[go: up one dir, main page]

WO2017204687A1 - Electromagnetic engine - Google Patents

Electromagnetic engine Download PDF

Info

Publication number
WO2017204687A1
WO2017204687A1 PCT/RU2017/000329 RU2017000329W WO2017204687A1 WO 2017204687 A1 WO2017204687 A1 WO 2017204687A1 RU 2017000329 W RU2017000329 W RU 2017000329W WO 2017204687 A1 WO2017204687 A1 WO 2017204687A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
armature
currents
engine
winding
current
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2017/000329
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Владимир Витальевич КИЛИН
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of WO2017204687A1 publication Critical patent/WO2017204687A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Definitions

  • the invention relates to mechanical engineering, namely to the creation of electromagnetic motors. And it can be applied in a significant part of the areas of applicability of modern electric motors, both rotary and linear, including installation on vehicles, land, water, underwater, air, and also applicable in linear mass accelerators and as marching engines and / or orientation engines for means of outputting the payload into space and for spacecraft. It can also be used as a source of force, for example, to suspend objects movably or motionless at a certain height, or as a source of moment of force.
  • anchor of the electromagnetic field will be used to denote the moving part of the engine, and the stator to indicate the fixed part.
  • concept of current in the general case, we mean both the conduction current and the magnetization current, which is the resulting sum of the molecular currents of the medium.
  • Molecular currents in matter are determined by the orbital motion of electrons and the spin characteristics of electrons and nuclei and are essentially quantum phenomena.
  • magnetizing currents are commonly used with the use of permanent or excited magnets.
  • the concept of work performed by the engine through its final kinematic link is used to denote the work of the engine that can be used in a targeted way (useful work), for example, to rotate wheels or other mechanisms, linearly move material bodies and / or accelerate them, including acceleration the engine itself, in contrast to the useless operation of the engine, spent on heating, for example, to overcome internal friction of the engine or to warm up engine parts or external objects with Fuk currents .
  • the advantage of the analogue is that the stator is significantly simplified in it and, in fact, consists of a suspension of the armature and means for supplying electric current.
  • the disadvantage of this analogue is the critical dependence of the motor torque on the distance between the transition points of the conduction current between the armature and the stator. If we reduce the distance between such points, then, starting from a certain value, the moment of force of the analog will decrease in proportion to the decrease in the distance between such points.
  • the current circuit is closed inside the armature, for example, when a current source is placed on the armature, the effective force of the analog becomes identically equal to zero. Since the engine torque is determined by the value of only that part radial conduction current, which falls on the area inside the radius of the magnet.
  • the Faraday unipolar motor has a very small internal resistance, which practically limits the voltage at one of its stages to 20 volts, has a large current, which means large heating losses, requires technically sophisticated current collectors to transfer the conduction current between the armature and stator in those areas where the linear relative velocities between the armature and the stator are large (for example, current collectors with liquid metals are used).
  • the latter leads to an increase in the cost of the device and an increase in the service price of rapidly wearing current collectors.
  • a multi-turn winding is useless, it is impossible to increase the voltage with its help.
  • Known is an electromagnetic motor: characterized by a predominance of a fraction of the work performed due to the electromagnetic interaction of the armature currents with each other relative to all work performed by the motor through its final kinematic link; characterized by the distance between the points of transition of the conduction currents between the armature and the stator substantially less than the characteristic size of the armature winding or characterized by the complete closure of the armature currents inside the armature;
  • the current source of the armature winding can be placed directly on the armature, for example, in the form of a battery or accumulator, in this case, all currents inside the armature are completely closed and, therefore, all problems associated with current collectors are eliminated, since the need for current collectors.
  • the prototype disks 14 and 16 in FIG. 1 of the prototype are located quite close and generate magnetic fields along their plane directed to each other (letters B and C). But, according to the Gauss theorem for magnetic fields (Sivukhin D.V. General physics course. Volume 3.
  • the prototype armature winding contains figures in the form of protrusions, but each conduit current tube flows in the same plane and its sections interact with each other with forces directed in the same plane as the figures themselves, and thus , do not create a peripheral force for the production of engine operation.
  • the circumferential forces of interaction of the tubes of conduction currents of figures not located in the same plane are mutually compensated for reasons of symmetry of the motor winding. Consequently, the conductivity currents cannot interact with each other to create motor operation, and the interaction of the magnetic fields of the magnetization currents on the conduction currents is actually reduced to zero due to the mutual cancellation of such magnetic fields.
  • An object of the invention is to achieve the following technical results: reducing the mutual cancellation of the magnetic fields involved in the production of the engine; increase engine efficiency; while maintaining the technical results stated in the prototype (but in reality unattainable due to the non-viability of the prototype): reducing the size of the stator part; removal of restrictions on the multi-turn winding of the armature (as in the prototype).
  • restrictive features - an electromagnetic motor characterized by a predominance of the share of the work performed due to the electromagnetic interaction of the armature currents with each other relative to all work performed by the motor through its final kinematic link; characterized by the distance between the points of transition of the conduction currents between the armature and the stator substantially less than the characteristic size of the armature winding or characterized by the complete closure of the armature currents inside the armature; distinctive features - armature winding and / or the configuration of the flow of magnetization currents of one or more armature magnets contains one or more geometric figures in the form of a protrusion or depression of an angular shape; moreover, the engine is characterized by the predominance of the total share of the work performed due to the electromagnetic interaction of the currents of all such figures with each other relative to all the work performed by the engine through its final kinematic link.
  • FIG. 1 shows two connected rectilinear current sections connected by an angle.
  • FIG. 2 shows the simplest circuit of a linear motor with a rectilinear configuration of the armature currents.
  • FIG. 3 shows a diagram of a linear motor with a beak-like protrusion in the armature winding.
  • FIG. 4 shows a diagram of a linear motor with a beak-like protrusion in the armature winding and with rails as close as possible.
  • FIG. 5 shows a diagram of a statorless linear motor with a beak-shaped protrusion of the winding.
  • FIG. 6 shows a diagram of a statorless linear motor with an angled recess of the winding.
  • FIG. 7 shows a diagram of a rotary engine.
  • FIG. 8 shows a diagram of an engine with multidirectional angular protrusions in the armature winding.
  • FIG. 9 shows a diagram of an engine with many angular protrusions and depressions in the armature winding.
  • FIG. 10 shows a diagram of an engine with angled protrusions and recesses and a multilayer armature winding.
  • FIG. 11 shows a diagram of a multi-winding motor.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a permanent or excited magnet comprising angled protrusions and recesses in the configuration of the flow of magnetization currents.
  • I is the current strength
  • d is the length of the jumper
  • g is the radius of the rail.
  • the beak-like protrusion (hereinafter referred to as the beak-like protrusion) (Fig. 3), composed of two arcs 6 and 7 with a radius of 20 cm (a convex angle).
  • the force of the influence of rail currents on the beak-like protrusion sharply decreases, but a force arises due to the interaction of the currents of the arcs of the beak-like protrusion at an angle converging on each other, this force is directed to the right.
  • An insignificant force of interaction of the currents of each arc on themselves also appears, having a positive horizontal projection to the right.
  • the concentration of force increases closer to the tip of the bill-shaped protrusion.
  • Example 1 Reduce the distance between the rails of the engine with a beak-shaped protrusion, determined by the radius of insulation of the rail (Fig. 4). And we supplement the anchor with a conducting rear arc 8. In this configuration, the forces acting on the bill-shaped protrusion are supplemented by the interaction forces between the currents of the arches of the bill-shaped protrusion and the currents of the rear arc and the forces of interaction of the back arc currents of the anchors themselves. The resulting force on the anchor decreases, but the overall balance of forces acting on the anchor remains substantially positive, at least more than ten percent relative to the resultant force in the engine with a beak-like protrusion and with spaced rails.
  • the work is completely determined by the electromagnetic interaction of the conductor currents between the armature, the distance between the transition points of the conduction currents between the armature and the stator is negligible compared to the characteristic dimensions of the armature winding, the armature winding contains an angled protrusion, and it is the electromagnetic interaction of the currents in This angular beak-like protrusion provides the possibility of the engine performing work.
  • the engine implements all the restrictive and distinctive features of the invention.
  • the positive work is done on the currents of the arcs 6 and 7, and the magnetic fields from the arc 6 and the rear arc 8 over the arc 7 are added to each other (and not mutually canceled, as in the prototype), since all the mentioned sections of the current create a magnetic field directed at the observer.
  • Magnetic fields created by the arc 7 and the rear arc 8 in the region of the location of the arc 6 are also added up, demonstrating the absence of mutual cancellation of the magnetic fields involved in the work of the engine through its kinematic link.
  • the distance between the transition points of the conduction currents between the armature and the stator is also reduced, which reduced the transverse size of the stator, in fact, there is only one dimension left in the stator - the length.
  • the winding can be multi-turn along the specified circuit of two arcs and the rear arc several times, increasing the strength of the engine.
  • the motor power at the same current in the multi-turn version will grow faster than the number of turns, with a dependence close, but less than quadratic, from the number of turns.
  • the restriction on the multi-turn winding of the armature is removed. When using a multi-turn winding, the restriction on the use of high voltage is removed, so the internal resistance of the motor increases, which means that the motor currents are reduced and ohmic heat losses are reduced, the requirements for current collectors are reduced.
  • Example 2 To reduce the power lines, it is possible (Fig. 5) to install the power supply 9 to the anchor and get a static motor.
  • the anchor currents in such an engine are completely closed, and therefore the engine does not need current collectors, which removes any requirements for the number of current collectors, eliminates energy losses in them, reduces production costs and operating costs associated with current collectors.
  • An engine with a beak-like protrusion can operate on direct or alternating or pulsed current, since a change in the direction of the current does not change the direction of the amperage acting on the armature. Moreover, pulsed current seems to be more preferable, since the motor power depends on the current strength quadratically.
  • the armature winding may contain an angled depression 10 (Fig. 6), the principle of operation and the advantages of the motor in this embodiment are preserved.
  • the extremum of an angled protrusion or trough is understood to be a point locally maximally or minimally remote from the center of mass of the winding or from the center of mass of the magnet cross section perpendicular to the magnetic field of the magnet, then the extremum of the angled protrusion or angled trough can be performed in both angular and rounded shapes. Angular extremum is preferable.
  • the optimum angle of the angled projection or depression is less than 90 degrees, but greater than 30 degrees. Generally speaking, any asymmetric winding has an uncompensated force of interaction of its currents, the less the asymmetry, the less the resulting force. Example 4.
  • Example 5 It is easy to obtain a rotary version of the engine. To do this, we will rigidly install a statorless motor with a beak-like protrusion on the rotary beam 11 (Fig. 7) with the protrusion direction perpendicular to the beam and to the shaft 12 of the rotation of the beam. Engine power will create a moment of force on the shaft.
  • the current source at the anchor can be replaced by external power, and the motor power lines can be drawn out through current collectors located on the axis, which significantly reduces the linear speeds between the objects of transmission of conduction current by current collectors relative to classic Faraday engines.
  • This option demonstrates an increase in the flexibility of configuring the engine for different applications - in fact, the same engine is used as a linear one and, with slight modifications, as a rotary one.
  • Example 6 An equidistant line from the sides of a corner-shaped protrusion or depression at the point of intersection with the extremum can be directed not directly towards the instantaneous movement of the armature but, to make a positive contribution to the creation of the engine work, such a line should have a positive projection towards the instantaneous movement of the armature, as shown on the winding 13 (Fig. 8).
  • the armature winding and / or magnetization currents can include several extrema, for example, two as on winding 13.
  • Example 7 To increase the specific force or torque of the motor in the armature winding, it is possible to reduce the size of the figures by the angular hollows and / or protrusions and increase the number of such figures 14 (Fig. 9).
  • the winding of the armature can be multilayer 15 (Fig. 10) or multi-turn 16 (Fig. 11), the latter option is preferable. Since a decrease in the thickness of the conductor increases the efficiency of the motor, the conductive part of the armature can be made partially or completely of thin conductive films, which, in turn, can be made, including galvanic method or spraying method.
  • the armature winding can be partially or completely made of superconductors.
  • An engine may include one or more cooling means. Since in some permanent magnets and in materials with a high coefficient of magnetic permeability, magnetization currents are very significant, to increase the useful force on the armature, the figures in the form of angled protrusions and / or depressions can be made on the permanent or core of the excited magnets, and the figures should be oriented perpendicular to the magnetic field of the magnet, in this case, the magnetization current will flow along the surface of the magnet, as a result of the molecular currents of the magnet (Sivukhin D.V.
  • a statorless motor based on superconductors and / or permanent magnets.
  • the engine must run until the primary energy supplied to the superconductor is exhausted or the molecular currents in the permanent magnet are exhausted, including without supplying additional energy to the armature electromagnetic system.
  • the device can be connected to a current generator. To change the power of the engine, it may contain means for controlling the force or moment of the motor, for example, a current control module. To control the direction of force, the engine can be installed in a special suspension, for example, in a swinging or cardan suspension.
  • the invention can be applied in a significant part of the areas of applicability of modern electric motors, both rotary and linear, including installation on vehicles, land, water, underwater, air, and also applicable in linear mass accelerators and as main engines and / or orientation engines for means of outputting the payload into space and for spacecraft. It can also be used as a source of force, for example, to suspend objects movably or motionless at a certain height, or as a source of moment of force.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

