Как сделать реально работающий магнитный двигатель. Устройство и принцип работы двигателя на постоянных магнитах Двигатели на постоянных магнитах

Дмитрий Левкин

Главное отличие между синхронным двигателем с постоянными магнитами (СДПМ) и заключается в роторе. Проведенные исследования показывают, что СДПМ имеет примерно на 2% больше, чем высоко эффективный (IE3) асинхронный электродвигатель, при условии, что статор имеет одинаковую конструкцию, а для управления используется один и тот же . При этом синхронные электродвигатели с постоянными магнитами по сравнению с другими электродвигателями обладают лучшими показателями: мощность/объем, момент/инерция и др.

Конструкции и типы синхронного электродвигателя с постоянными магнитами

Синхронный электродвигатель с постоянными магнитами, как и любой , состоит из ротора и статора. Статор - неподвижная часть, ротор - вращающаяся часть.

Обычно ротор располагается внутри статора электродвигателя, также существуют конструкции с внешним ротором - электродвигатели обращенного типа.

Конструкции синхронного двигателя с постоянными магнитами: слева - стандартная, справа обращенная.

Ротор состоит из постоянных магнитов. В качестве постоянных магнитов используются материалы с высокой коэрцитивной силой.

По конструкции ротора синхронные двигатели делятся на:

Электродвигатель с неявно выраженными полюсами имеет равную индуктивность по продольной и поперечной осям L d = L q , тогда как у электродвигателя с явно выраженными полюсами поперечная индуктивность не равна продольной L q ≠ L d .

Сечение роторов с разным отношением Ld/Lq. Черным обозначены магниты. На рисунке д, е представлены аксиально-расслоенные роторы, на рисунке в и з изображены роторы с барьерами.

Также по конструкции ротора СДПМ делятся на:
• синхронный двигатель c поверхностной установкой постоянных магнитов
  (англ. SPMSM - surface permanent magnet synchronous motor) ;
• синхронный двигатель со встроенными (инкорпорированными) магнитами
  (англ. IPMSM - interior permanent magnet synchronous motor) .

Ротор синхронного двигателя c поверхностной установкой постоянных магнитов

Ротор синхронного двигателя со встроенными магнитами

Статор состоит из корпуса и сердечника с обмоткой. Наиболее распространены конструкции с двух- и трехфазной обмоткой.

В зависимости от конструкции статора синхронный двигатель с постоянными магнитами бывает:
• с распределенной обмоткой;
• с сосредоточенной обмоткой.

Распределенной называют такую обмотку, у которой число пазов на полюс и фазу Q = 2, 3,...., k.

Сосредоточенной называют такую обмотку, у которой число пазов на полюс и фазу Q = 1. При этом пазы расположены равномерно по окружности статора. Две катушки, образующие обмотку, можно соединить как последовательно, так и параллельно. Основной недостаток таких обмоток - невозможность влияния на форму кривой ЭДС .

Схема трехфазной распределенной обмотки

Схема трехфазной сосредоточенной обмотки

Форма обратной ЭДС электродвигателя может быть:
• трапецеидальная;
• синусоидальная.

Форма кривой ЭДС в проводнике определяется кривой распределения магнитной индукции в зазоре по окружности статора.

Известно, что магнитная индукция в зазоре под явно выраженным полюсом ротора имеет трапециидальную форму. Такую же форму имеет и наводимая в проводнике ЭДС. Если необходимо создать синусоидальную ЭДС, то полюсным наконечникам придают такую форму, при которой кривая распределения индукции была бы близка к синусоидальной. Этому способствуют скосы полюсных наконечников ротора .

Принцип работы синхронного двигателя основан на взаимодействии статора и постоянного магнитного поля ротора.

Запустить

Остановить

Вращающееся магнитное поле синхронного электродвигателя

Магнитное поле ротора, взаимодействуя с синхронным переменным током обмоток статора, согласно , создает , заставляя ротор вращаться ().

Постоянные магниты, расположенные на роторе СДПМ, создают постоянное магнитное поле. При синхронной скорости вращения ротора с полем статора, полюса ротора сцепляются с вращающимся магнитным полем статора. В связи с этим СДПМ не может сам запуститься при подключении его напрямую к сети трехфазного тока (частота тока в сети 50Гц).

Управление синхронным двигателем с постоянными магнитами

Для работы синхронного двигателя с постоянными магнитами обязательно требуется система управления, например, или сервопривод. При этом существует большое количество способов управления реализуемых системами контроля. Выбор оптимального способа управления, главным образом, зависит от задачи, которая ставится перед электроприводом. Основные методы управления синхронным электродвигателем с постоянными магнитами приведены в таблице ниже.

Популярные способы управления синхронным двигателем с постоянными магнитами

Для решения несложных задач обычно используется трапециидальное управление по датчикам Холла (например - компьютерные вентиляторы). Для решения задач, которые требуют максимальных характеристик от электропривода, обычно выбирается полеориентированное управление.

Трапециидальное управление

Одним из простейших методов управления синхронным двигателем с постоянными магнитами является - трапецеидальное управление. Трапециидальное управление применяется для управления СДПМ с трапециидальной обратной ЭДС. При этом этот метод позволяет также управлять СДПМ с синусоидальной обратной ЭДС, но тогда средний момент электропривода будет ниже на 5%, а пульсации момента составят 14% от максимального значения. Существует трапециидальное управление без обратной связи и с обратной связью по положению ротора.

Управление без обратной связи не оптимально и может привести к выходу СДПМ из синхронизма, т.е. к потери управляемости.

Управление с обратной связью можно разделить на:
• трапециидальное управление по датчику положения (обычно - по датчикам Холла);
• трапециидальное управление без датчика (бездатчиковое трапециидальное управление).

