EA022287B1 - Усовершенствованная электродвижущая машина, использующая магнитную сборку халбаха и электроны, захваченные в электромагнитным образом обеспеченном токе - Google Patents

Abstract

Магнитная сборка Халбаха расположена радиально в окружении, оптимизированном для эффективности, и управляема для эффективной генерации и использования энергии, чтобы генерировать, устанавливать и поддерживать желаемый уровень энергии вращения при повышенной эффективности.

Description

Изобретение относится к использованию электронных явлений, которые могут возникать в устройствах и способах генерации энергии вращения с применением магнитной сборки Халбаха, для выработки электричества и других полезных применений. Это является продолжением патента США № 7352096, выданного 11 апреля 2008 г.

Предшествующий уровень техники

Магнитные сборки Халбаха сделали возможным достижение электродвигателями существенно новых КПД и мощностей, чем было ранее возможно. Различные приложения таких типов магнитных сборок включали в себя сверхскоростной поезд, ротационные электрические батареи и множество других механических и электрических устройств.

С тех пор как магнитная сборка Халбаха была сконструирована впервые, она применялась для различных приложений с целью использования взаимосвязи между кинетической и электрической энергией, которые уникальным образом связаны и могут быть преобразованы при помощи магнитных полей. Например, в патенте США № 6758146, выданном Посту 6 июля 2004 г., пара магнитных сборок Халбаха магнитно и конструктивно соединены с возможностью обеспечения энергии для продвижения сборок вперед вдоль дорожки. В этом изобретении магнитные сборки Халбаха фактически имеют своим результатом магнитную левитацию, которая способна продвигать транспортное средство или другое средство передвижения вперед вдоль дорожки.

Взаимодействие магнитных сборок Халбаха друг с другом в сочетании с взаимодействием магнитных сборок Халбаха с электрически независимыми сборками цепей дорожки предназначено приводить к продвижению магнитных сборок Халбаха (вместе с любыми объектами, прикрепленными к ним) вперед с высоким уровнем энергоэффективности. Хотя в изобретении, раскрываемом Постом, раскрывается эффективное использование энергии, направленное на конкретный результат, в нем не раскрывается генерация электроэнергии.

В патенте США № 6768407, выданном Кода и др. 27 июля 2004 г., описывается генератор магнитного поля. В этом изобретении магнитная сборка Халбаха используется для питания магнитной цепи с целью обеспечения более мощного постоянного магнитного поля для использования в высокоэнергетических приложениях, таких как ускорители частиц, аппараты получения изображения с помощью магнитного резонанса и т.д. Это устройство показывает, что эффективность магнитной сборки Халбаха заключается в концентрации и эффективном преобразовании между механической и электрической энергией.

В другом изобретении Поста, патент США № 6858962, выданный 22 февраля 2005 г., магнитная сборка Халбаха используется для регулирования напряжения и энергии к форме и уровню, которые могут быть полезны при надежном продвижении транспортного средства вперед или при подачи энергии к источнику, требующему определенного уровня напряжения и тока. По существу, это скорее устройство для регулирования энергии, чем генератор энергии.

Интегральные схемы сделали возможным все более точное управление потоком в электрических цепях и предоставили возможность автоматического принятия решений, касающихся точного приложения электрической энергии на высоких скоростях для достижения оптимальных результатов в разнообразных предприятиях.

Наряду с улучшениями управления протеканием электрической энергии и обеспечением возможности точной подачи электрической энергии посредством автоматического принятия решений либо с помощью полей, либо токов, также появилось улучшенное понимание и возможность использовать и воздействовать на электромагнитные свойства различных элементов. Это сделало возможным производство постоянных магнитов и сердечников для электромагнитов, благодаря которым достигаются ранее недоступные свойства в способности материалов удерживать магнитный поток, как необходимо, или создавать электромагниты, которые могут быстро приспосабливаться для производства магнитного потока высокого уровня, а затем или уменьшать, или реверсировать поток, как может быть необходимо.

Электрические и электромагнитные характеристики полей и токов, создаваемых каждым устройством такого типа, являются уникальными и могут предусматривать возможность для дополнительной и повышенной эффективности. К примеру, определенные формы колебаний являются более приспосабливаемыми для эксплуатации энергии различным образом, а это может предоставлять преимущества. Устройство, раскрываемое в изобретении, раскрытом в патенте США № 7352096, выданном настоящим изобретателям 1 апреля 2008 г., представляет собой существенный прогресс в данном уровне техники. Им достигается высокий уровень эффективности вследствие точного распределения во времени колебаний зафиксированных на месте электромагнитных полей, перемещающихся через ряд расположенных по окружности постоянных магнитных полей, для приведения ротора в движение. Оказалось, что быстрое реверсирование электромагнитных полей, связанных со статором, приводит к расходованию сравнительно большого усилия для подачи питания к электромагнитам, а затем потере, когда для реверсирования подача питания к электромагниту прекращается. Таким образом, было бы выгодно найти средство сбережения энергии, а также обеспечения более быстрого запитывания и реверсирования каждого из электромагнитов.

- 1 022287

Сочетание этих возможностей могло бы быть полезным при разработке устройства или аппарата для генерации электрической энергии со сравнительно малыми уровнями потребления, что могло бы позволить эффективней эксплуатировать энергию постоянных магнитов и достигать эффективной генерации энергии вращения для различных применений от приведения в движение транспортного средства или двигателя до чистой генерации электроэнергии без сжигания ископаемых видов топлива или создания ядерных реакций, и могло бы быть полезным в аварийных условиях или для увеличения промышленного электроснабжения.

Хотя каждое приложение необходимо проектировать отдельно, исследования, осуществленные и опубликованные на сегодняшний день, включают в себя определенные ограничения существующей сборки вида магнитной сборки Халбаха. Если бы эти ограничения можно было преодолеть, то сборка вида магнитной сборки Халбаха могла бы применяться для различных назначений.

К тому же полезно осознавать преимущества, предоставляемые новым и уникальным устройством генерации, преобразования или аккумулирования электроэнергии, чтобы с выгодой использовать присущие им возможности. Касательно устройства, описанного в патенте США № 7352096, преимущество может заключаться в тенденции устройства не терять энергию при перемещении электронов в и из электромагнитной катушки и получающемся в результате колебании прямоугольной формы, которое обеспечивает более эффективное преобразование в и из постоянного тока.

Краткое изложение сущности изобретения

Изобретатели предварительно решили множество проблем, присущих предшествующему уровню техники, и добились новой линейки оборудования для генерации электроэнергии, которым достигается большая эффективность, чем это было ранее возможно. Это было выполнено в результате применения принципов сборки вида магнитной сборки Халбаха, и посредством тщательного программирования подачи электричества к последовательности электромагнитов добились эффективного приведения в действие ротора, используя электродвижущую силу сравнительно небольшой величины с помощью электромагнитов в сочетании со сборкой постоянных магнитов, чем это было ранее возможно.

Это было выполнено благодаря применению тщательно запрограммированных управляющих логических схем для ряда радиально расположенных электромагнитов и добавлению захватывающей схемы, чтобы устанавливать и поддерживать желаемую частоту вращения ротора, который оснащен постоянными магнитами с высокой магнитной плотностью и средством для управления частотой вращения ротора. Таким образом, чтобы эффективно приводить в действие один или несколько роторов, которые оснащены одним или несколькими устойчивыми постоянными магнитами, установленными по радиальному валу, проходящему от ротора, необходимо запитывать один или несколько из последовательности электромагнитов, расположенных на радиальной траектории.

Электромагниты запитываются, как необходимо, протеканием тока, создающим магнитное поле, которое взаимодействует с постоянным магнитным полем, перемещающимся с постоянным магнитом. Постоянный магнит будет тогда воспринимать в соответствующие моменты времени переменные силы отталкивания и притяжения для продвижения ротора через следующий сегмент вращения, который должен быть принят следующим электромагнитом. Процесс может повторяться на протяжении всего радиального оборота ротора. К примеру, когда устройство используется для генерации электричества, необходимо, чтобы количество электромагнитной энергии, требуемой каждым электромагнитом, было достаточно всего лишь для создания магнитного поля, которое при взаимодействии с магнитным полем от постоянного магнита будет вырабатывать силу, достаточную для продвижения ротора через магнитное поле генератора, и вырабатывать соответствующую серию импульсов электричества с надлежащим напряжением и током. При использовании для других целей сила должна быть достаточной для преодоления какого бы то ни было сопротивления нагрузки, требуемого конкретным использованием.

По существу, устройство способно аккумулировать в его обслуживающем устройстве электроснабжения увеличения постоянного тока, исходящего из устройства, и при помощи надлежащего компьютерного программирования очень эффективно использовать такую аккумулированную энергию для выработки или поддержания энергии вращения путем подачи эффективного усилия на ротор, на или в котором смонтированы или находятся постоянные магниты.

Устройство можно в целом описать как новую машину для генерации энергии с замкнутым контуром, основанную частично на сборке постоянных магнитов вида магнитной сборки Халбаха, а частично на двигатель-генераторе постоянного тока со сборкой вида магнитной сборки Халбаха. Эта новая конфигурация электрической машины добавляет в цикл генерации энергии характеристики, свойственные замкнутому контуру, а также управление дросселем и входом/выходом. По существу, в дополнение к продемонстрированной конфигурации Халбаха в этой новой машине постоянные магниты в выбранных участках машины заменены электромагнитами, управляемыми и заряжаемыми побочной энергией движущихся компонентов. Переключением распределения энергии управляет компьютерный код, использующий постоянные и динамические переменные.

Изобретение такого нового применения сборки вида магнитной сборки Халбаха было невозможно до появления быстрых, программируемых компьютерных микросхем, высокоскоростных микросхем памяти и центральных процессоров с технологией интегрированных схемных плат. Эта новая конфигура- 2 022287 ция разработана с использованием кругового стационарного компонента (называемого направляющей статора), который содержит электромагниты, встроенные в направляющую, которые вырабатывают управляемые электромагнитные поля, упорядочиваемые с помощью компьютерного кода в соответствии со скоростью вращения, направлением вращения, текущим положением ротора, последним положением ротора, напряженностью предыдущего поля и следующим расчетным положением ротора. Электромагниты включаются и выключаются с соответствующей полярностью и напряженностью потока, в соответствии с близостью сборок постоянных магнитов, расположенных на движущемся компоненте (ротор, на котором смонтированы постоянные магниты). При электронном реверсировании полярности выбранного электромагнита на направляющей статора точно в надлежащее время во время вращения ротора реверсирование электромагнитной полярности вычисляется с помощью компьютерного кода немного до или после стабилизированного положения притяжения/отталкивания, и для желаемой скорости вращения прикладывается соответствующее напряжение, вырабатывая, таким образом, дополнительную толкающую/притягивающую вращающую силу.

