Как да направите наистина работещ магнитен двигател. Конструкция и принцип на действие на двигател с постоянен магнит Двигатели с постоянен магнит

Дмитрий Левкин

Основната разлика между синхронен двигателс постоянни магнити (PMSM) и се съдържа в ротора. Проучванията показват, че PMSM има приблизително 2% повече производителност от високоефективен (IE3) асинхронен двигател, при условие че статорът е със същия дизайн и се използва същото управление. В същото време синхронните електродвигатели с постоянни магнити, в сравнение с други електродвигатели, имат най-доброто представяне: мощност/обем, въртящ момент/инерция и др.

Конструкции и видове синхронни двигатели с постоянен магнит

Синхронният електродвигател с постоянни магнити, както всеки двигател, се състои от ротор и статор. Статорът е неподвижната част, роторът е въртящата се част.

Обикновено роторът е разположен вътре в статора на електродвигателя; има и конструкции с външен ротор - електродвигатели от обърнат тип.

Конструкции на синхронен двигател с постоянен магнит: отляво - стандартно, отдясно - обърнато.

Роторсе състои от постоянни магнити. Като постоянни магнити се използват материали с висока коерцитивност.

Според конструкцията на ротора синхронните двигатели се разделят на:

Електродвигател с неявни полюси има еднаква индуктивност по надлъжната и напречната ос L d = L q, докато за електродвигател с изпъкнали полюси напречната индуктивност не е равна на надлъжната L q ≠ L d.

Напречно сечение на ротори с различни съотношения Ld/Lq. Магнитите са показани в черно. Фигури e, f показват аксиално ламинирани ротори, фигури c и h показват ротори с бариери.

Също така, според дизайна на ротора, PMSM се разделят на:
• синхронен двигател с повърхностен монтажпостоянни магнити
  (англ. SPMSM - повърхностен синхронен двигател с постоянен магнит) ;
• синхронен двигател с вграден(вградени) магнити
  (Английски IPMSM - вътрешен синхронен двигател с постоянен магнит).

Ротор на синхронен двигател с повърхностно монтирани постоянни магнити

Ротор на синхронен двигател с вградени магнити

Статорсе състои от тяло и сърцевина с намотка. Най-често срещаните конструкции са с дву- и трифазни намотки.

В зависимост от конструкцията на статора, синхронният двигател с постоянен магнит е:
• с разпределена намотка;
• с концентрирана намотка.

Разпределените наричат ​​намотка, в която броят на слотовете на полюс и фаза Q = 2, 3,...., k.

Фокусиранте наричат ​​намотка, в която броят на слотовете на полюс и фаза Q = 1. В този случай слотовете са разположени равномерно по обиколката на статора. Двете намотки, които образуват намотката, могат да бъдат свързани последователно или паралелно. Основният недостатък на такива намотки е невъзможността да се повлияе на формата на кривата на ЕМП.

Диаграма на трифазна разпределена намотка

Схема на трифазна концентрирана намотка

Обратно EMF формаелектрическият двигател може да бъде:
• трапецовидна;
• синусоидален.

Формата на кривата на ЕМП в проводника се определя от кривата на разпределение на магнитната индукция в междината около обиколката на статора.

Известно е, че магнитната индукция в междината под ясно изразения полюс на ротора има трапецовидна форма. ЕМП, индуцирана в проводника, има същата форма. Ако е необходимо да се създаде синусоидална ЕМП, тогава на полюсните накрайници се придава форма, при която кривата на индукционното разпределение би била близка до синусоидална. Това се улеснява от скосените части на полюсите на ротора.

Принципът на работа на синхронния двигател се основава на взаимодействието на статора и постоянното магнитно поле на ротора.

Стартирайте

Спри се

Въртящо се магнитно поле на синхронен електродвигател

Магнитното поле на ротора, взаимодействащо със синхронния променлив ток на статорните намотки, според , създава, карайки ротора да се върти ().

Постоянните магнити, разположени на ротора PMSM, създават постоянно магнитно поле. Когато скоростта на ротора е синхронна с полето на статора, полюсите на ротора се зацепват с въртящото се магнитно поле на статора. В тази връзка PMSM не може да стартира самостоятелно, когато е свързан директно към мрежа с трифазен ток (текущата честота в мрежата е 50 Hz).

Управление на синхронен двигател с постоянен магнит

За да управлявате синхронен двигател с постоянен магнит, е необходима например система за управление или серво задвижване. В същото време има голям брой методи за управление, реализирани от системите за управление. Изборът на оптимален метод за управление зависи главно от задачата, възложена на електрическото задвижване. Основните методи за управление на синхронен двигател с постоянен магнит са показани в таблицата по-долу.

Популярни методи за управление на синхронен двигател с постоянен магнит

За решаване на прости проблеми обикновено се използва трапецовидно управление с помощта на сензори на Хол (например компютърни вентилатори). За решаване на проблеми, които изискват максимална производителност от електрическо задвижване, обикновено се избира управление, ориентирано към полето.

Трапецовидно управление

Един от най-простите методи за управление на синхронен двигател с постоянен магнит е трапецовидно управление. Трапецовидният контрол се използва за управление на PMSM с трапецовидна обратна ЕМП. В същото време този метод също ви позволява да контролирате PMSM със синусоидална обратна ЕМП, но тогава средният въртящ момент на електрическото задвижване ще бъде с 5% по-нисък, а пулсацията на въртящия момент ще бъде 14% от максималната стойност. Има трапецовидно управление без обратна връзка и с обратна връзка за положението на ротора.

контрол няма обратна връзкане е оптимален и може да доведе до излизане на PMSM от синхрон, т.е. до загуба на управляемост.

контрол с обратна връзкамогат да бъдат разделени на:
• трапецовидно управление с помощта на сензор за положение (обикновено се използват сензори на Хол);
• безсензорно трапецовидно управление (безсензорно трапецовидно управление).

