RU2568659C1 - Apparatus for investigating rotary movement of magnetic field during mutual displacement of magnetic poles - Google Patents

Apparatus for investigating rotary movement of magnetic field during mutual displacement of magnetic poles Download PDF

Info

Publication number
RU2568659C1
RU2568659C1 RU2014117754/07A RU2014117754A RU2568659C1 RU 2568659 C1 RU2568659 C1 RU 2568659C1 RU 2014117754/07 A RU2014117754/07 A RU 2014117754/07A RU 2014117754 A RU2014117754 A RU 2014117754A RU 2568659 C1 RU2568659 C1 RU 2568659C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
magnetic field
poles
toroids
magnetic poles
Prior art date
Application number
RU2014117754/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Фёдорович Меньших
Original Assignee
Олег Фёдорович Меньших
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Фёдорович Меньших filed Critical Олег Фёдорович Меньших
Priority to RU2014117754/07A priority Critical patent/RU2568659C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2568659C1 publication Critical patent/RU2568659C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Linear Motors (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: apparatus for investigating rotary movement of a magnetic field during mutual displacement of magnetic poles, particularly mutual displacement with a different angular velocity and in different directions without changing the distance between said poles, consists of a pair of toroids which are magnetised at their flat faces and are directed towards each other coaxially with opposite magnetic poles, which are mechanically linked to two synchronous reversible motors connected to two frequency-tuned alternating current generators. One or more rectangular frames made of a thin conductor are placed in the magnetic gap between the magnetic poles of one of the sides of the rectangular frame such that conductors of said side are orthogonal to the magnetic induction vector in the magnetic gap, and also orthogonal to the angular velocity vector of mutually rotating magnetised toroids. Leads of the frames are connected in series to a measuring device, for example a dc voltmeter, which measures emf arising in said parts of the conductors of the frames.
EFFECT: investigating distribution of angular velocities of a rotating magnetic field in different sections of a magnetic gap during mutual displacement of magnetic poles relative to each other.
4 dwg

Description

Изобретение относится к физике вращения магнитного поля, создаваемого между двумя намагниченными и соосно установленными ферромагнитными тороидами, полюсы которых на их плоских гранях, обращенных друг к другу, являются разноименными и независимо вращаются относительно друг друга.The invention relates to the physics of rotation of a magnetic field created between two magnetized and coaxially mounted ferromagnetic toroids, the poles of which on their flat faces facing each other, are opposite and independently rotate relative to each other.

Доменная структура ферромагнитных материалов была обнаружена в опытах Г.Г. Баркгаузена (Н.G. Barkhausen, 1919). При медленном намагничивании ферромагнитного образца в измерительной катушке, надетой на образец, он обнаружил в цепи катушки импульсы тока, обусловленные скачкообразным изменением намагниченности М образца. Когда граница домена, смещаясь при увеличении магнитного поля Н, встречает препятствие (например, инородное включение), она останавливается и остается неподвижной при дальнейшем увеличении поля. При некотором возросшем значении поля граница преодолевает препятствие и скачком перемещается дальше, до очередного препятствия, уже без увеличения поля. Из-за подобных задержек кривая намагничивания ферромагнетика имеет ступенчатый характер. Это доказало доменную структуру ферромагнетиков [1].The domain structure of ferromagnetic materials was discovered in the experiments of G.G. Barkhausen (N.G. Barkhausen, 1919). During the slow magnetization of a ferromagnetic sample in a measuring coil worn on the sample, he detected current pulses in the coil circuit due to an abrupt change in the magnetization M of the sample. When the domain boundary, shifting with increasing magnetic field H, encounters an obstacle (for example, foreign inclusion), it stops and remains stationary with a further increase in the field. With a certain increase in the value of the field, the boundary overcomes the obstacle and abruptly moves further, to the next obstacle, already without increasing the field. Due to such delays, the magnetization curve of a ferromagnet is stepwise. This proved the domain structure of ferromagnets [1].