Эта дополнительная сила частично происходит от электрических генерирующих компонентов машины в виде электричества, с использованием обычной технологии коммутации при генерировании электрического тока. Это электричество направляется затем через преобразователи и реле, заряжая последовательные конденсаторы и другие источники питания, которые могут быть необходимы для поддержания работы устройства. Когда конденсаторы полностью заряжены, аккумулированное электричество высвобождается и модулируется для активизирования следующего выбираемого компьютером электромагнита.

Помимо присущих замкнутому контуру свойств этой новой машины электродвижущая сила наряду с аккумулированной кинетической энергией вращательного компонента эксплуатируется посредством сборки валов с зубчатой передачей для выработки другой рабочей энергии. Изобретение содержит четыре необходимых компонента. В общих чертах, этими четырьмя компонентами являются статор, который вмещает электромагниты, источник питания (обычно конденсатор или батарея или некое их сочетание) для электромагнитов, ротор, на котором смонтированы или который вмещает постоянные магниты, и управляющая логическая схема. Изобретение является следствием выбора специальных магнитных материалов вместе с управлением магнитными полями при помощи схемы с логическим управлением.

При использовании для генерации электрической энергии циклическое повторение устройства может обеспечивать электромагнитные катушки в генераторе, которые вращаются через магнитное поле генерации электроэнергии одним или несколькими роторами, которые проходят радиально от вала генератора и на которых смонтированы постоянные магниты, вращающиеся по окружной направляющей. Последовательность электромагнитов неподвижно смонтирована на окружной направляющей. Эти электромагниты выполнены из материала, который обеспечивает быстрое намагничивание и реверсирование полярности без значительной остаточной намагниченности или ухудшения его магнитных свойств.

Источник питания, как правило, формируется из конденсатора или батареи и подает точные серии импульсов тока к электромагнитам, смонтированным на направляющей, чтобы создавать соответствующие магнитные условия для работы устройства. Фактически источник питания может принимать часть своего аккумулированного электричества от самого генератора. Источник питания должен обеспечивать точное управление относительно качества и количества аккумулированной электрической энергии, а также ее подачи к электромагнитам, смонтированным на направляющей.

Контроллер может быть оснащен схемой управления, которая способна отслеживать положения смонтированных на направляющей электромагнитов относительно постоянных магнитов, смонтированных на конце одного или нескольких радиальных роторов, проходящих перпендикулярно от вала генератора. Назначение контроллера заключается в точном направлении электрического тока от соответствующего элемента источника питания к указанным смонтированным на направляющей электромагнитам в точный момент времени, требуемый для приведения ротора в движение радиально относительно вала генератора и для поворачивания вала генератора. Это может быть сделано либо путем магнитного притяжения смонтированного на роторе постоянного магнита к следующим смонтированным на направляющей электромагнитам, либо путем магнитного продвижения смонтированных на роторе постоянных магнитов от последних смонтированных на направляющей электромагнитов, либо делая и то и другое одновременно.

Вследствие непрерывной разработки устройства, в частности измеряя значимые рабочие параметры, были сделаны следующие наблюдения, которые привели к замечательному, а во многом и выдающемуся открытию. Это связано с эффективностью устройства, когда оно приближается к более высоким скоростям вращения, так что токи, вырабатывающие электромагнитные поля, включаются и выключаются быстрее, а циклы становятся ближе друг к другу во времени. В частности, это явление заключается в том, что возможно захватывать электроны в электромагнитной катушке и запасать их для использования в следующем цикле.

Это было реализовано путем обеспечения дополнительной релейной схемы для электромагнитной катушки, так что ток в ней не мог больше протекать в одном или другом направлении, а в соответствующие моменты времени электродвижущая сила полностью отключается, и цепь становится разомкнутой,

- 3 022287 так что у электронов в катушке нет пути протекания, и они захватываются в катушке для будущего использования.

Главным образом изобретение имеет преимущество в неравенстве магнитных свойств постоянных магнитов и электромагнитов, используемых в возбуждающих магнитных цепях, и магнитных свойств постоянных магнитов и электромагнитов в генераторе электроэнергии и в большой степени имеет своим результатом передачу аккумулированного электричества от постоянных магнитов в смонтированной на направляющей возбуждающей магнитной цепи в электричество. Это усиливается при помощи идентификации и использования электронов, захваченных токами, производящими электромагнитное поле.

Ожидается, что настоящее изобретение может использоваться для обеспечения электрогенераторов, двигателей и электродвижущих устройств всех размеров, для любых потребностей и задач, включая, но не ограничиваясь, следующие:

основная и/или аварийная генерация электроэнергии для одно- или многоквартирных домов, коммерческих, промышленных и других зданий и устройств, подключенных в настоящее время к электрической сети. Благодаря масштабируемости этого устройства электродвижущая машина может быть спроектирована для любого применения. В этих применениях очень малое количество энергии, требуемое для восстановления энергии, теряемой электродвижущей машиной вследствие естественных сил, таких как сила тяжести или сила трения, может быть получено из сети;

основная и/или аварийная генерация электроэнергии для любого применения, при отсутствии подключения к электрической сети, независимо от размера, потребности в энергии и/или назначении. Такие использования могут включать в себя, но не ограничиваясь, удаленные строительные площадки, электроснабжение конструкций и устройств, таких как погружные насосы, сооружения для сточных вод и очистки воды, и применение в военных и космических областях. В этих применениях очень малое количество энергии, требуемое для восстановления энергии, теряемой электродвижущей машиной вследствие естественных сил, таких как сила тяжести или сила трения, можно периодически получать из дополнительных источников, включая, но не ограничиваясь, ручные генераторы, батареи или генераторы, работающие на ископаемых видах топлива или природных источниках энергии;

обеспечение электрической энергии устройствам всех размеров и с любыми требованиями по питанию, не подключенным к электрической сети и получающим электроэнергию в настоящее время от батареи, ископаемых видов топлива или природных источников энергии;

электроснабжение малых, миниатюрных и сверхминиатюрных устройств, включая, но не ограничиваясь, сотовые телефоны, кардиостимуляторы и другие медицинские устройства, карманные фонари, компьютерные игрушки, игры, переключатели и фото- и видеокамеры;

использования и устройства, требующие перемещения любого типа, включая, но не ограничиваясь, транспортные средства, транспортные системы, насосы и применение в промышленных, аэрокосмических, военных и космических областях.

Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в обеспечении более эффективного и действенного средства преобразования магнитной энергии в энергию вращения при помощи умелого воздействия на электрические токи и электродвижущие силы.

Другая задача настоящего изобретения состоит в обеспечении средства генерации и поддержания потребляемого электричества из источников, отличных от ископаемых видов топлива.

Задача настоящего изобретения состоит также в том, чтобы с выгодой использовать неравенство, которое можно создавать в магнитных свойствах различных материалов, для преобразования и генерации потребляемой энергии.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства и способа производства и поддержания альтернативного источника энергии, который не зависит от ископаемых видов топлива и может, в течение некоторого реалистичного периода времени, быть самоподдерживающимся.

Еще одна задача настоящего изобретения заключается в обеспечении устройства и способа производства и поддержания альтернативного источника энергии, в котором учитывается и с выгодой используется поведение электронов в индуктивных цепях, которые подвергаются воздействию быстро меняющихся и точно управляемых электродвижущих сил.

Другие свойства и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из последующего описания, в котором со ссылкой на прилагаемые чертежи объяснены преимущественные варианты осуществления.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, где:

фиг. 1 изображает блок-схему, которая полезна для описания поэтапной работы генератора электроэнергии, выполненного согласно настоящему изобретению;

фиг. 2 изображает расположение различных компонентов блока генератора, выполненного согласно настоящему изобретению;

фиг. 3 изображает поперечное сечение верхнего участка вала (111) сбоку с дополнительным изображением статора и компоновки электромагнитов с вырезанным участком, показывающим ротор, раз- 4 022287 мещенный внутри, и постоянные магниты на дисковом роторе;

фиг. 4 изображает отдельно дисковый ротор, составляющий одно целое с валом;

фиг. 5 изображает косую проекцию статора и дискового ротора отдельно с вырезанными участками статора и дискового ротора, показывающими электромагниты и постоянные магниты, расположенные через определенный промежуток;

фиг. 6А изображает реверсивный электромагнит с источником притягивающей электродвижущей силы и источником отталкивающей электродвижущей силы, как описывается в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения;

фиг. 6В изображает цепи притягивающей и отталкивающей электродвижущей силы, при этом каждая дополнительно оснащена переключателями блокировки электронов;

фиг. 7 изображает картину магнитного поля, желательную для постоянного магнита, приближающегося к зоне влияния электромагнита, когда вращается дисковый ротор;

фиг. 8 изображает картину магнитного поля, желательную для постоянного магнита, удаляющегося из зоны влияния электромагнита, когда вращается дисковый ротор;

фиг. 9 изображает вид сбоку варианта ротора, в котором постоянные магниты смонтированы возле концов штанг ротора, а не дискового ротора;

фиг. 10 изображает вид сверху варианта ротора, в котором постоянные магниты смонтированы возле концов штанг ротора, а не дискового ротора;

фиг. 11 изображает вариант ротора, который содержит несколько дисковых роторов; фиг. 12 изображает блок-схему основного устройства с магнитной сборкой Халбаха; фиг. 13 изображает блок-схему того, как усовершенствование настоящего изобретения повышает эффективность устройства.

Табл. 1 описывает логическую последовательность, которая может использоваться в процессе запитывания и отключения питания электромагнитной катушки и при определении того, какая полярность нужна для питания.

Табл. 2 описывает параметры, запрограммированные на специальной микросхеме устройства предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения.

Табл. 3 описывает параметры, отслеживаемые при помощи считывающего и управляющего программного обеспечения, находящегося в связи посредством сигналов со специальной микросхемой устройства предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения.

Табл. 4 описывает модель расчетной эффективности для конфигурации устройства, выполненного согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения без цепи блокировки.

Табл. 5 демонстрирует повышенную эффективность, достигаемую с помощью настоящего устройства.

Табл. 6 описывает пример алгоритма, который мог бы использоваться для управления логической схемой.