Като сензор за положение на ротора за трапецовидно управление на трифазен PMSM обикновено се използват три сензора на Хол, вградени в електродвигателя, които позволяват определяне на ъгъла с точност от ±30 градуса. С това управление векторът на тока на статора заема само шест позиции за електрически период, което води до вълни на въртящия момент на изхода.

Има два начина за определяне на позицията на ротора:
• чрез датчик за положение;
• без сензор - чрез изчисляване на ъгъла от системата за управление в реално време на базата на наличната информация.

Полево-ориентирано управление на PMSM с помощта на датчик за положение

Следните типове сензори се използват като сензори за ъгъл:
• индуктивни: синус-косинус въртящ се трансформатор (SCRT), редуктосин, индуктосин и др.;
• оптичен;
• магнитни: магниторезистивни сензори.

Полево ориентирано управление на PMSM без датчик за положение

Благодарение на бързото развитие на микропроцесорите от 1970 г. на миналия век започнаха да се разработват безсензорни векторни методи за управление за безчеткови променлив ток. Първите методи за определяне на ъгъл без сензор се основават на свойството на електродвигателя да генерира обратно ЕМП по време на въртене. Обратната ЕМП на двигателя съдържа информация за позицията на ротора, следователно, като изчислите стойността на обратната ЕМП в стационарна координатна система, можете да изчислите позицията на ротора. Но когато роторът не се движи, няма обратно ЕМП, а при ниски скорости обратното ЕМП има малка амплитуда, която е трудно да се различи от шума, следователно този методне е подходящ за определяне на положението на ротора на двигателя при ниски скорости.

Има две общи опции за стартиране на PMSM:
• задействане по скаларен метод - задействане по предварително зададена характеристика на зависимостта на напрежението от честотата. Но скаларно управлениесилно ограничава възможностите на системата за управление и параметрите на електрозадвижването като цяло;
• – работи само с PMSM, чийто ротор е с ясно изразени полюси.

Понастоящем е възможно само за двигатели с ротори с изпъкнал полюс.

Магнитните двигатели са самостоятелни устройства, които са способни да генерират електричество. Днес има различни модификации, всички те се различават една от друга. Основното предимство на двигателите е икономията на гориво. Трябва обаче да се вземат предвид и недостатъците в тази ситуация. На първо място, важно е да се отбележи, че магнитното поле може да упражнява Отрицателно влияниена човек.

Също така проблемът е, че за различни модификациинеобходимо е да се създадат определени условия за работа. Все още могат да възникнат трудности при свързването на двигателя към устройството. За да разберете как да направите вечен двигател с помощта на магнити у дома, трябва да проучите неговия дизайн.

Проста схема на двигателя

Стандартен вечен двигател с магнити (диаграмата е показана по-горе) включва диск, корпус и метален обтекател. Намотката в много модели е електрическа. Магнитите са прикрепени към специални проводници. Положителната обратна връзка се осигурява от работата на преобразувателя. Освен това някои дизайни имат вградени ревербератори за подобряване на магнитното поле.

Висящ модел

За да направите машина за вечно движение с неодимови магнити със собствените си ръце, трябва да използвате два диска. Най-добре е да изберете меден корпус за тях. В този случай ръбовете трябва да бъдат внимателно заточени. След това е важно да свържете контактите. Трябва да има общо четири магнита от външната страна на диска. Диелектричният слой трябва да минава по обтекателя. За да се елиминира възможността за поява на отрицателна енергия се използват инерционни преобразуватели.

В този случай са необходими положително заредени йони, за да се движат по корпуса. За някои проблемът често е малка студена сфера. В такава ситуация трябва да се използват доста мощни магнити. В крайна сметка нагретият агент трябва да излезе през обтекателя. Окачването е монтирано между дисковете на кратко разстояние. Източникът на самозареждане в устройството е преобразувателят.

Как да направите двигател на охладител?

Как да изградите машина за вечно движение на постоянни магнити със собствените си ръце? Използване на обикновен охладител, който може да бъде взет от персонален компютър. В този случай е важно да изберете дискове с малък диаметър. Корпусът е фиксиран от външната им страна. Рамката за конструкцията може да бъде направена от всяка кутия. Най-често се използват обтекатели с дебелина 2,2 мм. Изходът на нагрятия агент в тази ситуация се осъществява през преобразувателя.

Височината на силите на Кулон зависи единствено от заряда на йоните. За да се увеличи параметърът на охлаждащата течност, много експерти съветват използването на изолирана намотка. По-препоръчително е да изберете медни проводници за магнити. Дебелината на проводящия слой зависи от вида на обтекателя. Проблемът с тези двигатели често е нисък отрицателен заряд. В този случай е най-добре да вземете дискове с по-голям диаметър за модела.

Перендева модификация

С помощта на статор с висока мощност можете да сгънете този вечен двигател върху магнити със собствените си ръце (покажете диаграмата по-долу). Сила електромагнитно полев тази ситуация зависи от много фактори. Първото нещо, което трябва да вземете предвид, е дебелината на обтекателя. Също така е важно предварително да изберете малък корпус. Плочата на двигателя трябва да се използва с дебелина не повече от 2,4 mm. На това устройство е инсталиран нискочестотен преобразувател.

Освен това трябва да се има предвид, че роторът е избран само от сериен тип. Контактите върху него най-често са от алуминий. Първо трябва да се почистят магнитните плочи. Силата на резонансните честоти ще зависи единствено от мощността на преобразувателя.

За засилване на положителното обратна връзка, много експерти препоръчват използването на междинен честотен усилвател. Монтира се от външната страна на плочата близо до конвертора. За подобряване на вълновата индукция се използват игли за плетене с малък диаметър, които са фиксирани към диска. Отклонението на действителната индуктивност възниква при въртене на плочата.

