CZ2021130A3 - Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem - Google Patents

Abstract

Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem využívá odpudivou magnetickou energii mezi rotorem (1) a statory (I 2), (II 3) válcově-kuželového tvaru, která způsobuje levitaci a otáčení rotoru (1). K plynulé změně výkonu a vzduchové mezery (13) mezi rotorem (1) a statory (I 2), (II 3) slouží hydraulické válce (5). Po zpuštění a nastavení optimálního výkonu bez zátěže pracuje magnetický pohon neomezeně.

Description

Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem

Vynález se týká všech druhů pohonů a motorů s permanentními magnety obecně a konkrétněji takového motoru, který má množství pohyblivých permanentních magnetů na rotoru, které interagují s pevnými magnety na statoru za účelem generování mechanického výstupního výkonu bez nutnosti elektrického napájení nebo jakékoliv jiné formy vstupní energie.

Dosavadní stav techniky

Motory s permanentními magnety využívají pohyblivé permanentní magnety v rotoru se stacionárními vinutými poli, přičemž vinutí jsou elektricky napájena pro generování elektromagnetického pole. Motory podle dosavadního stavu techniky vyžadují k otáčení rotoru elektrickou energii pro generování mechanického výstupního výkonu. Používají se v různých odvětvích, včetně hybridních automobilů, tradičních automobilů, v elektrocentrálách apod. Obecně typický stroj s permanentními magnety zahrnuje rotor mající sadu permanentních magnetů připojených nebo zalitých do jeho vnějšku a je konfigurován tak, aby rotoval axiálně vzhledem ke statoru. Stator a rotor jsou obecně soustředné, tak že je mezi nimi vytvořena pevná vzduchová mezera.

V současnosti známé stroje s permanentními magnety jsou v řadě hledisek neuspokojivé. Tradiční stroje s pevnou vzduchovou mezerou tedy obvykle poskytují optimální točivý moment v úzkém rozsahu rychlostí. Proto je žádoucí Peterla Magregát, který využívá odpuzující sílu permanentních magnetů majících stejnou magnetickou polaritu pro generování mechanického výstupního výkonu a levitace válcově - kuželového rotoru bez potřeby elektrického napájení nebo jiných forem vstupní energie s možnosti regulace točivého momentu.

Podstata vynálezu

Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem podle vynálezu (Peterla Magregát) je konstrukčně nenáročný. Je složený z válcově - kuželového rotoru a statoru kuželového tvaru, ve kterém jsou magnety a materiály s vysokou magnetickou silou. Využívá volnou magnetickou energii. Statorové magnety jsou s plochami rotorových magnetů natočené stejnou polaritou k sobě tak, aby se od sebe stator a rotor odpuzovaly. Odpudivá síla magnetů způsobí levitaci rotoru a kroutícího momentu. Permanentní magnety ve válcovitém tvaru jsou umístěny uvnitř šikmých vyvrtaných otvorů kolem vnější obvodové plochy rotoru a na vnitřní obvodové ploše statoru. Permanentní magnety uvnitř vyvrtaných otvorů jsou umístěny v nakloněném specifickém úhlu vzhledem ke středovým liniím rotoru a statoru. Permanentní magnety jsou umístěny v rotoru a statoru v takové orientaci, aby měly stejnou magnetickou polaritu, když jsou oba permanentní magnety proti sobě. Když pár permanentních magnetů ve statoru a rotoru dosáhne dané polohy, permanentní magnety, které mají stejnou magnetickou polaritu, se navzájem odpuzují a vytvářejí tangenciální sílu k rotoru, což má za následek rotační pohyb k rotoru. Když se rotor začne otáčet, další pár permanentních magnetů v rotoru a statoru dosáhne polohy v řadě a navzájem se odpuzuje, přičemž pokračuje v působení tangenciální síly na otáčení rotoru. Rotační pohyb rotoru pokračuje, když následující páry permanentních magnetů dosáhnou souhlasné polohy jeden po druhém. Pro plynulé otáčení rotoru a odstranění případných hluchých míst (skoky) při působení odpudivého efektu jsou odstraněné druhou stranou rotoru, která se doplňuje s první tak, aby k tomuto jevu nedocházelo. Lineárním oddalováním a přisouváním statoru k rotorům se mění vzduchová mezera a tím se plynule mění síla odporu magnetů mezi statorem a rotorem, což se projeví na výkonu Peterla Magregátu. Rotor má válcově-kuželový tvar, kde odpudivá síla magnetů nám na kuželovém tvaru rotoru způsobuje nejen rotační, ale současně i levitační efekt. Jelikož rotor není uchycený v ložiskách, ale levituje, tak nevznikají žádné ztráty a nároky na údržbu. Po zpuštění a nastavení optimálního výkonu by Peterla Magregát měl vyrábět nekonečnou energii. Pro využití Peterla