Хотя некоторые чертежи и таблицы и были представлены для пояснения принципов и работы настоящего изобретения, должно быть понятно, что в следующем далее подробном описании ссылка может делаться на компоненты или устройство, которые не изображены на чертежах. Такие компоненты и устройство следует считать частью описания, даже если они не изображены на таком чертеже. Подобным образом чертежи могут включать элемент, конструкцию или механизм, который не описывается в текстовой части следующего далее описания изобретения. Следует понимать, что изобретение и описание тоже включают в себя такой механизм, компонент или элемент, который изображен на чертеже, но особым образом не описан.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Теперь будет сделана подробная ссылка на настоящий предпочтительный вариант осуществления изобретения, пример которого проиллюстрирован на прилагаемых чертежах и который дополнительно описывается и объясняется со ссылкой на прилагаемые таблицы. Хотя изобретение будет описано применительно к предпочтительному варианту осуществления, понятно, что ограничивать изобретение этим вариантом осуществления не предполагается. С другой стороны, подразумевается, что он охватывает все варианты, модификации и эквиваленты, которые входят в пределы существа и объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

Хотя последующее описание будет стремиться улучшить понимание изобретения посредством описания различных компонентов и элементов, следует считать, что определенные устройства могут быть в достаточной мере объяснены прилагаемыми чертежами, которые полностью включены в состав этого изобретения, и не требовать дополнительного описания. Все такие устройства следует фактически считать частью спецификации изобретения.

Делая сначала ссылку на фиг. 1, генератор электроэнергии, выполненный согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, изображен в виде блок-схемы. Видно, что статор, ротор, источник питания, датчики и контроллер схемы - все соединены в цикл замкнутого контура. Кроме этого, обращаясь к блоку, описывающему контроллер, видно, что контроллер выполнен с возможностью получения входных данных, связанных с вращением ротора, распределением во времени и

- 5 022287 полярностью электромагнитов, и общей скоростью устройства. Также видно, что для принятия решения об активизировании различных электромагнитов данные обрабатываются посредством логической схемы контроллера. Электричество через переключатель или реле от соответствующего источника питания, которое может быть обработано контроллером, в конечном счете направляется к различным электромагнитным вращательным компонентам статора.

Генератор электроэнергии показывает, что сгенерированная электроэнергия проходит через два преобразователя. Один из этих преобразователей может пропускать электричество обратно к источнику питания через переключатель нагрузки. Если устройство должным образом регулировать, электричества, проходящего через переключатель нагрузки и обратно в источник питания, будет достаточно для заряда электромагнитов на протяжении другого цикла генерации электроэнергии. Избыточная электроэнергия может пропускаться через другой преобразователь, чтобы придавать ей соответствующий вид для потребления электроэнергии.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, как изображено на фиг. 2, видно, что генератор (100) снабжается электроэнергией электродвижущей машиной (110), заключенной в корпусе (101). Хотя описывается, что предпочтительный вариант осуществления снабжает электроэнергией генератор, еще раз указывается, что машина может использоваться для подачи энергии к любому устройству, требующему или потребляющему энергию вращения. Вращательное взаимодействие вала (111) с блоком (100) генератора электроэнергии обеспечивается трансмиссией (102). На валу (111) дополнительно смонтирован дисковый ротор (121) и корпус (131) для подшипникового узла (132), который должен вмещаться в статор (141). Статор (141) закреплен каким-нибудь надежным средством (не изображено) либо к корпусу (101), либо к основанию (103). На валу (111) в непосредственной близости от дискового ротора (121) смонтирован также индуктивный охлаждающий вентилятор (112).

Как изображено, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения на фиг. 2 на валу могут быть смонтированы один или несколько меньших и независимых генераторов (114) постоянного тока, чтобы обеспечивать ток, необходимый для работы любого участка схемы управления, или заряжать любой имеющийся в распоряжении источник питания, необходимый для работы устройства, или непосредственно подавать электромагнитную энергию, используемую устройством, как будет описано подробнее. Следует также заметить, что индуктивный охлаждающий вентилятор (112) и независимый генератор (114) постоянного тока - это варианты из многообразия средств охлаждения и подачи энергии для работы устройства. Кроме того, эти компоненты могут быть не нужны для некоторых применений. Например, внутренняя рабочая электроэнергия для устройства при использовании в качестве генератора электроэнергии, как в предпочтительном варианте осуществления, могла бы, как вариант, подаваться посредством отбора части выходной энергии и преобразования ее в надлежащий вид и количество. Следует понимать, что все эти варианты находятся в пределах существа и объема настоящего изобретения.

Ссылаясь по-прежнему на фиг. 2, дополнительно видно, что центральный процессор (ЦП) (150) находится во взаимодействии посредством электрических сигналов со статором (141), источником (142) питания и распределительной коробкой (143). Они составляют главные электрические и сигнальные компоненты устройства, которые могут использоваться для генерации электричества. Следует заметить, что хотя источник (142) питания изображен как конденсатор, может использоваться любое количество или сочетание обеспечивающих электрическую энергию компонентов, включая, но не ограничиваясь, такие как батареи, конденсаторы, инверторы или механические устройства для генерации и аккумулирования электроэнергии, при условии, что они способны аккумулировать электричество и отдавать его точными сериями импульсов. К примеру, каждый электромагнит может, но не обязательно, снабжаться электроэнергией отдельным выделенным конденсатором, который выполнен с возможностью аккумулирования и высвобождения энергии, необходимой, чтобы гарантировать предоставление, при необходимости, требуемого питания.

После описания общей конструкции и схематичной работы устройства теперь полезно описать вкратце в общих терминах, как можно эксплуатировать устройство для генерации электричества. Магнитные поля (не изображены на фиг. 2), создаваемые электромагнитами, размещенными в статоре (141), взаимодействуют с магнитными полями от постоянных магнитов (не изображены на фиг. 2), смонтированных на или размещенных в дисковом роторе (121), для установления и поддержания желаемой частоты вращения вала (111). Это вращение может передаваться через трансмиссию (102) генератору (100), чтобы снабжать энергией желаемого потребителя электрической энергии. Логическая схема в ЦП (150) отслеживает множество переменных и на основе уникального проектирования каждого устройства определяет оптимальное время и электрический ток для запитывания электромагнитов в статоре (141), а также может управлять протеканием электричества к и от источника (142) питания и распределительной коробки (143).

Делая теперь ссылку на фиг. 3, полезно изучить поперечное сечение верхнего участка вала (111) сбоку и взаимосвязь между статором (141) и дисковым ротором (121). Видно, что электромагниты (151) размещены как выше, так и ниже внешнего края (122) дискового ротора (121). У этой точки, возле внешнего края (122) дискового ротора (121), могут быть смонтированы один или несколько постоянных маг- 6 022287 нитов (123). Между электромагнитами (151) и источником питания (не изображен на фиг. 3) посредством проводников (152) обеспечена электрическая связь. На фиг. 3 изображены также независимые генераторы (114) постоянного тока и индуктивный охлаждающий вентилятор (112). Дополнительно на нем изображены элемент (102) трансмиссии и подшипниковый узел (132).

На фиг. 4 изолированно изображен дисковый ротор (121), составляющий одно целое с валом (111). На нем также показано, что постоянные магниты (123) равномерно расположены вдоль или возле внешнего края (122) дискового ротора (121). Как будет подробнее объяснено позже, угловая ориентация постоянных магнитов (123) может быть скорректирована для оптимизации работы устройства.

Делая теперь ссылку на фиг. 5, на косой проекции с вырезанными участками статора (141) и дисковым ротором (121) показано, что и электромагниты (151), и постоянные магниты (123) могут быть размещены через равномерные промежутки на статоре (141) и дисковом роторе (121) соответственно. Как и с постоянными магнитами (123), и как будет подробнее объяснено позже, угловая ориентация электромагнитов (151) тоже может быть отрегулирована для оптимизации работы устройства.

Вдоль статора может находиться также датчик (171), который используется для измерения и подачи сигналов ЦП (150) с информацией, касающейся положения ротора (121) и частоты вращения ротора (121). Такой датчик (171) может, но не обязательно, содержать лазер (172), который ищет особую точку или признак (126) ротора (121), чтобы устанавливать соответствующее соотношение между каждым из электромагнитов (151) и каждым из постоянных магнитов (123). Это возможно потому, как будет подробнее указано ниже, что ЦП (150) имеет постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором записано точное описание ротора (121), используемого для какого-либо применения устройства. На практике датчик (171) положения может использовать для определения положения любой способ, и любое другое количество или многообразие датчиков могут быть использованы для измерения и подачи сигналов любого множества параметров работы устройства или с полезной информацией, касающейся экосистемы или окружающей устройство среды.

Делая ссылку теперь на фиг. 6, дополнительно видно, что они могут, но не обязательно, быть электромагнитными катушками (161, 162) с двойной обмоткой, выполненными с возможностью поочередного запитывания от модулируемого источника (обозначенного 163) питания, для создания магнитных полей с противоположной ориентацией. Хотя модулируемый источник (163) питания изображен на фиг. 5 с целью демонстрации сущности электромагнитных катушек (161, 162) с двойной обмоткой, на практике источник питания для электромагнитных катушек (161, 162) питался бы от источника питания, обозначенного условным обозначением (142) на фиг. 2, и модулировался бы ЦП (150). В табл. 1 изображен пример, как такими реверсивными электромагнитами можно легко управлять посредством логической схемы. В качестве альтернативы катушкам с двойной обмоткой, например для противоположной магнитной полярности, могли бы быть приспособлены отдельные электромагнитные катушки.

Здесь полезно указать, что, несмотря на то, что предпочтительный вариант осуществления был описан со статором, который вмещает электромагниты (151) как выше, так и ниже постоянных магнитов (123), что действительно важно для работы устройства, так это чтобы электромагниты и постоянные магниты находились достаточно близко друг к другу, и чтобы в ПЗУ ЦП была информация о близости для надлежащего учета этого фактора логической схемой, которой регулируется устройство. В этом описании об этом будет подробнее сказано позже.

Делая ссылку на фиг. 6А, видно, что каждая из электромагнитных катушек оснащена цепью (200) притяжения и цепью (210) отталкивания. Такие цепи выполнены с возможностью обеспечения того, что электромагнитное поле взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита для создания силы притяжения, когда каждый постоянный магнит приближается к следующим электромагнитным катушкам (161, 162), и после прохождения каждых электромагнитных катушек (161, 162) электромагнитное поле будет реверсировано для толкания постоянного магнита (123) к следующим электромагнитным катушкам (161, 162).

Изобретатели, однако, обнаружили, что если и цепь (200) притяжения, и цепь (210) отталкивания дополнительно оснащены реле (201, 211), которые можно эффективно использовать для отключения токов притяжения и отталкивания от катушки, то электроны останутся захваченными в катушке и не покинут ее, что требует дополнительной электродвижущей силы для замещения их в катушках (161, 162).

