Устройство для исследования магнитного трения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО ТРЕНИЯ

Изобретение относится к физике магнетизма, в частности, к исследованию механизма магнитного трения при взаимном перемещении между собой магнитных полюсов с сохранением расстояния между ними, и может быть использовано при построении многовитковых униполярных машин без скользящих контактов.

Заявлено устройство для исследования магнитного трения, содержащее вращающийся ротор и неподвижный статор, отличающееся тем, что ротор выполнен как железное тело вращения в виде Х-образной конструкции с магнитными полюсами в форме тороидов, магнитносвязанных с телом ротора, на котором бесконтактно размещена катушка подмагничивания ротора, статор выполнен в форме магнитопроводящего цилиндра с тороидальными выступами на его концах, совмещёнными с тороидальными магнитными полюсами ротора, в рабочем магнитном зазоре между ротором и статором помещена измерительная катушка, часть проволочных витков которой находится в указанном магнитном зазоре, а другая её часть экранирована от действия магнитного поля в полости статора; катушка подмагничивания ротора соединена с регулируемым источником постоянного тока, ось вращения ротора механически связана с синхронным двигателем переменного тока, подключённого к генератору многофазного переменного тока с регулируемой частотой колебаний, а выход измерительной катушки связана со входом усилителя постоянного тока с малым дрейфом, а регулирование тока подмагничивания ротора и измерение этого тока, регулирование частоты генератора много фазного переменного тока и измерение этой частоты, также измерение постоянного напряжения на концах измеритель-ной катушки осуществляется блоком управления, измерения и отображения информации, например, с помощью персонального компьютера.

Технический результат — обеспечение возможности исследования магнитного трения, связанного с взаимным перемещением одного магнитного полюса относительно другого без изменения расстояния между ними, полагая магнитные полюсы разноименными.

На основе проводимых исследований с использованием заявляемого устройства открывается возможность построения бесколлекторных двигателей постоянного тока, обладающих высокой надёжностью функционирования и большим сроком службы, притом выполненных по простой схеме без использования сложных транзисторных систем управления, как это имеет место в так называемых вентильных двигателях постоянного тока. Такие двигатели перспективны для их применения в электромобилях и для железнодорожного транспорта в качестве мощных ТЭД, работающих на повышенном напряжении постоянного тока порядка 3 кВ.

Описание изобретения

Изобретение относится к физике магнетизма, в частности, к исследованию механизма магнитного трения при взаимном перемещении между собой магнитных полюсов с сохранением расстояния между ними, и может быть использовано при построении многовитковых униполярных машин без скользящих контактов.

Известно, что разноименные магнитные полюсы притягиваются друг к другу, и при малых расстояниях между полюсами площадью S сила притяжения равна:

F = B² S / 2 м_O,.

где В — магнитная индукция, создаваемая магнитом, м_O — магнитная постоянная (м_O = 1,256_*10-⁶ Гн/м).

При изменении расстояния между полюсами совершается работа под действием силы F (?), которая изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния? между полюсами. Однако важно выяснить также вопрос, совершается ли работа при перемещении одного полюса относительно другого при неизменном расстоянии? между ними за счёт сил магнитного трения. Существует ли магнитное трение? Какова его природа?

Известны работы [1−2] В. И. Кувыкина по проблеме магнитного трения. Под магнитным трением в этой работе понимаются процессы диссипации энергии при относительном движении твердого тела и источников магнитного поля в неконтактном подвесе. Магнитное трение вызывается вихревыми токами в проводящем материале твердого тела, гистерезисными явлениями в ферромагнитных материалах и сверхпроводниках. Однако, кроме электромагнитной природы взаимодействия, приводящих к магнитному трению, следует учитывать также и те силы трения, которые создаются из-за растяжения магнитных силовых линий, «вмороженных» в домены ферромагнитных полюсов при их взаимном перемещении без изменения расстояния? между ними. Важность рассмотрения такого рода сил трения состоит в том, что это позволяет объяснить, как сам факт «вмороженности» магнитных силовых линий в домены ферромагнетика, так и физическую природу сложной зависимости магнитной восприимчивости ч последнего в функции напряжённости Н действующего на ферромагнетик внешнего магнитного поля. Кроме того, это позволит объяснить, как зависит скорость движения магнитного поля при перемещении одного магнитного полюса относительно другого без изменения расстояния между ними, а это, в свою очередь, важно для построения бесконтактных униполярных машин, намагниченный ротор которых вращается относительно неподвижного статора, образуя замкнутую магнитную цепь.

