[go: up one dir, main page]

RU2220493C2 - Diamagnetic-and-thermal method for setting up torque - Google Patents

Diamagnetic-and-thermal method for setting up torque Download PDF

Info

Publication number
RU2220493C2
RU2220493C2 RU2001103587/06A RU2001103587A RU2220493C2 RU 2220493 C2 RU2220493 C2 RU 2220493C2 RU 2001103587/06 A RU2001103587/06 A RU 2001103587/06A RU 2001103587 A RU2001103587 A RU 2001103587A RU 2220493 C2 RU2220493 C2 RU 2220493C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
diamagnetic
superconducting
rotor
superconducting layer
Prior art date
Application number
RU2001103587/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001103587A (en
Inventor
В.С. Киселёв
Original Assignee
Киселёв Валерий Семёнович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Киселёв Валерий Семёнович filed Critical Киселёв Валерий Семёнович
Priority to RU2001103587/06A priority Critical patent/RU2220493C2/en
Publication of RU2001103587A publication Critical patent/RU2001103587A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2220493C2 publication Critical patent/RU2220493C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: method involves use of following procedures: magnetic field of stator revolves due to traveling thermal wave that transfers definite regions of superconducting diamagnetic part of stator into usual non- superconducting state for the time being. Shaft torque is set up due to interaction between revolving magnetic field of stator and running region of rotor. EFFECT: provision for stepless field control. 1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электроэнергетики и может найти применение в двигателях и других машинах, используемых в различных областях хозяйственной деятельности человека. The invention relates to the field of electric power and may find application in engines and other machines used in various fields of human activity.

Известны способы получения вращающего момента, основанные на взаимодействии магнитных полей. Эти способы широко используются в электродвигателях как переменного, так и постоянного тока. Known methods for producing torque based on the interaction of magnetic fields. These methods are widely used in electric motors of both alternating and direct current.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, применяемый в электродвигателях переменного тока, заключающийся в том, что вращающееся магнитное поле статора взаимодействует с магнитным полем обмотки ротора или замыкается через ротор, не имеющий обмотки. В результате этого взаимодействия возникает вращающий момент, заставляющий ротор вращаться в направлении перемещения магнитного поля статора (см., например, книгу В.С. Попова, Н.Н. Мансурова, С.А. Николаева "Электротехника" М., 1952. стр.306-307, 366). Closest to the proposed is the method used in AC electric motors, which consists in the fact that the rotating magnetic field of the stator interacts with the magnetic field of the rotor winding or closes through a rotor that does not have a winding. As a result of this interaction, a torque arises, causing the rotor to rotate in the direction of movement of the stator magnetic field (see, for example, the book by V. S. Popov, N. N. Mansurov, S. A. Nikolaev "Electrical Engineering" M., 1952. p. .306-307, 366).

Недостатком упомянутого способа является то, что для создания вращающегося магнитного поля используют только переменный ток. Так как частота вращения магнитного поля статора напрямую зависит от частоты переменного тока, питающего электродвигатель, плавная регулировка оборотов ротора весьма затруднительна. Это существенно ограничивает область применения подобных электродвигателей. The disadvantage of this method is that only alternating current is used to create a rotating magnetic field. Since the rotation frequency of the stator magnetic field directly depends on the frequency of the alternating current supplying the electric motor, smooth adjustment of the rotor speed is very difficult. This significantly limits the scope of such electric motors.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение возможностей и расширение области применения двигателей. The problem to which the invention is directed is to increase the capabilities and expand the scope of engines.

Техническим результатом изобретения является универсальность питания двигателей и возможность плавного регулирования скорости и направления перемещения ротора. The technical result of the invention is the versatility of engine power and the ability to smoothly control the speed and direction of movement of the rotor.