The invention relates to electrical engineering and can be used in linear mass drivers and as sustainer engines and/or orientation engines for vehicles for launching payloads into space and for spacecraft. The present engine consists of two conductive rails 3 and 4, disposed in proximity to one another, to which a voltage is applied, and a movable armature, mounted on the rails and comprising: a beaklike projection, consisting of two arcs 6 and 7; and a rear arc 8. The interaction of the conduction currents of the armature projection provides a resultant force along the core in the direction of the point of the beaklike projection. The technical result is a decrease in the mutual damping of magnetic fields and thus an increase in effectiveness.

Description

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ  ELECTROMAGNETIC MOTOR

Область техники.  The field of technology.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к созданию электромагнитных двигателей. И может быть применено в значительной части областей применимости современных электродвигателей как роторных, так и линейных, включая установку на транспортные средства, наземные, водные, подводные, воздушные, а так же применимо в линейных ускорителях масс и в качестве маршевых двигателей и/или двигателей ориентации для средств вывода полезной нагрузки в космос и для космических аппаратов. А также может быть использовано в качестве источника силы, например в целях подвешивания объектов подвижно или неподвижно на некоторой высоте, или в качестве источника момента силы.  The invention relates to mechanical engineering, namely to the creation of electromagnetic motors. And it can be applied in a significant part of the areas of applicability of modern electric motors, both rotary and linear, including installation on vehicles, land, water, underwater, air, and also applicable in linear mass accelerators and as marching engines and / or orientation engines for means of outputting the payload into space and for spacecraft. It can also be used as a source of force, for example, to suspend objects movably or motionless at a certain height, or as a source of moment of force.

В описании термин якорь электромагнитного поля будет использоваться для обозначения подвижной части двигателя, а статор - для обозначения неподвижной части. Так же в описании под понятием ток будет, в общем случае, подразумеваться как ток проводимости, так и ток намагничивания, являющийся результирующей суммой молекулярных токов среды. Молекулярные токи в веществе определяются орбитальным движением электронов и спиновыми характеристиками электронов и ядер и являются существенно квантовыми явлениями. В технике токи намагничивания обычно используются при применении постоянных или возбуждаемых магнитов. Понятие работа совершаемая двигателем через свое конечное кинематическое звено используется в качестве обозначения той работы двигателя, которая может быть использована целевым образом (полезная работа), например для вращения колес или других механизмов, линейного перемещения материальных тел и/или их ускорения, в том числе ускорения самого двигателя, в отличие от бесполезной работы двигателя, тратящейся на нагрев, например, для преодоления внутреннего трения двигателя или на разогрев деталей двигателя или внешних объектов токами Фуко.  In the description, the term anchor of the electromagnetic field will be used to denote the moving part of the engine, and the stator to indicate the fixed part. Also in the description, under the concept of current, in the general case, we mean both the conduction current and the magnetization current, which is the resulting sum of the molecular currents of the medium. Molecular currents in matter are determined by the orbital motion of electrons and the spin characteristics of electrons and nuclei and are essentially quantum phenomena. In technology, magnetizing currents are commonly used with the use of permanent or excited magnets. The concept of work performed by the engine through its final kinematic link is used to denote the work of the engine that can be used in a targeted way (useful work), for example, to rotate wheels or other mechanisms, linearly move material bodies and / or accelerate them, including acceleration the engine itself, in contrast to the useless operation of the engine, spent on heating, for example, to overcome internal friction of the engine or to warm up engine parts or external objects with Fuk currents .