Устройство с линеен ротор

Линейните ротори имат доста високо референтно напрежение. По-целесъобразно е да изберете по-голяма чиния за тях. Стабилизирането на проводимата посока може да се постигне чрез инсталиране на проводник (чертежи вечен двигателна магнитите са показани по-долу). За диска трябва да се използват стоманени спици. Препоръчително е да инсталирате преобразувател на инерционния усилвател.

В този случай магнитното поле може да се засили само чрез увеличаване на броя на магнитите върху решетката. Средно около шест от тях са инсталирани там. В тази ситуация много зависи от скоростта на аберация от първи ред. Ако в началото на работа се наблюдава известно прекъсване на въртенето на диска, тогава е необходимо да смените кондензатора и да инсталирате нов моделс конвекционен елемент.

Монтаж на двигателя Shkonlina

Вечен двигател от този типдоста труден за сглобяване. Първо, трябва да подготвите четири мощни магнита. Патината за това устройство е избрана метална, а диаметърът й трябва да бъде 12 см. След това трябва да използвате проводници, за да закрепите магнитите. Те трябва да бъдат напълно обезмаслени преди употреба. За тази цел можете да използвате етилов алкохол.

Следващата стъпка е монтирането на плочите върху специално окачване. Най-добре е да го изберете с тъп край. Някои в този случай използват скоби с лагери, за да увеличат скоростта на въртене. Решетъчен тетрод във вечен двигател с мощни магнити е прикрепен директно чрез усилвател. Силата на магнитното поле може да се увеличи чрез инсталиране на преобразувател. В тази ситуация е необходим само конвекционен ротор. Термооптичните свойства на този тип са доста добри. Усилвателят ви позволява да се справите с вълновата аберация в устройството.

Модификация на антигравитационен двигател

Антигравитационната машина за вечно движение, базирана на магнити, е най-сложното устройство сред всички представени по-горе. Има общо четири чинии. От външната им страна има дискове с магнити върху тях. Цялото устройство трябва да бъде поставено в корпуса, за да се подравнят плочите. След това е важно да прикрепите проводника към модела. Чрез него се осъществява връзката с мотора. Индукцията на вълната в този случай се осигурява от нехроматичен резистор.

Преобразувателите в това устройство се използват изключително при ниско напрежение. Степента на фазово изкривяване може да варира доста драматично. Ако дисковете се въртят периодично, е необходимо да се намали диаметърът на плочите. В този случай не е необходимо да изключвате проводниците. След инсталирането на преобразувателя се прилага намотка от външната страна на диска.

Модел на Лоренц

За да направите вечен двигател с помощта на магнити на Лоренц, трябва да използвате пет плочи. Те трябва да бъдат разположени успоредно един на друг. След това към тях по ръбовете се запояват проводници. Магнитите в този случай са прикрепени отвън. За да може дискът да се върти свободно, е необходимо да се монтира окачване за него. След това към краищата на оста е прикрепена намотка.

Контролният тиристор в този случай е инсталиран върху него. За увеличаване на силата на магнитното поле се използва преобразувател. Охладеният агент влиза по протежение на корпуса. Обемът на диелектричната сфера зависи от плътността на диска. Параметърът на силата на Кулон от своя страна е тясно свързан с температурата заобикаляща среда. И накрая, важно е да инсталирате статора над намотката.

Как да си направим двигател на Tesla?

работа на този двигателсе основава на промяна на позицията на магнитите. Това се случва поради въртенето на диска. За да се увеличи силата на Кулон, много експерти препоръчват използването на медни проводници. В този случай около магнитите се образува инерционно поле. В тази ситуация рядко се използват нехроматични резистори. Преобразувателят в устройството е монтиран над обтекателя и свързан към усилвателя. Ако движението на диска е крайно прекъсващо, тогава е необходимо да се използва по-мощна намотка. Проблемите с вълновата индукция от своя страна се решават чрез инсталиране на допълнителна двойка магнити.

Модификация на реактивен двигател

За да сгънете вечен двигател на магнити, е необходимо да използвате две индуктивни бобини. В този случай плочите трябва да бъдат избрани с диаметър около 13 см. След това трябва да използвате нискочестотен преобразувател. Всичко това в крайна сметка значително ще увеличи силата на магнитното поле. Усилвателите се монтират в двигатели доста рядко. Аберацията от първи ред възниква поради използването на ценерови диоди. За да закрепите надеждно плочата, е необходимо да използвате лепило.

Преди монтиране на магнитите, контактите се почистват старателно. Генераторът за това устройство трябва да бъде избран индивидуално. В този случай много зависи от параметъра на праговото напрежение. Ако инсталирате припокриващи се кондензатори, те значително намаляват прага на чувствителност. По този начин ускорението на плочата може да бъде периодично. Дисковете за това устройство трябва да се почистват по ръбовете.

Модел, използващ 12 V генератор

Използването на 12 V генератор прави доста лесно сглобяването на вечен двигател с помощта на неодимови магнити. Преобразувателят за това трябва да е хроматичен преобразувател. Силата на магнитното поле в този случай зависи от масата на плочите. За да се увеличи действителната индуктивност, много експерти съветват използването на специални операционни усилватели.

Свързват се директно към преобразувателите. Плочата трябва да се използва само с медни проводници. Проблемите с вълновата индукция в тази ситуация са доста трудни за решаване. По правило проблемът най-често се крие в лошото плъзгане на диска. В тази ситуация някои съветват да инсталирате лагери в машина за вечно движение върху неодимови магнити, които са прикрепени към окачването. Това обаче понякога е невъзможно да се направи.