Решение упомянутой задачи достигается тем, что по способу получения вращающего момента, заключающемуся в перемещении рабочих областей ротора (областей ротора, непосредственно на которые воздействует рабочий магнитный поток) посредством перемещающегося рабочего магнитного потока, рабочий магнитный поток, замыкающийся через "нормальные зоны" сверхпроводящего слоя статора, приводится в движение перемещающимися сверхпроводящими "диамагнитными кольцами", опоясывающими "нормальные зоны", а "нормальные зоны" создаются и перемещаются по сверхпроводящему слою статора при помощи перемещающихся тепловых пятен, которые временно нарушают диамагнитные и сверхпроводящие свойства прогреваемых областей сверхпроводящего слоя статора. The solution to this problem is achieved by the fact that according to the method of obtaining torque, which consists in moving the working areas of the rotor (areas of the rotor directly affected by the working magnetic flux) by means of a moving working magnetic flux, the working magnetic flux is closed through the "normal zones" of the superconducting layer of the stator , is driven by moving superconducting "diamagnetic rings" encircling the "normal zones", and the "normal zones" are created and moved along the to the conductive stator layer by means of moving heat spots, which temporarily violate the diamagnetic and superconducting properties of the heated regions of the stator superconducting layer.

На чертежах изображено устройство, реализующее способ. The drawings depict a device that implements the method.

Устройство состоит из статора 1, установленного на ножках 12. Внутри статора 1 располагается обладающий магнитными свойствами ротор 2, закрепленный на валу 3. Вал 3 посредством подшипников 4 подвижно закреплен в крышках статора 5, которые жестко крепятся к статору 1. Статор 1 имеет магнитопровод 6, слой последовательно расположенных термоэлементов 7 (на чертежах термоэлементы, включенные в режиме нагревания, отмечены штриховкой) и сверхпроводящий слой 8. На сверхпроводящем слое 8 расположены не соприкасающиеся с краем слоя 8 "нормальные зоны" 9 (на чертежах отмечены штриховкой), вокруг которых протекают кольцевые электрические токи 10. Магнитные поля кольцевых электрических токов 10 и обладающего магнитными свойствами ротора 2 создают рабочий магнитный поток 11. На фиг.1 изображен вертикальный разрез устройства - вид сбоку. На фиг.2 изображен вертикальный разрез устройства - вид спереди. На фиг.3 изображен слой последовательно расположенных термоэлементов - вид сверху. Термоэлементы, включенные в режиме нагревания, обозначены штриховкой. На фиг.4 изображен сверхпроводящий слой статора 8 - вид сверху. На фиг.4 штриховкой отмечена одна из "нормальных зон" 9, вокруг которой протекает кольцевой электрический ток 10. Виден замыкающийся через "нормальную зону" 9 рабочий магнитный поток 11. The device consists of a stator 1 mounted on the legs 12. Inside the stator 1 there is a rotor 2 with magnetic properties, mounted on the shaft 3. The shaft 3 by means of bearings 4 is movably fixed in the covers of the stator 5, which are rigidly attached to the stator 1. The stator 1 has a magnetic circuit 6 , a layer of sequentially located thermocouples 7 (in the drawings, thermocouples included in the heating mode are marked by hatching) and a superconducting layer 8. On the superconducting layer 8 there are "normal zones" 9 not in contact with the edge of layer 8 (on drawings are indicated by hatching) around which circular electric currents flow 10. Magnetic fields of circular electric currents 10 and rotor 2 having magnetic properties create a working magnetic flux 11. Figure 1 shows a vertical section of the device — side view. Figure 2 shows a vertical section of the device is a front view. Figure 3 shows a layer of sequentially located thermocouples - top view. Thermocouples included in heating mode are indicated by hatching. Figure 4 shows the superconducting layer of the stator 8 is a top view. 4, one of the "normal zones" 9 is marked by hatching, around which an annular electric current flows 10. A working magnetic flux 11 is closed through the "normal zone" 9.