Предшествующий уровень техники. The prior art.

В отличие от традиционной механики, в электромагнетизме существует нескомпенсированное электромагнитное взаимодействие совокупности токов между собой. Это показано, в частности, в мысленном эксперименте Феймана для двух движущихся зарядов (Р. Фейман, Р. Лейтон, М. Сэндс вып 6. кн. 4 Феймановские лекции по физике Электродинамика издательсвто Мир 1977 УДК 530 стр 269-270), в эксперименте Грехема-Лахоза (D.G. Lahoz G.M. Graham. Nature, 285, 154, 1980) при экспериментальном обнаружении токов смещения продемонстрировано видимое нарушение момента импульса практически замкнутой системы. А при проверке двигателя EmDrive комиссией НАСА подтверждено (Anomalous Thrust Production from an RF Test Device Measured on a Low-Thrust Torsion Pendulum David A. Brady, Harold G. White, Paul March, James T. Lawrence, and Frank J. Davies NASA Lyndon B. Johnson Space Center, Houston, Texas 77058) нарушение закона сохранения импульса практически замкнутой системы. Являются ли такие видимые нарушения закона сохранения импульса и/или момента импульса фундаментальными или в природе существуют поле(я) или материя (уже известные или пока не известные), которые компенсируют нарушения, восстанавливая тем самым Зй закон Ньютона - не является темой данного изобретения. Изобретения призвано использовать обнаруженные физические эффекты для практического использования. Unlike traditional mechanics, in electromagnetism there is an uncompensated electromagnetic interaction of the totality of currents with each other. This is shown, in particular, in the Feyman thought experiment for two moving charges (R. Feyman, R. Leighton, M. Sands, issue 6. book 4 Feyman lectures on physics Electrodynamics publisher World 1977 UDC 530 p. 269-270), in the experiment Graham-Lachose (DG Lahoz GM Graham. Nature, 285, 154, 1980) demonstrated experimentally the detection of bias currents. violation of the angular momentum of an almost closed system. NASA's Anomalous Thrust Production from an RF Test Device Measured on a Low-Thrust Torsion Pendulum David A. Brady, Harold G. White, Paul March, James T. Lawrence, and Frank J. Davies NASA Lyndon B. Johnson Space Center, Houston, Texas 77058) violation of the law of conservation of momentum of a practically closed system. Whether such visible violations of the law of conservation of momentum and / or angular momentum are fundamental or in nature there is a field (s) or matter (already known or not yet known) that compensate for violations, thereby restoring Newton’s 3rd law, is not the subject of this invention. The invention is intended to use the discovered physical effects for practical use.

Известны двигатели переменного (Пиотровский Л. М.Электрические машины. Учебник для техникумов. Изд. 7-е, стереотипное. Л., "Энергия", 1974 УДК 621.313/314(075.3) стр. 13) или постоянного (там же стр. 14) тока, выбранные как аналоги. Общим недостатком аналогов является их большая удельная масса. Этот недостаток связан, в частности, с наличием в статоре тяжелых обмоток и/или непостоянных магнитов и/или постоянных магнитов, причем статор, обычно, выполняется большим по размеру, чем якорь.  Motors are known for variable (Piotrovsky L. M. Electric machines. A textbook for technical schools. Ed. 7th, stereotyped. L., "Energy", 1974 UDC 621.313 / 314 (075.3) p. 13) or permanent (ibid. 14) current selected as analogues. A common disadvantage of analogues is their large specific gravity. This drawback is associated, in particular, with the presence of heavy windings and / or non-permanent magnets and / or permanent magnets in the stator, moreover, the stator is usually larger than the armature.

Известен (И. Е. Тамм. Основы теории электричества. 11 издание ФИЗМАТЛИТ 2003 § 112) униполярный двигатель Фарадея с магнитом на якоре. В этом двигателе работа совершаемая двигателем через свое конечное кинематическое звено (вал) производится за счет электромагнитного взаимодействия токов якоря между собой, точнее за счет воздействия осевого магнитного поля, созданного окружными токами проводимости или токами намагничивания якоря, на радиальный ток проводимости якоря. Влияние статора производимую работу совершенно незначительно.  Known (I.E. Tamm. Fundamentals of the theory of electricity. 11th edition of FIZMATLIT 2003 § 112) unipolar Faraday motor with an anchor magnet. In this engine, the work performed by the engine through its final kinematic link (shaft) is carried out due to the electromagnetic interaction of the armature currents with each other, more precisely due to the influence of the axial magnetic field created by the circumferential conduction currents or magnetization currents of the armature on the radial conductivity of the armature. The effect of the stator on the work performed is negligible.

Преимуществом аналога является то, что в нем статор значительно упрощен и, фактически, состоит из подвеса якоря и средств подвода электрического тока. Недостатком аналога является критическая зависимость момента силы двигателя от расстояния между точками перехода тока проводимости между якорем и статором. Если уменьшать расстояние между такими точками то, начиная с определенного значения, момент силы аналога будет уменьшаться пропорционально уменьшению расстоянию между такими точками. При замыкании цепи тока внутри якоря, например при размещении на якоре источника тока, полезное усилие аналога становится тождественно равно нулю. Так как момент силы двигателя определяется значением только той части радиального тока проводимости, которая приходится на область внутри радиуса магнита. Кроме того, униполярный двигатель Фарадея имеет очень малое внутреннее сопротивление, что практически ограничивает напряжение на одной его ступени 20 вольтами, имеет большой ток, а значит большие потери на нагрев, требует технически сложных токоснимателей для перехода тока проводимости между якорем и статором в тех зонах, где линейные относительные скорости между якорем и статором велики (например, используются токосниматели с жидкими металлами). Последнее в свою очередь приводит к повышению стоимости устройства и повышению цены обслуживания быстро изнашивающихся токоснимателей. В аналоге бесполезна многовитковой обмотка, повысить напряжение с ее помощью невозможно. Указанные недостатки фактически исключили применение двигателей Фарадея в современной технике. The advantage of the analogue is that the stator is significantly simplified in it and, in fact, consists of a suspension of the armature and means for supplying electric current. The disadvantage of this analogue is the critical dependence of the motor torque on the distance between the transition points of the conduction current between the armature and the stator. If we reduce the distance between such points, then, starting from a certain value, the moment of force of the analog will decrease in proportion to the decrease in the distance between such points. When the current circuit is closed inside the armature, for example, when a current source is placed on the armature, the effective force of the analog becomes identically equal to zero. Since the engine torque is determined by the value of only that part radial conduction current, which falls on the area inside the radius of the magnet. In addition, the Faraday unipolar motor has a very small internal resistance, which practically limits the voltage at one of its stages to 20 volts, has a large current, which means large heating losses, requires technically sophisticated current collectors to transfer the conduction current between the armature and stator in those areas where the linear relative velocities between the armature and the stator are large (for example, current collectors with liquid metals are used). The latter, in turn, leads to an increase in the cost of the device and an increase in the service price of rapidly wearing current collectors. In an analogue, a multi-turn winding is useless, it is impossible to increase the voltage with its help. These shortcomings virtually eliminated the use of Faraday engines in modern technology.

