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Les « Magnet Motor »

Le Robert Tracy Magnet Motor.

Certaines personnes ont opté pour les moteurs à aimants permanents où le champ est à l’abri au moment opportun par un des élément mobile du moteur. Robert Tracy a obtenu un brevet américain No 3,703,653 le 21 Novembre 1972 pour un « moteur à pistons avec conversion « . Son appareil utilise des boucliers magnétiques placés entre les paires d’aimants permanents à l’endroit approprié dans la rotation de l’arbre moteur:

 

Le Ben Teal Motor.

Les moteurs de ce type sont capables de puissance considérable. Le moteur très simple, à l’origine construit par Ben Teal utilisant le bois comme principal matériau de construction, a été décerné le brevet US 4.093.880 Nombre de Juin 1978. Il a constaté que, en utilisant ses mains, il ne pouvait pas arrêter l’arbre de rotation du moteur, en dépit de celui-ci étant une telle conception du moteur très simple:

Le fonctionnement du moteur est aussi simple que possible avec seulement quatre interrupteurs en métal élastique, poussé par une came sur l’arbre du rotor. Chaque interrupteur alimente son électro-aimant quand il a besoin pour tirer et il se déconnecte lorsque la traction est terminée. Le moteur qui en résulte est très puissant et très simple. La puissance supplémentaire peut être obtenu simplement en empilage d’une ou plusieurs couches supplémentaires sur le dessus des uns des autres. Le diagramme ci-dessus montre deux couches empilées les unes sur les autres. Un seul jeu de quatre commutateurs et une came est nécessaire quel que soit le nombre de couches qui sont utilisées, comme les solénoïdes verticales au-dessus de l’autre sont reliés entre eux en parallèle; ils tirent en même temps.

La puissance délivrée par le moteur Teal est une indication de la puissance potentielle d’un moteur à aimant permanent, qui fonctionne d’une manière assez semblable en déplaçant les boucliers magnétiques pour obtenir un mouvement alternatif. Placer une résistance et un condensateur à travers chaque contact de commutation.
James E. Jines et James W. Jines ont été décernés aux États-Unis le brevets 3,469,130 ​​le 23 Septembre 1969 « Moyens de blindage et Unshielding aimants permanents et les moteurs magnétiques ». Ce motif moteur à aimant utilise des blindage d’aimants qui s’entraînement pour produire une force continue dans une seule direction. Il a également un agencement mécanique pour ajuster progressivement le blindage afin d’optimiser la puissance du moteur.

C’est une conception très intéressante de moteur magnétique, d’autant plus qu’il ne nescessite pas tous les matériaux difficilement disponibles auprès de nombreux fournisseurs. Il a aussi l’avantage de ne pas avoir besoin d’une forme d’ajustement exact ou d’un équilibrage des forces magnétiques pour le faire fonctionner.

 

Moteur à aimant Stephen Kundel.

La conception de Stephen Kundel moteur est montré en détail dans son brevet, qui est indiqué sur la page A – 968 de l’annexe. Il utilise un simple mouvement d’oscillation pour positionner le « stator » aimanté de sorte qu’ils fournissent une force de rotation continue sur l’arbre de sortie:

Ici, le bras jaune marqué 38, les rochers a droite et à gauche, pousse une bobine 74 électromagnétique. Ce mouvement de bascule est atteint par une liaison mécanique relié à l’arbre de sortie rotatif 10. Les trois bras 20, 22 et 24, étant pivoté au niveau de leurs points supérieurs, sont poussés dans une position centrale par les ressorts 34 et 35. Les aimants 50, 51 et 52, sont déplacés par ces bras, ce qui provoque une rotation continue de l’arbre d’entraînement de sortie 10. Le mouvement de ces aimants évite la position où les aimants atteignent un point d’équilibre et se verouillent dans une position unique.

Les figures 2 et 3 montrent la position des aimants, avec la figure 3 montrant la position d’un point dans la rotation de l’arbre de sortie qui est de 180 degrés (un demi-tour) plus loin que la position de la figure 2.
Des systèmes d’aimants plus puissants peuvent être utilisés avec cette conception et sont présentés dans le brevet intégrale en annexe.