-1 CZ 2021 - 130 A3

Magregátu v ztížených a náročných podmínkách na otřes je možné uchytit rotor do kuličkových ložisek. Na jedné hřídeli rotoru může být víc magnetických ploch a statorů s různými průměry, osazením cívek je možné vyrábět proud a tím zvýšit jak výkon, tak i multifunkčnost. Peterla Magregát lze použít všude tam, kde se dá využít kroutící moment. Např. náhrada spalovacích motorů, elektromotorů, elektrocentrál, může se použít jako permanentní nabíječka do elektromobilů, v armádě jako neomezený zdroj na dobíjení akumulátorů rádiové a navigační techniky, domácí elektrárny, ...

Objasnění výkresů

Vlastnosti předkládaného vynálezu budou zřejmé z následujícího podrobného popisu a připojených nároků ve spojení s doprovodnými výkresy a technickým popisem.

Příklad uskutečnění vynálezu

Peterla Magregát je podle výkresu (obrázek 1) složen ze dvou statorů STAROR12, STATOR II 3 a dvěma ROTORY 1 válcově-kuželového tvaru na jedné hřídeli, konfigurované pro točivý moment vzhledem ke statorům a mající k nim připojené množství permanentních magnetů 6 a vzduchovou mezeru 13 mezi statory a rotory, která je kontinuálně nastavitelná pomoci HYDRAULICKÝCH VÁLCŮ 5 pro optimalizaci točivého momentu. Statory 12 a II3 jsou spojené s hydraulickými válci 5 které se synchronně pohybují dle potřeby v TELE MAGREGÁTU 4. Lineárním posouváním statorů plynule zvyšujeme nebo snižujeme výkon a otáčky Peterla Magregátu s možností zastavení. Oddalováním statorů od rotorů vzniká větší vzduchová mezera 13 a tím se snižuje odpudivá síla magnetu 6,7,8 a naopak. Na kuželových částech rotorů 1 jsou umístněné silné permanentní MAGNETY ROTORU 6 tak, aby se silnými MAGNETY STATORŮ 7,8 vytvářely odpudivou sílu, která způsobí jak levitaci rotoru 1, tak i kroutící moment. Všechny komponenty včetně těla Magregátu jsou z nemagnetického materiálu. Sílu a výkon Peterla Magregátu ovlivňuje síla, tvar, počet permanentních magnetů, jejích natočení, odstínění, uspořádaní magnetů na rotorech, úhel a délka (stoupání) kužele statoru 12, II3 a rotoru 1, vzájemné nastavení polohy magnetů mezi statory I 2, II 3 a rotory, počtem rotorů a statorů v řadě.

Obrázek 2 nám znázorňuje pohled na Peterla Magregát zepředu A-A, kde je vidět tělo Magregátu 4 a rotor L

Obrázek 3 nám znázorňuje řez Magregátu B-B na kterém je vidět uložení a polohu magnetů 6,7 v rotoru 1 a statoru I 2. Stator I 2 a II 3 jsou z konstrukčního hlediska rozdělené na půlky, které jsou spojené šrouby. V jedné půlce statoru jsou otvory pro spojovací šrouby statoru 14 a v druhé závity pro spojovací šrouby statoru 10. Statory I 2 a II 3 jsou uložené volně v těle Magregátu 4, tak, aby se mohly lineárně pohybovat. Kryt Magregátu 9 je přichycen pomocí šroubů, které jsou zašroubované přes otvory pro spojovací šrouby krytu 11 do závitů pro spojovací šrouby krytů 12 v těle Magregátu 4.

Obrázek 4 nám znázorňuje řez Magregátu C-C, kde je vidět rozložení hydraulických pístů 5 na lineární posouvaní statorů v těle Magregátu 4 a uložení rotoru 1 v statorů II 3.