Известен (US 5451825 А) электромагнитный двигатель: характеризуемый преобладанием доли работы производимой за счет электромагнитного взаимодействия токов якоря между собой относительно всей работы совершаемой двигателем через свое конечное кинематическое звено; характеризуемый расстоянием между точками перехода токов проводимости между якорем и статором существенно меньшим, чем характерный размер обмотки якоря или характеризуемый полным замыканием токов якоря внутри якоря; Known (US 5451825 A) is an electromagnetic motor: characterized by a predominance of a fraction of the work performed due to the electromagnetic interaction of the armature currents with each other relative to all work performed by the motor through its final kinematic link; characterized by the distance between the points of transition of the conduction currents between the armature and the stator substantially less than the characteristic size of the armature winding or characterized by the complete closure of the armature currents inside the armature;

выбранный как прототип. Заметим, что в прототипе источник тока обмотки якоря может быть размещен прямо на якоре, например в виде батареи или аккумулятора, в этом случае реализуется полное замыкание всех токов внутри якоря и, тем самым устраняются все проблемы связанные с токоснимателями, так как исчезает потребность в самих токоснимателях. В прототипе, сделана попытка исправить существенные недостатки униполярных двигателей Фарадея но, в нем сделана существенная ошибка, значительно понижающая эффективность этого двигателя. Диски прототипа 14 и 16 на фиг. 1 прототипа расположены достаточно близко и генерируют магнитные поля по своей плоскости направленные друг к другу (литеры В и С). Но, согласно теореме Гаусса для магнитных полей (Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том 3. Электричество 4-е издание стереотипное. Москва ФИЗМАТЛИТЖ Изд-во МФТИ 2002 § 53) магнитный поток через замкнутую поверхность должен быть равен нулю. А в прототипе магнитный поток через поверхность внутреннего барьерного диска 12 показан существенно положительным. Что физически невозможно. В действительности магнитные диски 14 и 16 прототипа взаимопогашают магнитные поля (магнитные потоки) друг друга, в том числе, это взаимопогашение значительно ослабляет воздействие на центробежные и центростремительные радиальные токи проводимости, что делает прототип нежизнеспособным. Увеличение количество витков тока вокруг барьерного диска никак не улучшает ситуацию. Критика прототипа так же приведена в патенте US 7463914. Обмотка якоря прототипа содержит фигуры в виде выступов, но каждая трубка тока проводимости протекает в одной плоскости и ее участки взаимодействуют друг с другом с силами направленными в той же плоскости, что сами фигуры, и таким образом, не создают окружной силы для производства работы двигателем. Окружные силы взаимодействия трубок токов проводимости фигур не находящихся в одной плоскости взаимокомпенсируется по соображениям симметрии обмотки двигателя. Следовательно, токи проводимости взаимодействием между собой создавать работу двигателя не могут, а взаимодействие магнитных полей токов намагничивания на токи проводимости фактически сведено к нулю ввиду взаимопогашения таких магнитных полей. selected as a prototype. Note that in the prototype, the current source of the armature winding can be placed directly on the armature, for example, in the form of a battery or accumulator, in this case, all currents inside the armature are completely closed and, therefore, all problems associated with current collectors are eliminated, since the need for current collectors. In the prototype, an attempt was made to fix the significant shortcomings of the Faraday unipolar engines but, it made a significant mistake, significantly lowering the efficiency of this engine. The prototype disks 14 and 16 in FIG. 1 of the prototype are located quite close and generate magnetic fields along their plane directed to each other (letters B and C). But, according to the Gauss theorem for magnetic fields (Sivukhin D.V. General physics course. Volume 3. Electricity 4th edition stereotyped. Moscow PHIZMATLIT Publishing House MIPT 2002 § 53) the magnetic flux through a closed surface must be equal to zero. And in the prototype, the magnetic flux through the surface of the inner barrier disk 12 is shown to be substantially positive. Which is physically impossible. In fact, the magnetic disks 14 and 16 of the prototype mutually cancel each other's magnetic fields (magnetic fluxes), including this mutual cancellation significantly reduces the effect on centrifugal and centripetal radial conductivity currents, which makes the prototype unviable. The increase in the number of turns of current around the barrier disk does not improve the situation. A criticism of the prototype is also given in US 7463914. The prototype armature winding contains figures in the form of protrusions, but each conduit current tube flows in the same plane and its sections interact with each other with forces directed in the same plane as the figures themselves, and thus , do not create a peripheral force for the production of engine operation. The circumferential forces of interaction of the tubes of conduction currents of figures not located in the same plane are mutually compensated for reasons of symmetry of the motor winding. Consequently, the conductivity currents cannot interact with each other to create motor operation, and the interaction of the magnetic fields of the magnetization currents on the conduction currents is actually reduced to zero due to the mutual cancellation of such magnetic fields.

Сущность изобретения. SUMMARY OF THE INVENTION

Технической задачей изобретения является достижение следующие технических результатов: уменьшение взаимопогашения магнитных полей, участвующих в производстве работы двигателя; увеличение эффективности двигателя; при сохранении технических результатов заявленных в прототипе (но в реальности недостижимых ввиду нежизнеспособности прототипа): сокращение размеров статорной части; снятие ограничения на многовитковость обмотки якоря (как и в прототипе). В конкретных реализациях достигаются технические результаты: расширение области применимости двигателя на область линейного движения; увеличение гибкости конфигурированя двигателя для разных областей применения; понижение требований к токоснимателям и уменьшение требований к их количеству (так же как заявлено в прототипе); уменьшение омических потерь на тепло связанных с большими токами и связанных с потерями на токоснимателях (так же как заявлено в прототипе); уменьшение затрат на производство и уменьшение цены обслуживания ввиду упрощения токоснимателей и уменьшения количества токоснимателей (так же как заявлено в прототипе).  An object of the invention is to achieve the following technical results: reducing the mutual cancellation of the magnetic fields involved in the production of the engine; increase engine efficiency; while maintaining the technical results stated in the prototype (but in reality unattainable due to the non-viability of the prototype): reducing the size of the stator part; removal of restrictions on the multi-turn winding of the armature (as in the prototype). In specific implementations, technical results are achieved: expanding the field of applicability of the engine to the area of linear motion; increased flexibility of engine configuration for various applications; lowering the requirements for current collectors and reducing the requirements for their number (as stated in the prototype); reduction of ohmic heat losses associated with high currents and associated with losses on current collectors (as stated in the prototype); reducing production costs and reducing the cost of maintenance due to the simplification of current collectors and a decrease in the number of current collectors (as stated in the prototype).

Технический результат достигается совокупностью ограничительных и отличительных признаков, а именно: ограничительные признаки - электромагнитный двигатель: характеризуемый преобладанием доли работы производимой за счет электромагнитного взаимодействия токов якоря между собой относительно всей работы совершаемой двигателем через свое конечное кинематическое звено; характеризуемый расстоянием между точками перехода токов проводимости между якорем и статором существенно меньшим, чем характерный размер обмотки якоря или характеризуемый полным замыканием токов якоря внутри якоря; отличительные признаки - обмотка якоря и/или конфигурация протекания токов намагничивания одного или более магнитов якоря содержит одну или более геометрическую фигуру в виде выступа или впадины углообразной формы; причем двигатель характеризуется преобладанием суммарной доли работы производимой за счет электромагнитного взаимодействия токов всех таких фигур между собой относительно всей работы совершаемой двигателем через свое конечное кинематическое звено. The technical result is achieved by a combination of restrictive and distinctive features, namely: restrictive features - an electromagnetic motor: characterized by a predominance of the share of the work performed due to the electromagnetic interaction of the armature currents with each other relative to all work performed by the motor through its final kinematic link; characterized by the distance between the points of transition of the conduction currents between the armature and the stator substantially less than the characteristic size of the armature winding or characterized by the complete closure of the armature currents inside the armature; distinctive features - armature winding and / or the configuration of the flow of magnetization currents of one or more armature magnets contains one or more geometric figures in the form of a protrusion or depression of an angular shape; moreover, the engine is characterized by the predominance of the total share of the work performed due to the electromagnetic interaction of the currents of all such figures with each other relative to all the work performed by the engine through its final kinematic link.

Краткое описание чертежей. A brief description of the drawings.

На фиг. 1 изображены два связанных прямолинейных участка тока соединенных углом. На фиг. 2 изображена простейшая схема линейного двигателя с прямолинейной конфигурацией токов якоря.  In FIG. 1 shows two connected rectilinear current sections connected by an angle. In FIG. 2 shows the simplest circuit of a linear motor with a rectilinear configuration of the armature currents.