Moteur à aimant Charles Flynn.

US Patent 5,455,474 en date du 3 Octobre 1995 et montré dans son intégralité dans l’annexe, donne des détails sur cette conception intéressante. Il dit: « La présente invention concerne un procédé permettant de produire de l’énergie utile avec des aimants comme la force motrice et représente une amélioration importante par rapport aux constructions connues et il en est une qui est plus simple à construire, plus facile à ajuster , et est moins susceptible de sortir de l’ajustement. La construction actuelle est aussi relativement facile à contrôler, est relativement stable et produit une quantité incroyable d’énergie de sortie compte tenu de la source de l’énergie motrice qui est utilisé. La construction présente utilise des aimants permanents en tant que source de la conduite d’énergie, mais présente un nouveau moyen de commande de l’interaction magnétique ou de couplage entre les éléments d’aimants et d’une manière qui est relativement robuste, produit une quantité substantielle de l’énergie de sortie et le couple, et dans un dispositif capable d’être utilisé pour générer des quantités substantielles de l’énergie.  »

Le brevet décrit plus d’un moteur. Le premier est comme ça, vu de côté:

Une vue éclatée, montre clairement les différentes parties:

Cette construction est relativement simple et pourtant l’opération est puissante. La puissance est fournie par trois aimants, ombrée en bleu et jaune. L’aimant inférieur est sous la forme d’un disque avec des pôles disposés sur les grandes faces planes circulaires,. C’est l’aimant du stator qui ne bouge pas. Positionné au-dessus, un disque en un matériau non magnétique (colorées en gris) et qui présente deux aimants noyés à l’interieur. Ce disque est le rotor et est fixé à l’arbre vertical central.

Normalement, le rotor ne tourne pas, mais entre les deux disques il ya un anneau de sept bobines qui sont utilisés pour modifier les champs magnétiques et produire une rotation puissante. La mise sous tension de ces bobines est très simple et il est disposé en braquant un faisceau de lumière infra-rouge de l’une des diodes électroluminescentes à travers une fente dans un disque optique calendrier fixé à l’arbre de rotation. Les DEL et les transistors sont alignée avec les centres des sept bobines. La position et la largeur de la fente qui contrôle le phototransistor sa tension et pendant lee temps qui reste sous tension. C’est un arrangement très soigné et compact. La partie vraiment intéressante de la conception est de savoir comment modifier les bobines et les champs magnétiques pour produire la puissance de sortie du dispositif. L’orientation des pôles magnétiques peuvent être échangés en cours, à condition que cela soit fait pour tous les trois aimantIndiqué ici: la situation où l’un des aimants de rotor a tourné jusqu’au moment où il est au-dessus de la bobine qui n’est pas encore mis sous tension. Le pôle Sud de l’aimant du rotor est attiré vers le pôle Nord (qui est la face de toute la partie supérieure de l’aimant du stator comme indiqué par les trois flèches). Si une tension est appliquée à la bobine, alors cet accouplement magnétique est perturbé et modifié. Le couple est  un résultat de la bobine étant mis sous tension,. Si la bobine n’est pas alimentée, alors il y aura attraction totale entre les aimants et aucune force de rotation ne sera produite. Vous remarquerez qu’il ya deux aimants en rotation (un nombre pair) et sept bobines (un nombre impair); quand l’un des aimants du rotor est au-dessus d’une bobine,  l’autre ne l’est pas. Ce décalage des deux positions est essentiel pour générer un couple de rotation continu et l’auto-démarrer sans qu’il soit nécessaire de faire tourner l’arbre manuellement.

Ce diagramme montre la piéce des deux côtés du disque de rotor, pour expliquer le fonctionnement des bobines. Sur la gauche, un aimant 56 et une bobine 32 et une bobine 34. La bobine 32 est alimentée, ce qui rompt le lien magnétique sur le côté gauche de l’aimant 56. Mais, la bobine 34 n’est pas alimenté, donc l’attraction entre l’aimant 56 et le disque magnétique dans les bobines reste. Même si cette attraction est à un angle vers le bas, il crée une poussée sur le rotor, le poussait vers la droite comme illustré par la flèche rouge.

