GR1009375B - Νεοι τυποι ηλεκτρομαγνητικων μηχανων μαγνητικης πολωσης. μαγνητολογικοι. αυτονομα ηλεκτροπαραγωγα ζευγη - Google Patents

Abstract

Οι νέου τύπου ηλεκτρομαγνητικές μηχανές έχουν τα εξής χαρακτηριστικά: Δεν καίγοντοι σε οποιαδήποτε κατάσταση (υπερφόρτωσης-πέδησης). Δεν δημιουργείται πτώση τάσεως στο δίκτυο κατά την εκκίνησή τους. Το ρεύμα εκκινήσεώς τους δεν είναι μεγαλύτερο από το ονομαστικό. Δεν έχουν άεργο ισχύ κατά την λειτουργία τους. Μηδενική κατανάλωση στις υψηλές ταχύτητες. Είναι κατάλληλοι και για συνεχές και για εναλλασσόμενο ρεύμα. Παρουσιάζουν βαθμό αποδόσεως πέραν του 100%. Συμπερασματικά: Μπορούν να αντικαταστήσουν όλους τους μέχρι σήμερα ηλεκτρικούς κινητήρες καθότι υπερτερούν σε οικονομία, αντοχή, απόδοση και είναι φιλικοί στο περιβάλλον.

Description

ΝΕΟΙ ΤΥΠΟΙ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ

ΜΗΧΑΝΩΝ

ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΠΟΛΩΣΗΣ. ΜΑΓΝΗΤΟΛΟΓΙΚΟΙ.

ΑΥΤΟΝΟΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΑ ΖΕΥΓΗ.

Γ ενικά: Η εφεύρεση αναφέρεται σε νέους τύπους ηλεκτρομαγνητικών κινητήρων με γενικά χαρακτηριστικά, τη μεγάλη απόδοσή τους ενεργειακά, την υψηλή μηχανική αντοχή τους κατασκευαστικά, και την οικονομική-οικολογική και τεχνολογική επανάστασή τους σε παγκόσμια κλίμακα, χρησιμοποιώντας τους για παραγωγή κινητικής και ηλεκτρικής ενέργειας.

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

ΝΕΟΙ ΤΥΠΟΙ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ

ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΠΟΛΩΣΗΣ. ΜΑΓΝΗΤΟΛΟΓΙΚΟΙ.

ΑΥΤΟΝΟΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΑ ΖΕΥΓΗ.

Στην παρούσα εφεύρεση οι αναφερόμενοι κινητήρες έχουν νέα αρχή λειτουργίας όπου ο ρότωρας είναι ΕΝΕΡΓΟΣ, δηλαδή έλκει και απωθεί τα μαγνητικά πεδία του στάτη και ΠΑΘΗΤΙΚΟΣ, δηλαδή έλκεται και απωθείται ταυτόχρονα από τα μαγνητικά πεδία του στάτη. Δηλαδή ανά πάσα στιγμή λειτουργίας των νέων κινητήρων , ο κάθε πόλος ξεχωριστά είτε στάτη είτε ρότωρα είναι ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΟΣ και ΠΑΘΗΤΙΚΟΣ ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ. Οι μηχανικές λοιπόν δυνάμεις είναι επί 4.

Η αρχή λειτουργίας των νέων κινητήρων εστιάζεται στην κατασκευή τους όσον αφορά τα δημιουργούμενα μαγνητικά πεδία που προκαλούν την περιστροφή του.

Ειδικότερα:

1 . Μαγνητικής πόλωσης: Είναι κινητήρες καθέτων ή αντιπαραλλήλων πεδίων οι οποίοι εκμεταλλεύονται την δωρεάν ενέργεια του μόνιμου μαγνήτη που τοποθετούμε στους πόλους ρότωρα και στάτη του κινητήρα. Αυτοί οι κινητήρες είναι πολύ ισχυρότεροι από τους προηγουμένους καθότι διπλασιάζεται η δύναμη έλξεως - απώσεως κάθε πόλου δηλαδή μεγαλώνει η δύναμη F του κινητήρα και ταυτόχρονα υποδιπλασιάζεται η κατανάλωση λειτουργίας του. Πιο συγκεκριμένα η κατανάλωση μειώνεται αφού η επιφάνεια μαγνήτισης είναι η μισή (την άλλη μισή μας την προσφέρει ο μαγνήτης). Γ ια παράδειγμα ένας κινητήρας μαγνητικής πόλωσης ο οποίος αποτελείται από στάτη με 12 πεταλοειδής πόλους και ρότωρα 30 πόλων έχει ενεργούς πάντοτε τους 6 πεταλοειδής πόλους του στάτη με αντίστοιχα 6 ενεργούς πόλους του ρότωρα. Η λειτουργία του συγκεκριμένου κινητήρα γίνεται σε δύο χρόνους, (flip-flop). Δηλαδή όταν οι μισοί πόλοι του στάτη είναι ενεργοί οι υπόλοιποι είναι ανενεργοί. Ομοίως όταν ο κάθε πόλος του ρότωρα είναι ανάμεσα στο δίπολο του στάτη είναι ενεργός σε αντίθετη περίπτωση δεν είναι ενεργός (σχήμα 1).

2. Μαγνητολογικοί: Είναι κινητήρες όλων των πεδίων: καθέτων, αντιπαραλλήλων, στρεφομένων κ.α. Εκμεταλλεύονται τα μαγνητικά αγώγιμα και υπεραγώγιμα σύρματα (υπεραγωγοί χαμηλής ή υψηλής θερμοκρασίας), αγωγούς με μαγνητική μνήμη κ.α. καταργώντας τους πόλους των κινητήρων αφού σε αυτούς το ίδιο το πηνίο είναι εκτός από ηλεκτρικά και μαγνητικά αγώγιμο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την σμίκρυνση των κινητήρων σε όγκο και βάρος χωρίς να μειώνεται η απόδοση τους. Γ ια παράδειγμα (σχήμα 2) ένας μαγνητολογικός κινητήρας αποτελείται από ρότωρα από μόνιμους μαγνήτες τοποθετημένους (Β-Ν κενό, Β-Ν κενό κ.ο.κ.) ο δε στάτης αποτελείται από ηλεκτρομαγνήτες ή πηνία σιδηρομαγνητικού υλικού ηλεκτρικά μονωμένα. Οι πόλοι του στάτη είναι με ανεξάρτητα τυλίγματα και αλλάζουν πολικότητα καθένας ξεχωριστά ανάλογα της πολικότητας του πόλου του ρότωρα που βρίσκεται στο πεδίο επιρροής του. Η λογική του μαγνητολογικού κινητήρα είναι η εξής: Αλλάζει η πολικότητα του κάθε πόλου του στάτη ανάλογα με την πολικότητα του κάθε πόλου του ρότωρα όταν βρίσκεται στο πεδίο επιρροής, (σχήμα 2) που ο συγκεκριμένος είναι καθέτων πεδίων. Η αλλαγή της πολικότητας του κάθε πόλου του στάτη επιτυγχάνεται με τη χρήση οπτικού δίσκου όπου είναι τοποθετημένος στον άξονα του κινητήρα, περιστρέφεται μαζί με τον ρότωρα δίνοντας εντολή σε συγκεκριμένα σημεία να αλλάξει η πολικότητα του κάθε πόλου του στάτη. Είναι προτιμότερο σε αυτούς τους κινητήρες να χρησιμοποιούμε υπεραγώγιμους μαγνήτες πολλών μονάδων Τέσλα. Μαγνητολογικοί κινητήρες είναι ο συνδυασμός των ανωτέρω αναφερομένων κινητήρων και τεχνολογιών μεταξύ τους ούτως ώστε να είναι ταχύτατοι, “έξυπνοι”, δυνατοί με ελάχιστο όγκο και βάρος και με την ελάχιστη δυνατή κατανάλωση. Οι Μαγνητολογικοί κινητήρες μπορούν εκτός των άλλων εφαρμογών να χρησιμοποιηθούν στην νανοτεχνολογία, στη ρομποτική και στο διάστημα.