Claims (11)

1. Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem, se vyznačuje tím, že využívá odpudivou magnetickou energii na pohon válcově-kuželového rotoru 1, oba s množstvím permanentních magnetů rovnoměrně rozmístěných ve vnější obvodové ploše rotoru a na vnitřní obvodové ploše statoru. Permanentní magnety uvnitř vyvrtaných otvorů jsou umístěny v nakloněném úhlu vzhledem ke středovým liniím rotoru a statoru. Naklonění úhlu sklonu permanentních magnetů na rotoru a statoru je ve stejné linii, pokud pár permanentních magnetů dosáhne dané polohy proti sobě. Množství permanentních magnetů na rotoru je menší než množství permanentních magnetů na statoru.

2. Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem podle nároku 1, se vyznačuje tím, že pokud pár permanentních magnetů ve statoru a rotoru dosáhne polohy v řadě, permanentní magnety mající stejnou magnetickou polaritu se navzájem odpuzují a generují tangenciální sílu k rotoru 1, což má za následek rotační a levitační pohyb rotoru 1. Když se rotor 1 začne otáčet, další pár permanentních magnetů v rotoru a statoru dosáhne polohy v řadě a navzájem se odpuzuje, přičemž pokračuje v působení tangenciální síly na otáčení rotoru 1. Rotační pohyb rotoru 1 pokračuje, pokud následující páry permanentních magnetů dosáhnou dané polohy jeden po druhém. Rotor 1 má válcově-kuželový tvar, kde odpudivá síla magnetů mezi statory 12 a II3 a rotorem 1 kuželového tvaru způsobuje nejen rotační, ale současně i levitační efekt.

3. Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem podle nároku 2, se vyznačuje tím, že se rotor otáčí kontinuálně s přítomností odpuzující síly mezi permanentními magnety uspořádanými po obvodu rotoru a statoru. Rotor také funguje jako setrvačník a pomocí účinku momentu hybnosti se rotor otáčí plynule. Pro ještě plynulejší otáčení rotoru a odstranění případných hluchých míst (skoky) při působení odpudivého efektu je použita druhá strana rotoru, která je pootočená oproti první tak, aby k tomuto jevu nedocházelo.

4. Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem podle nároku 3, se vyznačuje tím, že využívá lineární posuv statorů ke změně vzduchové mezery mezi statory I 2 a II 3 a rotorem 1 a tím mění plynule výkon Peterla Magregátu s možností zastavení.

5. Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem podle nároku 2, se vyznačuje tím, že rotor generuje mechanický výstupní výkon, který může být využit pro jiné zařízení, jako je pohon elektrického generátoru pro generování elektrické energie pro domácí elektrárnu, na dobíjení akumulátorů elektromobilu, v armádě jako zdroj na dobíjení akumulátorů rádiové a navigační techniky.

6. Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem podle nároku 5, se vyznačuje tím, že lze zvýšit množství, velikost a intenzitu magnetického pole permanentních magnetů tak, aby se zvýšil mechanický výstupní výkon (kroutící moment) a rychlost otáčení rotoru. Podobně lze zvětšit velikost rotoru a statoru a přidat množství rotorů a statorů do série na společné hřídeli, aby se zvýšil mechanický výstupní výkon a rychlost otáčení rotoru. Permanentní magnety můžou být v jakémkoliv tvaru vhodném pro danou aplikaci.

7. Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem podle nároku 2, se vyznačuje tím, že množství permanentních magnetů na rotoru je menší než množství permanentních magnetů na statoru.

8. Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem podle nároku 4, se vyznačuje tím, že ke startu a zastavení používá lineární posuv statorů na zmenšení, respektive zvětšení vzduchové mezery mezi statorem a rotorem.

9. Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem podle nároku 2, se vyznačuje tím, že rotor, stator, tělo Magregátu, šrouby jsou vyrobené z nemagnetického a magneticky stínícího materiálu,

-3 CZ 2021 - 130 A3 aby se zabránilo přitahování permanentních magnetů a stínění magnetického pole kolem povrchů permanentních magnetů s výjimkou exponovaného povrchu poblíž obvodových linií rotoru a statoru. Stínění magnetického pole kolem neexponovaných povrchů permanentního magnetu je nezbytné ke snížení přitažlivosti magnetického pole způsobené odlišnou magnetickou polaritou, 5 která ovlivňuje účinnost.

10. Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem podle nároku 4, se vyznačuje tím, že ke zrněné vzduchové mezery mezi rotorem a statory používá hydraulické válce, které zabezpečují plynulý lineární pohyb statorů.

11. Magnetický pohon s kuželovým statorem a rotorem podle nároku 10, se vyznačuje tím, že ίο hydraulické válce lze nahradit i mechanickým nebo elektrickým zařízením na změnu lineárního posunu statoru.