В качестве датчика положения ротора при трапециидальном управлении трехфазного СДПМ обычно используются три датчика Холла встроенные в электродвигатель, которые позволяют определить угол с точностью ±30 градусов. При таком управление вектор тока статора принимает только шесть положений на один электрический период, в результате чего на выходе имеются пульсации момента.

Существует два способа определения положения ротора:
• по датчику положения;
• без датчика - посредством вычисления угла системой управления в реальном времени на основе имеющейся информации.

Полеориентированное управление СДПМ по датчику положения

В качестве датчика угла используются следующие типы датчиков:
• индуктивные: синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), редуктосин, индуктосин и др.;
• оптические;
• магнитные: магниторезистивные датчики.

Полеориентированное управление СДПМ без датчика положения

Благодаря бурному развитию микропроцессоров с 1970-х годов начали разрабатываться бездатчиковые векторные методы управления бесщеточными переменного тока. Первые бездатчиковые методы определения угла были основаны на свойстве электродвигателя генерировать обратную ЭДС во время вращения. Обратная ЭДС двигателя содержит в себе информацию о положении ротора, поэтому вычислив величину обратной ЭДС в стационарной системе координат можно рассчитать положение ротора. Но, когда ротор не подвижен, обратная ЭДС отсутствует, а на низких оборотах обратная ЭДС имеет маленькую амплитуду, которую сложно отличить от шума, поэтому данный метод не подходит для определения положения ротора двигателя на низких оборотах.

Существует два распространенных варианта запуска СДПМ:
• запуск скалярным методом - запуск по заранее определенной характеристики зависимости напряжения от частоты. Но скалярное управление сильно ограничивает возможности системы управления и параметры электропривода в целом;
• – работает только с СДПМ у которого ротор имеет явно выраженные полюса.

На текущий момент возможно только для двигателей с ротором с явно выраженными полюсами.

Магнитные двигатели - это автономные устройства, которые способны вырабатывать электроэнергию. На сегодняшний день существуют различные модификации, все они отличаются между собой. Основное преимущество двигателей заключается в экономии топлива. Однако недостатки в данной ситуации также следует учитывать. В первую очередь важно отметить, что магнитное поле способно оказывать негативное влияние на человека.

Также проблема заключается в том, что для различных модификаций необходимо создать определенные условия для эксплуатации. Трудности еще могут возникнуть при подключении мотора к устройству. Чтобы разобраться в том, как сделать в домашних условиях вечный двигатель на магнитах, необходимо изучить его конструкцию.

Схема простого двигателя

Стандартный вечный двигатель на магнитах (схема показана выше) включает в себя диск, кожух, а также металлический обтекатель. Катушка во многих моделях используется электрическая. Магниты крепятся на специальных проводниках. Положительная обратная связь обеспечивается за счет работы преобразователя. Дополнительно в некоторых конструкциях встроены ревербераторы для усиления магнитного поля.

Модель на подвеске

Чтобы сделать с подвеской вечный двигатель на неодимовых магнитах своими руками, необходимо использовать два диска. Кожух для них лучше всего подбирать медный. При этом края необходимо тщательно заточить. Далее, важно подсоединить контакты. Всего магнитов на внешней стороне диска должно находиться четыре. Слой диэлектрика обязан проходить вдоль обтекателя. Чтобы исключить возможность появления отрицательной энергии, используются инерционные преобразователи.

В данном случае положительно заряженные ионы обязаны двигаться вдоль кожуха. У некоторых проблема часто заключается в малой холодной сфере. В такой ситуации магниты следует использовать довольно мощные. В конечном итоге выход подогретого агента должен осуществляться через обтекатель. Подвеска устанавливается между дисками на небольшом расстоянии. Источником самозаряда в устройстве является преобразователь.

Как сделать двигатель на кулере?

Как складывается вечный двигатель на постоянных магнитах своими руками? С использованием обычного кулера, который можно взять из персонального компьютера. Диски в данном случае важно подобрать небольшого диаметра. Кожух при этом закрепляется на их внешней стороне. Раму для конструкции можно изготовить из любой коробки. Обтекатели чаше всего используются толщиной 2,2 мм. Выход подогретого агента в данной ситуации осуществляется через преобразователь.

Высота кулоновских сил зависит исключительно от заряженности ионов. Чтобы повысить параметр охлажденного агента, многие специалисты советуют использовать изолированную обмотку. Проводники для магнитов целесообразнее подбирать медные. Толщина токопроводящего слоя зависит от типа обтекателя. Проблема данных двигателей часто заключается в малой отрицательной заряженности. В данном случае диски для модели лучше всего взять большего диаметра.

Модификация Перендева

При помощи статора большой мощности можно сложить данный вечный двигатель на магнитах своими руками (схема показа ниже). Сила электромагнитного поля в этой ситуации зависит от многих факторов. В первую очередь следует учитывать толщину обтекателя. Также важно заранее подобрать небольшой кожух. Пластину для двигателя необходимо использовать толщиной не более 2,4 мм. Преобразователь на это устройство устанавливается низкочастотный.

Дополнительно следует учитывать, что ротор подбирается только последовательного типа. Контакты на нем установлены чаще всего алюминиевые. Пластины для магнитов необходимо предварительно прочистить. Сила резонансных частот будет зависеть исключительно от мощности преобразователя.

Чтобы усилить положительную обратную связь, многие специалисты рекомендуют воспользоваться усилителем промежуточной частоты. Устанавливается он на внешнюю сторону пластины возле преобразователя. Для усиления волновой индукции применяются спицы небольшого диаметра, которые закрепляются на диске. Отклонение фактической индуктивности происходит при вращении пластины.

