Мотор Флинна. Патент US 5,455,474 3 октября 1995г.

Мотор Флинна. Патент US 5,455,474 3 октября 1995г.
(Пояснительная записка)
…Вместо электромагнитов Флинн использует постоянные магниты
на роторе и статоре и плоскую катушку для блокирования
магнитного поля.
Если через обмотку не течет ток, нет магнитного поля обмотки.
Южный полюс ротора притягивается одинаково и вперед и назад
северным полюсом статора. Если есть две обмотки, из которых
одна включена, а другая нет, тогда равновесие нарушается, и ротор
начинает двигаться вперед:
Удобная наука, едва взглянув на устройство, заявляет, что
эффективность менее 100%. Потому что мощный электрический
импульс нужен для того, чтобы провернуть вал. Это показывает
отсутствие какого либо понятия о работе устройства. Здесь нет
мощного импульса. Мотор вращается не силой импульсов, а
притяжением пар магнитов. И только очень малый импульс
необходим чтобы ослабить магнитное поле позади магнита ротора,
для того чтобы ротор пришел в движение. Прототип построенный
Флинном вращался со скоростью 20 000 об.мин. и запитывался от
батарейки 9 вольт, совершенно не способной выдавать большие
токи.
Мотор легко сделать более мощным, используя магнит статора с
обеих сторон, как здесь показано:
Нет ограничений по мощности, поскольку можно сделать любое
количество таких моторов и посадить их на один вал:
Электрические импульсы экранирующих обмоток
синхронизируются светоизлучающими диодами и
светорезисторами через отверстия в диске управляя схемой
запитывающей обмотки.
Можно использовать другую систему синхронизации – генератор
электрических импульсов с регулировкой частоты. Тогда запуск
можно производить на малых оборотах, и регулировать частоту
вращения, что несомненно, является преимуществом.
Вы заметили, что имеется два вращающихся магнита (или даже
больше) и семь обмоток (нечетное число). Один из магнитов
находится над обмоткой, второй – нет. Это необходимая позиция
для того чтобы произвести плавное, мощное усилие и запуск без
необходимости придачи первоначального вращения (крутнуть
рукой ;)).
Магнит 56 перекрывает обмотки 32 и 34. Обмотка 32 запитана и это
ослабляет магнитную связь с левой стороны магнита 56. Но
обмотка 34 не включена, и притяжение между магнитом 56 и
дисковым магнитом остается. Даже если сила притяжения
направлена вниз, все же это производит движение вправо как
показано на рисунке красной стрелкой.
В это время ситуация на другой стороне диска показана справа.
Магнит 54 над обмоткой 36 и эта обмотка не включена. Так, здесь
нет усилия.
В любой момент шесть из семи обмоток выключены. Только одна
обмотка включена. Это не потребляет много тока. Каждый из двух
магнитов в плоскости ротора создает усилие семь раз за оборот,
или через каждые 51.1 градуса за оборот. Вначале один магнит
ротора, затем второй.
Из этого следует, что мощность мотора может быть увеличена
добавлением магнитов. Первый шаг в поиске дополнительной
мощности – добавить второй дисковый магнит и обмотки на другой
стороне ротора, мы получим дополнительное усилие.
Дополнительное преимущество – баланс между притяжением
ротора и статоров сверху и снизу ротора.
Вот как это будет работать:
Это производит большое горизонтальное усилие – толчок. Такое
исполнение – оптимально для данного устройства. Я полагаю
(Келли), что можно сделать проще без существенного ухудшения
параметров. Можно использовать стандартные круглые
неодимовые магниты и обычные радиальные дисковые обмотки
на рабочих плоскостях магнитов. Это позволит увеличить диаметр
ротора, что позволит получить больше мощности на валу:
Не забывайте, что секция синхронизации может быть заменена
схемой на таймере NE555 которая генерирует поток импульсов
вкл./выкл.. Эти импульсы питают обмотки. Это – оперативный
контроль частотой вращения, упрощение конструкции. Вот схема
для управления одной обмоткой с секцией синхронизации:
FET транзистор выключен когда вольтаж на затворе (gate) 2.5
вольта или ниже. Влючен когда вольтаж на затворе 4.5 вольта или
более. Тогда для каждой обмотки (обведено зеленой прерывистой
линией):
Система из нескольких мотор – модулей может иметь такой вид:
В сочетании с предыдущей схемой это даст существенное
упрощение и сокращение необходимых радиодеталей.