Използване на 20V генератор

Използвайки 20 V генератор, можете да направите машина за вечно движение, използвайки магнити със собствените си ръце, ако имате мощен индуктор. По-препоръчително е да изберете плочи за това устройство с малък диаметър. В този случай е важно здраво да закрепите диска към спиците. За да се увеличи силата на магнитното поле, много експерти препоръчват инсталирането на нискочестотни преобразуватели във вечен двигател с постоянни магнити.

В тази ситуация може да се надяваме на бързо освобождаване на охладения агент. Освен това трябва да се отбележи, че много постигат висока сила на Кулон чрез инсталиране на плътен обтекател. Температурата на околната среда влияе на скоростта на въртене, но съвсем слабо. Магнитите на плочата трябва да бъдат монтирани на разстояние 2 см от ръба. В този случай иглите за плетене трябва да бъдат закрепени на интервали от 1,1 cm.

Всичко това в крайна сметка ще намали отрицателното съпротивление. Операционни усилвателиТе се инсталират доста често в двигатели. За тях обаче е необходимо да изберете отделни проводници. Най-добре е да ги инсталирате от конвертора. За да се предотврати индукцията на вълни, трябва да се използват гумирани уплътнения.

Приложение на нискочестотни преобразуватели

Нискочестотните преобразуватели в двигателите могат да работят само заедно с хроматични резистори. Можете да ги закупите във всеки магазин за електроника. Плочата за тях трябва да бъде избрана с дебелина не повече от 1,2 мм. Също така е важно да се има предвид, че нискочестотните преобразуватели са доста взискателни по отношение на температурата на околната среда.

В тази ситуация е възможно да се увеличат силите на Кулон чрез инсталиране на ценеров диод. Трябва да се закрепи зад диска, за да се предотврати индукция на вълна. Освен това е важно да се погрижите за изолацията на преобразувателя. В някои случаи това води до инерционни повреди. Всичко това се дължи на промени във външната студена среда.

Карикатура на вечен двигател

Науката отдавна не стои неподвижна и се развива все повече и повече. Благодарение на науката са изобретени много предмети, които използваме в ежедневието. Въпреки това, в продължение на много векове, науката винаги е била изправена пред въпроса за изобретяването на устройство, което да работи без консумация на външна енергия, работещо вечно. Много хора са постигнали този резултат. Кой обаче успя? Създаден ли е такъв двигател? Ще говорим за това и много повече в нашата статия.

Двигателят на Стърлинг най-опростен дизайн. Свободно бутало. Игор Белецки

Какво е вечен двигател?

Трудно е да си представим съвременния човешки живот без използването на специални машини, които правят живота на хората много по-лесен. С помощта на такива машини хората обработват земята, добиват нефт, руда и просто се движат. Тоест основната задача на такива машини е да вършат работа. Във всички машини и механизми, преди извършване на каквато и да е работа, всяка енергия се прехвърля от един вид в друг. Но има едно предупреждение: невъзможно е да се получи повече енергия от един вид, отколкото от друг при всяка трансформация, тъй като това противоречи на законите на физиката. По този начин е невъзможно да се създаде вечен двигател.

Но какво означава фразата „вечен двигател“? Вечен двигател е този, в който краен резултатТрансформацията на енергията на вида се оказва по-голяма, отколкото в началото на процеса. Този въпрос за вечен двигател заема специално място в науката, въпреки че не може да съществува. Този доста парадоксален факт е оправдан от факта, че всички търсения на учените с надеждата да изобретят вечен двигател датират повече от 8 века. Тези търсения са свързани преди всичко с факта, че има определени представи за най-разпространената концепция на енергийната физика.

Историята на вечния двигател

Преди да опишем машината за вечно движение, струва си да се обърнем към историята. Откъде дойде? За първи път идеята за създаване на двигател, който да задвижва машини без използване на специална сила, се появява в Индия през седми век. Но практическият интерес към тази идея се появи по-късно, вече в Европа през осми век. Създаването на такъв двигател значително би ускорило развитието на науката за енергетиката, както и би развило производителните сили.

Такъв двигател беше изключително полезен по това време. Двигателят можеше да задвижва различни водни помпи, стругови мелници и да повдига различни товари. Но средновековната наука не е била достатъчно развита, за да направи такива големи открития. Хора, които мечтаеха да създадат вечен двигател. Преди всичко те разчитаха на това, което винаги се движи, тоест вечно. Пример за това е движението на слънцето, луната, различни планети, течението на реките и т.н. Науката обаче не стои сама. Ето защо с развитието на човечеството се стигна до създаването на истински двигател, който разчиташе не само на естествено стечение на обстоятелствата.

Вечен двигател с магнити

Първите аналози на съвременен вечен магнитен двигател

През 20 век се случи най-голямото откритие - появата на константа и изследването на нейните свойства. Освен това през същия век се появи идеята за създаване на магнитен двигател. Такъв двигател трябваше да работи неограничено време, тоест за неопределено време. Такъв двигател беше наречен вечен двигател. Думата „завинаги“ обаче не е съвсем подходяща тук. Нищо не е вечно, тъй като във всеки момент всяка част от такъв магнит може да падне или част може да се отчупи. Ето защо думата „вечен“ трябва да означава механизъм, който работи непрекъснато, без да изисква никакви разходи. Например за гориво и така нататък.

Но има мнение, че нищо не е вечно, вечен магнит не може да съществува според законите на физиката. Заслужава обаче да се отбележи, че постоянният магнит излъчва енергия постоянно, без изобщо да губи своите магнитни свойства. Всеки магнит работи непрекъснато. По време на този процес магнитът включва в това движение всички молекули, които се съдържат в околната среда чрез специален поток, наречен етер.

Американската BTG номинирана за Нобелова награда

Кратка обиколка на завода на IEC

Това е единственото и най-правилно обяснение на механизма на действие на такъв магнитен двигател. В момента е трудно да се установи кой е създал първия двигател, задвижван от магнити. Беше много по-различен от съвременния ни. Въпреки това, има мнение, че в трактата на най-големия индийски математик Бхаскар Ачаря се споменава за двигател, работещ с магнит.