Измерения на выходе устройства показаны в табл. 4 и 5. В табл. 4 показан выходной сигнал устройства без задерживающих реле (201, 211), которые можно использовать для захвата электронов в катушке. Видно, что во время, когда электродвижущую силу, прикладываемую к электромагнитной катушке, отключают, так что цепь остается замкнутой, есть быстрое снижение выходного сигнала. На том же графике видно, что в следующем цикле для возвращения выходного сигнала к его максимуму требуется время. Этим определяется электродвижущая сила, требуемая, чтобы восстановить ток к электромагниту, чтобы добиться требуемого электромагнитного поля.

Делая ссылку теперь на табл. 5, видно, что выходной сигнал устройства почти похож на изображение прямоугольного колебания. Энергия и эффективность, теряемые без задерживающих реле (201, 211), представленные энергией, необходимой, чтобы сначала нарастить выходной сигнал до максимума, и которая затем рассеивается вылетом электронов, восстанавливается, поскольку электродвижущая сила тре- 7 022287 буется только для возвратно-поступательного колебания электронов в каждой из электромагнитных катушек. Распределение во времени приложения притягивающих и отталкивающих электродвижущих сил вместе с распределением во времени работы задерживающих реле (201, 211) - это аспект, который запрограммирован в логической схеме устройства.

Следует заметить, что устройство приспособлено и предназначено для использования в многообразии окружений и с множеством производственных материалов, в частности, касательно магнитных материалов. Это верно и для постоянного магнита, и для электромагнитов. Такое разнообразие распространяется не только на материалы, используемые с различными магнитами, но также и на форму и конфигурацию.

К примеру, магнитные поля, создаваемые и поддерживаемые постоянными магнитами, будут непременно ослабляться со временем. Если устройство должно использоваться в обстановке или ситуации, когда техническое обслуживание устройства осуществляется заменой постоянного магнита при его ослаблении до определенного уровня, может быть желательно использовать такой материал, как заготовка для постоянного магнита, поскольку такой материал ослабляется с гораздо меньшей скоростью. С другой стороны, если устройство будет использоваться сравнительно короткими промежутками времени, будет регулярно подвергаться техническому обслуживанию, может быть желательным использовать керамический постоянный магнит, который может предложить другие преимущества, такие как менее дорогостоящее изготовление и более легкая замена.

Кроме того, некоторые виды материалов для постоянных магнитов способны поддерживать более интенсивные магнитные поля или, если такие материалы можно отливать или формовать, магнитные поля определенных форм, что может дополнительно повышать эффективность взаимодействия магнитного поля между постоянным магнитом и индуцированными электромагнитными полями.

Хотя устройство предназначено для работы с любым материалом, который может быть выполнен с возможностью поддержания постоянного магнитного поля, также видно, что электромагнитная схема, в том числе как стандартное приложение электродвижущей силы к каждым электромагнитным катушкам, так и захватывающая схема может и должна быть отрегулирована для извлечения максимального преимущества из особого взаимодействия между постоянным и электромагнитными полями.

Аналогичным образом электромагнитные катушки доступны сейчас в многообразии материалов и конфигураций. Хотя, в общем, удобно и верно говорить, что электромагниты имеют сердечник, также общеизвестно, что таким сердечником может быть либо какой-то материал, либо атмосфера окружающей среды, либо вакуум. Кроме того, несмотря на то, что традиционно также считалось, что электромагнитные катушки содержат ряд токовых витков, также возможно сконфигурировать виток тока, достаточный для производства электромагнитного поля, без ряда токовых витков, но с лентой тока, которая может быть цилиндрической, треугольной или коробчатой формы, при условии, что ток конгруэнтно перемещается вокруг заданного пространства, желаемого для создания электромагнитного поля.

Помимо этого должны учитываться относительные напряженности полей между каждым из постоянных магнитных полей и каждым из электромагнитных полей. Конечно, желательно сохранять это соотношение одинаковым для каждого из взаимодействий постоянного магнитного поля и электромагнитного поля, когда устройство вращается. Но также необходимо учитывать то, что магнитное поле каждого постоянного магнита и магнитное поле, индуцированное в каждом электромагните, будет иметь некоторое отношение друг к другу, и это должно приниматься во внимание при распределении во времени и программировании электромагнитной схемы. Это потому, что постоянное магнитное поле может иметь эффект создания противоположной электродвижущей силы, приводящей к стремлению вытеснения захваченных электронов из катушки. Таким образом, распределение во времени блокировки этого пути, чтобы эффективней захватывать электроны, будет зависеть от всех параметров устройства, в том числе его скорости вращения, физических размеров магнитных компонентов и различных используемых магнитных материалов и конфигураций.

Как представлено на фиг. 13, добавление дискретной схемы собственного замкнутого контура с высоковольтной электромагнитной катушкой (катушками) и алгоритмических средств управления применяется для использования колебания прямоугольной формы, создаваемого захваченным электроном в электромагнитной цепи. Цепи и механизмы управления, рассматриваемые в этом изобретении, захватывают электрические отражения в электромагнитных сборках при исчезновении поля. Поскольку каждый импульс подается к соответствующему электромагниту, цепь подачи управляется при помощи реле, которые выполнены с возможностью размыкания и замыкания в соответствии с командами от систем распределения во времени и управления, предназначенных для удержания электрона в захваченном состоянии.

Эти захваченные электроны, по существу, уже загружены в электромагнит(ы), сокращая тем самым время нарастания напряжения в катушке(ах), а также продолжая производить работу, а не утекая в землю или исчезая иным образом. Результаты многократных испытаний показали, что постоянное число оборотов в минуту с собственными цепями МОЕ во включенном состоянии обеспечило сокращение входной электроэнергии приблизительно на 60% по сравнению с поддержанием того же числа оборотов в минуту с МОЕ-цепями в выключенном состоянии. % снижения=(величина уменьшения/первоначальное значе- 8 022287 ние) х 100.

Например.

Постоянное число оборотов в минуту: потребление 127,6 Вт с МОЕ-цепями в выключенном состоянии; потребление 51,77 Вт с МОЕ-цепями во включенном состоянии. Примечание: многократное испытание с разными постоянными числа оборотов в минуту имеет тенденцию демонстрировать линейное ожидание на всех доступных диапазонах числа оборотов в минуту.

Описание.

МОЕ-цепи работают следующим образом. Сигнал от контроллера принимается реле. Реле открывает первичную высоковольтную положительную/отрицательную питающую цепь к выбранному электромагниту(ам). Ток подается в электромагнит. Когда управляющим алгоритмом подается команда на выключение электромагнитного поля, все цепи к электромагниту одновременно разрываются посредством реле (201) или (211). Это захватывает ранее загруженные электроны в электромагните. Когда управляющим алгоритмом подается команда на включение электромагнитного поля, и положительные, и отрицательные цепи к электромагниту одновременно открываются.

При замыкании цепи все электрические пути обрываются управляющим алгоритмом посредством команд релейным механизмам, которые сразу же разрывают связь с соответствующим электромагнитом. При размыкании цепи обозначенный ранее отрицательный соединитель заряжается позитронами, которые встречаются и сталкиваются с готовыми к вылету электронами. Результирующее столкновение реверсирует полярность и предотвращает вылет ранее захваченных отрицательных электронов из электромагнита. Это реверсивное поле воздействует на движение ротора на основе точного момента реверсирования, чтобы производить вращающий момент, эксплуатируемый, в конечном счете, как крутящий момент.

Помимо сбережения электричества, используемого для питания каждого электромагнита, благодаря исключению необходимости повторной загрузки каждого электромагнита каждый раз, когда поле исчезает, загруженный электромагнит продолжает воздействовать и на вращающий момент, а также генерировать электрическую энергию простым движением постоянных магнитов вблизи каждого заранее загруженного электромагнита. Эта энергия сокращает количество электрической энергии, необходимой для включения каждого управляемого командой электромагнита.

Изоляция цепей и электромагнитные колебания достигаются следующим образом: добавляемый к внешним источникам электроэнергии, управляемым посредством алгоритмического активизирования, переключающий интерфейс содержит изоляцию как преобразователя, так и выпрямителя, что улучшает устойчивость формы колебания и эффективность преобразования энергии. Благодаря использованию электронного переключения для полной изоляции внешних источников электроэнергии от подачи энергии электромагнитам, создаются колебания прямоугольной формы, а не традиционные синусоидальные колебания. Эксплуатация машины в замкнутой среде увеличивает подачу электронов электромагнитам в течение заданной длительности цикла.

Прямоугольная форма колебаний делает возможным мгновенное включение/выключение подачи электронов в каждой сборке катушек (и отдельных катушек) в течение всей длительности импульса энергии, а не нарастания, встречаемого обычно в традиционных электрических (переменного/постоянного тока) двигателях. Подача была продемонстрирована, чтобы пояснить полную энергию в катушке(ах) за 4 мкс для циклов притяжения и отталкивания.

Дополнительно, в традиционных двигателях исчезновение поля создает, как правило, большую утечку противоположной полярности в землю или потерю энергии иным образом. В технологии изобретения используется схема для восстановления этой отражательной потери, реверсирования ее полярности и повторного использования электронов, которые бы вылетели в противном случае, для повышения эффективности. Это переключение энергии, подаваемой в катушки, продемонстрировало 213% увеличение полезной энергии катушки без дополнительной входной электроэнергии от внешнего источника.

Как вкратце описано выше, дисковый ротор (121) будет приводиться в движение взаимодействием между магнитными полями электромагнитов (151) и постоянных магнитов (123). Полезно рассмотреть взаимодействие магнитных полей электромагнита (151) и постоянного магнита (123), когда постоянный магнит (123), смонтированный на дисковом роторе (121), приближается к электромагниту (151), как изображено на фиг. 7, а затем проходит и отходит от электромагнита (151), как изображено на фиг. 8. На фиг. 7 и 8 изображены линии и интенсивность магнитного потока, когда постоянный магнит (123) сначала притягивается, фиг. 7, а затем отталкивается, фиг. 8, от влияющего электромагнита (151). Эта же картина может быть воспроизведена повсюду вокруг сборки круглого статора (141) и дискового ротора (121), как может быть определено посредством ЦП (150).

Эффективность и преимущество устройства проистекает из сочетания трех факторов. Первый - это выбор инженерной модели для данного устройства. Это включает в себя такие факторы, как размер ротора и статора, промежуток между постоянными магнитами и электромагнитами и используемые материалы. Другим фактором является выбор материалов для сердечника электромагнита и для постоянного магнита. Это будет подробнее описано позже. Наконец, программирование ЦП, который, как будет показано, включает в себя как ПЗУ, так и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), которые могут быть

- 9 022287 выполнены с возможностью достижения оптимальной эффективности устройства для заданного применения.