Устройство с линейным ротором

Линейные роторы обладают довольно высоким образцовым напряжением. Пластину для них целесообразнее подбирать большую. Стабилизация проводящего направления может осуществляться за счет установки проводника (чертежи вечного двигателя на магнитах показаны ниже). Спицы для диска следует использовать стальные. На инерционный усилитель желательно устанавливать преобразователь.

Усилить магнитное поле в данном случае можно только за счет увеличения количества магнитов на сетке. В среднем их там устанавливается около шести. В этой ситуации многое зависит от скорости аберрации первого порядка. Если наблюдается в начале работы некоторая прерывистость вращения диска, то необходимо заменить конденсатор и установить новую модель с конвекционным элементом.

Сборка двигателя Шконлина

Вечный двигатель данного типа собрать довольно сложно. В первую очередь следует заготовить четыре мощных магнита. Патина для данного устройства подбирается металлическая, а диаметр ее должен составлять 12 см. Далее необходимо использовать проводники для закрепления магнитов. Перед применением их необходимо полностью обезжирить. С этой целью можно воспользоваться этиловым спиртом.

Следующим шагом пластины устанавливаются на специальную подвеску. Лучше всего ее подбирать с затупленным концом. Некоторые в данном случае используют кронштейны с подшипниками для увеличения скорости вращения. Сеточный тетрод в вечный двигатель на мощных магнитах крепится напрямую через усилитель. Увеличить мощность магнитного поля можно за счет установки преобразователя. Ротор в этой ситуации необходим только конвекционный. Термооптические свойства у данного типа довольно хорошие. Справиться с волновой аберрацией в устройстве позволяет усилитель.

Антигравитационная модификация двигателя

Антигравитационный вечный двигатель на магнитах является наиболее сложным устройством среди всех представленных выше. Всего пластин в нем используется четыре. На внешней их стороне закрепляются диски, на которых находятся магниты. Все устройство необходимо уложить в корпус для того, чтобы выровнять пластины. Далее важно закрепить на модели проводник. Подсоединение к мотору осуществляется через него. Волновая индукция в данном случае обеспечивается за счет нехроматического резистора.

Преобразователи у этого устройства используются исключительно низкого напряжения. Скорость фазового искажения может довольно сильно меняться. Если диски вращаются прерывисто, необходимо уменьшить диаметр пластин. В данном случае отсоединять проводники не обязательно. После установки преобразователя к внешней стороне диска прикладывается обмотка.

Модель Лоренца

Чтобы сделать вечный двигатель на магнитах Лоренца, необходимо использовать пять пластин. Расположить их следует параллельно друг другу. Затем по краям к ним припаиваются проводники. Магниты в данном случае крепятся на внешней стороне. Чтобы диск свободно вращался, для него необходимо установить подвеску. Далее к краям оси прикрепляется катушка.

Управляющий тиристор в данном случае устанавливается на ней. Чтобы увеличить силу магнитного поля, используется преобразователь. Вход охлажденного агента происходит вдоль кожуха. Объем сферы диэлектрика зависит от плотности диска. Параметр кулоновской силы, в свою очередь, тесно связан с температурой окружающей среды. В последнюю очередь важно установить статор над обмоткой.

Как сделать двигатель Тесла?

Работа данного двигателя основывается на изменении положения магнитов. Происходит это за счет вращения диска. Для того чтобы увеличить кулоновскую силу, многие специалисты рекомендуют пользоваться медными проводниками. В таком случае вокруг магнитов образуется инерционное поле. Нехроматические резисторы в данной ситуации используются довольно редко. Преобразователь в устройстве крепится над обтекателем и соединяется с усилителем. Если движения диска в конечном счете являются прерывистыми, значит, необходимо катушку использовать более мощную. Проблемы с волновой индукцией, в свою очередь, решаются за счет установки дополнительной пары магнитов.

Реактивная модификация двигателя

Для того чтобы сложить реактивный вечный двигатель на магнитах, необходимо использовать две катушки индуктивности. Пластины в данном случае следует подбирать диаметром около 13 см. Далее необходимо использовать преобразователь низкой частоты. Все это в конечном счете значительно увеличит силу магнитного поля. Усилители в двигателях устанавливаются довольно редко. Аберрация первого порядка происходит за счет использования стабилитронов. Для того чтобы надежно закрепить пластину, необходимо использовать клей.

Перед установкой магнитов контакты тщательно зачищаются. Генератор для данного устройства необходимо подбирать индивидуально. В данном случае многое зависит от параметра порогового напряжения. Если устанавливать конденсаторы перекрытия, то они значительно снижают порог чувствительности. Таким образом, ускорение пластины может быть прерывистым. Диски для указанного устройства необходимо по краям зачищать.

Модель при помощи генератора на 12 В

Применение генератора на 12 В позволяет довольно просто собрать вечный двигатель на неодимовых магнитах. Преобразователь для него необходимо использовать хроматический. Сила магнитного поля в данном случае зависит от массы пластин. Для увеличения фактической индуктивности многие специалисты советуют применять специальные операционные усилители.

Подсоединяются они напрямую к преобразователям. Пластину необходимо использовать только с медными проводниками. Проблемы с волновой индукцией в данной ситуации решить довольно сложно. Как правило, проблема чаще всего заключается в слабом скольжении диска. Некоторые в сложившейся ситуации советуют устанавливать подшипники в вечный двигатель на неодимовых магнитах, которые крепятся к подвеске. Однако сделать это порой невозможно.

Использование генератора на 20 В

Сделать при помощи генератора на 20 В вечный двигатель на магнитах своими руками можно, имея мощную катушку индуктивности. Пластины для данного устройства целесообразнее подбирать небольшого диаметра. При этом диск важно надежно закрепить на спицы. Чтобы увеличить силу магнитного поля, многие специалисты рекомендуют устанавливать в вечный двигатель на постоянных магнитах низкочастотные преобразователи.