На фиг. 3 изображена схема линейного двигателя с клювообразным выступом в обмотке якоря.  In FIG. 3 shows a diagram of a linear motor with a beak-like protrusion in the armature winding.

На фиг. 4 изображена схема линейного двигателя с клювообразным выступом в обмотке якоря и с максимально сближенными рельсами.  In FIG. 4 shows a diagram of a linear motor with a beak-like protrusion in the armature winding and with rails as close as possible.

На фиг. 5 изображена схема бесстаторного линейного двигателя с клювообразным выступом обмотки.  In FIG. 5 shows a diagram of a statorless linear motor with a beak-shaped protrusion of the winding.

На фиг. 6 изображена схема бесстаторного линейного двигателя с углообразным углублением обмотки.  In FIG. 6 shows a diagram of a statorless linear motor with an angled recess of the winding.

На фиг. 7 изображена схема роторного двигателя.  In FIG. 7 shows a diagram of a rotary engine.

На фиг. 8 изображена схема двигателя с разнонаправленными угловыми выступами в обмотке якоря.  In FIG. 8 shows a diagram of an engine with multidirectional angular protrusions in the armature winding.

На фиг. 9 изображена схема двигателя с множеством углообразных выступов и впадин в обмотке якоря.  In FIG. 9 shows a diagram of an engine with many angular protrusions and depressions in the armature winding.

На фиг. 10 изображена схема двигателя с углообразными выступами и углублениями и многослойной обмоткой якоря.  In FIG. 10 shows a diagram of an engine with angled protrusions and recesses and a multilayer armature winding.

На фиг. 11 изображена схема многообмоточного двигателя.  In FIG. 11 shows a diagram of a multi-winding motor.

На фиг. 12 изображено сечение постоянного или возбуждаемого магнита содержащего в конфигурации протекания токов намагничивания углообразных выступов и углублений.  In FIG. 12 is a cross-sectional view of a permanent or excited magnet comprising angled protrusions and recesses in the configuration of the flow of magnetization currents.

Рассмотрим два связанных прямолинейных проводника тока (фиг. 1). По первому проводнику 1 ток движется вертикально вниз, переходит на второй проводник 2 и движется по нему горизонтально вправо. Первый проводник по закону Био - Савара - Лапласа (правило буравчика) создает магнитное поле в районе второго проводника направленное на наблюдателя, и это магнитное поле действует на второй проводник по закону Ампера с силой направленной вниз (правило левой руки). Второй проводник создает магнитное поле в районе первого проводника так же направленное на наблюдателя, при этом сила воздействия силы ампера на первый проводник направлена влево. Результирующая сила на пару проводников направлена в сторону острой части угла вниз и влево. В данной ситуации мы наблюдаем, по крайней мере, локальное нарушение 3 закона Ньютна (сила действия равна и противоположно направлена силе противодействия). В отличие от электромагнетизма в механических системах (в широком понимании) Зй закон Ньютона соблюдается всегда, в том числе, локально. Далее рассмотрим общеизвестную схему линейного двигателя (рельсотрон) (фиг. 2), которая состоит из нижнего 3 в верхнего 4 проводников (рельс) разнесенных на 20 см., к которым с левой стороны приложена разность напряжения, положительное напряжение к нижнему рельсу и отрицательное к верхнему рельсу, и подвижной в горизонтальном направлении вертикальной проводящей перемычки 5. Причем длина рельс значительно превышает длину перемычки. И рельсы и перемычка выполнены с радиусом 1 мм. Ток, протекающий по рельсам, создает в районе перемычки магнитное поле, направленное на наблюдателя. А значит сила ампера, действующая на перемычку, направлена вправо. Причем из расчетов следует, что сила Ампера приблизительно равна: Consider two connected rectilinear current conductors (Fig. 1). On the first conductor 1, the current moves vertically downward, passes to the second conductor 2 and moves along it horizontally to the right. The first conductor, according to the Bio-Savard-Laplace law (gimlet rule), creates a magnetic field in the region of the second conductor directed at the observer, and this magnetic field acts on the second conductor according to Ampere's law with the force directed downward (left hand rule). Second conductor creates a magnetic field in the region of the first conductor also directed at the observer, while the force of the amperage on the first conductor is directed to the left. The resulting force on the pair of conductors is directed towards the acute part of the angle down and to the left. In this situation, we observe at least a local violation of Newton’s Law 3 (the force of action is equal and opposite to the force of reaction). In contrast to electromagnetism in mechanical systems (in a broad sense), the Newton’s law is always observed, including locally. Next, we consider the well-known linear motor circuit (railgun) (Fig. 2), which consists of the lower 3 in the upper 4 conductors (rail) spaced 20 cm apart, to which a voltage difference is applied on the left side, positive voltage to the lower rail and negative to the upper rail, and movable in the horizontal direction of the vertical conductive jumper 5. Moreover, the length of the rail significantly exceeds the length of the jumper. Both the rails and the jumper are made with a radius of 1 mm. The current flowing along the rails creates a magnetic field in the area of the bridge, aimed at the observer. This means that the ampere force acting on the jumper is directed to the right. Moreover, from the calculations it follows that the Ampere force is approximately equal to:

F= uo*I2*ln(d/r-l)/(2*7t) F = uo * I 2 * ln (d / rl) / (2 * 7t)

где: Where:

μο- магнитная постоянная; μο - magnetic constant;

I - сила тока; I is the current strength;

d - длина перемычки; d is the length of the jumper;

г - радиус рельс. g is the radius of the rail.

Из чего следует, что большая часть усилия на перемычку сосредоточено на участках близких к местам контакта перемычки с рельсами.  From which it follows that most of the effort on the jumper is concentrated on areas close to the junction of the jumper with the rails.

Изменим форму перемычки на углообразный клювообразный выступ (далее - клювообразный выступ) (фиг. 3), составленную из двух дуг 6 и 7 с радиусом 20 см (вьшуклый угол). В такой конфигурации резко падает сила воздействия рельсовых токов на клювообразный выступ, но возникает сила, связанная с взаимодействием друг на друга токов дуг клювообразного выступа сходящихся углом, такая сила направлена вправо. Также появляется незначительная сила взаимодействия токов каждой дуги самих на себя, имеющая положительную горизонтальную проекцию вправо. Концентрация силы увеличивается ближе к острию клювообразного выступа. (Здесь и далее все утверждения о действующих на элементы и системы силах подтверждены численными расчетами с разбиением каждого элемента, не менее чем, на 100 частей, причем в случае соединения элементов, длина разбиения элементов экспоненциально уменьшается к точке соединения элементов до длины равной одной пятой толщины проводника. Все расчеты сделаны с учетом толщины проводника и распределения поля внутри проводника). Хоть суммарная полезная сила на клювообразный выступ уменьшается по сравнению с силой на прямую перемычку, но сохраняется большая часть ее значения. Большую часть силы создаваемой описанным двигателем составляет сила взаимодействия между дугами, которая не зависит от взаимодействия дуг с рельсами, а значит от расстояния между рельсами. Конечным кинематическим звеном такого двигателя является сам клювообразный выступ, который одновременно является якорем двигателя. We will change the shape of the jumper to an angular beak-like protrusion (hereinafter referred to as the beak-like protrusion) (Fig. 3), composed of two arcs 6 and 7 with a radius of 20 cm (a convex angle). In this configuration, the force of the influence of rail currents on the beak-like protrusion sharply decreases, but a force arises due to the interaction of the currents of the arcs of the beak-like protrusion at an angle converging on each other, this force is directed to the right. An insignificant force of interaction of the currents of each arc on themselves also appears, having a positive horizontal projection to the right. The concentration of force increases closer to the tip of the bill-shaped protrusion. (Hereinafter, all statements about the forces acting on elements and systems are confirmed by numerical calculations with dividing each element into at least 100 parts, and in the case of a combination elements, the length of the splitting of elements exponentially decreases to the junction of the elements to a length equal to one fifth of the thickness of the conductor. All calculations are made taking into account the thickness of the conductor and the distribution of the field inside the conductor). Although the total useful force per beak-like protrusion decreases compared to the force on the direct web, most of its value is retained. Most of the force created by the described engine is the interaction force between the arcs, which does not depend on the interaction of the arcs with the rails, and therefore on the distance between the rails. The final kinematic link of such an engine is the beak-like protrusion itself, which is also the anchor of the engine.