Для того чтобы получить импульсы синхронизации без секции
синхронизации, нам нужно устройство производящее
последовтельно импульсы со значениями вкл./ выкл. Ниже 2.5
вольта и выше 4.5 вольта. Таймер 555 вполне подходит и может
запитываться от батарейки в 9 вольт. Однако, нам нужно запитать
больше одной секции. Например, если у нас четыре секции
обмоток запитанных каждая через свой транзистор, одна за другой,
тогда мы должны использовать «делитель на восемь» чип, такой
как 4022. Этот делитель может быть установлен как делитель от
двух до всоьми. Для того чтобы выбрать нужное деление, нужно
использовать соответствующие ноги чипа.
Выходной вольтаж на выходах «1»,»2»,»3»,»4». Показан. Если мы
подключим транзисторы к этим выходам, мы получим такой же
порядок следования импульсов через транзисторы.
Для чипа 4022:
Операция «делить на 7», ноги 10 и 15.
Операция «делить на 6», ноги 5 и 15.
Операция «делить на 5», ноги 4 и 15.
Операция «делить на 4», ноги 11 и 15.
Операция «делить на 3», ноги 7 и 15.
Операция «делить на 2», ноги 3 и 15.
При данную схему, при пуске используйте длительность импульса
где - то полсекунды, так чтобы провернуть вал. Когда вал сорвали с
места, частоту импульса постепенно увеличиваем для того чтобы
набрать обороты. Преимущество данной схемы – контроль
оборотов. (Это позволяет применять мотор Флинна для вращения
вала другого устройства СЕ – обогревателя Френнета, где контроль
частоты вращения позволит контролировать температуру
обогревателя. Смотрите примечания переводчика в конце
документа.)
Возможное включение чипа 555:
Это позволяет контролировать скорость, когда необходимая
скорость набрана. Ширина импульсов – минимальный
потребляемый ток.
Кроме круглых магнитов, полагаю, можно использовать
прямоугольные:
И хотя эти магниты не так эффективны как круглые, это позволяет
использовать ротор любого диаметра. Синхронизация с помощью
секции синхронизации, не позволяет запускать систему без
внешнего усилия.
Магнитное поле производимое обмотками зависит от тока в
обмотках, количества витков, и площади обмотки. Ток
протекающий в катушке зависит от диаметра провода и вольтажа.
Возможно, следует установить один магнит на статор и
экспериментировать пока ток и обмотка не позволят ротору
свободно вращаться. Полученные результаты можно будет
применить для всех обмоток, хотя возможно будет маленькая
разбежка в разных обмотках.
Дополнительная информация из патента:
Воздушная катушка с приложенным напряжением и линиями
поля.
Обмотка и постоянный магнит. Обмотка не включена.
Обмотка включена. Точками показано электрическое поле обмотки
и магнитное поле постоянного магнита.
Добавлен постоянный магнит сверху.
Смещение верхнего магнита.
W – мощность в ваттах.
S- скорость.
T- крутящий момент.
Из выражения следует, что при увеличении скорости и при
постоянном (или почти постоянном) крутящем моменте мощность
будет увеличиваться в очень большом диапазоне.
Примечания переводчика:
(Принцип описываемый формулами используется в военной
технике: для поворота башни танка используется ДПТ малой
мощности (помещается на ладони), но очень больших оборотов.)
Из дополнительной информации, при повторении данного
устройства или ему подобного, при увеличении нагрузки на
мотор не увеличивается потребляемая мощность. Напряжение
и ток не меняют своих значений.
Обогреватель Френетта.