3. Αυτόνομα ηλεκτροπαραγωγά ζεύγη: Ένα αυτόνομο ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος αποτελείται από ένα νέου τύπου ηλεκτρομαγνητικό κινητήρα (καθέτων, αντιπαραλλήλων πεδίων, μαγνητικής πόλωσης ή μαγνητολογικό) που έχει βαθμό απόδοσης μεγαλύτερο της μονάδας σε ηλεκτρομηχανική σύνδεση με μια απλή γεννήτρια του εμπορίου ή νέου τύπου γεννήτριας όπου ο συνολικός βαθμός απόδοσης του ζεύγους ξεπερνά την μονάδα με αποτέλεσμα την δημιουργία περίσσιας ενέργειας η οποία είναι και εκμεταλλεύσιμη. Επίσης αυτόνομο ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος μπορεί να αποτελείται από 2 νέου τύπου κινητήρες (καθέτων, αντιπαραλλήλων πεδίων, μαγνητολογικοί, μαγνητικής πόλωσης) συνδεδεμένους σε κοινό άξονα και με συνολικό βαθμό απόδοσης ζεύγους μεγαλύτερο της μονάδος.

ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΝΕΟΥ ΤΥΠΟΥ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ

Στους νέους τύπους κινητήρων εκμεταλλευόμαστε την γεωμετρική τους κατασκευή. Η απόδοση των νέων ηλεκτρομαγνητικών κινητήρων, εξαρτάται από την φέρουσα δύναμη F των ηλεκτρομαγνητών του ή μαγνητών του.

Την γεωμετρική κατασκευή τους, δηλαδή τη διάμετρο D του κινητήρα, και τον αριθμό ζευγών πόλων (ν), που επενεργούν στις δυνάμεις περιστροφής.

Έχουμε δηλαδή: Ρ = F * d * ν

Όπου : Ρ είναι η ισχύς του κινητήρα

F είναι η δύναμη Coulomb F= (m1<*>m2) / α<2>

d είναι η διάμετρος του ρότωρα του κινητήρα

ν είναι ο αριθμός ζευγών πόλων

Έτσι αλλάζει και η εξωτερική εμφάνιση των νέων κινητήρων, είναι κινητήρες ως επί των πλείστων δισκοειδής (flat) εκμεταλλευόμενοι το d και το ν. Και όχι στενόμακροι κατά μήκος άξονα (Βlί). Τελευταίος αλλά σημαντικός λόγος στην απόδοση των νέων κινητήρων είναι τα υλικά κατασκευής τους. Δηλαδή όσον αφορά τα υλικά ηλεκτρομαγνητών θα πρέπει να έχουν υψηλή μαγνητική διαπερατότητα μr, μικρό συνεκτικό πεδίο Hc, και υψηλή μαγνήτιση Τ.

Αν αναφερόμαστε σε υλικά μόνιμων μαγνητών, πρέπει οι μαγνήτες να έχουν υψηλό Br(παραμένοντα μαγνητισμό) και μεγάλο Hc(συνεκτικό πεδίο), δηλαδή να μην απομαγνητίζονται. Από τα υλικά κατασκευής εξαρτάται και η δύναμη περιστροφής του κάθε κινητήρα και κατ' επέκταση και η ροπή τους.

Συνεπώς τα γενικά χαρακτηριστικά των νέων τύπων ηλεκτρομαγνητικών κινητήρων είναι:

1. 0 τρόπος δημιουργίας των μαγνητικών πεδίων που δρουν μεταξύ τους για την περιστροφή.

2. Η γεωμετρική κατασκευή των κινητήρων.

3. Τα υλικά κατασκευής των κινητήρων.

ΟΔΗΓΗΣΗ-ΕΛΕΓΧΟΣ

ΝΕΟΥ ΤΥΠΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ

Η οδήγηση-έλεγχος μπορεί να επιτευχθεί με τους παρακάτω τρόπους:

• Με την κλασική μέθοδο του συλλέκτη.