Осуществление изобретения. The implementation of the invention.

Пример 1. Уменьшим расстояние между рельсами двигателя с клювообразным выступом, определяемого радиусом изоляции рельс (фиг. 4). И дополним якорь проводящей тыловой дугой 8. В такой конфигурации к силам, действующих на клювообразный выступ, добавляются силы взаимодействия между токами дуг клювообразного выступа и токами тыловой дуги и силы взаимодействия токов тыловой дуги якоря самих на себя. Результирующая сила на якорь уменьшается но, общий баланс сил, действующих на якорь остается существенно положительным, как минимум, более десяти процентов по отношению к результирующей силе в двигателе с клювообразным выступом и с разнесенными рельсами. В двигателе с клювообразным выступом и сведенными рельсами работа полностью определяется электромагнитным взаимодействием токов проводимости якоря между собой, расстояние между точками перехода токов проводимости между якорем и статором ничтожны по сравнению с характерными размерами обмотки якоря, обмотка якоря содержит углообразный выступ, и именно электромагнитное взаимодействие токов в этом углообразном клювообразном выступе, обеспечивает возможность совершения двигателем работы. Таким образом, в двигателе реализованы все ограничительные и отличительные признаки изобретения. В этом варианте реализации положительная работа совершается над токами дуг 6 и 7, причем магнитные поля от дуги 6 и тыловой дуги 8 на протяжении дуги 7 складываются друг с другом (а не взаимопогашаются, как в прототипе), так как все упомянутые участки тока создают магнитное поле, направленное на наблюдателя. Так же складываются магнитные поля, создаваемые дугой 7 и тыловой дугой 8 в области расположения дуги 6, демонстрируя отсутствие взаимопогашения магнитных полей, участвующих в совершении работы двигателем через свое кинематическое звено. За счет уменьшение взаимопогашения магнитных полей автоматически достигается увеличение эффективности двигателя, так как в прототипе эффективность близка или равна нулю. Так же сокращено расстояние между точками перехода токов проводимости между якорем и статором, что уменьшило поперечный размер статора, фактически в статоре осталось только один габарит - длина. В данном двигателе обмотка может быть выполнена многовитковой по указанному контуру из двух дуг и тыловой дуге несколько раз, увеличивая силу двигателя. Сила двигателя при том же токе в многовитковой версии будет расти быстрее количества витков, с зависимостью близкой, но меньшей, чем квадратичная от количества витков. В описанном двигателе снято ограничение на многовитковость обмотки якоря. При использовании многовитковой обмотки снимается ограничение на использование большого напряжения, так внутреннее сопротивление двигателя увеличивается, а значит, уменьшаются токи двигателя и уменьшаются омические тепловые потери, уменьшаются требования к токоснимателям. Example 1. Reduce the distance between the rails of the engine with a beak-shaped protrusion, determined by the radius of insulation of the rail (Fig. 4). And we supplement the anchor with a conducting rear arc 8. In this configuration, the forces acting on the bill-shaped protrusion are supplemented by the interaction forces between the currents of the arches of the bill-shaped protrusion and the currents of the rear arc and the forces of interaction of the back arc currents of the anchors themselves. The resulting force on the anchor decreases, but the overall balance of forces acting on the anchor remains substantially positive, at least more than ten percent relative to the resultant force in the engine with a beak-like protrusion and with spaced rails. In an engine with a beak-like protrusion and flattened rails, the work is completely determined by the electromagnetic interaction of the conductor currents between the armature, the distance between the transition points of the conduction currents between the armature and the stator is negligible compared to the characteristic dimensions of the armature winding, the armature winding contains an angled protrusion, and it is the electromagnetic interaction of the currents in This angular beak-like protrusion provides the possibility of the engine performing work. Thus, the engine implements all the restrictive and distinctive features of the invention. In this embodiment, the positive work is done on the currents of the arcs 6 and 7, and the magnetic fields from the arc 6 and the rear arc 8 over the arc 7 are added to each other (and not mutually canceled, as in the prototype), since all the mentioned sections of the current create a magnetic field directed at the observer. Magnetic fields created by the arc 7 and the rear arc 8 in the region of the location of the arc 6 are also added up, demonstrating the absence of mutual cancellation of the magnetic fields involved in the work of the engine through its kinematic link. By reducing the mutual cancellation of magnetic fields, an increase in engine efficiency is automatically achieved, so as in the prototype, the efficiency is close to or equal to zero. The distance between the transition points of the conduction currents between the armature and the stator is also reduced, which reduced the transverse size of the stator, in fact, there is only one dimension left in the stator - the length. In this engine, the winding can be multi-turn along the specified circuit of two arcs and the rear arc several times, increasing the strength of the engine. The motor power at the same current in the multi-turn version will grow faster than the number of turns, with a dependence close, but less than quadratic, from the number of turns. In the described engine, the restriction on the multi-turn winding of the armature is removed. When using a multi-turn winding, the restriction on the use of high voltage is removed, so the internal resistance of the motor increases, which means that the motor currents are reduced and ohmic heat losses are reduced, the requirements for current collectors are reduced.

Пример 2. Для сокращения линий питания, можно (фиг. 5) установить источник питания 9 на якорь и получить бесстаторный двигатель. Токи якоря в таком двигателе полностью замкнуты, а потому двигатель не нуждается в токоснимателях, что снимает какие либо требования к токоснимателям их количеству, устраняет потери энергии в них, уменьшает производственные затраты и затраты на эксплуатацию связанные с токоснимателями. Двигатель с клювообразным выступом может работать на постоянном или переменном или импульсном токе, так как смена направления тока не изменяет направления силы ампера действующей на якорь. Причем импульсный ток представляется более предпочтительным, так как сила двигателя зависит от силы тока квадратично.  Example 2. To reduce the power lines, it is possible (Fig. 5) to install the power supply 9 to the anchor and get a static motor. The anchor currents in such an engine are completely closed, and therefore the engine does not need current collectors, which removes any requirements for the number of current collectors, eliminates energy losses in them, reduces production costs and operating costs associated with current collectors. An engine with a beak-like protrusion can operate on direct or alternating or pulsed current, since a change in the direction of the current does not change the direction of the amperage acting on the armature. Moreover, pulsed current seems to be more preferable, since the motor power depends on the current strength quadratically.

Пример 3. Вместо углообразного выступа обмотка якоря может содержать углообразную впадину 10 (рис. 6), принцип действия и преимущества двигателя в этом варианте сохраняются. Example 3. Instead of an angled protrusion, the armature winding may contain an angled depression 10 (Fig. 6), the principle of operation and the advantages of the motor in this embodiment are preserved.

Если в качестве экстремума углообразного выступа или впадины понимать точку локально максимально или минимально удаленную от центра массы обмотки или от центра массы сечения магнита перпендикулярного магнитному полю магнита, то экстремум углового выступа или угловой впадины может быть вьшолнен как угловой, так и скругленной формы. Угловой экстремум предпочтительнее. Оптимальный угол углообразных выступа или впадины меньше 90 градусов, но больший, чем 30 градусов. Вообще говоря, любая ассиметричная обмотка имеет нескомпенсированную силу взаимодействия своих токов, чем меньше асимметрия, тем меньше результирующая сила. Пример 4. Разместим внутрь обмотки бесстаторного двигателя с клювообразным выступом из примера 1 сердечник из материала с высокой магнитной проницаемостью. Ток проводимости обмотки будет возбуждать намагниченность сердечника, а результирующие токи намагничивания сердечника будут протекать, в целом (Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том 3. Электричество 4-е издание стереотипное. Москва ФИЗМАТЛИТЖ Изд-во МФТИ 2002 § 58 стр. 244), по поверхности магнита, в том же направлении и, в сущности, повторяя конфигурацию протекания токов проводимости обмотки, создавая те же самые по направлению силы, что и силы создаваемые токами проводимости. Возбуждаемый магнит с обмоткой может быть заменен на постоянный магнит с сохранением работоспособности. В двигателе может быть использовано несколько таких магнитов. If the extremum of an angled protrusion or trough is understood to be a point locally maximally or minimally remote from the center of mass of the winding or from the center of mass of the magnet cross section perpendicular to the magnetic field of the magnet, then the extremum of the angled protrusion or angled trough can be performed in both angular and rounded shapes. Angular extremum is preferable. The optimum angle of the angled projection or depression is less than 90 degrees, but greater than 30 degrees. Generally speaking, any asymmetric winding has an uncompensated force of interaction of its currents, the less the asymmetry, the less the resulting force. Example 4. We place inside the windings of a static-free motor with a beak-like protrusion from Example 1, a core of material with high magnetic permeability. The conductivity current of the winding will excite the magnetization of the core, and the resulting magnetization currents of the core will flow, as a whole (Sivukhin D.V. General physics course. Volume 3. Electricity 4th edition stereotyped. Moscow FIZMATLITZH MIPT 2002 2002 § 58 p. 244 ), along the surface of the magnet, in the same direction and, in essence, repeating the configuration of the flow of the conductivity currents of the winding, creating the same forces in the direction as the forces created by the conductivity currents. The excited magnet with a winding can be replaced by a permanent magnet while maintaining operability. Several such magnets may be used in an engine.