Bien que ce qui se passe, la situation autour de l’autre côté du disque de rotor, est montré sur la droite. Ici, l’aimant 54 est au-dessus la bobine 36, la bobine n’est pas alimenté, il n’y a donc pas de résultat dans les deux sens. La bobine adjacente 38 n’est pas sous tension et n’a donc pas d’effet sur la rotation. Ce mode de fonctionnement est très proche de celle de la conception du moteur de Robert Adams décrit dans le chapitre suivant. Il est important de comprendre que ce mode de fonctionnement ne ressemble en rien à celle des générateurs d’impulsions Bedini John où la rotation d’un disque est causée par l’impulsion électrique appliquée à une bobine. Au lieu de cela, ici, la bobine agit comme un bouclier magnétique, étant muni de la puissance minimale possible pour faire son travail. La bobine est, en effet, un bouclier qui n’a pas de pièces mobiles, et est donc un mécanisme très astucieux pour surmonter la tendance des aimants du rotor de verrouillage sur les aimants du stator qui empechent la rotation.

A tout moment, six des sept bobines sont inactifs; une seule bobine est alimentée. Il est important de comprendre que la puissance de ce moteur est assurée par des aimants permanents de traction vers l’autre. Chacun des deux aimants de traction applique une force horizontale sur le rotor à chaque tour d’une septième, c’est-à-dire tous les 51,1 degrés de la rotation. Les bobines sont en nombre impair, le rotor reçoit une attraction magnétique tous 25,5 degrés dans la rotation.

Il s’ensuit donc que la puissance du moteur peut être augmentée en ajoutant plus d’aimants. La première étape de cette recherche de puissance supplémentaire consiste à ajouter un disque magnétique et la seconde consiste à placé des  bobines de l’autre côté du rotor, de sorte qu’il existe une seconde traction sur l’aimant. Cela a l’avantage qu’il équilibre donnant une poussée accrue et équilibrée horizontale comme indiqué ici:

La bobine de commutation avec la couche supplémentaire de bobines est montré ici:

Cela  produit une plus grande poussée horizontale. Bien que cette conception va pour une performance optimale, je suggère que sous une forme beaucoup plus simple de la construction d’un anneau d’ aimants au néodyme circulaires qui pourrait être utilisé à la place d’un aimant grand disque, et avec  d’ordinaires bobines circulaires placés au-dessus des aimants circulaires:

Pour augmenter la puissance de l’arbre de sortie plus loin encore, d’autres ensembles d’aimants et de bobines peuvent être ajoutés comme indiqué ici:

Il convient de rappeler que la section indiqué ci-dessus (TIMING SESSION)pourrait être remplacé par un circuit NE555 qui génère un flux constant on / Off des impulsions. Lorsque ces impulsions sont envoyées à des bobines, le moteur tourne, elle-même soumisent aux taux d’impulsions. Cela donne un contrôle de vitesse immédiate pour le moteur et ainsi obtenir un positionnement précis du disque à fente qui permet à la LED de briller directement sur les phototransistors à l’instant approprié.
Le circuit que spécifie Charles pour alimenter les bobines paermet de bloquer les champs magnétiques des aimants permanents, l’utilisation de MOSFET  (ransistor à effet de champ à grille isolée) à canal N et est très simple. Voici son circuit pour conduire l’une des bobines:

Seulement cinq éléments sont utilisés. Le courant à travers la bobine est commandé par un transistor. Dans ce cas, il s’agit d’un transistor à effet de champ généralement appelé un « FET ». Le type le plus commun de FET est utilisé, à savoir, un « canal N » FET qui est l’équivalent approximatif d’un transistor NPN comme décrit au chapitre 12. Un FET de ce type est éteint lorsque la tension est « la porte » (portant la mention «g» dans le schéma) est de 2,5 volts ou moins. La mise sous tension lorsque la tension sur cette grille est de 4,5 volts ou plus.