Магнитные силовые линии намагниченных ферромагнетиков, относящихся к магнитотвердым материалам (SmCo3, NdFeB и др.), можно рассматривать как бы «вмороженными» в эти домены, которые образуют внутри ферромагнетиков так называемые доменные цепи, а снаружи магнитные силовые линии - внешнее магнитное поле - располагаются в пространстве в зависимости от содержания среды и расположения магнитных полюсов относительно друг друга, исходят от поверхностных доменов одного полюса (северного N) и замыкаются на поверхностных доменах другого полюса (южного S). Если перемещается постоянный магнит как целое, также перемещается и вся конфигурация магнитных силовых линий (школьный опыт по физике с магнитом и железными опилками). В вентильных электродвигателях постоянного тока возникает вращающееся магнитное поле при последовательной транзисторной коммутации пар магнитных полюсов статора к источнику постоянного тока и за угловым перемещением этого магнитного поля увлекается ротор, выполненный в виде прямого постоянного магнита. При этом магнитные силовые линии между намагниченным ротором и соответствующей намагниченной парой магнитных полюсов статора являются «вмороженными» в эти полюсы, что и определяет возникновение вращательного момента, действующего на ротор. Аналогичная картина имеет место и в работе коллекторных двигателей постоянного тока, а также в асинхронных и синхронных двигателях переменного тока, а также в шаговых двигателях.The magnetic lines of force of magnetized ferromagnets related to magnetically solid materials (SmCo 3 , NdFeB, etc.) can be considered “frozen” into these domains, which form the so-called domain chains inside ferromagnets, and outside the magnetic field lines that are an external magnetic field - are located in space depending on the medium content and the location of the magnetic poles relative to each other, come from the surface domains of one pole (north N) and are closed on the surface domains of the other pole (south S). If the permanent magnet moves as a whole, the entire configuration of the magnetic field lines also moves (school experience in physics with a magnet and iron filings). In DC direct current motors, a rotating magnetic field occurs during sequential transistor switching of the pairs of stator magnetic poles to a direct current source, and a rotor made in the form of a direct permanent magnet is carried away by the angular displacement of this magnetic field. In this case, the magnetic field lines between the magnetized rotor and the corresponding magnetized pair of stator magnetic poles are “frozen” into these poles, which determines the occurrence of a rotational moment acting on the rotor. A similar picture takes place in the operation of DC collector motors, as well as in asynchronous and synchronous AC motors, as well as in stepper motors.

Один из эффектов, характерных для жидких и газообразных сред, обладающих высокой проводимостью и движущихся поперек магнитного поля (например, для жидких металлов и плазмы), когда частицы среды жестко связаны друг с другом; можно сказать, что магнитные силовые линии как бы «вморожены» в среду, перемещаясь с ней [2, 3].One of the effects characteristic of liquid and gaseous media with high conductivity and moving across the magnetic field (for example, liquid metals and plasma), when the particles of the medium are rigidly connected to each other; we can say that magnetic field lines are “frozen” into the medium, moving with it [2, 3].

Эффект «вмороженности» магнитных силовых линий в пары поверхностных доменов магнитных полюсов разной полярности рассмотрен в работах автора [4, 5] при реализации бесколлекторных двигателей постоянного тока (униполярных машин без скользящих контактов) и исследовании спектров электрических сигналов, регистрируемых в катушках индуктивности, магнитно-связанных с магнитопроводом, включающим постоянный магнит, один из магнитных полюсов которого в такой магнитной цепи перемещается или вращается относительно другого, неподвижного, полюса. При этом, кроме регистрации спектра сигналов, обусловленного срывами магнитных силовых линий с одного домена на другой, проявляется эффект магнитного трения, обусловленного стремлением магнитных силовых линий, «вмороженных» в соответствующие пары поверхностных доменов, сократить свою длину, препятствуя перемещению одного полюса магнита относительно другого (без изменения расстояния между полюсами!).The effect of “freezing” of magnetic field lines into pairs of surface domains of magnetic poles of different polarity was considered in the author’s works [4, 5] when implementing brushless DC motors (unipolar machines without sliding contacts) and studying the spectra of electrical signals recorded in inductors, magnetic associated with the magnetic circuit, including a permanent magnet, one of the magnetic poles of which in such a magnetic circuit moves or rotates relative to the other, stationary, pole. Moreover, in addition to recording the spectrum of signals caused by breakdowns of magnetic field lines from one domain to another, the effect of magnetic friction manifests itself due to the tendency of magnetic field lines “frozen” into the corresponding pairs of surface domains to shorten their length, preventing one pole of the magnet from moving relative to the other (without changing the distance between the poles!).