В Европа първата информация за създаването на вечен магнитен двигател също идва от важна личност. Тази новина идва през 13 век от Villars d'Honnecourt. Той беше най-великият френски архитект и инженер. Той, подобно на много фигури от този век, се занимава с различни дейности, които съответстват на профила на неговата професия. А именно: изграждането на различни катедрали, създаването на конструкции за повдигане на товари. В допълнение, фигурата се занимаваше със създаването на водни триони и така нататък. Освен това той остави след себе си албум, в който остави рисунки и рисунки за потомците. Тази книга се съхранява в Париж, в Националната библиотека.

Perendeva двигател, базиран на взаимодействието на магнити

Създаване на вечен магнитен двигател

Кога е създаден първият вечен магнитен двигател? През 1969 г. е произведен първият модерен работещ дизайн на магнитен двигател. Самото тяло на такъв двигател беше направено изцяло от дърво, а самият двигател беше в перфектно работно състояние. Но имаше един проблем. Самата енергия беше достатъчна само за въртене на ротора, тъй като всички магнити бяха доста слаби, а други просто не бяха измислени по това време. Създателят на този дизайн е Майкъл Брейди. Той посвещава целия си живот на разработването на двигатели и накрая през 90-те години на миналия век създава напълно нов модел на вечен двигател с помощта на магнит, за който получава патент.

Въз основа на този магнитен двигател е направен електрически генератор с мощност 6 kW. Захранващото устройство беше магнитен двигател, който използва изключително постоянни магнити. Въпреки това, този тип електрически генератор не е лишен от някои недостатъци. Например скоростта и мощността на двигателя не зависят от никакви фактори, например натоварването, свързано към електрическия генератор.

След това течеше подготовка за производството на електромагнитен двигател, в който освен всички постоянни магнити бяха използвани и специални бобини, наречени електромагнити. Такъв двигател, захранван от електромагнит, може успешно да контролира силата на въртящия момент, както и самата скорост на въртене на ротора. На базата на двигателя от ново поколение са създадени две мини електроцентрали. Генераторът тежи 350 килограма.

Групи вечни двигатели

Магнитните двигатели и други са разделени на два вида. Първата група вечни двигатели изобщо не извлича енергия от околната среда (например топлина, но в същото време физическите и химичните свойства на двигателя остават непроменени, без да използват енергия, различна от собствената). Както споменахме по-горе, точно такива машини просто не могат да съществуват, въз основа на първия закон на термодинамиката. Вечните двигатели от втория тип правят точно обратното. Тоест работата им е изцяло зависима от външни фактори. Когато работят, те извличат енергия от околната среда. Поглъщайки, да речем, топлина, те превръщат такава енергия в механична. Такива механизми обаче не могат да съществуват въз основа на втория закон на термодинамиката. Най-просто казано, първата група се отнася до така наречените естествени двигатели. И второто към физически или изкуствени двигатели.

Но към коя група принадлежи вечен магнитен двигател? Разбира се, към първия. Когато този механизъм работи, енергията външна средаизобщо не се използва, напротив, самият механизъм произвежда необходимото количество енергия.

Thane Hines - представяне на двигателя

Създаване на модерен вечен магнитен двигател

Какво трябва да бъде истинското ново поколение вечен магнитен двигател? Така през 1985 г. бъдещият изобретател на механизма Thane Heins се замисли за това. Той мислеше как значително да подобри генератора на енергия с помощта на магнити. Така до 2006 г. той най-накрая изобретява това, за което е мечтал толкова дълго. Именно тази година се случи нещо, което той никога не очакваше. Докато работи върху своето изобретение, Хайнс свързва задвижващия вал на конвенционален двигател заедно с ротор, съдържащ малки кръгли магнити.

Те бяха разположени на външния ръб на ротора. Хайнс се надяваше, че докато роторът се върти, магнитите ще преминат през намотка, направена от обикновена жица. Този процес, според Хайнс, трябва да е причинил протичането на ток. По този начин, използвайки всичко по-горе, трябваше да се получи истински генератор. Но роторът, който работеше върху товара, постепенно трябваше да се забави. И, разбира се, накрая роторът трябваше да спре.

Но Хайнс беше сбъркал нещо. И така, вместо да спре, роторът започна да се ускорява до невероятни скорости, карайки магнитите да се разлитат във всички посоки. Ударът от магнитите беше наистина огромен, повреждайки стените на лабораторията.

Провеждайки този експеримент, Хайнс се надява, че с това действие трябва да се създаде специално силово магнитно поле, в което да се появи ефект, напълно обратен на ЕМП. Този резултат от експеримента е теоретично правилен. Този резултат се основава на закона на Ленц. Този закон се проявява физически като обикновения закон на триенето в механиката.

Но, уви, очакваният резултат от експеримента беше извън контрола на тестващия учен. Факт е, че вместо резултата, който Хайнс искаше да получи, обикновеното магнитно триене се превърна в най-магнитното ускорение! Така възниква първият модерен вечен магнитен двигател. Хайнс вярва, че въртящите се магнити, които образуват полето с помощта на стоманен проводящ ротор, а също и вала, действат върху електрическия мотор по такъв начин, че се извършва трансформацията електрическа енергияв съвсем различен, кинетичен.

Възможности за разработване на вечни двигатели

Тоест обратното ЕМП в нашия конкретен случай ускорява двигателя още повече, което съответно кара ротора да се върти. Тоест по този начин възниква процес, който има положителна обратна връзка. Самият изобретател потвърди този процес, като замени само една част. Хайнс замени стоманения вал с непроводими пластмасови тръби. Той направи това допълнение, така че ускорението в този пример за инсталиране да не е възможно.