Полезно обратить внимание на физическую разработку устройства. Предпочтительный вариант осуществления был описан как дисковый ротор, размещаемый обычно в статоре, так что электромагниты находятся и выше, и ниже постоянных магнитов на дисковом роторе. Следует заметить, что, как изображено сбоку на фиг. 9 и сверху на фиг. 10, ротором (210) не обязательно должен быть диск, но также может быть одна или несколько штанг (211), проходящих радиально от вала (111), с желаемой схемой расположения постоянных магнитов (213). Такая конструкция может быть желательна, когда есть ограничения на выбор материалов, или когда фактором является масса ротора.

Количество используемых роторов будет зависеть от множества факторов. Такие факторы включают в себя промежуток между постоянными магнитами и способность воздействовать на электромагниты для создания быстро изменяющегося магнитного поля, чтобы включить даже возможность реверсивного магнитного поля. Потому что чем больше роторов будет использовано, а также чем больше частота вращения роторов, тем необходимей становится выбор материала электромагнитного сердечника, который будет обеспечивать более быстрое изменение этого электромагнитного поля. На фиг. 11 изображено, как можно скомпоновать ряд роторов (121) на одном валу (111) и разместить их в ряде статоров (141).

Аналогичным образом можно представить (хотя здесь не изображено), что электромагниты можно прикрепить каким-нибудь средством, отличным от одного статора, при условии, что они правильно расположены и закреплены в таких положениях. Более того, даже если используется настоящий вариант осуществления, видно, что электромагниты не обязательно располагать и выше, и ниже ротора, или они могут быть расположены ближе к краю ротора.

В качестве основания, или платформы, для устройства изображена бетонная плита. Хотя возможно обеспечить надлежащую платформу из материала, отличного от бетона, следует упомянуть, что устойчивая окружающая среда является еще одним важным фактором для работы этого устройства. Любой наклон или вибрация вращающегося вала снижает эффективное и относительно свободное от трения вращение вала генератора. Одна из задач устройства, сконструированного таким образом, для улучшения эффективности состоит в том, чтобы исключить тепловые потери и потери Фарадея настолько, насколько возможно. К тому же, поскольку вопросы эффективности становятся все более привлекающими внимание, в расчет могут приниматься такие вещи, как температура, магнитные свойства и размеры материалов оболочки, внешнее электромагнитное излучение и т.д. Это могло бы выполняться дополнительной обработкой ЦП или специальным проектированием устройства для заданной окружающей среды, как, например (но не ограничиваясь), невесомость в космосе, жар и сухость пустыни или холодная влажность арктической среды.

Следует понимать, что все эти потенциальные варианты находятся в пределах существа и объема настоящего изобретения.

Материалы, которые были выбраны для этого использования, крайне важны из-за необходимости поддержания постоянным магнитом плотности его потока, поскольку он многократно подвергается воздействию изменяющихся индуцированных электромагнитных полей, и необходимости обеспечения быстрого реверсирования и включения и отключения электромагнитов. Соответственно, материал, который имеет высокое сопротивление к созданию любого магнитного поля, был бы неприемлем для использования в электромагнитном сердечнике, согласно настоящему изобретению. Аналогично материал, который может создавать мощное магнитное поле, но который сохранял бы к тому же существенную остаточную намагниченность от электромагнитного тока, представлял бы сложности тем, что это создавало бы препятствие непрерывному вращению ротора, вместо обеспечения ему необходимой поддержки для продолжения функции генерации электроэнергии.

По этим причинам выбор материалов как для электромагнитов, так и для постоянных магнитов является ключевым признаком настоящего изобретения. Касательно постоянных магнитов (151), керамические или ферритовые магниты являются гибкими, с магнитными порошками, закрепленными в формах для каждого положения в механизме, и являются предпочтительными материалами для настоящего устройства электродвижущей машины, хотя другие постоянные магниты не исключаются. Они могут быть выполнены в виде круглых брусков, прямоугольных брусков, подков, колец или тороидов, дисков, прямоугольников, многопальцевых колец и других обычных форм, как надлежит по требованиям к настоящей электродвижущей машине. Некоторые могут отливаться в форму и требовать шлифования для достижения окончательных размеров. Другие получаются из порошка, который прессуется в форме или связывание или спекание которого происходит под давлением.

Несомненно, может быть множество материалов, либо известных в настоящее время, либо которые будут разработаны позже, которые могут удовлетворять этому требованию. Свойства, требуемые электромагнитным сердечником, для смонтированных на направляющей электромагнитов в настоящем изобретении таковы, что материал должен быстро и эффективно намагничиваться и быть способным быстро возвращаться в состояние равновесия или даже состояние реверсивной магнитной полярности, когда обеспечивается соответствующий ток возбуждения.

Электромагниты для настоящей электродвижущей машины могут быть выполнены из альтернатив- 10 022287 ных материалов, чтобы реализовывать разные свойства, активизируемые и деактивизируемые управляющим компьютерным кодом, точно в надлежащее время вблизи постоянных магнитов ротора. Сердечник электромагнитов будет не ферромагнитным, чтобы компенсировать и устранять остаточный магнетизм при быстром включении/выключении. Напряженность и полярность магнитного поля, создаваемого электромагнитом, может корректироваться путем изменения величины тока, протекающего через провод, и путем изменения направления протекания тока.

К примеру, кольцевой магнит может быть намагничен, когда N находится внутри, а δ - снаружи, или N находится на одном краю, а δ - на противоположном краю, или N находится на верхней стороне, а δ - на нижней стороне, или повсюду на внешнем краю многочисленные N и δ полюса и т.д.

Вх компонент поля является однородным до +/-1% в плоскости, тонкий объем 2x10x0,2 мм (х, у, ζ), который особенно подходит для плоскостных эффектов в плоских образцах, ориентирован параллельно поверхности электромагнита. Вх можно управлять с помощью компьютера или вручную в диапазоне +/-0,4 Тл (4000 Гс) при ζ = 2 мм от поверхности электромагнита, уменьшаясь до диапазона +/-0,1 Тл (1000 Гс) при ζ = 12 мм. Зга формула будет использоваться для изменения напряженности сборок электромагнитов путем изменения ζ с помощью компьютерного кода, используя последнее сохраненное положение близости относительно движущихся постоянных магнитов. Параллельная проводка электромагнита будет реверсировать полярность по запросу, согласно командам компьютерного кода.

Плотность магнитного потока пропорциональна величине тока, протекающего в проводе электромагнита. Полярность электромагнита определяется направлением тока. Характеристикой сборки электромагнитов, имеющей ключевую важность, является способность управлять напряженностью плотности магнитного потока, полярностью поля и формой поля. Величина плотности магнитного потока управляется величиной тока, протекающего в катушке, полярность поля определяется направлением движения тока, а форма поля определяется формой железного сердечника, вокруг которого намотана катушка.

Следует заметить, что, как упоминалось ранее, возможно также оборудовать постоянными магнитами направляющую и приводить в действие ротор путем обеспечения чередующегося магнитного поля электромагнитам, смонтированным на или возле конца ротора, которое перемещается по направляющей от одних постоянных магнитов к другим. Если бы нужно было использовать этот вариант осуществления настоящего изобретения, способность электромагнитного материала сердечника еще больше ограничивалась бы строгими требованиями к изменению магнитного потока, чем в исходном варианте осуществления. Соответственно, хотя и не ожидается, что это было бы общепринятым вариантом осуществления настоящего изобретения, отмечается, что принципы настоящего изобретения можно было бы применять на практике и с таким вариантом осуществления, и, соответственно, следует считать, что такой вариант осуществления находится в пределах существа и объема настоящего изобретения.

Как будет продемонстрировано позже в этом описании, ключом к успеху изобретения является распределение во времени и задание последовательности смонтированных на направляющей электромагнитов и способность управлять и регулировать магнитные поля. Хотя позже в ходе описания этого изобретения будет представлено больше об этом процессе, следует сразу заметить, что эффективное управление и приложение электромагнитной энергии к ротору является крайне важной функцией, и что способность полностью управлять магнитным состоянием каждого из электромагнитов - это цель, которая должна быть достигнута.

Например, чем проще и эффективней можно запитывать магнитным образом, а затем магнитным образом отключать питание, а может быть даже реверсировать магнитным образом полярность электромагнитного сердечника, тем эффективней будет работать устройство. Аналогично, чем эффективней электричество может подаваться к желаемым электромагнитам и переключаться от циклически неиспользуемых электромагнитов, тем эффективней будет использование энергии, необходимой для поддержания движения ротора.

На фиг. 12 схематично изображено межсоединение различных электрических соединений и средств управления. На нем изображены реверсирующие электромагнитные сборки по направляющей устройства с производящими сборками в вырабатывающем электроэнергию участке генерирующего блока. На нем дополнительно изображены датчики по направляющей и валу, которые записывают последнее и текущее положения ротора с помощью меток времени. Теперь понятно, как информация подается в логическую схему, которая в зависимости от частоты вращения, положения вращающихся постоянных магнитов и роторов и желаемой выходной мощности электроэнергии может регулировать частоту и уровень электрического тока к электромагнитам, чтобы вырабатывать желаемый уровень электричества.

Кроме того, на фиг. 12 в схематичном виде изображены связи посредством сигналов и силовые соединения, которыми регулируется и которые пропускают электромагнитный ток от конденсатора через распределительную коробку к электромагнитам, которые требуется привести в действие в настоящее время.

На фиг. 13 изображена одна потенциально возможная конфигурация монтажной платы, которая подходила бы для работы устройства. Она включает в себя приемники входных сигналов для приема требуемых данных относительно вращения вала генератора. Она также включает в себя выводы для пе- 11 022287 реключения тока от конденсатора к желаемым электромагнитам в любой заданный момент времени. Последовательное распределение во времени возбуждения электромагнитов, скорее всего, потребует тонкой настройки и оптимизации для каждого сочетания электромагнитных сердечников, рабочих скоростей и желаемой мощности выходных сигналов. Потому что оптимальное распределение во времени будет основываться на магнитных свойствах каждой конфигурации электромагнита и конфигурации электрического поля в каждой смонтированной на направляющей дорожке.

Например, в зависимости от окружающей среды каждой направляющей могут существовать различные формы магнитного поля. Некоторые из этих электрических полей могут не обеспечивать подведение электромагнитной силы до тех пор, пока смонтированные на роторе постоянные магниты не находятся возле целевого электромагнита, тогда как другое электрическое поле вследствие других электромагнитных конфигураций может приводить к умеренной силе поля в более удаленных местоположениях от целевого электромагнита, оправдывая тем самым приложение более длительного электромагнитного импульса.

