Магнитные двигатели. Виды и устройство. Применение и работа

Магнитные двигатели (двигатели на постоянных магнитах) являются наиболее вероятной моделью «вечного двигателя». Еще в давние времена была высказана эта идея, но так никто его не создал. Многие устройства дают ученым возможность приблизиться к изобретению такого двигателя. Конструкции подобных устройств еще не доведены до практического результата. С этими устройствами связано много различных мифов.

Магнитные двигатели не расходуют энергию, являются агрегатом необычного типа. Силой, двигающей мотор, является свойство магнитных элементов. Электродвигатели также применяют магнитные свойства ферромагнетиков, но магниты приводятся в движение электрическим током. А это является противоречием основному принципиальному действию вечного двигателя. В двигателе на магнитах используется магнитное влияние на объекты. Под действием этих объектов начинается движение. Небольшими моделями таких двигателей стали аксессуары в офисах. На них двигаются постоянно шарики, плоскости. Но там для работы применены батарейки.

Ученый Тесла занимался серьезно проблемой образования магнитного двигателя. Его модель была выполнена из катушки, турбины, проводов для соединения объектов. В обмотку закладывался маленький магнит, захватывающий два витка катушки. Турбине давали небольшой толчок, раскручивали ее. Она начинала движение с большой скоростью. Такое движение называлось вечным. Двигатель Тесла на магнитах стал идеальной моделью вечного двигателя. Его недостатком стала необходимость начального задания скорости турбине.

По закону сохранения электропривод не может содержать более 100% КПД, энергия частично тратится на трение в двигателе. Такой вопрос должен решать магнитный двигатель, у которого постоянные магниты (роторный тип, линейный, униполярный). В нем осуществление механического движения элементов идет от взаимодействия магнитных сил.

Принцип работы

Многие инновационные магнитные двигатели применяют работу трансформации тока во вращение ротора, являющееся механическим движением. Вместе с ротором вращается вал привода. Это дает возможность утверждать, что всякий расчет не даст результата КПД равного 100%. Агрегат не получается автономным, он имеет зависимость. Такой же процесс можно увидеть в генераторе. В нем крутящий момент, который образуется от энергии движения, создает выработку электроэнергии на пластинах коллектора.

1 — Линия раздела магнитных силовых линий, замыкающихся через отверстие и внешнюю кромку кольцевого магнита
2 — Катящийся ротор (Шарик от подшипника)
3 — Немагнитное основание (Статор)
4 — Кольцевой постоянный магнит от громкоговорителя (Динамика)
5 — Плоские постоянные магниты (Защелки)
6 — Немагнитный корпус

Магнитные двигатели применяют другой подход. Необходимость в дополнительных источниках питания сводится к минимуму. Принцип работы легко объяснить «беличьим колесом». Для производства демонстративной модели не нужны специальные чертежи или прочностной расчет. Нужно взять постоянный магнит, чтобы его полюса находились на обеих плоскостях. Магнит будет главной конструкцией. К ней добавляется два барьера в виде колец (внешний и внутренний) из немагнитных материалов. Между кольцами располагают стальной шарик. В магнитном двигателе он станет ротором. Силами магнита шарик притянется к диску противоположным полюсом. Этот полюс не будет менять свое положение при движении.

Статор включает в себя пластину, изготовленную из экранируемого материала. На нее по траектории кольца закрепляют постоянные магниты. Полюса магнитов находятся перпендикулярно в виде диска и ротора. В итоге, при приближении статора к ротору на некоторое расстояние, появляется отталкивание и притяжение в магнитах поочередно. Оно создает момент, переходит во вращательное движение шарика по траектории кольца. Запуск и торможение осуществляется движением статора с магнитами. Такой метод магнитного двигателя действует, пока магнитные свойства магнитов будут сохраняться. Расчет делается относительно статора, шариков, управляющей цепи.