Представляет практический и теоретический интерес рассмотрение движения магнитного поля, образованного постоянными магнитами, при их взаимном перемещении относительно друг друга без изменения расстояния между взаимодействующими магнитными полюсами, в частности при вращении одного магнитного полюса относительно другого. Исследование движения вращающегося магнитного поля в различных сечениях пространства между магнитными полюсами, параллельных этим полюсам (также взаимно параллельным) постоянного магнита (электромагнита), позволит построить модель магнитного поля и разработать новые типы многовитковых униполярных машин без скользящих контактов. Решение этой задачи является целью заявляемого устройства.It is of practical and theoretical interest to consider the motion of a magnetic field formed by permanent magnets when they move relative to each other without changing the distance between the interacting magnetic poles, in particular when one magnetic pole rotates relative to another. The study of the motion of a rotating magnetic field in different sections of the space between the magnetic poles parallel to these poles (also mutually parallel) of a permanent magnet (electromagnet) will allow us to construct a magnetic field model and develop new types of multi-turn unipolar machines without sliding contacts. The solution to this problem is the purpose of the claimed device.

Указанная цель достигается в устройстве для исследования вращательного движения магнитного поля, состоящем из пары намагниченных ферромагнитных тороидов с магнитными полюсами на их плоских гранях, ориентированных соосно друг к другу с разноименными магнитными полюсами, которые механически связаны с двумя синхронными реверсируемыми двигателями, подключенными соответственно к двум перестраиваемым по частоте генераторам переменного тока, а также из одной или нескольких прямоугольных рамок из тонкого проводника, одной стороной которых они помещены в магнитный зазор между разноименными полюсами намагниченных ферромагнитных тороидов, при этом проводники этой стороны ортогональны вектору магнитной индукции в магнитном зазоре, а также к вектору угловой скорости вращения этих тороидов, выводы одной или нескольких прямоугольных рамок включены последовательно к регистрирующему возникающую э.д.с. в этих частях проводников рамок измерительному прибору.This goal is achieved in a device for studying the rotational motion of a magnetic field, consisting of a pair of magnetized ferromagnetic toroids with magnetic poles on their flat faces, oriented coaxially with unlike magnetic poles, which are mechanically connected with two synchronous reversible motors connected respectively to two tunable in frequency to alternators, as well as from one or more rectangular frames of thin conductor, one side of which x they are placed in the magnetic gap between the opposite poles of the magnetized ferromagnetic toroids, while the conductors of this side are orthogonal to the magnetic induction vector in the magnetic gap, as well as to the angular velocity vector of rotation of these toroids, the conclusions of one or more rectangular frames are connected in series to the detecting emf .from. in these parts of the frame conductors of the measuring instrument.

Возникновение э.д.с. в указанных сторонах рамок, размещенных в магнитном зазоре между вращающимися намагниченными тороидами ортогонально как вектору магнитной индукции, так и вектору линейной скорости вращения в месте установки такой стороны из совокупности проводников, объясняется законом об электромагнитной индукции М. Фарадея согласно формуле Е=В L N ωМ R (В), где В - магнитная индукция в магнитном зазоре (Тл), L - ширина намагниченных тороидов или, что то же, длина стороны рамки, помещенной в магнитном зазоре (м), N - число витков в одной или нескольких последовательно соединенных рамках, R - средний радиус намагниченных тороидов R=(RMIN+RMAX)/2 (м), ωМ - угловая скорость вращения магнитного поля в месте расположения указанной стороны рамки - исследуемый параметр (рад/с). Э.д.с. возникает в проводниках рамки только в случае вращающегося магнитного поля в месте установки измерительной части (стороны) неподвижной рамки. На основе принципа относительности не имеет значения для возбуждения э.д.с. в проводнике движется ли проводник в неподвижном магнитном поле или движется магнитное поле относительно неподвижного проводника. Этот принцип использован в заявляемом техническом решении.The emergence of emf in the indicated sides of the frames located in the magnetic gap between the rotating magnetized toroids orthogonal to both the vector of magnetic induction and the vector of linear rotation speed at the installation site of such a side from the set of conductors, it is explained by the law on electromagnetic induction of M. Faraday according to the formula E = B LN ω M R (B), where B is the magnetic flux density in the magnetic gap (T), L is the width of the magnetized toroids or, equivalently, the length of the side of the frame placed in the magnetic gap (m), N is the number of turns in one or more tionary connected framework, R - the mean radius magnetized toroids R = (R MIN + R MAX ) / 2 (m), ω M - angular speed of rotation of the magnetic field at the location of said side of the frame - the analyzed parameter (rad / s). E.s. occurs in the conductors of the frame only in the case of a rotating magnetic field at the installation site of the measuring part (side) of the fixed frame. Based on the principle of relativity, it does not matter for the excitation of the emf in a conductor, whether the conductor moves in a fixed magnetic field or moves a magnetic field relative to a fixed conductor. This principle is used in the claimed technical solution.