Основная идея изобретения заключается в создании повышенной эффективности использования магнитной сборки Халбаха для обеспечения вращения ротора генератора и для обеспечения возможности поддержания его вращения при помощи отбора лишь небольшой части энергии вращения, генерируемой электродвижущей машиной. Это достигается более эффективным использованием остаточного магнетизма постоянных магнитов и проектированием конструкции для вращения, которая является высокоэффективной и устойчивой. Еще точнее, тем не менее, это достигается с помощью тщательно вычисленного приложения тока к электромагнитам в точное время и на протяжении точного диапазона вращения, чтобы производить равномерное вращение при использовании лишь небольшого количества электрической энергии.

Тогда важно понимать функцию и работу управляющей логической схемы. Эта новая электродвижущая машина использует компьютерный код, записанный в собственных компьютерных микросхемах (ПЗУ), которые обеспечивают переключающие команды для активизирования/деактивизирования реверсивных электромагнитов (151), когда дисковый ротор (121) и постоянные магниты (123) вращаются в статоре (141). Каждая конфигурация устройства должна быть запрограммирована и настроена для достижения максимальной эффективности.

Для оптимизации работы устройства ЦП (150) включает в себя ПЗУ, которое содержит микросхему, на которой записаны, как правило, неизменяемые параметры устройства. Они могут включать в себя размер ротора и статора, схемы расположения постоянных магнитов и электромагнитов и другую подобную информацию. В табл. 2 показано, какие данные могут быть в ПЗУ. В табл. 3 показаны измерения, сделанные датчиками устройства, которые доступны в ОЗУ ЦП. В табл. 6 показан ряд команд программирования, которые могут быть полезны при управлении работой электродвижущей машины, используемой в качестве генератора электроэнергии, как описано в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения.

Этот алгоритм (табл. 6) руководит потоком, напряженностью, выбором и полярностью электромагнитов, расположенных на внешней направляющей (кольце статора), с которыми взаимодействуют постоянные магниты ротора. Когда завершается каждый оборот, компьютерный код проверяет переменные окружающей среды, чтобы получить разрешение для еще одного цикла. В зависимости от выходного сигнала и/или средств управления/ограничений дросселя цикл может быть ускорен или замедлен путем изменения переменных скорости, силы электромагнита и длительности с помощью интерфейса, которым перезаписываются выбранные значения в ОЗУ.

Другие компьютерные логические устройства могут быть включены в состав для выполнения управления экосистемой, как, например, температурные ограничения окружающей среды, согласование входа/выхода, средства управления устройством, как, например, дроссель, использование специальных характеристик и т.д. Они могут включать в себя, помимо всего прочего, следующие дополнительные функции управления: варьирование электромагнитной силы, используя ограничения окружающей среды; распределение тока к переключающему электромагниты устройству; обеспечение функции отслеживания и аварийной сигнализации; управление последовательностью загрузки/разгрузки конденсатора; управление последовательностью, напряженностью, длительностью зарядки батареи; поддержание состояния устройства, карт устройства и статуса компонентов; осуществление логических выражений, затрагиваемых внешним входным сигналом; и другие необходимые функции.

Видно, что каждая такая дополнительная возможность корректировки экосистемы предлагает перспективу дополнительного повышения эффективности устройства, а также должно быть видно, что устройству такие функции управления или измерения даже не нужны при эксплуатации в условиях, где они не необходимы, например, когда устройство было сконструировано для конкретной и устойчивой экосистемы. Упомянутое и прочее могут быть добавлены или удалены, чтобы удовлетворять нуждам любой заданной конфигурации устройства, и каждое сочетание - от отсутствия функций измерения или управления экосистемой до сочетания максимального количества, которое можно представить, следует считать входящим в пределы существа и объема настоящего изобретения.

На основе эмпирических данных предшествующих исследований, наподобие выполненных для

- 12 022287 электрической машины Халбаха, настоящее изобретение может повысить эффективность и преобразование энергии в любой или нескольких следующих областях:

герметичный корпус электродвижущей машины исключает влияние пыли, частиц и других внешних условий (влажности и т.д.) на увеличение трения движущихся частей. Корпус электродвижущей машины может быть вакуумирован и заполнен инертным газом, таким как азот, чтобы дополнительно сократить трение;

использование герметичных подшипников с синтетическими смазочными маслами, поддерживающими широкий диапазон температур, обеспечивает меньшую восприимчивость к усталости металла, увеличивая тем самым срок службы и снижая трение;

определенные несущие нагрузку подшипники могут быть выполнены на магнитной подвеске, чтобы дополнительно снизить трение;

использование керамических материалов для электромагнитных компонентов и компонентов, размещенных в статоре, исключает помехи от остаточного магнитного потока, а также способствует охлаждению устройства;

керамический материал или литая алюминиевая конструкция для основных корпусов делает возможным создание картин магнитного потока разной формы, а после - стабилизацию для максимальной эффективности, без помех со стороны кожуха и структуры. Поля и картины потоков с определенной формой для компонентов статора и ротора затем оптимизируются для максимальной тяги, толкания и свободного вращения;

интенсивность и длительность стабилизированного поля определенной формы регулируются компьютером, чтобы дополнительно увеличивать эффективность, основываясь на измерениях положений статора/ротора и команд управления дросселем;

использование алюминиевых и титановых композитных материалов для ротора, креплений постоянных магнитов и других не содержащих железа материалов для вала ротора увеличивает эффективность поля и снижает помехи от вращающегося потока;

включение в состав формованных лопастей вентилятора в качестве части ротора, работающих в герметичной среде, снижает необходимость во внешних охлаждающих механизмах;

эффективность преобразования энергии улучшается заполнением герметичного корпуса электродвижущей машины инертным газом, менее подверженным ухудшению вследствие повышения температуры;

использование конденсаторов для аккумулирования электричества, вырабатываемого генерирующими компонентами электродвижущей машины, для повторного питания активизирования электромагнитов увеличивает срок службы батареи, увеличивая тем самым время до замены батареи;

использование батареи с заряженными сухими/жидкостными элементами для обеспечения пусковой энергии и управляемого компьютером последовательного активизирования электромагнитов уменьшает зависимость от электрических заряжающих компонентов;

цепи подзарядки батареи, подключенные к преобразователям, подключенным к стандартным генераторам с приводом от вала или зубчатой передачи, повышают срок службы батареи и количество рабочих циклов машины;

использование для электрических цепей контактов с золотым покрытием или с добавлением золота снижает задержку, сопротивление электрических цепей и увеличивает эффективность протекания тока;

использование компьютерного кода для твердотельного переключения снижает задержку переключения тока к электромагнитам и улучшает способность измерять напряженность электромагнитов, плотность потока и проницаемость, увеличивая тем самым эффективность и долговечность электромагнитных материалов, обеспечивая наряду с этим мгновенное включение/выключение и возможность дросселирования;

использование выхода вала с зубчатой передачей для внешних генерирующих компонентов и движущей силы служит двойной цели и отводит накапливаемую кинетическую энергию от вращающихся деталей для содействия эффективности под нагрузкой;

использование узких коммутирующих колец и щеток высокой плотности (с золотом или другими материалами с высокой проводимостью) с отдельными постоянными магнитами для внутренней генерации электричества, направляемого в конденсатор и цепи зарядки батареи преобразователей, улучшает характеристики замкнутой системы.

Использование конденсаторов, преобразователей, твердотельного переключения, управляемого компьютерным кодом для направления тока с предварительно определенным напряжением, силой тока и мощностью к соответствующим устройствам, используя вычисленное распределение во времени на основе соотношений ротора/статора, улучшает эффективность сверх любой известной конфигурации магнитных электрических машин Халбаха или других.

Установка измеренного местоположения и определение размеров каждого электромагнита статора обеспечивает статическую информацию о расположении, которая используется для вычисления полярности, включения/выключения и подачи электроэнергии к электромагнитам, тем самым гарантируя, что для перемещения ротора используется самая сильная и направленная часть отталкивающе- 13 022287 го/притягивающего взаимодействия магнитного потока с постоянными магнитами. Обычно определено, что это так, при 38-47° от оси север/юг, но может и отличаться от этого диапазона, в зависимости от конкретного устройства и используемых материалов.

Пример эффективности эксплуатации устройства представлен в табл. 5. Следует заметить, что это результат, спрогнозированный всего лишь для одного из многих потенциально возможных вариантов осуществления устройства, все из которых следует считать находящимися в пределах существа и объема настоящего изобретения.

Базовую электродвижущую машину можно сконструировать, используя следующие компоненты:

1. генератор переменного тока;

2. вал ротора с диском на одном конце;

3. подшипники для удерживания ротора в положении, перпендикулярном круговой направляющей;

4. реле для переключения тока в и от конденсаторов;

5. многопозиционный переключатель с одним вводом тока и многопортовыми выводами;

6. конденсаторы для аккумулирования/разрядки сгенерированного электричества;

7. батарея жидкостных или сухих элементов;

8. электромагниты с керамическими сердечниками с двумя обмотками, которые реверсируют полярность;

9. постоянные алнико магниты, встроенные по периметру диска ротора;

10. корпус, который содержит круговую направляющую со встроенными электромагнитами, расположенными через одинаковое расстояние по периметру, с двумя перпендикулярными отверстиями, содержащими подшипники для вала ротора;

11. таблицу измерений расстояния между каждым электромагнитом;

12. таблицу измерений расстояния между каждым постоянным магнитом на роторе;

13. фотоэлемент или лазерный датчик для определения соотношения положения ротора/статора;

14. проводку для обеспечения возможности перенаправления тока к каждому электромагниту от переключателя со многими выходами;

15. проводку, при помощи которой активизируются электромагниты с полярностью в одном направлении, и дублирующую проводку, при помощи которой активизируются те же электромагниты с полярностью в противоположном направлении;

16. коммутирующее кольцо со щетками для приема сгенерированного тока от традиционного генератора;

17. преобразователи для изменения напряжения и преобразования переменного тока в постоянный ток;

18. проводку от щеток генератора к преобразователям;

19. проводку от преобразователей к регулятору для зарядки батареи;

20. зубчатую передачу на выходном валу ротора для получения движущей силы;

21. вычислительное устройство для расчета интервала, полярности и напряжения, требуемых каждым электромагнитом, приближающимся к ротору, основываясь на текущем положении ротора, местоположении постоянного магнита ротора, скорости вращения ротора, направлении вращения ротора и последнем известном положении ротора, последней известной скорости вращения ротора, последнем известном направлении вращения ротора, последней известной близости положения электромагнита, последнего известного определения близости положения электромагнита, последней известной полярности определения близости положения электромагнита, последней известной напряженности определения близости положения электромагнита;

22. механическое средство запуска вращения ротора - либо заводная рукоятка, либо стартер с внешним питанием, выполненный с возможностью поворота ротора на один полный оборот в 360°, и;

23. материалы, не содержащие железа для создания кожуха, креплений вала ротора, каркаса и корпусов.