На таком же принципе работают действующие магнитные двигатели. Самыми известными стали магнитные двигатели на тяге магнитов Тесла, Лазарева, Перендева, Джонсона, Минато. Так же известны двигатели на постоянных магнитах: цилиндровые, роторные, линейные, униполярные и т.д. У каждого двигателя своя технология изготовления, основанная на магнитных полях, образующихся вокруг магнитов. Вечных двигателей не бывает, так как постоянные магниты утрачивают свои свойства через несколько сотен лет.

Магнитный двигатель Тесла

Ученый исследователь Тесла стал одним из первых, кто изучал вопросы вечного двигателя. В науке его изобретение называется униполярным генератором. Сначала расчет такого устройства сделал Фарадей. Его образец не произвел стабильности работы и должного эффекта, не достиг необходимой цели, хотя принцип действия был сходным. Название «униполярный» дает понять, что по схеме модели проводник находится в цепи полюсов магнита.

По схеме, обнаруженной в патенте, видна конструкция из 2-х валов. На них помещены 2 пары магнитов. Они образуют отрицательное и положительное поля. Между магнитами находятся униполярные диски с бортами, которые применяются как образующие проводники. Два диска друг с другом имеют связь тонкой лентой из металла. Лента может использоваться для вращения диска.

Двигатель Минато

Этот тип двигателя также использует магнетическую энергию для самостоятельного движения и самовозбуждения. Образец двигателя разработан японским изобретателем Минато более 30 лет назад. Двигатель обладает высокой эффективностью, характеризуется бесшумной работой. Минато утверждал, что магнитный самовращающийся двигатель такого исполнения выдает КПД более 300%.

Ротор изготовлен в форме колеса или дискового элемента. На нем находятся магниты, расположенные под определенным углом. Во время приближения статора с мощным магнитом создается момент вращения, диск Минато вращается, применяет отторжение и сближение полюсов. Скорость вращения и крутящий момент мотора зависит от расстояния между ротором и статором. Напряжение мотора подается по цепи реле прерывателя.

Для предохранения от биения и импульсных движений при вращении диска применяют стабилизаторы, оптимизируют расход энергии управляющего электрического магнита. Негативной стороной можно назвать то, что нет данных по свойствам нагрузки, тяге, которые применяются реле управления. Также периодически необходимо производить намагничивание. Об этом Минато в своих расчетах не упоминал.

Двигатель Лазарева

Русский разработчик Лазарев сконструировал действующую простую модель двигателя, применяющего магнитную тягу. Роторный кольцар включает в себя резервуар с пористой перегородкой на две части. Эти половины между собой сообщаются трубкой. По этой трубке поступает поток жидкости из нижней камеры в верхнюю. Поры создают перетекание вниз за счет гравитации.

При расположении колеса с расположенными на лопастях магнитами под напором жидкости возникает постоянное магнитное поле, двигатель вращается. Схема двигателя Лазарева роторного типа применяется при разработке простых устройств с самовращением.

Двигатель Джонсона

Джонсон в своем изобретении применял энергию, которая генерируется потоком электронов. Эти электроны находятся в магнитах, образуют цепь питания двигателя. Статор двигателя соединяет в себе множество магнитов. Они располагаются в виде дорожки. Движение магнитов и их расположение зависит от конструкции агрегата Джонсона. Компоновка может быть роторной или линейной.

1 — Магниты якоря
2 — Форма якоря
3 — Полюса магнитов статора
4 — Кольцевая канавка
5 — Статор
6 — Резьбовое отверстие
7 — Вал
8 — Кольцевая втулка
9 — Основание

Магниты прикрепляются к особой пластине, обладающей большой магнитной проницаемостью. Одинаковые полюса магнитов статора поворачиваются в сторону ротора. Этот поворот создает отторжение и притяжение полюсов по очереди. Совместно с ними смещаются элементы ротора и статора между собой.

Джонсон организовал расчет воздушного промежутка между ротором и статором. Он дает возможность коррекции усилия и магнитной совокупности взаимодействия в направлении увеличения или снижения.

Магнитный двигатель Перендева

Двигатель самовращающейся модели Перендева так же является примером применения работы магнитных сил. Создатель этого мотора Брэди оформил патент и создал фирму еще до начала уголовного дела на него, организовал работу на поточной основе.