Диамагнитно-тепловой способ получения вращающего момента заключается в том, что рабочий магнитный поток 11, создаваемый магнитными полями кольцевых электрических токов 10, протекающих в сверхпроводящем слое статора 8, вокруг "нормальных зон" 9 и магнитным полем, обладающим магнитными свойствами ротора 2, замыкается через магнитопровод 6, "нормальные зоны" 9 и рабочие области ротора 2. При перемещении "нормальных зон" 9 по сверхпроводящему слою статора 8 вместе с ними переместится и зажатый в сверхпроводящие "диамагнитные кольца" (области сверхпроводящего слоя статора, окружающие "нормальные зоны" и обладающие сверхпроводящими и диамагнитными свойствами) рабочий магнитный поток 11, увлекая за собой рабочие области ротора 2. В результате этого на вал 3 передается вращающее усилие. Направление и скорость перемещения ротора 2 соответствуют направлению и скорости перемещения "нормальных зон" 9 по сверхпроводящему слою статора 8 и могут изменяться в широких пределах. The diamagnetic-thermal method for producing torque is that the working magnetic flux 11 created by the magnetic fields of the ring electric currents 10 flowing in the superconducting layer of the stator 8 around the “normal zones” 9 and the magnetic field having the magnetic properties of the rotor 2 is closed through the magnetic core 6, the "normal zones" 9 and the working areas of the rotor 2. When the "normal zones" 9 are moved along the superconducting layer of the stator 8, they are also moved to the superconducting "diamagnetic rings" (regions of super ovodyaschego layer stator surrounding "normal zone" and having superconducting properties and diamagnetic) working magnetic flux 11, carrying the working region of the rotor 2. As a result, the shaft 3 is transmitted rotational force. The direction and speed of movement of the rotor 2 correspond to the direction and speed of movement of the "normal zones" 9 along the superconducting layer of the stator 8 and can vary widely.

Кольцевые электрические токи 10, протекающие в сверхпроводящем слое статора 8 вокруг "нормальных зон" 9, можно получить одним из известных способов (см., например, журнал "Наука и жизнь" М., 10, 1966 г, стр.87-96). Ring electric currents 10 flowing in the superconducting layer of the stator 8 around the "normal zones" 9 can be obtained by one of the known methods (see, for example, the journal "Science and Life" M., 10, 1966, pp. 87-96) .

"Нормальные зоны" 9 создают, удерживают и перемещают по сверхпроводящему слою статора 8 путем нагрева определенных областей указанного сверхпроводящего слоя посредством тепловых волн до температуры выше Т-критической. При этом нагретые области скачкообразно меняют свои свойства. Сверхпроводимость и идеальный диамагнетизм в них исчезают. Тепловые волны (перемещающиеся по сверхпроводящему слою статора тепловые пятна с температурой выше Т-критической) создают, удерживают и перемещают по сверхпроводящему слою статора при помощи последовательно расположенных термоэлементов. Для создания, удержания и перемещения каждой из "нормальных зон" включают группу из нескольких термоэлементов. В данном устройстве, реализующем заявляемый способ, группы термоэлементов, включенных в режиме нагревания, располагаются над противоположными областями сверхпроводящего слоя статора и должны перемещаться синхронно, сохраняя противоположное расположение. The "normal zones" 9 create, hold and move along the superconducting layer of the stator 8 by heating certain areas of the specified superconducting layer by means of heat waves to a temperature above the T-critical. In this case, the heated regions jumpwise change their properties. Superconductivity and ideal diamagnetism disappear in them. Thermal waves (heat spots moving with a temperature above the T-critical temperature moving along the superconducting layer of the stator) create, hold and move along the superconducting layer of the stator using thermocouples in series. To create, hold and move each of the "normal zones" include a group of several thermocouples. In this device that implements the inventive method, the group of thermocouples included in the heating mode, are located above opposite areas of the superconducting layer of the stator and must move synchronously, while maintaining the opposite location.

Непременным условием работоспособности устройства является постоянное поддержание сверхпроводящего слоя статора 8 в сверхпроводящем состоянии (в описываемом случае процесс должен протекать в среде с температурой ниже Т-критической). После перемещения теплового пятна температура прогреваемой до этого области должна опуститься ниже Т-критической. Сверхпроводящие и диамагнитные свойства должны в ней восстановиться. Также необходимо, чтобы "нормальные зоны" не граничили с краем сверхпроводящей пластины. В противном случае сверхпроводящие "диамагнитные кольца" разорвутся. An indispensable condition for the operability of the device is the constant maintenance of the superconducting layer of the stator 8 in the superconducting state (in the described case, the process should proceed in a medium with a temperature below the T-critical level). After moving the heat spot, the temperature of the region warmed up to this should drop below the T-critical one. Superconducting and diamagnetic properties must be restored in it. It is also necessary that the "normal zones" do not border the edge of the superconducting plate. Otherwise, the superconducting “diamagnetic rings” will break.