Устройство и принцип его действия понятны из рассмотрения представленных рисунков. На рис. 1 показана блок-схема устройства, а на рис. 2, 3 и 4 - различные варианты вращения намагниченных тороидов (с разной угловой скоростью и в двух возможных направлениях) и возникающие при этом э.д.с., регистрируемые измерительным вольтметром постоянного тока.The device and the principle of its operation are clear from a consideration of the presented drawings. In fig. 1 shows a block diagram of the device, and in fig. 2, 3, and 4 — various versions of the rotation of magnetized toroids (with different angular velocities and in two possible directions) and the resulting emfs recorded by a direct current measuring voltmeter.

Заявляемое устройство содержит следующие элементы и блоки:The inventive device contains the following elements and blocks:

1 - первый намагниченный тороид,1 - the first magnetized toroid,

2 - второй намагниченный тороид,2 - the second magnetized toroid,

3 - первый синхронный двигатель, механически связанный с осью вращения первого намагниченного тороида 1 с возможностью реверсирования вращения,3 - the first synchronous motor mechanically connected with the axis of rotation of the first magnetized toroid 1 with the possibility of reversing rotation,

4 - второй синхронный двигатель, механически связанный с осью вращения второго намагниченного тороида 2 с возможностью реверсирования вращения,4 - the second synchronous motor mechanically connected with the axis of rotation of the second magnetized toroid 2 with the possibility of reversing the rotation,

5 - первый перестраиваемый по частоте генератор переменного тока,5 - the first frequency-tunable alternator,

6 - второй перестраиваемый по частоте генератор переменного тока,6 - the second frequency-tunable alternator,

7 - первая прямоугольная рамка из тонкого проводника, одна сторона которой помещена в магнитный зазор между соосно установленными первым 1 и вторым 2 намагниченными тороидами с обращенными друг к другу разноименными магнитными полюсами,7 - the first rectangular frame of a thin conductor, one side of which is placed in a magnetic gap between the coaxially mounted first 1 and second 2 magnetized toroids with opposite opposite magnetic poles facing each other,

8 - вторая прямоугольная рамка, установленная в другом произвольном месте магнитного зазора аналогично рамке 7, включенная последовательно с рамкой 7,8 - the second rectangular frame installed in another arbitrary place of the magnetic gap similar to frame 7, connected in series with frame 7,

9 - измерительный вольтметр постоянного тока.9 - measuring DC voltmeter.

На рисунках 2…4 указаны априори ожидаемые значения регистрируемых вольтметром 9 значений э.д.с. (различные по величине и знаку) при различных угловых скоростях и направлений вращения намагниченных тороидов 1 и 2 при помещении рамок 7 и 8 в серединах магнитного зазора и неподвижно. Эти значения э.д.с. определяются угловыми скоростями вращения ′Ω1 и ′Ω2 осей синхронных двигателей соответственно 3 и 4.Figures 2 ... 4 indicate a priori the expected values of the emf values recorded by a voltmeter 9 (different in magnitude and sign) at different angular velocities and directions of rotation of the magnetized toroids 1 and 2 when placing frames 7 and 8 in the middle of the magnetic gap and motionless. These emf values are determined by the angular rotational speeds ′ Ω 1 and ′ Ω 2 of the axes of synchronous motors 3 and 4, respectively.

Рассмотрим работу заявляемого измерительного устройства.Consider the operation of the inventive measuring device.