Стоит упомянуть, что даже такие вопросы, как реверсирование магнитных сборок (размещение постоянных магнитов на статоре, а электромагнитов - на роторе), можно было бы выполнить, не выходя за пределы существа и объема настоящего изобретения, хотя этот конкретный вариант мог бы усложнить задачу подвода энергии к электромагнитам.

Также должно быть понятно, что для этих компонентов доступно множество замен и что эти компоненты могут также соответствовать и быть дополнительно усилены многообразием доступных устройств. Следует понимать, что все из этих выборов альтернативных компонентов находятся в пределах существа и объема настоящего изобретения. Такие варианты распространяются не только на различные варианты материалов и конструирования, которые были упомянуты, но также и на изменения в таких вещах, как эксплуатационные параметры, которые измеряются и учитываются в работе устройства посредством логической схемы. Более того, следует считать, что все различные применения устройства охвачены этим раскрытием, и те, которые были упомянуты конкретно, а также те, которые могут быть очевидны из этого описания.

Любое устройство, в котором описанные или подобные радиальные магнитные сборки используют- 14 022287 ся и применяются путем тщательного выбора материалов и рабочих последовательностей для достижения максимальной эффективности в создании радиальной энергии, также следует считать охваченным.

Описывается, что в устройстве дополнительно используются электрические схемы, которые хорошо известны и не нуждаются в дополнительном описании или изображении в этом изобретении. Таковые включают в себя использование реле, переключателей, щеток, катушек и так далее, чтобы выполнять хорошо известные цели и задачи, связанные с электричеством. Следует понимать, что каждый из них тоже содержится в пределах существа и объема настоящего изобретения.

В раскрытых вариантах осуществления дополнительная модификация и изменение могут выполняться, не отклоняясь от предмета и существа изобретения, определенных нижеследующей формулой изобретения. Предполагается, что такие модификации и изменения, так как они находятся в пределах объема этой формулы изобретения, считаются частью описанного изобретения.

Claims (22)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для генерации энергии вращения посредством воздействия на магнитные поля, содержащее генератор энергии вращения, в котором главный вал выполнен заодно с одним или несколькими роторами, при этом каждый ротор имеет на или вблизи его радиально наиболее удаленных точек сборку постоянных магнитов, причем упомянутая сборка постоянных магнитов содержит один или несколько смонтированных постоянных магнитов, выполненных с возможностью поддержания и испускания устойчивого магнитного поля после неоднократного воздействия переменных магнитных полей, при этом сборка постоянных магнитов дополнительно выполнена с возможностью перемещения радиально по круговой дорожке, размещенной в статоре, причем генератор энергии вращения дополнительно оснащен средством передачи для выходной мощности энергии вращения, подаваемой целевому потребляющему объекту;

круговую дорожку, выполненную с возможностью обеспечения вмещения и электрической связи для сборки электромагнитов, при этом сборка электромагнитов содержит один или несколько электромагнитов, которые могут быть равномерно расположены на расстоянии друг от друга таким образом, чтобы находиться вблизи постоянных магнитов сборки постоянных магнитов, когда она вращается относительно вала и радиально относительно дорожки; причем каждый электромагнит выполнен с возможностью генерирования электромагнитного поля при подаче требуемой электродвижущей силы, причем каждый электромагнит дополнительно выполнен из такого материла и таких размеров, чтобы обеспечивать возможность быстрого создания и поддержания электромагнитного поля и обеспечивать магнитный поток, создаваемый при приложении электродвижущей силы, а затем возможность быстрого избавления от магнитного потока, когда электродвижущая сила отключается от электромагнита, и дополнительную возможность быстрого реверсирования ориентации магнитного потока, когда электродвижущая сила реверсируется посредством индуктивной катушки или проходит через альтернативный реверсивный электромагнит;

причем каждый электромагнит имеет электрическую связь с источником питания, при этом источник питания дополнительно содержит электрический аккумулирующий компонент, способный аккумулировать и высвобождать небольшие серии импульсов электрического тока, как может быть указано одним или несколькими переключателями, причем в качестве источника питания выбран некоторый компонент, про который известно, что он имеет возможность надежно аккумулировать и высвобождать электрическую энергию небольшими и точными сериями импульсов, причем источник питания дополнительно выполнен с возможностью принимать электрическую энергию в небольших количествах и надежно и эффективно аккумулировать электрическую энергию для ее высвобождения, и источник питания дополнительно выполнен с возможностью принимать и преобразовывать энергию с выхода генератора энергии для любого другого желаемого источника в надлежащую форму для аккумулирования в источнике питания; и средство управления для регулирования и управления аккумулированием, задерживанием и высвобождением электрической энергии для достижения оптимального распределения во времени и величины подачи, задерживания и реверсирования электронов от источника питания к каждому окружному электромагниту, причем средство управления дополнительно содержит датчики, детектирующие и сообщающие частоту вращения вала генератора, положение каждого постоянного магнита и любые другие данные, полезные при определении оптимальных моментов времени для подачи, задерживания и высвобождения серий импульсов электронов и величины электродвижущей силы, прикладываемой для выработки каждой серии импульсов электрического тока, приемники для приема входных сигналов от датчиков, а также реле и переключатели, выполненные с возможностью обеспечения высвобождения тока.

2. Устройство для генерации энергии вращения по п.1, в котором каждый постоянный магнит выполнен из материала, пригодного для принятия и сохранения постоянного магнитного поля, по существу, с предсказуемой интенсивностью ослабления.

3. Устройство для генерации энергии вращения по п.1, в котором источник питания дополнительно

4. Устройство для генерации энергии вращения по п.1, в котором источник питания дополнительно содержит одно или более сочетание конденсаторов, выполненных с возможностью принимать и аккумулировать небольшие увеличения электричества и высвобождать электрическую энергию точными сериями импульсов тока, как указано средством управления.

5. Устройство для генерации энергии вращения по п.2, в котором источник питания дополнительно содержит одно или более сочетание конденсаторов, выполненных с возможностью принимать и аккумулировать небольшие увеличения электричества и высвобождать электрическую энергию точными сериями импульсов тока, как указано средством управления.

6. Устройство для генерации энергии вращения по п.1, в котором средство управления дополнительно содержит центральный процессор (ЦП), при этом ЦП дополнительно содержит компьютерное постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором хранятся постоянные и неизменяемые размерные параметры ротора и положения постоянных и электромагнитных сборок;

причем ЦП дополнительно содержит компьютерное оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) со средством ввода, при помощи которого данные, принятые от датчиков, могут быть приняты ОЗУ, логическое средство, с помощью которого могут быть интерпретированы данные, причем данные, используемые для определения частот, при которых электромагниты должны быть запитаны, заблокированы и отключены от питания; и средство управления, при помощи которого электромагниты могут быть запитаны, заблокированы и отключены от питания, как необходимо для эффективной работы устройства для генерации радиальной энергии.

7. Устройство для генерации энергии вращения по п.2 или 3, в котором средство управления дополнительно содержит ЦП, при этом ЦП дополнительно содержит компьютерное ПЗУ, в котором хранятся постоянные и неизменяемые размерные параметры ротора и постоянных и электромагнитных сборок;

причем ЦП дополнительно содержит компьютерное ОЗУ со средством ввода, при помощи которого данные, принятые от датчиков, могут быть приняты ОЗУ, логическое средство, с помощью которого могут быть интерпретированы данные, причем данные, используемые для определения частот, при которых электромагниты должны быть запитаны, заблокированы и отключены от питания; и средство управления, при помощи которого электромагниты могут быть запитаны, заблокированы и отключены от питания, как необходимо для эффективной работы устройства для генерации радиальной энергии.

8. Устройство для генерации энергии вращения по п.3, в котором средство управления дополнительно содержит ЦП, при этом ЦП дополнительно содержит компьютерное ПЗУ, в котором хранятся постоянные и неизменяемые размерные параметры ротора и постоянных и электромагнитных сборок;

причем ЦП дополнительно содержит компьютерное ОЗУ со средством ввода, при помощи которого данные принимаются от логического средства, с помощью которого могут быть интерпретированы данные, причем данные, используемые для определения частот, при которых электромагниты должны быть запитаны, заблокированы и отключены от питания; и средство управления, при помощи которого электромагниты могут быть запитаны, заблокированы и отключены от питания, как необходимо для эффективной работы устройства для генерации радиальной энергии.

9. Устройство для генерации энергии вращения по п.4, в котором средство управления дополнительно содержит ЦП, при этом ЦП дополнительно содержит компьютерное ПЗУ, в котором хранятся постоянные и неизменяемые размерные параметры ротора и постоянных и электромагнитных сборок;

причем ЦП дополнительно содержит компьютерное ОЗУ со средством ввода, при помощи которого данные, принятые от датчиков, могут быть приняты ОЗУ, логическое средство, с помощью которого могут быть интерпретированы данные, причем данные, используемые для определения частот и уровней, при которых электромагниты должны быть запитаны, заблокированы и отключены от питания; и средство управления, при помощи которого электромагниты могут быть запитаны, заблокированы и отключены от питания, как необходимо для эффективной работы устройства для генерации радиальной энергии.

10. Устройство для генерации энергии вращения по любому из пп.5-9, которое дополнительно оснащено датчиками для измерения изменяющихся факторов экосистемы и в котором ОЗУ ЦП выполнено с возможностью приема и обработки факторов экосистемы в процессе определения частот и уровней, при которых электромагниты должны быть запитаны, заблокированы и отключены от питания; и средство управления, при помощи которого электромагниты могут быть запитаны, заблокированы и отключены от питания, как необходимо для эффективной работы устройства для генерации радиальной энергии.

11. Устройство для генерации энергии вращения по п.6, которое дополнительно оснащено датчиками для измерения изменяющихся факторов экосистемы и в котором ОЗУ ЦП выполнено с возможностью

12. Устройство для генерации энергии вращения по п.7, которое дополнительно оснащено датчиками для измерения изменяющихся факторов экосистемы и в котором ОЗУ ЦП выполнено с возможностью приема и обработки факторов экосистемы в процессе определения частот и уровней, при которых электромагниты должны быть запитаны, заблокированы и отключены от питания; и средство управления, при помощи которого электромагниты могут быть запитаны, заблокированы и отключены от питания, как необходимо для эффективной работы устройства для генерации радиальной энергии.

13. Устройство для генерации энергии вращения по п.8, которое дополнительно оснащено датчиками для измерения изменяющихся факторов экосистемы и в котором ОЗУ ЦП выполнено с возможностью приема и обработки факторов экосистемы в процессе определения частот и уровней, при которых электромагниты должны быть запитаны, заблокированы и отключены от питания; и средство управления, при помощи которого электромагниты могут быть запитаны, заблокированы и отключены, как необходимо для эффективной работы устройства для генерации радиальной энергии.