"Нормальных зон" на сверхпроводящем слое статора и рабочих областей ротора, связанных с ними посредством рабочего магнитного потока, может быть несколько, причем рабочие области могут обладать как магнитными или ферромагнитными, так и идеально диамагнитными свойствами (в этом случае рабочий магнитный поток будет толкать их перед собой). There can be several “normal zones” on the superconducting layer of the stator and the working areas of the rotor associated with them through the working magnetic flux, and the working areas can have both magnetic or ferromagnetic and perfectly diamagnetic properties (in this case, the working magnetic flux will push them in front of).

Рабочий магнитный поток, связывающий рабочие области ротора и "нормальные зоны" сверхпроводящего слоя статора, может создаваться различными способами. Например, это может быть магнитный поток обладающего магнитными свойствами ротора или магнитный поток неподвижно установленного постоянного или электромагнита. В этих случаях рабочий магнитный поток заключается в "диамагнитное кольцо" следующим образом. На сверхпроводящем слое статора создается "нормальная зона", граничащая с краем. В эту зону вводится магнитный поток, после чего участок "нормальной зоны", прилегающий к краю сверхпроводящего слоя статора, вновь переводится в сверхпроводящее состояние. "Диамагнитное кольцо", окружающее "нормальную зону" с проходящим через нее магнитным потоком, замыкается. Далее, перемещая по сверхпроводящему слою статора "нормальную зону", мы будем перемещать и окружающее ее "диамагнитное кольцо", которое, служа непроницаемым барьером для магнитного потока, увлечет его за собой. Диамагнитно-тепловым способом можно получать различные виды механического движения: вращательное, возвратно-поступательное и т.п. The working magnetic flux connecting the working areas of the rotor and the "normal zones" of the superconducting layer of the stator can be created in various ways. For example, it can be a magnetic flux of a rotor with magnetic properties or a magnetic flux of a fixedly mounted constant or an electromagnet. In these cases, the working magnetic flux is in the "diamagnetic ring" as follows. A "normal zone" is created on the superconducting layer of the stator, bordering the edge. Magnetic flux is introduced into this zone, after which the portion of the "normal zone" adjacent to the edge of the superconducting layer of the stator is again transferred to the superconducting state. The "diamagnetic ring" surrounding the "normal zone" with the magnetic flux passing through it closes. Further, moving the "normal zone" along the superconducting layer of the stator, we will also move the "diamagnetic ring" surrounding it, which, serving as an impenetrable barrier to magnetic flux, will carry it along with itself. Using the diamagnetic-thermal method, various types of mechanical motion can be obtained: rotational, reciprocating, etc.

Так как тепловое пятно, создающее "нормальную зону", можно получить различными способами (тепловой излучатель либо излучатель другого вида энергии, преобразующейся при контакте со сверхпроводником в тепло, расположенные на сверхпроводнике последовательно включаемые термоэлементы и т.п. ), устройство может питаться различными видами энергии. Since a heat spot that creates a "normal zone" can be obtained in various ways (a heat radiator or a radiator of a different type of energy that is converted into heat by contact with a superconductor, thermocouples connected in series on the superconductor, etc.), the device can be powered by various types energy.

Сверхпроводящая часть устройства может быть как подвижной, так и неподвижной. The superconducting part of the device can be either movable or stationary.

Claims (1)