И накрая, на 28 януари 2008 г. Хайнс тества устройството си в Масачузетския технологичен институт. Най-удивителното е, че устройството наистина проработи! Нямаше обаче повече новини за създаването на вечен двигател. Някои учени са на мнение, че това е просто блъф. Все пак има толкова много хора, толкова много мнения.

Струва си да се отбележи, че истински вечни двигатели могат да бъдат намерени във Вселената, без да изобретявате нищо сами. Факт е, че такива явления в астрономията се наричат ​​бели дупки. Тези бели дупки са антиподите на черните дупки, поради което те могат да бъдат източници на безкрайна енергия. За съжаление, това твърдение не е потвърдено и съществува само теоретично. Какво можем да кажем, ако има твърдение, че самата Вселена е един голям и вечен двигател.

По този начин в статията отразихме всички основни мисли за магнитен двигател, който може да работи без спиране. Освен това научихме за създаването му и съществуването на съвременния му аналог. Освен това в статията можете да намерите имената на различни изобретатели от различни времена, които са работили върху създаването на вечен двигател, задвижван от магнит. Надяваме се, че сте намерили нещо полезно за себе си. Късмет!

Как съсипват и убиват изобретателите на водни двигатели. Защо технологиите без гориво са забранени

На примера на двигателя Минато и подобни конструкции се разглежда възможността за използване на енергията на магнитното поле и трудностите, свързани с практическото му приложение.

В ежедневието си рядко забелязваме полевата форма на съществуване на материята. Освен когато паднем. Тогава гравитационното поле се превръща в болезнена реалност за нас. Но има едно изключение - постоянно магнитно поле. Почти всички си играеха с тях като деца, пръхтяха и пуфтяха, докато се опитваха да разделят два магнита. Или със същата страст преместете упорито съпротивляващите се полюси със същото име.

С възрастта интересът към тази дейност изчезна или, обратно, стана обект на сериозни изследвания. Идея практическо използване на магнитното полесе появява много преди теориите на съвременната физика. И основното в тази идея беше желанието да се използва „вечната“ магнетизация на материалите за получаване на полезна работа или „безплатна“ електрическа енергия.

Изобретателските опити за практическо използване на постоянно магнитно поле в двигателите не спират днес. Появата на модерни редкоземни магнити с висока коерцитивност подхрани интереса към подобни разработки.

Изобилие от гениални дизайни с различна степен на ефективност са изпълнили информационното пространство на мрежата. Сред тях се откроява двигател на японския изобретател Кохей Минато.

Самият Минато е музикант по професия, но се развива от много години магнитен двигателпо негов дизайн, измислен, според него, по време на концерт на пиано. Трудно е да се каже какъв музикант беше Минато, но той се оказа добър бизнесмен: той патентова двигателя си в 46 страни и продължава този процес днес.

Трябва да се отбележи, че съвременните изобретатели се държат доста непоследователно. Мечтаейки да зарадват човечеството със своите изобретения и да останат в историята, те не по-малко усърдно се опитват да скрият подробностите за своите разработки, надявайки се в бъдеще да получат дивиденти от продажбата на своите идеи. Но си струва да запомните, когато той, за да популяризирате своя трифазни двигатели, отказаха патентни възнаграждения на компанията, която овладя тяхното производство.

Обратно към магнитното устройство на Minato. Сред много други подобни дизайни, неговият продукт се откроява с много висока ефективност. Без да навлизаме в подробности за конструкцията на магнитния двигател, които все още са скрити в патентните описания, е необходимо да се отбележат няколко негови характеристики.

В неговия магнитен двигател набори от постоянни магнити са разположени върху ротора под определени ъгли спрямо оста на въртене. Преминаването на „мъртвата“ точка от магнити, която според терминологията на Минато се нарича точка на „срутване“, се осигурява чрез прилагане на късо мощен импулсНа електромагнитна намоткастатор.

Именно тази функция гарантира висока ефективност и тиха работа на дизайна на Minato висока скоростзавъртане. Но твърдението, че ефективността на двигателя надвишава единицата, няма основание.

За да анализирате магнитния двигател Minato и подобни конструкции, разгледайте концепцията за „скрита“ енергия. Скритата енергия е присъща на всички видове гориво: за въглищата е 33 J/грам; за масло - 44 J/грам. Но енергията на ядреното гориво се оценява на 43 милиарда от тези единици. Според различни, противоречиви оценки, Скритата енергия на постоянното магнитно поле е около 30% от потенциала на ядреното гориво, т.е. той е един от най-енергоемките енергийни източници.

Но използването на тази енергия далеч не е лесно. Ако петролът и газът, когато се запалят, незабавно освобождават целия си енергиен потенциал, тогава с магнитно поле всичко не е толкова просто. Енергията, съхранявана в постоянния магнит, може да извърши полезна работа, но дизайнът на двигателите е много сложен. Аналог на магнит може да бъде батерия с много голям капацитет с еднакво голямо вътрешно съпротивление.

Следователно веднага възникват няколко проблема: трудно е да се получи висока мощност на вала на двигателя с малките му размери и тегло. С течение на времето, когато съхранената енергия се изразходва, магнитният двигател ще загуби своята мощност. Дори предположението, че енергията се попълва, не може да премахне този дефицит.

Основният недостатък е изискването за прецизно сглобяване на конструкцията на двигателя, което пречи на масовото му развитие. Минато все още работи върху определянето на оптималното разположение на постоянните магнити.

Следователно оплакванията му Японски корпорациикоито не искат да овладеят изобретението са неоснователни. Всеки инженер, когато избира двигател, преди всичко ще се интересува от неговите характеристики на натоварване, влошаване на мощността по време на експлоатационния му живот и редица други характеристики. Все още няма такава информация за двигателите Minato, както и за други дизайни.