Dans ce circuit, nous voulons la FET pour allumer le disque au moment où le moteur est dans la bonne position et d’être éteint à tout moment d’autres. Ceci est agencé en faisant la lumière à partir d’un diode électroluminescente ou « LED » à travers un trou dans le disque de synchronisation qui tourne avec l’arbre du moteur. Lorsque le trou est opposée à la LED pour la bobine qui est à être mis sous tension, la lumière traverse le trou et sur un dispositif sensible à la lumière, Charles a choisi d’utiliser un transistor sensible à la lumière, mais une résistance dépendant de la lumière telle que une ORP12 pourrait être utilisé à la place. Lorsque la lumière brille sur  « OPTO1 », le dispositif dans le schéma de circuit, c’est la résistance qui diminue considérablement, élever la tension sur la grille du FET et le mettre en marche. Lorsque le trou du disque de synchronisation se déplace devant la LED, la lumière est coupée et la tension de grille FET descend. Cet arrangement fait que la bobine du moteur doit être allumé  juste au bon moment pour donner une rotation puissante de l’arbre moteur. Dans le circuit, la résistance « R1 » est là pour s’assurer que le courant circulant à travers la diode n’est pas excessif. La résistance « R2 » a une valeur faible par rapport à la résistance de « OPTO1 » lorsque aucune lumière tombe sur lui, et cela est la tension de grille du FET qui à une valeur faible, faire en sorte que le FET soit complètement fermée.

La section intérieure de la ligne pointillée verte étant du circuit identique pour la deuxième bobine. Cet ajout au circuit est effectué pour chaque bobine, au point, le moteur est prêt à fonctionner. Plusieurs couches d’aimants sont utilisés, puis les bobines placées au-dessus de l’autre peuvent être connectés dans une chaîne comme ceci:

Comme vous pouvez le voir, il s’agit essentiellement d’un circuit très simple. Toutefois, comme l’un de ces circuits est utilisé pour chaque bobine (ou de chaque paire de bobines si il ya un nombre pair de bobines dans cette tranche du moteur), le circuit dans le brevet semble assez compliqué. Il est en fait très simple. La résistance « R1 » est utilisé pour limiter la circulation du courant dans toutes les diodes utilisées et non seulement une LED. Vous pourriez, bien sûr, utiliser une résistance pour chaque LED, si vous voulez. Le circuit pour alimenter deux bobines (et ne représente pas le disque de synchronisation) ressemble à ceci:

Le raccordement de plusieurs bobines « en série » (une chaîne) comme celui-ci, réduit le nombre de composants électroniques nécessaires et il fait en sorte que les impulsions à chacune de ces bobines est exactement au même instant. Alternativement, il est possible de câbler ces bobines  « en parallèle », le choix est généralement dicté par la résistance des bobines. Le dessin du brevet ci-dessus semble indiquer qu’il ya un grand fossé entre les voyants et les dispositifs optiques. Ce n’est probablement pas le cas car la plupart des gens choisissent de garder l’écart entre le LED et le dispositif dépendant de la lumière aussi faible que possible, de les monter afin qu’ils soient juste au-dessus du disque de synchronisation de chaque côté de celui-ci.

Dans ce brevet, Charles remarques que ce moteur à aimant peut être utilisés pour presque n’importe quel but, où un moteur ou d’entraînement du moteur est nécessaire et où la quantité d’énergie disponible ou nécessaire pour produire la force motrice peut varier de peu à zéro. Charles a produit les moteurs de ce type qui sont capable de faire tourner à très grande vitesse – 20.000 tours par minute et avec un couple important. Le moteur peut être fait pour être auto-démarrage. En raison de la faible puissance requise pour faire fonctionner l’appareil.

Une application qui semble le plus approprié pour cette conception du moteur est le chauffe-Frenette montré dans le chapitre 14. L’utilisation de ce moteur pour entraîner les disques à l’intérieur du tambour, ici le but serait de produire un appareil de chauffage qui semble n’être alimenté que par une pile de neuf volts. Cependant, alors que c’est l’apparence, la réalité est que la puissance de ce moteur vient des aimants permanents et non de la batterie. Le courant de la batterie est seulement utilisé pour empêcher l’extraction vers l’arrière des aimants et il n’est pas utilisé pour entraîner le moteur.