Исходя из утверждения о «вмороженности» магнитных силовых линий в поверхностные домены магнитных полюсов, следует рассматривать магнитное поле во внешнем пространстве, в частности в магнитном зазоре между намагниченными тороидами 1 и 2 с обращенными друг к другу разноименными магнитными полюсами (N и S), как некую квантованную среду со свойствами виртуальной вязкой жидкости. Простой физической аналогией является рассмотрение движения жидкости в различных точках сечения трубы. Известно, что в центре сечения скорость течения жидкости максимальна и уменьшается к стенкам трубы. Непосредственно на стенках трубы вообще жидкость не движется, как бы прилипая к стенке трубы. Само распределение скоростей течения вдоль радиуса трубы можно полагать линейным. Следуя этой аналогии, будем полагать, что угловая скорость вращения магнитного поля ωМ в произвольном сечении магнитного зазора по координате х (рис. 2…4), где 0<х<Н, Н - расстояние между обращенными друг к другу гранями намагниченных тороидов 1 и 2, оказывается переменной величиной, определяемой координатой х и угловыми скоростями ′Ω1 и ′Ω2 осей синхронных двигателей соответственно 3 и 4. В случае справедливости высказанного автором предположения о физической сущности магнитного поля как квантованной среды со свойствами виртуальной вязкой жидкости будем считать, что угловая скорость ωМ вращающегося магнитного поля в среднем сечении х=Н/2 магнитного зазора может быть вычислена как ωМ=(′Ω1+′Ω2)/2 с учетом знака направления скоростей ′Ω1 и ′Ω2. Так, если ′Ω1=′Ω2, то ωМ=′Ω1, и в этом случае во всех других сечениях оно остается неизменным по величине и направлению, поскольку нет взаимного перемещения одного магнитного полюса относительно другого. Если |-′Ω1|=′Ω2, то в сечении х=Н/2 вращающееся магнитное поле отсутствует, что не возбуждает э.д.с. в проводниках рамок 7 и 8, как это показано на рис. 3. Если намагниченные тороиды вращаются с разными угловыми скоростями ′Ω1 и ′Ω2 и в противоположных направлениях, то значение и знак при ωМ определяются соотношениями и знаками величин ′Ω1 и ′Ω2, как это видно на рис. 4.Based on the assertion that the magnetic field lines are “frozen in” into the surface domains of the magnetic poles, we should consider the magnetic field in the outer space, in particular, in the magnetic gap between the magnetized toroids 1 and 2 with opposite opposite magnetic poles (N and S) facing each other, as a certain quantized medium with the properties of a virtual viscous fluid. A simple physical analogy is to consider the motion of a fluid at various points in a pipe section. It is known that in the center of the cross section the fluid flow rate is maximum and decreases towards the pipe walls. Directly on the pipe walls, in general, the liquid does not move, as if adhering to the pipe wall. The distribution of flow velocities along the radius of the pipe can be considered linear. Following this analogy, we will assume that the angular velocity of rotation of the magnetic field ω M in an arbitrary section of the magnetic gap along the x coordinate (Fig. 2 ... 4), where 0 <x <H, H is the distance between the faces of the magnetized toroids facing each other 1 and 2, turns out to be a variable determined by the x coordinate and the angular velocities ′ Ω 1 and ′ Ω 2 of the axes of the synchronous motors, respectively 3 and 4. If the assumption made by the author about the physical nature of the magnetic field as a quantized medium with virtual viscous properties is valid we assume that the angular velocity ω M of the rotating magnetic field in the middle section x = N / 2 of the magnetic gap can be calculated as ω M = (′ Ω 1 + ′ Ω 2 ) / 2, taking into account the sign of the direction of velocities ′ Ω 1 and ′ Ω 2 . So, if ′ Ω 1 = ′ Ω 2 , then ω M = ′ Ω 1 , and in this case in all other sections it remains unchanged in magnitude and direction, since there is no mutual displacement of one magnetic pole relative to another. If | -′Ω 1 | = ′ Ω 2 , then there is no rotating magnetic field in the section x = H / 2, which does not excite the emf in the conductors of frames 7 and 8, as shown in Fig. 3. If the magnetized toroids rotate with different angular velocities ′ Ω 1 and ′ Ω 2 and in opposite directions, then the value and sign at ω M are determined by the relations and signs of the quantities ′ Ω 1 and ′ Ω 2 , as can be seen in Fig. four.

В случае когда ′Ω1=0 и ′Ω2>0, то есть когда вращается только намагниченный тороид 2, угловая скорость вращающегося магнитного поля в середине магнитного зазора равна ωМ=′Ω2/2.In the case where 'Ω = 0 and 1' Ω 2> 0, i.e. when only rotates magnetized toroid 2, the angular velocity of the rotating magnetic field in the middle of the magnetic gap is equal to ω = M2/2.