В этой ситуации можно надеяться на быстрый выход охлажденного агента. Дополнительно следует отметить, что добиться большой кулоновской силы у многих получается за счет установки плотного обтекателя. Температура окружающей среды на скорость вращения влияет, однако незначительно. Магниты на пластине следует устанавливать на расстоянии 2 см от края. Спицы в данном случае необходимо крепить с промежутком 1,1 см.

Все это в конечном счете позволит уменьшить отрицательное сопротивление. Операционные усилители в двигателях устанавливаются довольно часто. Однако для них необходимо подбирать отдельные проводники. Лучше всего их устанавливать от преобразователя. Чтобы не произошла волновая индукция, прокладки следует использовать прорезиненные.

Применение низкочастотных преобразователей

Низкочастотные преобразователи в двигателях способны эксплуатироваться только вместе с хроматическими резисторами. Приобрести их можно в любом магазине электроники. Пластину для них следует подбирать толщиной не более 1,2 мм. Также важно учитывать, что низкочастотные преобразователи довольно требовательны к температуре окружающей среды.

Увеличить кулоновские силы в сложившейся ситуации получится за счет установки стабилитрона. Крепить его следует за диском, чтобы не произошла волновая индукция. Дополнительно важно позаботиться об изоляции преобразователя. В некоторых случаях он приводит к инерционным сбоям. Все это происходит за счет изменения внешней холодной среды.

Карикатура вечного двигателя

Наука давно не стоит на месте и развивается все больше и больше. Благодаря науке было изобретено множество предметов, которыми мы пользуемся в повседневной жизни. Однако, на протяжении многих столетий перед наукой всегда стоял вопрос изобретения такого устройства, которое бы могло работать не потребляя никакой энергии извне, работая вечно. Такого результата добивались многие. Однако кому это удалось? Создан ли такой двигатель? Об этом и о многом другом мы и поговорим в нашей статье.

Двигатель Стирлинга простейшей конструкции. Свободнопоршневой. Игорь Белецкий

Что такое вечный двигатель?

Трудно представить современную человеческую жизнь без использования специальных машин, которые в разы облегчают жизнь людям. С помощью таких машин люди занимаются обработкой земли, добычей нефти, руды, а также просто передвигается. То есть, главной задачей таких машин является совершать работу. В любых машинах и механизмах перед тем, как совершить какую-либо работу, любая энергия переходит их одного вида в другой. Но существует один нюанс: нельзя получить энергии одного вида больше, чем иного при самых любых превращениях, поскольку это противоречит законам физики. Таким образом, вечный двигатель создать нельзя.

Но что же означает словосочетание «вечный двигатель»? Вечный двигатель – это такой двигатель, в котором в конечном результате превращения энергии вида получается больше, чем было в начале процесса. Данный вопрос о вечном двигателе занимает особое место в науке, в то время, как существовать не может. Это достаточно парадоксальный факт оправдывается тем, что все искания ученых в надежде изобрести вечный двигатель насчитывают уже более 8 веков. Эти поиски связаны прежде всего с тем, что существуют определенные представления о самом распространенном понятии физики энергии.

История возникновения вечного двигателя

Прежде чем описывать вечный двигатель, стоит обратиться к истории. Откуда же взялась ? Впервые идея о создании такого двигателя, которое бы приводило в работу машины, не используя специальную силу, появилась в Индии в седьмом веке. Но уже практический интерес к данной идее появился позже, уже в Европе в восьмом веке. Создание такого двигателя позволило бы существенно ускорить развитие науки энергетики, а также развить производительные силы.

Такой двигатель был необычайно полезен в то время. Двигатель был способен приводить в движение различные водяные насосы, крутить мельницы, а также поднимать различные грузы. Но средневековая наука была развита не настолько, чтобы делать такие большие открытия. Люди, которые мечтали создать вечный двигатель. Прежде всего они опирались на то, что движется всегда, то есть вечно. Примером тому служит движение солнца, луны, различных планет, течение рек и так далее. Однако, наука не стоит на своем. Именно поэтому, развиваясь, человечество пришло к созданию настоящего двигателя, который опирался не только на естественное стечение обстоятельств.

Вечный двигатель на магнитах

Первые аналоги современного вечного магнитного двигателя

В 20 веке произошло величайшее открытие – появление постоянного и изучение его свойств. К тому же, в том же веке появилась идея о создании магнитного двигателя. Такой двигатель должен был работать неограниченное количество времени, то есть бесконечно. Такой двигатель назвали вечным. Однако, слово «вечно» тут не совсем подходит. Вечного нет ничего, поскольку в любую минуту какая-либо часть такого магнита может отвалиться, либо какая-нибудь деталь отколется. Именно поэтому под словом «вечно» следует принимать такой механизм, который работает беспрерывно, не требуя при этом каких-либо затрат. К примеру, на топливо и так далее.

Но существует мнение, что вечного ничего нет, вечный магнит не может существовать по законам физики. Однако стоит подметить, что постоянный магнит излучает энергию постоянно, при этом совершенно не теряет своих магнитных свойств. Каждый магнит совершает работу беспрерывно. Во время данного процесса, магнит вовлекает в данное движения все молекулы, которые содержатся в окружающей среде специальным потоком, который называется эфир.

Американский БТГ выдвинут на Нобелевскую премию

A Brief Tour of the IEC Factory Floor

Это единственное и самое верное объяснение механизму действия такого магнитного двигателя. На данный момент трудно установить, кто создал первый двигатель, работающий на магнитах. Он сильно отличался от нашего современного. Однако существует мнение, что в трактате величайшего индийского математика Бхскара Ачарья есть упоминание о двигателе, работающем на магните.