Bien que l’utilisation d’un disque de synchronisation est un arrangement très satisfaisant, il est également possible d’utiliser un circuit électronique au lieu du disque de chronométrage mécanique, les dispositifs opto et les LED. Ce qui est nécessaire ici, c’est un dispositif qui produit une série d’impulsions de tension qui peuvent être utilisés pour conduire la tension de grille de chaque FET de 2,5 volts ci-dessous pour plus de 4,5 volts. Il semble que si le bien connu 555 Timer chip serait adapté à cette tâche et il serait certainement possible defaire sortir de la pile de neuf volts. Toutefois, nous avons plus d’un ensemble de bobines qui ont besoin d’être exécuté. Par exemple, si nous avons dit, que quatre ensembles de bobines permettent la mise sous tension de quatre différents transistors FET un après l’autre, alors nous pourrions utiliser une « division par huit » , comme la puce 4022. Cette puce peut être configuré pour diviser par un nombre quelconque de deux à huit. Tout ce qui est nécessaire pour sélectionner la division est une connexion entre deux des broches sur la puce.

La tension de sortie sur les broches marqué « 1 », « 2 », « 3 » et « 4 » va être plus élevée l’une après l’autre comme le montre le schéma ci-dessus. Ainsi, chacune de ces broches de sortie serait reliée aux grilles de FET dans cet ordre et les FET de commutation obtiendraient ce même ordre.Avec la puce 4022, les connexions pour le taux de division sont les suivantes:
Pour «Diviser par 7 ‘opération, connectez la broche 10 à la broche 15
Pour «Diviser par 6 ‘opération, connectez la broche 5 à la broche 15
Pour «Diviser par 5 ‘opération, connectez la broche 4 à la broche 15
Pour «Diviser par 4 ‘opération, connectez la broche 11 à la broche 15
Pour «Diviser par 3 ‘opération, connectez la broche 7 à la broche 15
Pour «Diviser par 2 ‘opération, connectez la broche 3 à la broche 15Lorsque vous utilisez un circuit comme celui-ci, la fréquence du pouls de la puce 555 est fixé à une valeur très faible, comme une demi-seconde, de sorte que l’arbre du moteur puisse démarrer. Une fois qu’il se déplace, le pouls est progressivement augmentée pour accélérer le moteur en place. Un avantage de cette méthode est qu’elle permet un contrôle de vitesse, et si le moteur a été utilisé pour alimenter un chauffe-Frenette, le contrôle de la vitesse permettrait également agir comme un contrôle de la température pour le chauffage.Une puce de circuit possible 555 pourrait être:
Comme ce qui permet de contrôler la vitesse et quand la vitesse requise est atteinte, la largeur d’impulsion peut alors être ajustée pour donner le tirage du courant minimum pour maintenir cette vitesse. Il ya, bien sûr, de nombreux autres circuits appropriés qui pourraient être utilisés à la place de celui-ci voir le chapitre 12 pour sur certains d’entre eux et pour voir comment les circuits fonctionnent et comment les construire.
Il est difficile de trouver des  aimants convenables circulaires avec les pôles sur des faces opposées, alors je suggère qu’il devrait être possible d’utiliser tout au long des aimants standards rectangulaires et des bobines rectangulaires comme indiqué ici:
Et tandis que cet arrangement n’est pas aussi efficace magnétiquement qu’un aimant circulaire, il possède la commodité de permettre la construction d’un rotor de toute taille choisie. Idéalement, à la différence du stator indiqué ci-dessus, il devrait y avoir un nombre impair d’aimants, ou, à défaut, un nombre impair de bobines. Alternativement, le rotor peut avoir un nombre impair d’aimants afin de permettre d’auto-démarrage.L’objectif de chaque bobine est un peu, et seulement un peu, d’annuler le champ magnétique de l’aimant permanent en dessous. Le champ magnétique produit par la bobine dépend du courant circulant dans la bobine, le nombre de spires de la bobine et la zone de la bobine. Le courant circulant dépend du diamètre du fil et la tension appliquée à elle. Il est probablement nécessaire de monter simplement un aimant sur le stator et d’expérimenter avec la bobine jusqu’à ce que votre lecteur en cours et la bobine permettent au rotor de tourner librement. Quel que soit le résultat de la bobine, elle devrait être ok pour tous les aimants, même si elles sont susceptibles de varier un peu en force.

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