Редки примери за практическа реализация на магнитни двигатели предизвикват повече въпроси, отколкото възхищение. Наскоро фирмата SEG от Швейцария обяви готовността си да произвежда компактни генератори по поръчка, чието задвижване е разнообразно Магнитен двигател Searle.

Генераторът произвежда мощност от около 15 kW, има размери 46x61x12 cm и експлоатационен живот до 60 MW-часа. Това съответства на среден експлоатационен живот от 4000 часа. Но какви ще бъдат характеристиките в края на този период?

Компанията честно предупреждава, че след това е необходимо повторно магнетизиране на постоянните магнити. Какво стои зад тази процедура не е ясно, но най-вероятно става въпрос за пълен демонтаж и подмяна на магнитите в магнитния двигател. А цената на такъв генератор е повече от 8500 евро.

Компанията Minato обяви и договор за производство на 40 000 вентилатора с магнитни двигатели. Но всички тези примери практическо приложениеса изолирани. Освен това никой не твърди, че техните устройства имат ефективност по-голяма от единица и ще работят „завинаги“.

Ако традиционен асинхронен двигател е направен от съвременни скъпи материали, например намотки от сребро, а магнитната сърцевина е направена от тънка аморфна стоманена лента (стъклен метал), тогава на цена, сравнима с магнитен двигател, ще се доближим ефективност. при което, асинхронни двигателище има значително по-дълъг експлоатационен живот с лекота на производство.

Обобщавайки, можем да кажем, че досега не са създадени успешни проекти на магнитни двигатели, подходящи за масово индустриално развитие. Тези образци, които са функционални, изискват инженерно усъвършенстване, скъпи материали, прецизност, индивидуални настройки и не могат да се конкурират с вече използваните. И твърденията, че тези двигатели могат да работят неограничено време без захранване, са напълно неоснователни.

Магнитните двигатели (двигатели с постоянен магнит) са най-вероятният модел на „вечна машина за движение“. Тази идея е била изразена в древността, но никой не я е създал. Много устройства дават възможност на учените да се доближат до изобретяването на такъв двигател. Проектите на такива устройства все още не са доведени до практически резултати. Има много различни митове, свързани с тези устройства.

Магнитните двигатели не консумират енергия и са необичаен тип агрегат. Силата, която движи двигателя, е свойство на магнитните елементи. Електрическите двигатели също използват магнитните свойства на феромагнитите, но магнитите се задвижват от електрически ток. И това е противоречие с основното фундаментално действие на перпетуум мобиле. Магнитният двигател използва магнитно въздействие върху обекти. Под въздействието на тези обекти започва движение. Малките модели на такива двигатели се превърнаха в аксесоари в офисите. По тях постоянно се движат топки и самолети. Но той използва батерии за работа.

Ученият Тесла е учил сериозен проблемобразуване на магнитен двигател. Неговият модел беше направен от намотка, турбина и проводници за свързване на обекти. В намотката беше поставен малък магнит, който улавя две завъртания на намотката. Турбината получи лек тласък и се завъртя. Тя започна да се движи с висока скорост. Това движение беше наречено вечно. Магнитният двигател на Тесла се превърна в идеален модел на вечен двигател. Недостатъкът му беше необходимостта първоначално да се зададе скоростта на турбината.

Според закона за запазване електрическото задвижване не може да бъде повече от 100% ефективно, енергията се изразходва частично за триене в двигателя. Този проблем трябва да се реши с магнитен двигател с постоянни магнити (ротационен тип, линеен, еднополюсен). При него механичното движение на елементите идва от взаимодействието на магнитните сили.

Принцип на действие

Много иновативни магнитни двигатели използват работата по трансформиране на тока във въртене на ротора, което е механично движение. Задвижващият вал се върти заедно с ротора. Това дава възможност да се твърди, че всяко изчисление няма да даде резултат за ефективност, равен на 100%. Устройството не може да бъде автономно, то е зависимо. Същият процес може да се види в генератор. При него въртящият момент, който се генерира от енергията на движение, създава генериране на електричество върху колекторните плочи.

1 - Разделителна линия на линиите на магнитното поле, затварящи се през отвора и външния ръб на пръстеновидния магнит
2 - Подвижен ротор (топка от лагер)
3 - Немагнитна основа (Статор)
4 - Пръстен с постоянен магнит от високоговорителя (Динамика)
5 - Плоски постоянни магнити (Резе)
6 - Немагнитно тяло

Магнитните двигатели имат различен подход. Необходимостта от допълнителни захранвания е сведена до минимум. Принципът на работа е лесен за обяснение с помощта на „колело на катерица“. За да произведете демонстративен модел, не е необходимо специални чертежиили изчисление на якост. Трябва да вземете постоянен магнит, така че полюсите му да са на двете равнини. Магнитът ще бъде основната структура. Към него са добавени две прегради под формата на пръстени (външен и вътрешен) от немагнитни материали. Между пръстените се поставя стоманена топка. В магнитен двигател той ще стане ротор. Силите на магнита ще привлекат топката към диска с противоположния полюс. Този стълб няма да промени позицията си при движение.

Статорът включва плоча, изработена от екраниращ материал. Към него по траекторията на пръстена са закрепени постоянни магнити. Полюсите на магнитите са перпендикулярни под формата на диск и ротор. В резултат на това, когато статорът се приближи до ротора на определено разстояние, в магнитите се появяват последователно отблъскване и привличане. Създава момент и се превръща във въртеливо движение на топката по траекторията на пръстена. Стартирането и спирането се извършват от движението на статора с магнити. Този метод на магнитен двигател работи, докато се поддържат магнитните свойства на магнитите. Изчислението се прави спрямо статора, топките и управляващата верига.