При анализе принципа работы, схемы, чертежей в патенте можно понять, что статор и ротор выполнены в форме внешнего кольца и диска. На них по траектории кольца располагают магниты. При этом соблюдают угол, определенный по центральной оси. Из-за взаимного действия поля магнитов образуется момент вращения, осуществляется их перемещение друг относительно друга. Цепь магнитов рассчитывается путем выяснения угла расхождения.

Синхронные магнитные двигатели

Главным видом электрических двигателей является синхронный вид. У него обороты вращения ротора и статора одинаковые. У простого электромагнитного двигателя эти две части имеют в составе обмотки на пластинах. Если изменить конструкцию якоря, вместо обмотки установить постоянные магниты, то получится оригинальная эффективная рабочая модель двигателя синхронного типа.

1 — Стержневая обмотка
2 — Секции сердечника ротора
3 — Опора подшипника
4 — Магниты
5 — Стальная пластина
6 — Ступица ротора
7 — Сердечник статора

Статор сделан по привычной конструкции магнитопровода из катушек и пластин. В них образуется магнитное поле вращения от электрического тока. Ротор образует постоянное поле, взаимодействующее с предыдущим, и образует момент вращения.

Нельзя забывать о том, что относительное нахождение якоря и статора имею возможность изменяться в зависимости от схемы двигателя. Например, якорь может быть сделан в форме наружной оболочки. Для запуска двигателя от сети питания применяется схема из магнитного пускателя и реле тепловой защиты.

Магнитная жидкость заменит ионные двигатели в спутниках

Sarah Bird/Michigan Tech

Физики из Технологического университета Мичигана разработали новый тип двигателей для небольших космических аппаратов. Они напоминают собой ионные двигатели, но рабочим телом в них выступает ионная магнитная жидкость. Ключевое преимущество таких двигателей — небольшие размеры, их эффективность гораздо выше чем у масштабированных до небольших размеров ионных двигателей. Исследование опубликовано в журнале Physics of Fluids, кратко о нем сообщает пресс-релиз университета.

Под действием интенсивного электрического поля ионы в жидкости могу получать сильное ускорение и даже вылетать из нее. На этом эффекте основан метод электроспрей-ионизации, использующийся в масс-спектроскопии. Заряженные капли могут развивать большую скорость, передавая импульс их источнику. На этом была основана одна из концепций реактивных двигателей. Однако инженеры предлагали использовать в качестве сопел очень тонкие капилляры (чтобы обеспечить большую напряженность электрического поля на концах) — крайне хрупкие и легко ломающиеся объекты.

Авторы новой работы нашли способ обойтись без капилляров в установке. Чтобы создать заостренные сопла для электроспрея ученые обратились к магнитным жидкостям — необычным коллоидам из магнитных наночастиц, способным откликаться на действие магнита. Такие жидкости в присутствии магнитных полей способны образовывать иглы на поверхности, ориентированные вдоль линий поля. Именно острия этих игл должны заменить собой капилляры.

В своей работе физики использовали ионную магнитную жидкость — магнитные наночастицы в ней стабилизированы в ионной жидкости. Последняя представляет собой ионное (такое как обычная соль, хлорид натрия) органическое соединение, жидкое при небольших температурах. Инженеры разработали систему с питателем, который переносит жидкость в основное сопло двигателя. Когда в сопле включается магнитное поле, жидкость формирует острый шип. Последующее включение электрического поля заставляет заряженные капли жидкости срываться с конца этого шипа — при этом жидкость восстанавливает форму шипа.

Brandon A. Jackson et al. / Physics of Fluids, 2017

Эксперименты ученых помогли лучше определить взаимосвязь между поверхностным натяжением, магнитным и электрическим полем, а также эффективностью электроспрея. Физики разработали надежные компьютерные модели, которые упростят подбор параметров для установки. В будущем авторы планируют начать эксперименты с системой, больше похожей на двигатель. Исследователи отмечают, что до создания реально работающего прототипа потребуется еще несколько лет работы. Необходимо, чтобы каждый из шипов или игл магнитной жидкости создавал одинаковую тягу.