В Европе первые сведения о создании вечного магнитного двигателя возникли также от важной персоны. Данное известие поступило в 13 веке, от Виллара д’Оннекура. Это был величайший французский архитектор и инженер. Он, как и многие деятели того века занимался различными делами, которые соответствовали профилю его профессии. А именно: строительство различных соборов, создание сооружений по подъему грузов. Кроме того, деятель занимался созданием пил с водным приводом и так далее. Кроме того, он оставил после себя альбом, в котором оставил чертежи и рисунки потомкам. Данная книга хранится в Париже, в национальной библиотеке.

Двигатель Перендева основанный на взаимодействии магнитов

Создание вечного магнитного двигателя

Когда же был создан первый вечный магнитный двигатель? В 1969 году был изготовлен первый современный рабочий проект магнитного двигателя. Сам корпус такого двигателя был полностью выполнен из дерева, сам двигатель находился вполне в рабочем состоянии. Но существовала одна проблема. Самой энергии хватало исключительно на вращение ротора, поскольку все магниты были достаточно слабыми, а других в то время просто не изобрели. Создателем такой конструкции был Майкл Брэди. Всю жизнь он посвятил на разработку двигателей и наконец в 90-х годах прошлого века он создал абсолютно новую модель вечного двигателя на магните, за что и получил патент.

На основе данного магнитного двигателя был сделан электрогенератор, который имел мощность 6 кВт. Силовым устройством являлся тот магнитный мотор, который использовал исключительно постоянные магниты. Однако, такой вид электрогенератора не обходился без своих определенных минусов. К примеру, обороты и мощность двигателя не зависели ни от каких факторов, к примеру, нагрузки, которая подключалась к электрогенератору.

Далее, шла подготовка к изготовлению электромагнитного мотора, в котором, кроме всех постоянных магнитов также использовались специальные катушки, которые называются электромагнитами. Такой мотор, работающий на электромагнит, мог успешно управлять силой момента вращения, а также самой скоростью вращения ротора. На основе двигателя нового поколения были созданы две мини электростанции. Генератор весит 350 килограмма.

Группы вечных двигателей

Магнитные двигатели и иные другие подразделяются на два вида. Первая группа вечных двигателей совершенно не извлекают энергию из окружающей среды (к примеру, тепло) Однако, при этом, физические и химические свойства двигателя по-прежнему остаются неизменными, не используя при этом энергии, кроме собственной. Как было сказано выше, именно такие машины просто не могут существовать, исходя из первого закона термодинамики. Вечные двигатели второго вида делают все с точностью наоборот. То есть их работа полностью зависит от внешних факторов. При работе они извлекают энергию из окружающей среды. Поглощая, допустим, тепло, они превращают такую энергию в механическую. Однако такие механизмы не могут существовать исходя из второго закона термодинамики. Проще говоря, первая группа относится к так называемым естественным двигателям. А вторая к физическим или искусственным двигателям.

Но к какой же группе отнести вечный магнитный двигатель? Конечно, к первой. При работе данного механизма энергия внешней среды совершенно не используется, напротив, механизм сам вырабатывает то количество энергии, которое ему необходимо.

Тейн Хайнс - презентация двигателя

Создание современного вечного магнитного двигателя

Каким же должен быть настоящий вечный магнитный двигатель нового поколения? Так, в 1985 году над этим задумался будущий изобретатель механизма Тейн Хайнс (Thane Heins). Он задумался над тем, как с помощью магнитов значительно улучшить генератор мощности. Таким образом, к 2006 году он все-таки изобрел то, о чем так долго мечтал. Именно в этом году произошло, то, что он никак не ожидал. Работая над своим изобретением, Хайнс соединил приодной вал обычного мотора вместе с ротором, на котором находились маленькие круглые магниты.

Они располагались на внешнем ободе ротора. Хайнс надеялся на то, что в период, когда ротор будет вращаться, магниты будут проходить через катушку, материалом которой служила обычная проволка. Данный процесс, по мнению Хайнса, должен был вызвать протекание тока. Таким образом, используя все вышесказанное, должен был получиться настоящий генератор. Однако, ротор, который работал на нагрузку, постепенно должен был замедляться. И, конечно, в конце ротор должен был остановиться.

Но Хайнс что-то не рассчитал. Таким образом, вместо того, чтобы остановиться, ротор начал ускорять свое движение до невероятной скорости, что привело к тому, что магниты разлетелись во все стороны. Удар магнитами был действительно огромной силы, что повредило стены лаборатории.

Проводя данный эксперимент, Хайнс надеялся на то, что при данном действии должно быть установлено специальное силовое магнитное поле, в котором и должен был появиться эффект, совершенно обратной ЭДС. Такой исход эксперимента является теоретически правильный. Данный исход опирается на закон Ленца. Данный закон проявляет себя физически как обычнейший закон трения в механике.

Но, увы, предполагаемый исход эксперимента вышел из-под контроля ученого-испытателя. Дело в том, что вместо результата, который хотел получить Хайнс, обычнейшее магнитное трение превратилось в самое, что ни на есть магнитное ускорение! Таким образом возник первый современный вечный магнитный двигатель. Хайнс считает, что, вращающиеся магниты, которые формируют поле с помощью стальных проводящих ротора, а также вала действуют на электрический мотор таким образом, что происходит превращение электрической энергии в совершенно иную, кинетическую.

Варианты разработок вечных двигателей

То есть, обратная ЭДС в нашем конкретном случае еще больше ускоряет мотор, которая соответственно заставляет вращаться ротор. То есть, таким образом, возникает процесс, имеющий положительную обратную связь. Сам изобретатель подтвердил данный процесс, заменив лишь одну деталь. Стальной вал Хайнс заменил непроводящей пластиковой трубкой. Это дополнение он сделал для того, чтобы ускорение в данном примере установки не было возможным.