Пример 5. Легко получить роторную версию двигателя, для этого жестко установим бесстаторный двигатель с клювообразным выступом на вращательном коромысле 11 (фиг. 7) с направлением выступа перпендикулярным к коромыслу и к валу 12 вращения коромысла. Сила двигателя создаст момент силы на валу. Источник тока на якоре может быть заменен внешним питанием, причем линии питания двигателя можно вывести через токосниматели, расположенные на оси, что значительно уменьшает линейные скорости между объектами передачи тока проводимости токоснимателями относительно классических двигателей Фарадея. В данном варианте демонстрируется увеличение гибкости конфигурирования двигателя для разных областей применения - фактически один и тот же двигатель использован как линейный и, с небольшими изменениями, как роторный.  Example 5. It is easy to obtain a rotary version of the engine. To do this, we will rigidly install a statorless motor with a beak-like protrusion on the rotary beam 11 (Fig. 7) with the protrusion direction perpendicular to the beam and to the shaft 12 of the rotation of the beam. Engine power will create a moment of force on the shaft. The current source at the anchor can be replaced by external power, and the motor power lines can be drawn out through current collectors located on the axis, which significantly reduces the linear speeds between the objects of transmission of conduction current by current collectors relative to classic Faraday engines. This option demonstrates an increase in the flexibility of configuring the engine for different applications - in fact, the same engine is used as a linear one and, with slight modifications, as a rotary one.

Пример 6. Равноудаленная линия от сторон углообразного выступа или впадины в точке пересечения с экстремумом может быть направлена не прямо в сторону мгновенного движения якоря но, для осуществления положительного вклада в создание двигателем работы такая линия должна иметь положительную проекцию в сторону мгновенного движения якоря, как показано на обмотке 13 (фиг. 8). Обмотка якоря и/или токи намагничивания могут включать в себя несколько экстремумов, например, два как на обмотке 13.  Example 6. An equidistant line from the sides of a corner-shaped protrusion or depression at the point of intersection with the extremum can be directed not directly towards the instantaneous movement of the armature but, to make a positive contribution to the creation of the engine work, such a line should have a positive projection towards the instantaneous movement of the armature, as shown on the winding 13 (Fig. 8). The armature winding and / or magnetization currents can include several extrema, for example, two as on winding 13.

Пример 7. Для увеличения удельной силы или момента силы двигателя в обмотке якоря можно уменьшить размер фигур углообразными впадин и/или выступов и увеличить количество таких фигур 14 (фиг. 9). Обмотку якоря можно выполнить многослойной 15 (фиг. 10) или многовитковой 16 (фиг. 11), последний вариант предпочтительнее. Так как уменьшение толщины проводника увеличивает эффективность двигателя, то проводящая часть якоря может быть выполнена частично или полностью из тонких проводящих пленок, которые, в свою очередь, могут быть изготовлены, в том числе, гальваническим методом или методом напыления. Так как сила взаимодействия токов углообразной фигуры квадратично зависит от силы тока, то для увеличения силы тока проводимости обмотка якоря частично или полностью может быть выполнена из сверхпроводников. Двигатель может включать в себя одно или несколько средств охлаждения. Так как в некоторых постоянных магнитах и в материалах с высокой коэффициентом магнитной проницаемости токи намагничивания весьма значительны, то, для увеличения полезной силы на якорь, фигуры в виде углообразных выступов и/или впадин могут быть выполнены на постоянных или сердечниках возбуждаемых магнитов, причем фигуры должны быть ориентированы перпендикулярно магнитному полю магнита, в этом случае по поверхности магнита будет течь ток намагничивания, как результирующий молекулярных токов магнита (Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том 3. Электричество 4- е издание стереотипное. Москва ФИЗМАТЛИТЖ Изд-во МФТИ 2002 § 58 стр. 244). Пример сечения такого магнита показан на 17 (фиг. 12), причем магнитное поле магаита должно быть ориентировано перпендикулярно плоскости чертежа. Интересной особенностью должен обладать бесстаторный двигатель на сверхпроводниках и/или постоянных магнитах. В этом случае, двигатель должен работать до исчерпания первично подведенной энергии в сверхпроводник или до исчерпания молекулярных токов в постоянном магните, в том числе, без подвода дополнительной энергии в электромагнитную систему якоря. Устройство может быть подсоединено к генератору тока Для изменения мощности двигателя он может содержать средство управления силой или моментом силы двигателя, например, модуль управления силой тока. Для управления направлением силы, двигатель может быть установлен в специальном подвесе, например, в качающемся или кардановом подвесе. Example 7. To increase the specific force or torque of the motor in the armature winding, it is possible to reduce the size of the figures by the angular hollows and / or protrusions and increase the number of such figures 14 (Fig. 9). The winding of the armature can be multilayer 15 (Fig. 10) or multi-turn 16 (Fig. 11), the latter option is preferable. Since a decrease in the thickness of the conductor increases the efficiency of the motor, the conductive part of the armature can be made partially or completely of thin conductive films, which, in turn, can be made, including galvanic method or spraying method. Since the interaction force of the currents of the angular figure quadratically depends on the current strength, to increase the conductivity current, the armature winding can be partially or completely made of superconductors. An engine may include one or more cooling means. Since in some permanent magnets and in materials with a high coefficient of magnetic permeability, magnetization currents are very significant, to increase the useful force on the armature, the figures in the form of angled protrusions and / or depressions can be made on the permanent or core of the excited magnets, and the figures should be oriented perpendicular to the magnetic field of the magnet, in this case, the magnetization current will flow along the surface of the magnet, as a result of the molecular currents of the magnet (Sivukhin D.V. General course of physics. Volume 3. Electricity 4th stereotyped edition. Moscow FIZMATLITZ Publishing House MIPT 2002 § 58 p. 244). An example of a cross-section of such a magnet is shown in 17 (Fig. 12), and the magnetic field of the magnet should be oriented perpendicular to the plane of the drawing. An interesting feature should be possessed by a statorless motor based on superconductors and / or permanent magnets. In this case, the engine must run until the primary energy supplied to the superconductor is exhausted or the molecular currents in the permanent magnet are exhausted, including without supplying additional energy to the armature electromagnetic system. The device can be connected to a current generator. To change the power of the engine, it may contain means for controlling the force or moment of the motor, for example, a current control module. To control the direction of force, the engine can be installed in a special suspension, for example, in a swinging or cardan suspension.

Промышленная применимость. Industrial applicability.

Изобретение может быть применено в значительной части областей применимости современных электродвигателей как роторных, так и линейных, включая установку на транспортные средства, наземные, водные, подводные, воздушные, а так же применимо в линейных ускорителях масс и в качестве маршевых двигателей и/или двигателей ориентации для средств вывода полезной нагрузки в космос и для космических аппаратов. А также может быть использовано в качестве источника силы, например в целях подвешивания объектов подвижно или неподвижно на некоторой высоте, или в качестве источника момента силы.  The invention can be applied in a significant part of the areas of applicability of modern electric motors, both rotary and linear, including installation on vehicles, land, water, underwater, air, and also applicable in linear mass accelerators and as main engines and / or orientation engines for means of outputting the payload into space and for spacecraft. It can also be used as a source of force, for example, to suspend objects movably or motionless at a certain height, or as a source of moment of force.