Диамагнитно-тепловой способ получения вращающего момента, заключающийся в том, что воздействуют на рабочие области ротора перемещающимся рабочим магнитным потоком и при этом получают на валу ротора вращающий момент, отличающийся тем, что в статоре, имеющем сверхпроводящий слой, посредством перемещающейся тепловой волны, нарушающей на время диамагнитные и сверхпроводящие свойства определенных областей указанного сверхпроводящего слоя, создают, удерживают и перемещают "нормальную зону", вместе с которой перемещают окруженный "диамагнитным кольцом" названный рабочий магнитный поток, создаваемый, например, кольцевым электрическим током, протекающим в указанном сверхпроводящем слое, вокруг указанной "нормальной зоны".Diamagnetic-thermal method of obtaining torque, which consists in acting on the working area of the rotor with a moving working magnetic flux and at the same time receiving a torque on the rotor shaft, characterized in that in the stator having a superconducting layer, by means of a moving heat wave that violates the diamagnetic and superconducting properties of certain regions of the specified superconducting layer, create, hold and move the "normal zone", with which the surrounded "diamagnes move "ring" is called a working magnetic flux generated, for example, by an annular electric current flowing in said superconducting layer around said "normal zone".
RU2001103587/06A 2001-02-07 2001-02-07 Diamagnetic-and-thermal method for setting up torque RU2220493C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001103587/06A RU2220493C2 (en) 2001-02-07 2001-02-07 Diamagnetic-and-thermal method for setting up torque

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001103587/06A RU2220493C2 (en) 2001-02-07 2001-02-07 Diamagnetic-and-thermal method for setting up torque

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001103587A RU2001103587A (en) 2003-11-27
RU2220493C2 true RU2220493C2 (en) 2003-12-27

Family

ID=32065259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001103587/06A RU2220493C2 (en) 2001-02-07 2001-02-07 Diamagnetic-and-thermal method for setting up torque

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2220493C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2023341C1 (en) * 1992-07-20 1994-11-15 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Superconductor electric machine
RU2100892C1 (en) * 1990-10-05 1997-12-27 Кабусики Кайся Тосиба Superconducting revolving device
RU2129329C1 (en) * 1998-06-24 1999-04-20 Московский государственный авиационный институт (технический университет) Reaction-type synchronous machine
RU2159496C1 (en) * 1999-03-31 2000-11-20 Московский государственный авиационный институт (технический университет) Synchronous reluctance machine (design versions)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2100892C1 (en) * 1990-10-05 1997-12-27 Кабусики Кайся Тосиба Superconducting revolving device
RU2023341C1 (en) * 1992-07-20 1994-11-15 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Superconductor electric machine
RU2129329C1 (en) * 1998-06-24 1999-04-20 Московский государственный авиационный институт (технический университет) Reaction-type synchronous machine
RU2159496C1 (en) * 1999-03-31 2000-11-20 Московский государственный авиационный институт (технический университет) Synchronous reluctance machine (design versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2098908C1 (en) Valve-type motor
EP0261953B1 (en) Full flux reversal variable reluctance machine
CA2519448C (en) Electric machine with magnetic flux regulating means
RU2298276C2 (en) Superconducting synchronous machine with narrowing air gap between rotor and stator, method for its cooling and method for forming of gap
JPH04228809A (en) Method to dampen track motion
US7514827B2 (en) Self-cooled rotor for an electrical machine
JPH10501861A (en) Driving device, especially starter for engine, and method of operating the same
RU2220493C2 (en) Diamagnetic-and-thermal method for setting up torque
Millner Multi-hundred horsepower permanent magnet brushless disc motors
WO1988008636A1 (en) Eddy-currents machine for drive and braking purposes
Gobel et al. Control of a rotation-thrust drive with helical motor
RU2214670C2 (en) Diamagnetic-and-thermal method for generating alternating electromotive force
CN204597718U (en) Axial Magnetic Slip Synchronous Double Direct Wind Turbine
US4352033A (en) Contactless superconducting synchronous electrical machine
RU65335U1 (en) HEAT-GENERATING ELECTROMECHANICAL CONVERTER
RU2097946C1 (en) Mechanical-to-thermal energy converter
RU46139U1 (en) HEAT-GENERATING ELECTROMECHANICAL CONVERTER
RU65336U1 (en) HEAT-GENERATING ELECTROMECHANICAL CONVERTER
GB2224398A (en) Generator/motor combination with high density magnetic fields
JPH02136061A (en) Superconducting motor
RU5482U1 (en) ELECTRIC HEATER
RU13124U1 (en) ASYNCHRONOUS MOTOR
RU1838525C (en) Diaphragm engine with external heat supply
SU1359864A1 (en) Synchronous line electric motor
JPS637157A (en) Variable speed induction motor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090208