В общем случае, когда намагниченный тороид неподвижен (аналог статора двигателя), а намагниченный тороид вращается с угловой скоростью ′Ω2 (аналог ротора двигателя), то угловая скорость вращения магнитного поля ωМ(х) в различных сечениях магнитного зазора шириной Н может быть вычислена по формуле ωМ(х)=′Ω2(1-х/H) при ′Ω1=0. Это можно проверить экспериментально, перемещая рамки в магнитном зазоре вдоль оси х. Это соотношение используется при построении многовитковых униполярных машин, содержащих намагниченный ротор и статор с обмоткой, часть витков которой располагают в магнитном зазоре ближе к ротору, а другая противоположная часть экранирована телом статора от действия магнитного поля. При этом протекание постоянного тока в такой обмотке статора (неподвижной) вызывает силы Лоренца, реакция которых (силы противодействия) приложена к ротору и статору как источникам магнитного поля в магнитном зазоре. Составляющая силы противодействия, приложенная по касательной, к ротору равна FP=F cos2[π(Н-х)/2Н], где F=В L I - сила Лоренца, действующая на проводник длиной L с током I в нем, размещенный скрещено к магнитному полю с индукцией В. Так, если такой проводник находится в середине магнитного зазора, то есть при х=Н/2, то FP=F/2, и при этом угловая скорость вращения магнитного поля ωМ равна половине скорости вращения ротора двигателя. В свою очередь, вращение магнитного поля вдвое ниже вращения ротора вызывает соответственно и вдвое более низкое значение э.д.с. индукции E1=В L ωМ R=В L ′Ω2 R/2. Если число витков рабочей обмотки статора равно N, то результирующая противоЭ.Д.С. равна Е=N E1 и в установившемся режиме вращения ротора при подключении двигателя к источнику постоянного тока с напряжением U выполняется равенство U=Е+I r, где r - активное сопротивление постоянному току рабочей обмотки статора.In the general case, when a magnetized toroid is stationary (an analog of the motor stator), and a magnetized toroid rotates with an angular velocity ′ Ω 2 (an analog of a motor rotor), then the angular velocity of rotation of the magnetic field ω M (x) in different sections of the magnetic gap of width H can be calculated by the formula ω M (x) = ′ Ω 2 (1-x / H) for ′ Ω 1 = 0. This can be verified experimentally by moving the frames in the magnetic gap along the x axis. This ratio is used in the construction of multi-turn unipolar machines containing a magnetized rotor and a stator with a winding, part of the turns of which are located in the magnetic gap closer to the rotor, and the other opposite part is shielded by the stator body from the action of a magnetic field. In this case, the flow of direct current in such a stator winding (fixed) causes Lorentz forces, the reaction of which (reaction forces) is applied to the rotor and stator as sources of a magnetic field in the magnetic gap. The counter force component applied tangentially to the rotor is F P = F cos 2 [π (Н-х) / 2Н], where F = В LI is the Lorentz force acting on a conductor of length L with current I placed in it, crossed to a magnetic field with induction B. So, if such a conductor is in the middle of the magnetic gap, that is, at x = H / 2, then F P = F / 2, and the angular velocity of rotation of the magnetic field ω M is equal to half the speed of rotation of the rotor engine. In turn, the rotation of the magnetic field twice lower than the rotation of the rotor causes, respectively, and a half lower value of the emf. induction E 1 = В L ω М R = В L ′ Ω 2 R / 2. If the number of turns of the working stator winding is equal to N, then the resulting counter-electric power. is equal to E = NE 1 and in the steady state mode of rotation of the rotor when the motor is connected to a direct current source with voltage U, the equality U = E + I r is fulfilled, where r is the active resistance to direct current of the working stator winding.

Создание такого рода двигателей (без коллектора и скользящих контактов) чрезвычайно перспективно по критериям надежности действия, простоты конструкции и срока службы. Отсутствие переходных процессов, характерных для коллекторных и вентильных двигателей постоянного тока, позволяет существенно увеличить быстроходность работы вплоть до построения гироскопических двигателей постоянного тока. Это сочетается с важным преимуществом двигателей постоянного тока, обладающих большим пусковым моментом и плавной регулировкой скорости вращения ротора и изменением величины приложенного напряжения U от источника постоянного тока. Такие двигатели могут найти широкое промышленное применение в электромобилях и при разработке тяговых двигателей для электровозов на железнодорожном транспорте, в станкостроении и в широком ассортименте товаров народного потребления.The creation of such engines (without a collector and sliding contacts) is extremely promising according to the criteria of reliability, simplicity of design and service life. The absence of transient processes characteristic of DC collector and valve DC motors, can significantly increase the speed of work up to the construction of gyroscopic DC motors. This is combined with the important advantage of DC motors with a large starting torque and smooth adjustment of the rotor speed and a change in the value of the applied voltage U from the DC source. Such engines can find wide industrial application in electric vehicles and in the development of traction engines for electric locomotives in railway transport, in machine tools and in a wide range of consumer goods.