Работы по этой тематике среди рассмотренных [3−5 и др.] автору неизвестны (отсутствует прототип).

Целью заявляемого технического решения является обеспечение возможности исследования магнитного трения, связанного с взаимным перемещением одного магнитного полюса относительно другого без изменения расстояния между ними, полагая магнитные полюсы разноименными.

Указанная цель достигается в заявляемом устройстве для исследования магнитного трения, содержащем вращающийся ротор и неподвижный статор, отличающимся тем, что ротор выполнен как железное тело вращения в виде Х-образной конструкции с магнитными полюсами в форме тороидов, магнитносвязанных с телом ротора, на котором бесконтактно размещена катушка подмагничивания ротора, статор выполнен в форме магнитопроводящего цилиндра с тороидальными выступами на его концах, совмещёнными с тороидальными магнитными полюсами ротора, в рабочем магнитном зазоре между ротором и статором помещена измерительная катушка, часть проволочных витков которой находится в указанном магнитном зазоре, а другая её часть экранирована от действия магнитного поля в полости статора; катушка подмагничивания ротора соединена с регулируемым источником постоянного тока, ось вращения ротора механически связана с синхронным двигателем переменного тока, подключённым к генератору многофазного переменного тока с регулируемой частотой колебаний, а выход измерительной катушки связан со входом усилителя постоянного тока с малым дрейфом, причём регулирование тока подмагничивания ротора и измерение этого тока, регулирование частоты генератора многофазного переменного тока и измерение этой частоты, а также измерение постоянного напряжения на концах измерительной катушки осуществляется блоком управления, измерения и отображения информации, например, с помощью персонального компьютера.

Достижение указанной цели изобретения на основе заявляемого устройства объясняется построением магнитной цепи с двумя магнитными тороидально подобными магнитными зазорами, в которых образуется вращающееся магнитное поле при вращении ротора, при котором происходит взаимное перемещение одного полюса относительно другого в двух магнитных зазорах, но без изменения расстояний между этими парами полюсов. Под действием вращающегося магнитного поля в измерительной катушке, часть витков которой размещена в магнитном зазоре, а другая её часть не взаимодействует с вращающимся магнитным полем будучи экранирована от него в теле статора, возбуждается ЭДС, величина которой с точностью до постоянного множителя пропорциональна скорости вращения магнитного поля. Изменяя ток подмагничивания в катушке подмагничивания ротора и (или) частоту вращения ротора, можно отметить соответствующее изменение возбуждаемой ЭДС в измерительной катушке. Операции управления, измерения и отображения получаемой информации возложены на блок управления на основе персонального компьютера с дисплеем, работающего по соответствующей программе.

На рисунке 1 представлено заявляемое устройство. Оно состоит из:

• 1 — первой половины ротора,
• 2 — второй половины ротора,
• 3 — оси вращения ротора,
• 4 — жёстко скреплённых при сборке двух половин статора,
• 5 — катушки подмагничивания ротора, закреплённой на неподвижном статоре,
• 6 — регулируемого источника постоянного тока,
• 7 — измерительной катушки, размещённой частично в магнитном зазоре,
• 8 — усилителя постоянного тока с малым дрейфом (УПТ),
• 9 — синхронного двигателя переменного тока,
• 10 — генератора многофазного переменного тока с регулируемой частотой колебаний,
• 11 — блока управления, измерения и отображения информации (на основе персонального компьютера с дисплеем, работающего по заданной программе).