И, наконец, 28 января 2008 года Хайнс испытал свой прибор Технологическом Институте Массачусетса. Что самое удивительное, прибор действительно функционировал! Однако, дальнейших новостей о создании вечного двигателя не поступало. У некоторых ученых существует мнение, что это лишь блеф. Однако сколько людей, столько и мнений.

Стоит отметить, что настоящие вечные двигатели можно обнаружить и во Вселенной, не изобретая ничего самостоятельно. Дело в том, что такие явления в астрономии называют белыми дырами. Данные белые дыры являются антиподами черных дыр, тем самым они могут быть источниками бесконечной энергии. К сожалению, данное утверждение не проверено, а существует оно лишь теоретически. Что уж говорить, если существует высказывание, что и сама Вселенная- это один большой и вечный двигатель.

Таким образом, в статье мы отразили все основные мысли по поводу магнитного двигателя, который может работать без остановки. К тому же, мы узнали о его создании, о существовании его современного аналога. К тому же, в статье можно найти имена различных изобретателей разных времен, которые трудились над созданием вечного двигателя, работающего на магните. Надеемся, что вы нашли что-то полезное для себя. Удачи!

Как разоряют и убивают изобретателей двигателей на воде. Почему беЗтопливные технологии под запретом

На примере двигателя Минато и аналогичных конструкций рассмотрена возможность использования энергии магнитного поля и трудности, связанные с ее практическим применением.

В своей повседневной жизни полевую форму существования материи мы редко замечаем. Разве что, когда падаем. Тогда гравитационное поле становится для нас болезненной реальностью. Но есть одно исключение - поле постоянных магнитов . Практически каждый в детстве играл с ними, с пыхтением пытаясь разорвать два магнита. Или, с таким же азартом, сдвинуть упрямо сопротивляющиеся одноименные полюса.

С возрастом интерес к этому занятию пропадал, или, наоборот, становился предметом серьезных исследований. Идея практического использования магнитного поля появилась задолго до теорий современной физики. И главным в этой идее было стремление использовать «вечную» намагниченность материалов для получения полезной работы или «дармовой» электрической энергии.

Изобретательные попытки практического использования постоянного магнитного поля в двигателях или не прекращаются и в наши дни. Появление современных редкоземельных магнитов с высокой коэрцитивной силой подогрел интерес к подобным разработкам.

Обилие остроумных конструкций разной степени работоспособности заполонили информационное пространство сети. Среди них выделяется движитель японского изобретателя Кохеи Минато .

Сам Минато по специальности музыкант, но много лет занимается разработкой магнитного двигателя собственной конструкции, изобретенного, по его словам, во время концерта фортепьянной музыки. Трудно сказать, каким музыкантом был Минато, но бизнесменом он оказался хорошим: свой двигатель запатентовал в 46 странах и продолжает этот процесс сегодня.

Необходимо отметить, что современные изобретатели ведут себя довольно непоследовательно. Мечтая осчастливить человечество своими изобретениями и остаться в истории, они с не меньшим старанием стараются скрыть детали своих разработок, надеясь в будущем получить дивиденды с продажи своих идей. Но стоит вспомнить , когда тот, для продвижения своих трехфазных двигателей, отказался от патентных отчислений фирмы, осваивавшей их выпуск.

Вернемся к магнитному двигателю Минато . Среди множества других, аналогичных конструкций, его изделие выделяется очень высокой экономичностью. Не вдаваясь в детали конструкции магнитного двигателя, которые все равно скрыты в патентных описаниях, необходимо отметить несколько его особенностей.

В его магнитном двигателе наборы постоянных магнитов расположены на роторе под определенными углами к оси вращения. Прохождение «мертвой» точки магнитами, которая, по терминологии Минато, называется точкой «коллапса», обеспечивается за счет подачи короткого мощного импульса на электромагнитную катушку статора.

Именно эта особенность и обеспечили конструкции Минато высокую экономичность и бесшумность работы при высоких оборотах вращения. Но утверждение, что КПД двигателя превышает единицу, не имеет под собой никакого основания.

Для анализа магнитного двигателя Минато и похожих конструкций, рассмотрим понятие «скрытой» энергии. Скрытая энергия присуща всем видам топлива: для угля она составляет 33 Дж/грамм; для нефти - 44 Дж/грамм. А вот энергия ядерного топлива оценивается в 43 миллиарда этих единиц. По разным, противоречивым оценкам, скрытая энергия поля постоянного магнита составляет около 30% потенциала ядерного топлива , т.е. это один из самых энергоемких источников энергии.

А вот воспользоваться этой энергией далеко не просто. Если нефть и газ при воспламенении отдает сразу весь свой энергетический потенциал, то с магнитным полем все не так просто. Запасенная в постоянном магните энергия может совершать полезную работу, но конструкция движителей при этом очень сложна. Аналогом магнита может служить аккумулятор очень большой емкости с не менее большим внутренним сопротивлением.

Поэтому сразу возникают несколько проблем: получить большую мощность на валу двигателя при малых его габаритах и массе затруднительно. Магнитный двигатель со временем, по мере расходования запасенной энергии, будет терять свою мощность. Даже предположение о том, что энергия восполняется , не может устранить этот недостаток.

Главным же недостатком является требование прецизионной сборки конструкции двигателей, которое препятствует его массовому освоению. Минато до настоящего времени работает над определением оптимального расположения постоянных магнитов.