Με ηλεκτρονική οδήγηση όπως:

· H-bridge (Η-γέφυρα)

• Με διατάξεις ημιαγωγών (MOSFET's, IGBT’s, BJT's, Thyristors κ.α.)

• Με ηλεκτρονόμους ή ρελέδες κ.α.

Τα παραπάνω λαμβάνουν παλμούς οδήγησης από διάφορες μορφές αισθητήρων όπως: μαγνητικοί, μηχανικοί, οπτικοί, αισθητήρες IR με οπτικό δίσκο.

Επίσης μπορούν να οδηγηθούν με αισθητ ηλεκτρονόμους DPDT με οπτικό αισθητήρ ήρες φαινομένου Hall, optical encoder, με α, κ.α.

Claims (3)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1. Νέοι τύποι ηλεκτρομαγνητικών μηχανών μαγνητικής πόλωσης είναι οι μηχανές που εκμεταλλεύονται την ενέργεια των μονίμων μαγνητών οι οποίοι είναι τοποθετημένοι ανάμεσα στους πόλους του στάτη και ανάμεσα στους πόλους του ρότωρα. Η λειτουργία πραγματοποιείται σε δυο χρόνους (flipflop).

Κατά τη λειτουργία τους σε πρώτο χρόνο ενεργοποιούνται οι πόλοι του στάτη και του ρότωρα όταν ο πόλος του ρότωρα βρίσκεται ανάμεσα σε ζεύγος πόλων στάτη, ενώ ταυτόχρονα οι υπόλοιποι πόλοι (στάτη και ρότωρα) είναι ανενεργοί. Στο δεύτερο χρόνο οι πόλοι του στάτη που ήταν ανενεργοί, ενεργοποιούνται ενώ ταυτόχρονα απενεργοποιούνται εκείνοι που ήταν ενεργοποιημένοι στον πρώτο χρόνο. Οι μόνιμοι μαγνήτες αποδίδουν την μαγνητική τους ενέργεια με την ταυτόχρονη μαγνήτιση του σιδηρομαγνητικού υλικού που τους περιβάλλει.

2. Νέοι τύποι ηλεκτρομαγνητικών μηχανών μαγνητολογικοί κινητήρες οι οποίοι αποτελούνται από ρότωρα από μόνιμους μαγνήτες ο δε στάτης αποτελείται από ηλεκτρομαγνήτες ή πηνία σιδηρομαγνητικού υλικού ηλεκτρικά μονωμένα. Οι πόλοι του στάτη είναι με ανεξάρτητα τυλίγματα και αλλάζουν πολικότητα ο καθένας ξεχωριστά ανάλογα της πολικότητας του πόλου του ρότωρα που βρίσκεται στο πεδίο επιρροής του. Αλλάζει η πολικότητα του κάθε πόλου του στάτη ανάλογα με την πολικότητα του κάθε πόλου του ρότωρα όταν βρίσκεται στο πεδίο επιρροής (σχήμα 2).

3. Νέοι τύποι ηλεκτρομαγνητικών μηχανών αυτόνομα ηλεκτροπαραγωγά ζεύγη αποτελούνται από ένα νέου τύπου ηλεκτρομαγνητικό κινητήρα (καθέτων, αντιπαραλλήλων πεδίων, μαγνητικής πόλωσης ή μαγνητολογικό) που έχει βαθμό απόδοσης μεγαλύτερο της μονάδας σε ηλεκτρομηχανική σύνδεση με μια απλή γεννήτρια του εμπορίου ή νέου τύπου γεννήτριας όπου ο συνολικός βαθμός απόδοσης του ζεύγους ξεπερνά την μονάδα με αποτέλεσμα την δημιουργία περίσσιας ενέργειας η οποία είναι και εκμεταλλεύσιμη ή αυτόνομο ηλεκτροπαραγωγά ζεύγος μπορεί να αποτελείται από 2 νέου τύπου κινητήρες (καθέτων, αντιπαραλλήλων πεδίων, μαγνητολογικοί, μαγνητικής πόλωσης) συνδεδεμένους σε κοινό άξονα και με συνολικό βαθμό απόδοσης ζεύγους μεγαλύτερο της μονάδας.