Заявляемое устройство позволит утвердиться в справедливости выдвинутой автором гипотезы, что важно в физическом осмыслении природы магнитного поля.The inventive device will affirm the validity of the hypothesis put forward by the author, which is important in the physical understanding of the nature of the magnetic field.

ЛитератураLiterature

1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., К теории дисперсной магнитной проницаемости ферромагнитных тел [1935], Ландау Л.Д. Собр. трудов, т. 1, М., 1969.1. Landau LD, Lifshits EM, On the theory of dispersed magnetic permeability of ferromagnetic bodies [1935], Landau LD Sobr. Proceedings, t. 1, M., 1969.

2. Моффат Г. Возбуждение магнитного поля в проводящей среде. Пер. с англ., М., 1980; Электрогазодинамические течения, М., 1983.2. Moffat G. Excitation of a magnetic field in a conducting medium. Per. from English., M., 1980; Electro-gas-dynamic flows, M., 1983.

3. Бочкарев Н.Г. Магнитные поля в космосе, М., 1985.3. Bochkarev N.G. Magnetic fields in space, M., 1985.

4. Меньших О.Ф. Бесколлекторный двигатель постоянного тока, Патент РФ №2391761, опубл. в бюлл. №16 от 10.06.2010.4. Smaller O.F. Brushless DC motor, RF Patent No. 2391761, publ. in the bull. No. 16 dated 06/10/2010.

5. Меньших О.Ф. Прибор для измерения спектра сигнала индукции в магнитно-связанной системе, Патент РФ №2467464, опубл. в бюлл. №32 от 20.11.2012.5. Smaller O.F. A device for measuring the spectrum of the induction signal in a magnetically coupled system, RF Patent No. 2467464, publ. in the bull. No 32 on 11/20/2012.

Claims (1)

Устройство для исследования вращательного движения магнитного поля, состоящее из пары намагниченных ферромагнитных тороидов с магнитными полюсами на их плоских гранях, ориентированных соосно друг к другу с разноименными магнитными полюсами, которые механически связаны с двумя синхронными реверсируемыми двигателями, подключенными соответственно к двум перестраиваемыми по частоте генераторам переменного тока, а также из одной или нескольких прямоугольных рамок из тонкого проводника, одной стороной которых они помещены в магнитный зазор между разноименными полюсами намагниченных ферромагнитных тороидов, при этом проводники этой стороны ортогональны вектору магнитной индукции в магнитном зазоре, а также вектору угловой скорости вращения этих тороидов, выводы одной или нескольких прямоугольных рамок включены последовательно к регистрирующему возникающую э.д.с. в этих частях проводников рамок измерительному прибору. A device for studying the rotational motion of a magnetic field, consisting of a pair of magnetized ferromagnetic toroids with magnetic poles on their flat faces, oriented coaxially to each other with unlike magnetic poles, which are mechanically connected to two synchronous reversible motors connected respectively to two variable frequency tunable alternators current, as well as from one or more rectangular frames of thin conductor, one side of which they are placed in a magnetic Zor between unlike poles magnetized ferromagnetic toroids, the conductors orthogonal to this side of the magnetic induction vector in the magnetic gap, as well as the vector angular velocity of the toroids, the conclusions of one or more rectangular frames are connected in series to the recording arising emf in these parts of the frame conductors of the measuring instrument.
RU2014117754/07A 2014-04-29 2014-04-29 Apparatus for investigating rotary movement of magnetic field during mutual displacement of magnetic poles RU2568659C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014117754/07A RU2568659C1 (en) 2014-04-29 2014-04-29 Apparatus for investigating rotary movement of magnetic field during mutual displacement of magnetic poles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014117754/07A RU2568659C1 (en) 2014-04-29 2014-04-29 Apparatus for investigating rotary movement of magnetic field during mutual displacement of magnetic poles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2568659C1 true RU2568659C1 (en) 2015-11-20