Ученые называют главным применением для таких двигателей массовое создание небольших маневренных спутников — как для климатологических исследований, так и для распределения спутникового интернета.

Помимо электроспрей и ионных двигателей существуют и другие компактные или вовсе не требующие рабочего тела двигатели для космических аппаратов. К примеру, солнечные паруса можно использовать на спутниках размером с несколько модулей CubeSat (10x10x10 сантиметров).Ближайшие испытания таких парусов могут пройти уже в следующем году — Планетное общество планирует запуск новой версии спутника LightSail в один из первых полетов ракеты-носителя Falcon Heavy.

Бестопливные двигатели: обзор, принцип работы. Двигатель на магнитах

Возможность получения свободной энергии для многих учёных в мире является одним из камней преткновения. На сегодняшний день получение такой энергии осуществляется за счёт альтернативной энергетики. Природная энергия преобразовывается альтернативными источниками энергии в привычную для людей тепловую и электрическую. При этом такие источники обладают основным недостатком — зависимостью от погодных условий. Подобных недостатков лишены бестопливные двигатели, а именно — двигатель Москвина.

Двигатель Москвина

Бестопливный двигатель Москвина представляет собой механическое устройство, которое преобразует энергию наружной консервативной силы в кинетическую энергию, которая вращает рабочий вал, без потребления электроэнергии или какого-либо вида топлива. Такие устройства являют собой фактически вечные двигатели, работающие бесконечно долго до тех пор, пока прилагается усилие к рычагам, а детали не изнашиваются в процессе преобразования свободной энергии. В процессе работы бестопливного двигателя образуется бесплатная свободная энергия, потребление которой при подключении генератора является законным.

Новые бестопливные двигатели представляют собой универсальные и экологически чистые приводы для различных механизмов и устройств, которые работают без вредных выбросов в окружающую среду и атмосферу.

Изобретение в Китае безтопливного двигателя сподвигло учёных-скептиков на проведение экспертизы по существу. Несмотря на то, что многие аналогичные запатентованные изобретения находятся под сомнением по причине того, что их работоспособность в силу определённых причин не была проверена, модель бестопливного двигателя полностью работоспособна. Образец устройства позволил получить свободную энергию.

Бестопливный двигатель на магнитах

Работа различных предприятий и оборудования, как и каждодневный быт современного человека, зависит от наличия электрической энергии. Инновационные технологии позволяют практически полностью отказаться от использования подобной энергии и устранить привязку к определённому месту. Одна из подобных технологий позволила создать бестопливный двигатель на постоянных магнитах.

Принцип работы магнитного электрогенератора

Вечные двигатели делятся на две категории: первого и второго порядка. Под первым типом подразумевают оборудование, способное вырабатывать энергию из воздушного потока. Двигателям второго порядка для работы требуется поступление природной энергии, — воды, солнечных лучей или ветра — которая преобразуется в электрический ток. Несмотря на существующие законы физики, учёные смогли создать вечный бестопливный двигатель в Китае, который функционирует за счёт производимой магнитным полем энергии.

Разновидности магнитных двигателей

На данный момент выделяют несколько видов магнитных двигателей, для работы каждого из которых требуется магнитное поле. Единственное различие между ними — конструкция и принцип работы. Двигатели на магнитах не могут существовать вечно, поскольку любые магниты теряют свои свойства спустя несколько сотен лет.

Самая простая модель — двигатель Лоренца, который реально собрать в домашних условиях. Для него характерно антигравитационное свойство. Конструкция двигателя строится на двух дисках с разным зарядом, которые соединены посредством источника питания. Устанавливают её в полусферический экран, который начинает вращаться. Такой сверхпроводник позволяет легко и быстро создать магнитное поле.

Более сложной конструкцией является магнитный двигатель Серла.