Claims

ФОРМУЛА FORMULA 1. Электромагнитный двигатель: характеризуемый преобладанием доли работы производимой за счет электромагнитного взаимодействия токов якоря между собой относительно всей работы совершаемой двигателем через свое конечное кинематическое звено; характеризуемый расстоянием между точками перехода токов проводимости между якорем и статором существенно меньшим, чем характерный размер обмотки якоря или характеризуемый полным замыканием токов якоря внутри якоря; отличающийся тем, что обмотка якоря и/или конфигурация протекания токов намагничивания одного или более магнитов якоря содержит одну или более геометрическую фигуру в виде выступа или впадины углообразной формы; причем двигатель характеризуется преобладанием суммарной доли работы производимой за счет электромагнитного взаимодействия токов всех таких фигур между собой относительно всей работы совершаемой двигателем через свое конечное кинематическое звено.  1. Electromagnetic engine: characterized by a predominance of the proportion of work performed due to the electromagnetic interaction of the armature currents with each other relative to all work performed by the engine through its final kinematic link; characterized by the distance between the points of transition of the conduction currents between the armature and the stator substantially less than the characteristic size of the armature winding or characterized by the complete closure of the armature currents inside the armature; characterized in that the armature winding and / or the configuration of the flow of magnetization currents of one or more armature magnets contains one or more geometric figures in the form of a protrusion or depression of an angular shape; moreover, the engine is characterized by the predominance of the total share of the work performed due to the electromagnetic interaction of the currents of all such figures with each other relative to all the work performed by the engine through its final kinematic link. 2. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что выполнено как бесстаторный двигатель. 2. The device according to claim 1, characterized in that it is designed as a stationary motor. 3. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что вьшолнено как машина постоянного и/или переменного и/или импульсного тока. 3. The device according to claim 1, characterized in that it is implemented as a constant and / or alternating and / or pulsed current machine. 4. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что вьшолнено как линейный или роторный двигатель.  4. The device according to claim 1, characterized in that it is implemented as a linear or rotary engine. 5. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что экстремум фигуры в конфигурации прохождения токов якоря выполнен угловым или скругленным.  5. The device according to claim 1, characterized in that the extremum of the figure in the configuration of the passage of the armature currents is made angular or rounded. 6. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что конфигурация прохождения токов якоря содержит несколько фигур в виде углообразных выступа и/или впадины. 6. The device according to claim 1, characterized in that the configuration of the passage of the currents of the armature contains several figures in the form of angled protrusions and / or depressions. 7. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что обмотка якоря выполнена многослойной или многовитковой.  7. The device according to claim 1, characterized in that the armature winding is multilayer or multi-turn. 8. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что обмотка якоря выполнена в зоне углообразных выступов или впадин тонкопленочной.  8. The device according to claim 1, characterized in that the winding of the armature is made in the area of the angled protrusions or depressions of the thin-film. 9. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что обмотка якоря выполнены частично или полностью из сверхпроводника.  9. The device according to claim 1, characterized in that the winding of the armature is made partially or completely of a superconductor. 10. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что содержит, по крайней мере, одно средство охлаждения. 10. The device according to claim 1, characterized in that it contains at least one cooling means. 11. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что выполнено с возможностью совершения работы на первоначальном запасе внутренней энергаи якоря, по крайней мере, некоторое время, без подвода дополнительной энергии в электромагнитную систему якоря. 11. The device according to claim 1, characterized in that it is configured to perform work on the initial supply of internal energy of the armature for at least some time, without supplying additional energy to the electromagnetic system of the armature. 12. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что связано с приводимым им генератором тока.  12. The device according to claim 1, characterized in that it is connected with a current generator driven by it. 13. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что установлено в подвижном подвесе.  13. The device according to claim 1, characterized in that it is installed in a movable suspension.
PCT/RU2017/000329 2016-05-26 2017-05-22 Electromagnetic engine Ceased WO2017204687A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120694 2016-05-26
RU2016120694A RU2016120694A (en) 2016-05-26 2016-05-26 ELECTROMAGNETIC MOTOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017204687A1 true WO2017204687A1 (en) 2017-11-30

Family

ID=60411454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000329 Ceased WO2017204687A1 (en) 2016-05-26 2017-05-22 Electromagnetic engine

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2016120694A (en)
WO (1) WO2017204687A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4329971A (en) * 1980-01-14 1982-05-18 Westinghouse Electric Corp. Electromagnetic propulsion power system
US4975606A (en) * 1982-12-22 1990-12-04 Westinghouse Electric Corp. Projectile launch package for arc driven electromagnetic launchers
RU2003028C1 (en) * 1991-05-29 1993-11-15 Высоковольтный научно-исследовательский центр Всероссийского электротехнического института им.В.И.Ленина Method for electromagnetic acceleration of bodies
RU2406279C1 (en) * 2009-06-09 2010-12-10 Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт" Coaxial electromagnetic accelerator
RU130162U1 (en) * 2012-12-18 2013-07-10 Антон Владимирович Щербаков REMOTE ELECTROSTATIC ENGINE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4329971A (en) * 1980-01-14 1982-05-18 Westinghouse Electric Corp. Electromagnetic propulsion power system
US4975606A (en) * 1982-12-22 1990-12-04 Westinghouse Electric Corp. Projectile launch package for arc driven electromagnetic launchers
RU2003028C1 (en) * 1991-05-29 1993-11-15 Высоковольтный научно-исследовательский центр Всероссийского электротехнического института им.В.И.Ленина Method for electromagnetic acceleration of bodies
RU2406279C1 (en) * 2009-06-09 2010-12-10 Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт" Coaxial electromagnetic accelerator
RU130162U1 (en) * 2012-12-18 2013-07-10 Антон Владимирович Щербаков REMOTE ELECTROSTATIC ENGINE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016120694A (en) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Heikkila et al. Localized induced electric field within the magnetotail
US10006446B2 (en) Electromagnetic segmented-capacitor propulsion system
US10513353B2 (en) Segmented current magnetic field propulsion system
EP3331141A1 (en) Three degree-of-freedom electromagnetic machine control system and method
US20180016035A1 (en) Spin and tilt control of a multi-degree of freedom electromagnetic machine
Dalton et al. Attracting conductive nonmagnetic objects with rotating magnetic dipole fields
Martinez Schramm et al. Study of MHD effects in the high-enthalpy shock tunnel Göttingen (HEG) using a 30 T-pulsed magnet system
WO2017204687A1 (en) Electromagnetic engine
Zhang et al. Analytical models of electromagnetic field and torques in a novel reaction sphere actuator
Gutierrez et al. Non-contact DC electromagnetic propulsion by multipole transversal field: Numerical and experimental validation
Chen et al. Electromagnetic force calculation of conductor plate double Halbach permanent magnet electrodynamic suspension
Bhagatji et al. Design, simulation and testing of a reaction wheel system for pico/nano-class cubesat systems
Sanal Kumar et al. Dual-head electromagnetic variable sweeping speed space broom for space debris mitigation
Di Dio et al. Coupled electromechanical analysis of a permanent-magnet bearing
Kuijpers Equatorial pulsar winds
RU2162812C2 (en) Linear electromagnetic propulsor
Xu et al. Numerical simulation of a rotating magnetic sail for space applications
Samanta et al. Design and analysis of an electrodynamic bearing with magnets arranged in halbach array
Bagegni et al. Tubular linear induction motor for hydraulic capsule pipeline. II. Finite element method (FEM) maximum thrust design
Rishmany et al. Interaction magnetic field formulation of permanent magnets based on Baker's rotational magnetic propulsion device
Southwood et al. The magnetic fields of the Galilean moons of Jupiter: The Galileo spacecraft magnetometer results
Murad The Challenges of Developing the Technology for A Realistic Starship Propulsor
Karaoglu Magnetic Field
Triana et al. Correlated Electromagnetic Levitation Actuator: A Reaction Sphere-Based Attitude Control System
Maxworth Lorentz Force

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17803148

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17803148

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1