів закріплена на роторі електродвигуна за допомогою тримачів. Рухомі магнітні елементи є постійними магнітами, які можуть вільно проходити через наскрізні канали нерухомих електромагнітів. У стадії роботи електродвигуна електричний струм подається на нерухомі електромагніти. У електромагнітах з'являється електромагнітне поле, яке втягує рухливі постійні магніти в свою порожнину. Рухливі постійні магніти, яким надано прискорення за рахунок взаємодії магнітних полів на вході в канали електромагнітів, продовжує рух каналом і наближається до вихідного отвору електромагніту. Полярність цієї частини електромагніту збігається з полярністю з частиною рухомого постійного магніту, що наближається. Однак різкого гальмування рухомого постійного магніту не відбувається так як в цей час автоматично за допомогою електронного або механічного комутатора електромагніти подається електричний струм протилежної полярності. Внаслідок чого рухливий постійний магніт продовжує рух отримавши додаткове прискорення і виходить із порожнини електромагніту і наближається до наступного нерухомого електромагніту розташованого на колі. У міру наближення до наступного електромагніту наближаються та їх взаємодіючі магнітні поля однакової полярності і в цей час відбувається зміна полярності нерухомого електромагніта. І постійний рухливий магніт продовжує свій рух. Описаний процес може безперервно повторюватися не тільки для одного постійного магніту та електромагніту але для кількох інших рухомих та нерухомих магнітів.
Магнітні елементи можуть бути виконані як у вигляді постійних магнітів, так і у вигляді електромагнітів або їх комбінацій, закріплених на кільці або на іншому роторі.
Інший варіант конструктивного виконання електродвигуна наводиться нижче.
Запропонований винахід ілюструється графічними матеріалами, що додаються:
На фіг. 1 зображено електромагнітний двигун у варіанті коли нерухомі магніти - електромагніти, а рухомі магніти - постійні магніти.
На фіг. 2-подовжній розріз А-А електромагнітного двигуна з чотирьох роторною конструкцією.
На фіг. 3 – поперечний розріз В- електромагнітного двигуна.
На фіг. 4 та фіг. 5 варіанти електромагнітного двигуна з більшою площею взаємодії між магнітними елементами (взаємодіючі магнітні елементи витягнутої форми).
На фіг. 6 електромагнітний двигун у варіанті коли нерухомі магніти - постійні магніти, а рухомі магніти - електромагніти.
Ще в одному варіанті пропонований магнітний двигун відноситься до одного з прикладів кращого здійснення винаходу. Він складається з корпусу 1 (фіг. 2, фіг. 3 і фіг. 6) і кришки корпусу 9 нерухомих постійних магнітів 2 з плоскою щілиною, жорстко закріплені на корпусі 1. Рухомі електромагніти 3 жорстко закріплені на роторі 5 за допомогою тримачів 4. Ротор 5 жорстко закріплений на валі 6 з можливістю обертання разом з валом 6. Корпус 1, кришка корпусу 9, тримач 4 і вал 6 виконані з матеріалу, який не взаємодіє з магнітами. Нерухомий постійний магніт 2 являє собою частину тіла тороїдальної форми з наскрізним каналом, що з'єднує торці цього тіла і порожнистою щілиною, що з'єднує зовнішню поверхню з наскрізним каналом по всій довжині цього тіла.
Рухомий електромагніт 3 являє собою злегка вигнутий стрижень, форма якого найкраще описується як частина тіла, що має тороїдальну поверхню. Кінці котушок 7 електромагнітів 3 закріплені на елементах струмознімання 8 і електрично запитуються струмом за допомогою ковзних пластин комутатора (комутатор-розподільник не показаний). Комутатор-розподільник змінює полярність електричного струму, що подається в залежності від місця розташування електромагніта 3 щодо нерухомого постійного магніту 2.
Пропонований двигун працює наступним чином. Як показано на фіг. 6 електромагніти 3 закріплені в тримачах 4 на обертовому роторі 5 можуть проходити через канали нерухомих постійних магнітів 2. При подачі електричного струму на елементи струмознімання 8 через комутатор в електромагнітах 3, кінці котушок 7, які закріплені на струмознімання 8, збуджується. Електромагніт 3 втягується в наскрізний канал постійного магніту 2, так як полярність полюсів електромагніту 3 та постійного магніту 2 в момент їх наближення один до одного протилежна. Електромагніт 3, якому надано прискорення взаємодією магнітних полів на вході в канал, продовжує рух і наближається до іншої частини вихідного отвору постійного каналу магніту. Однак різкого гальмування електромагніту 3 немає. Конструктивно забезпечено виконання умови, при якому автоматично за допомогою електронного або механічного комутатора електромагніти 3 подається електричний струм протилежної полярності. Внаслідок чого постійний магніт 2 виштовхує зі своєї порожнини електромагніт 3 оскільки змінюється полярність електромагніту 3 на протилежну, взаємодіючі магнітні поля електромагніту 3 і постійного магніту 2 в даній ділянці однойменні. Наступні переміщення електромагніту 3 разом з ротором 5 і валом 6 забезпечує наближення електромагніту 3 до наступного постійного магніту 2, розташованого по колу. У міру наближення взаємодіючих однойменних полюсів електромагніту 3 та постійного магніту 2 відбувається наступна зміна полярності електромагніту 3. І електромагніт 3 продовжує свій рух. Описаний процес безперервно повторюється не тільки для описаного електромагніту 3, але і для кожного електромагніта з числа закріплених таким же чином на роторі 5.
Так можливе виконання пропонованого двигуна з довгастими формами взаємодіючих магнітних елементів (фіг. 4), що збільшує їх площу взаємодії. З чого випливає збільшення потужності електродвигуна.
Слід мати на увазі, що для фахівця в даній галузі техніки стає очевидним можливі зміни та модифікації запропонованого винаходу.
Ще одним напрямком використання пропонованого винаходу є можливість використання його у вигляді конструкцій, кожна секція яких включає свій ротор із закріпленими магнітними елементами, що взаємодіють з нерухомими магнітними елементами.