Асинхронный магнитный двигатель

Создателем асинхронного магнитного двигателя был Тесла. Его работа строится на вращающемся магнитном поле, что позволяет преобразовывать получаемый поток энергии в электрический ток. На максимальной высоте крепится изолированная металлическая пластина. Аналогичная пластина зарывается в почвенный слой на значительную глубину. Через конденсатор пропускается провод, который с одной стороны проходит через пластину, а с другой — крепится к её основанию и соединяется с конденсатором с другой стороны. В такой конструкции конденсатор выполняет роль резервуара, в котором накапливаются отрицательные энергетические заряды.

Двигатель Лазарева

Единственным работающим на сегодняшний день ВД2 является мощный роторный кольцар — двигатель, созданный Лазаревым. Изобретение учёного отличается простой конструкцией, благодаря чему его можно собрать в домашних условиях при помощи подручных средств. Согласно схеме бестопливного двигателя, используемую для его создания ёмкость делят на две равные части посредством специальной перегородки — керамического диска, к которому крепят трубку. Внутри ёмкости должна находиться жидкость — бензин либо обычная вода. Работа электрогенераторов такого типа основывается на переходе жидкости в нижнюю зону ёмкости через перегородку и её постепенном поступлении наверх. Движение раствора осуществляется без воздействия окружающей среды. Обязательное условие конструкции — под капающей жидкостью должно размещаться небольшое колёсико. Данная технология легла в основу самой простой модели электродвигателя на магнитах. Конструкция такого двигателя подразумевает наличие под капельницей колёсика с закреплёнными на его лопастях маленькими магнитами. Магнитное поле возникает только в том случае, если жидкость перекачивается колёсиком на большой скорости.

Двигатель Шкондина

Немалым шагом в эволюции технологий стало создание Шкондиным линейного двигателя. Его конструкция представляет собой колесо в колесе, которая широко применяется в транспортной промышленности. Принцип работы системы строится на абсолютном отталкивании. Такой двигатель на неодимовых магнитах может быть установлен в любом автомобиле.

Двигатель Перендева

Альтернативный двигатель высокого качества был создан Перендевым и представлял собой устройство, которое для производства энергии использовало только магниты. Конструкция такого двигателя включает в себя статичный и динамичный круги, на которые устанавливаются магниты. Внутренний круг беспрерывно вращается за счёт самооталкивающей свободной силы. В связи с этим бестопливный двигатель на магнитах такого типа считается наиболее выгодным в эксплуатации.

Создание магнитного двигателя в домашних условиях

Магнитный генератор можно собрать в домашних условиях. Для его создания используются три вала, соединённых друг с другом. Расположенный в центре вал обязательно поворачивается к остальным двум перпендикулярно. К середине вала крепится специальный люцитовый диск диаметром четыре дюйма. К другим валам крепятся аналогичные диски меньшего диаметра. На них размещают магниты: восемь посередине и по четыре с каждой стороны. Основанием конструкции может выступить алюминиевый брусок, который ускоряет работу двигателя.

Преимущества магнитных двигателей

К основным достоинствам подобных конструкций относят следующее:

1. Экономия топлива.
2. Полностью автономная работа и отсутствие необходимости в источнике электроэнергии.
3. Можно использовать в любом месте.
4. Высокая выходная мощность.
5. Использование гравитационных двигателей до их полного износа с постоянным получением максимального количества энергии.

Недостатки двигателей

Несмотря на имеющиеся преимущества, у бестопливных генераторов есть и свои минусы:

1. При длительном нахождении рядом с работающим двигателем человек может отмечать ухудшение самочувствия.
2. Для функционирования многих моделей, в том числе и китайского двигателя, требуется создание специальных условий.
3. Готовый двигатель подключить в некоторых случаях довольно сложно.
4. Высокая стоимость бестопливных китайских двигателей.