Поэтому его обиды на японские корпорации, которые не хотят осваивать изобретение, необоснованны. Любой инженер, при выборе двигателя, в первую очередь поинтересуется его нагрузочными характеристиками, деградацией мощности в течении срока эксплуатации и еще рядом характеристик. Подобной информации по двигателям Минато, как, впрочем, и остальным конструкциям, до настоящего времени нет.

Редкие примеры практического воплощения магнитных двигателей вызывают больше вопросов, чем восхищение. Недавно фирма SEG из Швейцарии объявила о готовности выпускать под заказ компактные генераторы, приводом в которых служит разновидность магнитного двигателя Серла .

Генератор вырабатывает мощность около 15 кВт, имеет размеры 46х61х12см и ресурс работы до 60 МВт-часов. Это соответствует среднему сроку эксплуатации 4000 часов. Но каковы будут характеристики в конце этого периода?

Фирма честно предупреждает, что после этого необходимо повторное намагничивание постоянных магнитов. Что стоит за этой процедурой - неясно, но скорей всего, это полная разборка и замена магнитов в магнитном двигателе. А цена такого генератора составляет более 8500 евро.

Фирма Минато тоже объявила о заключении контракта на изготовление 40000 вентиляторов с магнитными двигателями. Но все эти примеры практического применения единичны. Причем, никто не утверждает при этом, что их устройства имеют КПД больше единицы, и они будут работать «вечно».

Если традиционный асинхронный двигатель выполнить из современных дорогих материалов, например, обмотки из серебра, а магнитопровод из тонкой стальной аморфной ленты (стеклометалл), то при сравнимой с магнитным двигателем цене получим близкий КПД. При этом, асинхронные двигатели будут иметь значительно больший срок службы при простоте изготовления.

Подводя итоги, можно утверждать, что пока удачных конструкций магнитных двигателей, пригодных для массового промышленного освоения, не создано. Те образцы, которые работоспособны, требуют инженерной доводки, дорогих материалов, прецизионной, индивидуальной настройки и не могут конкурировать с уже . И уж совсем безосновательны утверждения, что эти двигатели могут работать неограниченное время без подвода энергии.

Магнитные двигатели (двигатели на постоянных магнитах) являются наиболее вероятной моделью «вечного двигателя». Еще в давние времена была высказана эта идея, но так никто его не создал. Многие устройства дают ученым возможность приблизиться к изобретению такого двигателя. Конструкции подобных устройств еще не доведены до практического результата. С этими устройствами связано много различных мифов.

Магнитные двигатели не расходуют энергию, являются агрегатом необычного типа. Силой, двигающей мотор, является свойство магнитных элементов. Электродвигатели также применяют магнитные свойства ферромагнетиков, но магниты приводятся в движение электрическим током. А это является противоречием основному принципиальному действию вечного двигателя. В двигателе на магнитах используется магнитное влияние на объекты. Под действием этих объектов начинается движение. Небольшими моделями таких двигателей стали аксессуары в офисах. На них двигаются постоянно шарики, плоскости. Но там для работы применены батарейки.

Ученый Тесла занимался серьезно проблемой образования магнитного двигателя. Его модель была выполнена из катушки, турбины, проводов для соединения объектов. В обмотку закладывался маленький магнит, захватывающий два витка катушки. Турбине давали небольшой толчок, раскручивали ее. Она начинала движение с большой скоростью. Такое движение называлось вечным. Двигатель Тесла на магнитах стал идеальной моделью вечного двигателя. Его недостатком стала необходимость начального задания скорости турбине.

По закону сохранения электропривод не может содержать более 100% КПД, энергия частично тратится на трение в двигателе. Такой вопрос должен решать магнитный двигатель, у которого постоянные магниты (роторный тип, линейный, униполярный). В нем осуществление механического движения элементов идет от взаимодействия магнитных сил.

Принцип работы

Многие инновационные магнитные двигатели применяют работу трансформации тока во вращение ротора, являющееся механическим движением. Вместе с ротором вращается вал привода. Это дает возможность утверждать, что всякий расчет не даст результата КПД равного 100%. Агрегат не получается автономным, он имеет зависимость. Такой же процесс можно увидеть в генераторе. В нем крутящий момент, который образуется от энергии движения, создает выработку электроэнергии на пластинах коллектора.

1 — Линия раздела магнитных силовых линий, замыкающихся через отверстие и внешнюю кромку кольцевого магнита
2 — Катящийся ротор (Шарик от подшипника)
3 — Немагнитное основание (Статор)
4 — Кольцевой постоянный магнит от громкоговорителя (Динамика)
5 — Плоские постоянные магниты (Защелки)
6 — Немагнитный корпус

Магнитные двигатели применяют другой подход. Необходимость в дополнительных источниках питания сводится к минимуму. Принцип работы легко объяснить «беличьим колесом». Для производства демонстративной модели не нужны специальные чертежи или прочностной расчет. Нужно взять постоянный магнит, чтобы его полюса находились на обеих плоскостях. Магнит будет главной конструкцией. К ней добавляется два барьера в виде колец (внешний и внутренний) из немагнитных материалов. Между кольцами располагают стальной шарик. В магнитном двигателе он станет ротором. Силами магнита шарик притянется к диску противоположным полюсом. Этот полюс не будет менять свое положение при движении.

Статор включает в себя пластину, изготовленную из экранируемого материала. На нее по траектории кольца закрепляют постоянные магниты. Полюса магнитов находятся перпендикулярно в виде диска и ротора. В итоге, при приближении статора к ротору на некоторое расстояние, появляется отталкивание и притяжение в магнитах поочередно. Оно создает момент, переходит во вращательное движение шарика по траектории кольца. Запуск и торможение осуществляется движением статора с магнитами. Такой метод магнитного двигателя действует, пока магнитные свойства магнитов будут сохраняться. Расчет делается относительно статора, шариков, управляющей цепи.