14. Устройство для генерации энергии вращения по п.1, в котором ротор дополнительно содержит диск, который выполнен как целая часть с валом, причем вал находится в центре вращения дискового ротора, и в котором постоянные магниты размещены на дисковом роторе радиально равномерно по дисковому ротору в его наиболее удаленных точках.

15. Устройство для генерации энергии вращения по п.2, в котором ротор дополнительно содержит диск, который выполнен как целая часть с валом, причем вал находится в центре вращения дискового ротора, и в котором постоянные магниты размещены на дисковом роторе радиально равномерно по дисковому ротору в его наиболее удаленных точках.

- 15 022287 содержит одно или более сочетание конденсаторов, выполненных с возможностью принимать и аккумулировать небольшие увеличения электричества и высвобождать электрическую энергию точными сериями импульсов тока, как указано источником управляющей логики.

16. Устройство для генерации энергии вращения по п.3, в котором ротор дополнительно содержит диск, который выполнен как целая часть с валом, причем вал находится в центре вращения дискового ротора, и в котором постоянные магниты размещены на дисковом роторе радиально равномерно по дисковому ротору в его наиболее удаленных точках.

- 16 022287 приема и обработки факторов экосистемы в процессе определения частот и уровней, при которых электромагниты должны быть запитаны, заблокированы и отключены от питания; и средство управления, при помощи которого электромагниты могут быть запитаны, заблокированы и отключены от питания, как необходимо для эффективной работы устройства для генерации радиальной энергии.

17. Устройство для генерации энергии вращения по п.4, в котором ротор дополнительно содержит диск, который выполнен как целая часть с валом, причем вал находится в центре вращения дискового ротора, и в котором постоянные магниты размещены на дисковом роторе радиально равномерно по дисковому ротору в его наиболее удаленных точках.

- 18 022287

Фиг. 3

Фиг. 4

Фиг. 5

Фиг. 6А

18. Устройство для генерации энергии вращения посредством воздействия на магнитные поля, содержащее генератор энергии вращения, в котором главный вал выполнен заодно с одним или несколькими роторами, причем каждый ротор имеет на или вблизи его радиально наиболее удаленных точек электромагнитную сборку, причем электромагнитная сборка содержит один или несколько смонтированных электромагнитов, при этом электромагнитная сборка дополнительно выполнена с возможностью перемещения радиально по круговой дорожке, размещенной в статоре, причем генератор энергии вращения дополнительно оснащен средством передачи для выходной мощности энергии вращения, передаваемой целевому потребляющему объекту;

круговую дорожку, выполненную с возможностью обеспечения вмещения и электрической связи для сборки постоянных магнитов, при этом сборка постоянных магнитов содержит один или несколько постоянных магнитов соответствующего качества для установления, поддержания и испускания устойчивого магнитного поля после неоднократного воздействия переменных магнитных полей, которые могут быть равномерно расположены на расстоянии друг от друга таким образом, чтобы находиться вблизи электромагнитов электромагнитной сборки, когда она вращается относительно вала и радиально относительно дорожки;

каждый электромагнит оснащен электромагнитным сердечником, при этом каждый электромагнитный сердечник дополнительно выполнен из такого материала и таких размеров, чтобы обеспечивать возможность электромагнитному сердечнику быстро создавать, поддерживать и усиливать магнитный поток, создаваемый, когда через индуктивную катушку вокруг сердечника протекает электрический ток, а затем быстро избавляться от магнитного потока, когда электрический ток отключен от индуктивной катушки, а дополнительно возможность быстро реверсировать ориентацию магнитного потока, когда электрический ток реверсируется в индуктивной катушке или протекает через альтернативную реверсирующую электрическую катушку;

причем каждый электромагнит имеет электрическую связь с источником питания, при этом источник питания дополнительно содержит электрический аккумулирующий компонент, способный аккумулировать и высвобождать небольшие серии импульсов электрического тока, как может быть указано одним или несколькими переключателями, причем источником питания выбран любой компонент, про который известно, что он имеет возможность надежно аккумулировать и высвобождать электрическую энергию небольшими и точными сериями импульсов, причем источник питания дополнительно выпол- 17 022287 нен с возможностью принимать электрическую энергию в небольших количествах и надежно и эффективно аккумулировать электрическую энергию для ее высвобождения, и причем источник питания дополнительно выполнен с возможностью принимать и преобразовывать энергию от выхода генератора энергии для любого другого желаемого источника в надлежащую форму для аккумулирования в источнике питания; и средство управления для регулирования и управления аккумулированием, задерживанием и высвобождением электрической энергии для достижения оптимального распределения во времени и величины подачи электрического тока от источника питания к каждому окружному электромагниту, при этом средство управления дополнительно содержит датчики, детектирующие и сообщающие частоту вращения вала генератора, положение каждого постоянного магнита и любые другие данные, полезные при определении оптимальных моментов времени для высвобождения серий импульсов электрического тока и величины тока, высвобождаемого в каждой серии импульсов электрического тока, приемники для приема входных сигналов от датчиков, а также реле и переключатели, выполненные с возможностью обеспечения высвобождения тока.

- 19 022287

Фиг. 7

19. Устройство для генерации энергии вращения по п.18, в котором каждый постоянный магнит выполнен из ферритового, или керамического, или некоторого керамико-железистого состава.

- 20 022287

Таблица 1

ЛОГИКА:

Метка времени

ЕСЛИ положение (ЗРСоЗРЦ И

Прошедшее время ((ТЗС-Т81_)<>0)

ТОГДА послать запрос на обращение полюса (ЗРСтх)

Метка воемени

Возврат активизировать ЗРСтхВ1 (модуляция)

ЗРС = текущее положение вала

ЗРЬ = последнее положение вала

Т8С = метка времени текущего положения вала

ТЗЬ = метка времени последнего положения вала

ЗРСтх = идентифицированный конкретный магнит

ЗРСтхР1 = команда реверсировать полярность

Нет часов реального времени (время = время от начала)

Таблицы в памяти: карта положений, карта магнитов, карта ротора, последнее положение, текущее положение, последняя команда относительно полярности, последняя модуляция

20. Устройство для генерации энергии вращения по п.1, в котором ротор дополнительно содержит одну или несколько уравновешенных радиальных штанг, которые выполнены как целая часть с валом, причем вал находится в центре вращения ротора, в котором постоянные магниты размещены на каждой штанге дискового ротора радиально равномерно по дисковому ротору в его наиболее удаленных точках и в котором ротор дополнительно содержит одну или несколько уравновешенных радиальных штанг, которые выполнены как целая часть, причем вал находится в центре вращения ротора и причем постоянные магниты размещены на каждой штанге дискового ротора радиально равномерно по дисковому ротору в его наиболее удаленных точках.

- 21 022287

Таблица 2

Переменные, хранимые в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве), специфичные для конфигурации устройства:

Местоположение электромагнитов по окружности О - 360 градусов направляющей

Карты потоков постоянных магнитов ротора (специфично для конфигурации) Расстояние между каждым электромагнитом направляющей (специфично для конфигурации)

Расстояние между каждым постоянным магнитом ротора (специфично для конфигурации)

Паспортное максимальное число оборотов в минуту ротора (специфично для конфигурации)

Паспортная максимальная внутренняя температура (специфично для конфигурации)

Карты положений датчика движения (специфично для конфигурации) Задержка датчика движения (время готовности/успокоения) (Другие постоянные, необходимые для функций управления экосистемой)

Таблица 3

Переменные, хранимые в ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) для считывания/обновления Текущая метка времени Прошлая метка времени

Прошедшее время (текущая метка времени - прошлая метка времени) Прошлое положение ротора (ЕСЛИ ноль ТОГДА текущее положение = прошлому положению ротора)

Текущее положение ротора (активное число датчика движения) Последний электромагнит Текущий электромагнит Следующий электромагнит

Направление ротора (по часовой стрелке/против часовой стрелки)

Последняя полярность

Текущая полярность

Следующая полярность

Электроэнергия последнего электромагнита

Электроэнергия текущего электромагнита

Электроэнергия следующего электромагнита

Последний датчик движения

Текущий датчик движения

Следующий датчик движения

Направление вращения ротора

Остановка

Таблица 4

Собственные способы переключения энергии, подаваемой к катушкам, продемонстрировала 213% увеличение полезной энергии катушки без дополнительной входной электроэнергии от внешнего источника.

Иллюстрация цепи:

- 22 022287

Таблица 5

Кроме того, в традиционных двигателях исчезновение поля создает, как правило, большую утечку противоположной полярности в землю или потерю энергии иным образом. В технологии изобретения схема используется для восстановления этой отражательной потери, реверсирования ее полярности и повторного использования электронов, которые бы вылетели в противном случае, для повышения эффективности.

Иллюстрация:

Таблица 6

Основной алгоритм улучшенного задерживания

ВЫПОЛНЯТЬ пока значение переменной остановки не равно ИСТИНА

Считывать значение переменной остановка

Считывать значение переменной нагрузка

Считывать текущую скорость ротора

ЕСЛИ текущая скорость ротора = 0 ТОГДА остановка = ИСТИНА

ЕСЛИ нагрузка = нет нагрузки и текущая скорость ротора > 0 ТОГДА повторить

ЕСЛИ нагрузка > нет нагрузки и текущая скорость ротора <>

проектной скорости (нагрузке) ротора ТОГДА увеличить захват Вычислить захват (текущая скорость ротора/частота импульсов датчика) = интервал импульсов проектной нагрузки

ЕСЛИ захват < проектного (нагрузки) захвата ТОГДА уменьшать частоту импульсов датчика до тех пор, пока захват не станет равен проектному захвату (нагрузке)

ЕСЛИ захват > проектного (нагрузки) захвата ТОГДА увеличивать интенсивность подзарядки до тех пор, пока интенсивность подзарядки не равна максимальной проектной интенсивности подзарядки Повторить

Колебание (переключение к колебаниям прямоугольной формы)

ЕСЛИ захват = максимальному проектному захвату И текущая скорость ротора (нагрузка) < текущей проектной скорости ротора (нагрузки) ТОГДА изолировать внешнее питание Колебание (переключение обратно к колебаниям синусоидальной формы)

ЕСЛИ нагрузка < максимальной проектной нагрузки и интенсивность подзарядки < максимальной проектной интенсивности подзарядки И текущая проектная скорость ротора => проектной скорости ротора (нагрузки) ТОГДА подключить внешнее питание Второстепенный улучшенный алгоритм

ВЫПОЛНЯТЬ пока значение переменной остановка не равно ИСТИНА

Считывать значение переменной остановка

Вызвать вычисление задерживания

Вызвать подтверждение колебания

Повторить