Family

ID=54598087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014117754/07A RU2568659C1 (en) 2014-04-29 2014-04-29 Apparatus for investigating rotary movement of magnetic field during mutual displacement of magnetic poles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2568659C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2421747C1 (en) * 2010-01-11 2011-06-20 Олег Фёдорович Меньших Device for examination of magnetic force interaction
RU2428678C1 (en) * 2010-04-08 2011-09-10 Олег Фёдорович Меньших Device for detecting rotary electrodynamic effect
RU2010112910A (en) * 2010-04-02 2011-10-10 Олег Фёдорович Меньших (RU) DEVICE FOR RESEARCH OF ROTARY MAGNETODYNAMIC EFFECT
RU2435290C2 (en) * 2009-07-06 2011-11-27 Олег Фёдорович Меньших Method of checking equivalence of interaction of current-carrying conductor and ferromagnetic torroid, magnetised on circle, lying in external magnetic field with said external magnetic field
RU2467464C1 (en) * 2011-05-31 2012-11-20 Олег Фёдорович Меньших Instrument for measurement of spectrum of induction signal in magnetically linked system
RU140097U1 (en) * 2013-12-30 2014-04-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) DEVICE FOR RESEARCH OF ROTARY MOTION OF DYNAMICALLY UNABLE BODY

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2435290C2 (en) * 2009-07-06 2011-11-27 Олег Фёдорович Меньших Method of checking equivalence of interaction of current-carrying conductor and ferromagnetic torroid, magnetised on circle, lying in external magnetic field with said external magnetic field
RU2421747C1 (en) * 2010-01-11 2011-06-20 Олег Фёдорович Меньших Device for examination of magnetic force interaction
RU2010112910A (en) * 2010-04-02 2011-10-10 Олег Фёдорович Меньших (RU) DEVICE FOR RESEARCH OF ROTARY MAGNETODYNAMIC EFFECT
RU2428678C1 (en) * 2010-04-08 2011-09-10 Олег Фёдорович Меньших Device for detecting rotary electrodynamic effect
RU2467464C1 (en) * 2011-05-31 2012-11-20 Олег Фёдорович Меньших Instrument for measurement of spectrum of induction signal in magnetically linked system
RU140097U1 (en) * 2013-12-30 2014-04-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) DEVICE FOR RESEARCH OF ROTARY MOTION OF DYNAMICALLY UNABLE BODY

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104919696A (en) Device for determining a position of a rotor of a polyphase electric motor
Mitterhofer et al. Analytical and experimental loss examination of a high speed bearingless drive
RU2568659C1 (en) Apparatus for investigating rotary movement of magnetic field during mutual displacement of magnetic poles
Merdzan et al. Modeling the influence of commutation in voltage source inverters on rotor losses of permanent magnet machines
Katagiri et al. Improvement of convergence characteristics for steady-state analysis of motors with simplified singularity decomposition-explicit error correction method
RU2467464C1 (en) Instrument for measurement of spectrum of induction signal in magnetically linked system
JP2010190691A (en) Method and apparatus for simulation measurement of eddy current loss at ground coil conductor in superconducting magnetic levitation railroad
Yamada et al. New permanent magnet synchronous motor with reduced rare earth magnets
JP3816905B2 (en) Hall effect measuring device
Tatevosyan et al. The study of the electromagnetic field of the synchronous magnetoelectric generator
RU2561143C1 (en) Bridge diagram for check of rotational magnetodynamic effect
Liu et al. Design and optimization of permanent magnet synchronous motor based on finite element analysis
RU2684163C1 (en) Device for testing the effect of excitation of constant emf in a conductor placed in a transverse rotating magnetic field
Patel et al. Finite element analysis of permanent magnet brushless DC motor
Goto et al. A new moving-magnet type linear actuator utilizing flux concentration permanent magnet arrangement
RU126535U1 (en) MULTI-POLE SYNCHRONOUS HTSC ELECTRIC MACHINE
RU2587978C2 (en) Apparatus for investigating rotary movement of magnetic field
Kitagawa et al. Design and analysis of two-degree-of-freedom actuator using PMSM and LSM
Qiao et al. Analysis of Magnetic Properties of AlNiCo and Methods of Mitigating Dynamic Voltage Limits in the Combined-Magnetic-Pole Memory Motor
RU2539290C2 (en) Magnetic friction study device
RU2609524C1 (en) Multiphase motor-generator with magnetic rotor
RU2657465C1 (en) Method for detecting magnetic friction
RU2409819C1 (en) Ferromagnetic interaction analyser
RU2499343C1 (en) Synchronous electric motor
Kühl Parameter Identification and Analysis of Synchronous Machines Incorporating Magnetic Saturation and Iron Effects