На таком же принципе работают действующие магнитные двигатели. Самыми известными стали магнитные двигатели на тяге магнитов Тесла, Лазарева, Перендева, Джонсона, Минато. Так же известны двигатели на постоянных магнитах: цилиндровые, роторные, линейные, униполярные и т.д. У каждого двигателя своя технология изготовления, основанная на магнитных полях, образующихся вокруг магнитов. Вечных двигателей не бывает, так как постоянные магниты утрачивают свои свойства через несколько сотен лет.

Магнитный двигатель Тесла

Ученый исследователь Тесла стал одним из первых, кто изучал вопросы вечного двигателя. В науке его изобретение называется униполярным генератором. Сначала расчет такого устройства сделал Фарадей. Его образец не произвел стабильности работы и должного эффекта, не достиг необходимой цели, хотя принцип действия был сходным. Название «униполярный» дает понять, что по схеме модели проводник находится в цепи полюсов магнита.

По схеме, обнаруженной в патенте, видна конструкция из 2-х валов. На них помещены 2 пары магнитов. Они образуют отрицательное и положительное поля. Между магнитами находятся униполярные диски с бортами, которые применяются как образующие проводники. Два диска друг с другом имеют связь тонкой лентой из металла. Лента может использоваться для вращения диска.

Двигатель Минато

Этот тип двигателя также использует магнетическую энергию для самостоятельного движения и самовозбуждения. Образец двигателя разработан японским изобретателем Минато более 30 лет назад. Двигатель обладает высокой эффективностью, характеризуется бесшумной работой. Минато утверждал, что магнитный самовращающийся двигатель такого исполнения выдает КПД более 300%.

Ротор изготовлен в форме колеса или дискового элемента. На нем находятся магниты, расположенные под определенным углом. Во время приближения статора с мощным магнитом создается момент вращения, диск Минато вращается, применяет отторжение и сближение полюсов. Скорость вращения и крутящий момент мотора зависит от расстояния между ротором и статором. Напряжение мотора подается по цепи реле прерывателя.

Для предохранения от биения и импульсных движений при вращении диска применяют стабилизаторы, оптимизируют расход энергии управляющего электрического магнита. Негативной стороной можно назвать то, что нет данных по свойствам нагрузки, тяге, которые применяются реле управления. Также периодически необходимо производить намагничивание. Об этом Минато в своих расчетах не упоминал.

Двигатель Лазарева

Русский разработчик Лазарев сконструировал действующую простую модель двигателя, применяющего магнитную тягу. Роторный кольцар включает в себя резервуар с пористой перегородкой на две части. Эти половины между собой сообщаются трубкой. По этой трубке поступает поток жидкости из нижней камеры в верхнюю. Поры создают перетекание вниз за счет гравитации.

При расположении колеса с расположенными на лопастях магнитами под напором жидкости возникает постоянное магнитное поле, двигатель вращается. Схема двигателя Лазарева роторного типа применяется при разработке простых устройств с самовращением.

Двигатель Джонсона

Джонсон в своем изобретении применял энергию, которая генерируется потоком электронов. Эти электроны находятся в магнитах, образуют цепь питания двигателя. Статор двигателя соединяет в себе множество магнитов. Они располагаются в виде дорожки. Движение магнитов и их расположение зависит от конструкции агрегата Джонсона. Компоновка может быть роторной или линейной.

1 — Магниты якоря
2 — Форма якоря
3 — Полюса магнитов статора
4 — Кольцевая канавка
5 — Статор
6 — Резьбовое отверстие
7 — Вал
8 — Кольцевая втулка
9 — Основание

Магниты прикрепляются к особой пластине, обладающей большой магнитной проницаемостью. Одинаковые полюса магнитов статора поворачиваются в сторону ротора. Этот поворот создает отторжение и притяжение полюсов по очереди. Совместно с ними смещаются элементы ротора и статора между собой.

Джонсон организовал расчет воздушного промежутка между ротором и статором. Он дает возможность коррекции усилия и магнитной совокупности взаимодействия в направлении увеличения или снижения.

Магнитный двигатель Перендева

Двигатель самовращающейся модели Перендева так же является примером применения работы магнитных сил. Создатель этого мотора Брэди оформил патент и создал фирму еще до начала уголовного дела на него, организовал работу на поточной основе.

При анализе принципа работы, схемы, чертежей в патенте можно понять, что статор и ротор выполнены в форме внешнего кольца и диска. На них по траектории кольца располагают магниты. При этом соблюдают угол, определенный по центральной оси. Из-за взаимного действия поля магнитов образуется момент вращения, осуществляется их перемещение друг относительно друга. Цепь магнитов рассчитывается путем выяснения угла расхождения.

Синхронные магнитные двигатели

Главным видом электрических двигателей является синхронный вид. У него обороты вращения ротора и статора одинаковые. У простого электромагнитного двигателя эти две части имеют в составе обмотки на пластинах. Если изменить конструкцию якоря, вместо обмотки установить постоянные магниты, то получится оригинальная эффективная рабочая модель двигателя синхронного типа.

1 — Стержневая обмотка
2 — Секции сердечника ротора
3 — Опора подшипника
4 — Магниты
5 — Стальная пластина
6 — Ступица ротора
7 — Сердечник статора

Статор сделан по привычной конструкции магнитопровода из катушек и пластин. В них образуется магнитное поле вращения от электрического тока. Ротор образует постоянное поле, взаимодействующее с предыдущим, и образует момент вращения.

Нельзя забывать о том, что относительное нахождение якоря и статора имею возможность изменяться в зависимости от схемы двигателя. Например, якорь может быть сделан в форме наружной оболочки. Для запуска двигателя от сети питания применяется схема из магнитного пускателя и реле тепловой защиты.