Двигатель Алексеенко

Патент на бестопливный двигатель Алексеенко получил в 1999 году от Российского агентства по товарным знакам и патентам. Для работы двигателю не требуется топливо — ни нефть, ни газ. Функционирование генератора строится на энергии магнитных полей, создаваемых постоянными магнитами. Обычный килограммовый магнит способен притягивать и отталкивать порядка 50–100 килограммов массы, в то время как оксидно-бариевые аналоги могут воздействовать на пять тысяч килограммов массы. Изобретатель бестопливного магнита отмечает, что настолько мощные магниты для создания генератора не требуются. Лучше всего подойдут обычные — один к ста либо один к пятидесяти. Магнитов такой мощности достаточно для работы двигателя на 20 тысячах оборотов в минуту. Мощность будет гаситься за счёт передающего устройства. На нём и располагаются постоянные магниты, энергия которых приводит двигатель в движение. Благодаря собственному магнитному полю ротор отталкивается от статора и приходит в движение, которое постепенно ускоряется из-за воздействия магнитного поля статора. Такой принцип действия позволяет развить огромную мощность. Аналог двигателя Алексеенко можно применять, к примеру, в стиральной машине, где его вращение будет обеспечиваться маленькими магнитами.

Создатели бестопливных генераторов

Специальное оборудование к автомобильным двигателям, которое позволяет машинам передвигаться только на воде без использования углеводородных добавок. Подобными приставками сегодня оснащаются многие российские автомобили. Использование подобного оборудования позволяет автомобилистам сэкономить на бензине и снизить количество вредных выбросов в атмосферу. Для создания приставки Бакаеву понадобилось открыть новый тип расщепления, который и использовался в его изобретении.

Болотов — учёный XX века — разработал автомобильный двигатель, которому для запуска требуется буквально одна капля топлива. Конструкция такого двигателя не подразумевает цилиндров, коленчатого вала и любых других трущихся деталей — они заменены двумя дисками на подшипниках с небольшими зазорами между ними. Топливом является обычный воздух, который расщепляется на азот и кислород на высоких оборотах. Азот под воздействием температуры в 90 о С сгорает в кислороде, что позволяет двигателю развить мощность в 300 лошадиных сил. Русские учёные, помимо схемы бестопливного двигателя, разработали и предложили модификации многих других двигателей, для функционирования которых требуются принципиально новые источники энергии — к примеру, энергия вакуума.

Мнение учёных: создание бестопливного генератора невозможно

Новые разработки инновационных бестопливных двигателей получили оригинальные наименования и стали обещанием революционных перспектив в будущем. Создатели генераторов сообщали о первых успехах на ранних этапах тестирования. Несмотря на это, в научной среде до сих пор скептически относятся к идее бестопливных двигателей, и многие учёные высказывают свои сомнения на этот счёт. Одним из противников и главных скептиков является учёный из Калифорнийского университета, физик и математик Фил Плейт.

Учёные из противоборствующего лагеря придерживаются мнения о том, что сама концепция двигателя, не требующего для работы топлива, противоречит классическим законам физики. Баланс сил внутри двигателя должен сохраняться всё то время, что создаётся тяга внутри него, а согласно закону импульса, такое невозможно без использования горючего. Фил Плейт не раз отмечал, что для ведения разговоров о создании подобного генератора придётся опровергнуть весь закон сохранения импульса, что нереально сделать. Проще говоря, для создания бестопливного двигателя требуется революционный прорыв в фундаментальной науке, а уровень современных технологий не оставляет и шанса на то, чтобы сама концепция генератора такого типа рассматривалась всерьёз.

На аналогичное мнение наводит и общая ситуация, касающаяся подобного типа двигателя. Рабочей модели генератора на сегодняшний день не существует, а теоретические выкладки и характеристики экспериментального устройства не несут никакой существенной информации. Проведённые замеры показали, что тяга составляет порядка 16 миллиньютонов. При следующих измерениях данный показатель увеличился до 50 миллиньютонов.

Британец Роджер Шоер ещё в 2003 году представил экспериментальную модель бестопливного двигателя EmDrive, разработчиком которой он и являлся. Для создания микроволн генератору требовалось электричество, добываемое посредством использования солнечной энергии. Данная разработка вновь всколыхнула в научной среде разговоры о вечном двигателе.

Разработка учёных была неоднозначно оценена в NASA. Специалисты отметили уникальность, инновационность и оригинальность конструкции двигателя, но при этом утверждали, что добиться значимых результатов и эффективной работы можно только в том случае, если генератор будет эксплуатироваться в условиях квантового вакуума.