Сегашните магнитни двигатели работят на същия принцип. Най-известните са магнитните двигатели, задвижвани от магнитите на Тесла, Лазарев, Перендев, Джонсън и Минато. Известни са и двигатели с постоянни магнити: цилиндрични, ротационни, линейни, еднополюсни и др. Всеки двигател има собствена технология на производство, базирана на магнитните полета, образувани около магнитите. Няма вечни двигатели, тъй като постоянните магнити губят свойствата си след няколкостотин години.

Магнитен двигател Tesla

Научният изследовател Тесла стана един от първите, които изучават проблемите на вечното движение. В науката неговото изобретение се нарича униполярен генератор. Първо Фарадей прави изчисления за такова устройство. Неговият образец не даде стабилна работа и желания ефект, не постигна необходимата цел, въпреки че принципът на работа беше подобен. Името "еднополюсен" показва, че според схемата на модела проводникът е разположен във веригата на магнитните полюси.

Според схемата, намерена в патента, се вижда конструкция от 2 вала. Върху тях има поставени 2 чифта магнити. Те образуват отрицателни и положителни полета. Между магнитите има еднополюсни дискове със страни, които се използват за образуване на проводници. Двата диска са свързани помежду си с тънка метална лента. Лентата може да се използва за завъртане на диска.

Двигател Минато

Този тип двигател също използва магнитна енергия, за да се задвижва и възбужда. Прототипът на двигателя е разработен от японския изобретател Минато преди повече от 30 години. Двигателят е високоефективен, характерен безшумна работа. Минато твърди, че магнитен самовъртящ се двигател с този дизайн произвежда ефективност от повече от 300%.

Роторът е направен под формата на колело или дисков елемент. Съдържа магнити, разположени под определен ъгъл. Когато се приближи статор с мощен магнит, се създава въртящ момент, дискът Минато се върти и прилага отблъскване и сближаване на полюсите. Скоростта на въртене и въртящият момент на двигателя зависи от разстоянието между ротора и статора. Напрежението на двигателя се подава през веригата на релето на прекъсвача.

За защита от биене и импулсни движения при въртене на диска се използват стабилизатори за оптимизиране на консумацията на енергия от управляващия електрически магнит. Отрицателна странаможем да кажем, че няма данни за свойствата на товара, сцеплението, които се използват от контролното реле. Също така е необходимо периодично да се извършва намагнитване. Минато не спомена това в изчисленията си.

Лазарев двигател

Руският разработчик Лазарев конструира работещ прост модел на двигател, използващ магнитна тяга. Ротационният пръстен включва резервоар с пореста преграда на две части. Тези половини са свързани една с друга чрез тръба. Тази тръба пренася флуиден поток от долната камера към горната. Порите създават поток надолу поради гравитацията.

Когато колело с магнити, разположени върху лопатките, се позиционира под налягането на течността, възниква постоянно магнитно поле и двигателят се върти. В разработката е използвана схемата на роторния двигател на Лазарев прости устройствасъс самозавъртане.

Двигател Джонсън

Джонсън използва енергията, генерирана от потока от електрони в своето изобретение. Тези електрони са разположени в магнити и образуват захранващата верига за двигателя. Статорът на двигателя съдържа много магнити. Подредени са под формата на пътека. Движението на магнитите и тяхното местоположение зависи от дизайна на блока Johnson. Оформлението може да бъде ротационно или линейно.

1 - Арматурни магнити
2 - Форма на котва
3 - Полюси на статорни магнити
4 - Кръгъл жлеб
5 - Статор
6 - Отвор с резба
7 - Вал
8 — Втулка на пръстена
9 - Основа

Магнитите са прикрепени към специална плоча с висока магнитна пропускливост. Еднаквите полюси на статорните магнити се въртят към ротора. Това въртене създава отблъскване и привличане на полюсите на свой ред. Заедно с тях елементите на ротора и статора се движат помежду си.

Джонсън организира изчисляването на въздушната междина между ротора и статора. Той дава възможност да се коригира силата и магнитното взаимодействие в посока на увеличаване или намаляване.

Магнитен мотор Perendeva

Двигателят на самовъртящия се модел Perendeva също е пример за прилагане на работата на магнитните сили. Създателят на този мотор, Брейди, подаде патент и създаде компания още преди началото на наказателното дело срещу него и организира работа на производствена основа.

Когато се анализира принципът на работа, диаграмата и чертежите в патента, може да се разбере, че статорът и роторът са направени под формата на външен пръстен и диск. Върху тях по траекторията на ринга са поставени магнити. В този случай се наблюдава ъгълът, определен по централната ос. Поради взаимното действие на магнитното поле се образува въртящ момент и те се движат един спрямо друг. Магнитната верига се изчислява чрез намиране на ъгъла на отклонение.

Синхронни магнитни двигатели

Основен изглед електродвигателие синхронен изглед. Скоростите на въртене на ротора и статора са еднакви. В прости електромагнитен мотортези две части съдържат намотки върху плочи. Ако промените дизайна на арматурата и инсталирате постоянни магнити вместо намотката, ще получите оригинален, ефективен работен модел на двигател от синхронен тип.

1 - Намотка на пръта
2 - Секции на ядрото на ротора
3 - Носеща опора
4 - Магнити
5 - Стоманена плоча
6 — Роторна главина
7 - Ядро на статора

Статорът е направен съгласно обичайния дизайн на магнитната верига от бобини и плочи. Те генерират магнитно поле на въртене от електрически ток. Роторът образува постоянно поле, което взаимодейства с предишния и генерира въртящ момент.

Не трябва да забравяме, че относителното разположение на арматурата и статора може да варира в зависимост от разположението на двигателя. Например, котвата може да бъде направена под формата на външна обвивка. За стартиране на двигателя от захранването се използва верига, състояща се от магнитен стартер и реле за термична защита.