На рис. 2 показано силовое взаимодействие какого-либо домена, А на подвижном полюсе магнита относительно двух произвольно расположенных доменов В и С на другом неподвижном полюсе магнита, полагая плоскости полюсов взаимно параллельными, а вектор скорости движения подвижного полюса (показано простой стрелкой) расположен в плоскости полюса этого магнита, что сохраняет расстояние d между полюсами магнита неизменным (расстоянию d на рис. 1 соответствует расстояние ?, но на рис. 1 форма поверхности полюсов концентрически кольцевая). Магнитная связь между доменами, А и В указывает на растяжение магнитной силовой линии, «вмороженной» в домены, А и В от начального положения доменов, А и В при минимальном расстоянии между ними, равном d. По мере дальнейшего движения подвижного полюса магнита эта связь разрывается при некотором предельном значении смещения домена, А относительно домена В, и магнитная силовая линия домена, А связывает домены, А и С. Расстояние между доменами В и С — есть то предельное смещение подвижного полюса магнита относительно неподвижного, при котором происходит переброс магнитных силовых линий между ранее связанными доменами (А и В).

На рис. 3 дан график распределения парциальных сил между произвольной точкой — доменом, А и всеми точками справа и слева от него — доменами В и С на некотором представительном промежутке, большем длины отрезка ВС, Видно, что площадь под правым максимумом этой функции распределения существенно больше площади под левым максимумом, что и доказывает неуравновешенность результирующей тангенциальной силы, действующей между полюсами магнита при движении одного полюса относительно другого без изменения расстояния между ними, то есть наличие силы магнитного трения, действующей между полюсами.

В заявляемом устройстве использована конструкция с Х-образным ротором, собранным из двух жёстко скрепляемых половин 1 и 2 и с их осью вращения 3, это вызвано необходимостью установки на средней части тела железного ротора катушки подмагничивания 5. При отсутствии тока в этой катушке ротор не является магнитом, поскольку выполнен из магнитомягкого материала — железа, не обладающего остаточной намагниченностью. При протекании постоянного тока через катушку подмагничивания 5 ротор становится электромагнитом с магнитными полюсами S и N, как указано на рис. 1. Сечение магнитопровода в центре ротора, охваченное катушкой подмагничивания 5, имеет площадь:

S_С = р D_C² / 4,.

где D_C — диаметр указанного сечения.

Магнитные полюса ротора выполнены в форме тороидов шириной h с радиусом круглой поверхности магнитных полюсов, равным R —? / 2, где R радиус середины магнитного промежутка между полюсами ротора и статора 4, выполненного в виде жёстко скрепляемых двух цилиндров из магнитомягкого материала (железа) с тороидальными выступами, размещёнными оппозитно полюсам ротора,? — величина магнитного зазора между полюсами ротора и статора — величина постоянная в силу концентричности тороидальных полюсов ротора и статора, как это видно на рис. 1. Считаем, что R > D_C и R «?, что позволяет, в первом приближении, считать, что R — радиус ротора на его полюсах S и N. Для полной передачи намагниченности с магнитной индукцией В как в сечении ротора S_С, так и на его полюсах, то есть в магнитном зазоре (так как имеется малый зазор между парами полюсов ротора и статора), необходимо при выполнении ротора соблюсти условие:

S_С = 2 р R h,.

— равенство площадей сердцевины магнитопровода и поверхности каждого из тороидальных полюсов ротора), где h — ширина кольцевой поверхности полюсов ротора, или, что одно и то же:

h = D_C² / 8 R.

Так, при R = D_C получим связь величин:

h = 0,125 R.

Отметим, что с ростом величины R пропорционально растут величины D_C и h. Ось вращения 3 ротора закреплена подшипниковыми парами, установленными в крышках корпуса, выполненных из немагнитного материала (например, силумина или материала Д 16). Эта ось механически связана с осью вращения синхронного двигателя переменного тока 6, что на рис. 1 показано фигурными стрелками.

Рассмотрим работу заявляемого устройства. Пусть синхронный двигатель переменного тока 6, питаемый от генератора многофазного переменного тока 10 с регулируемой частотой колебаний, приводит во вращательное движение ротор из половин 1 и 2 по часовой стрелке (рис. 1). При соответствующей намагниченности ротора от тока в катушке подмагничивания 5 от регулируемого источника постоянного тока 6 возникает равнодействующая тангенциальная сила F — сила магнитного трения — между полюсами неподвижного статора 3 и полюсами вращающегося ротора с угловой скоростью щ, отвечающей линейной скорости перемещения подвижного полюса^.

V = щ R,.

как это представлено на линеаризованном макете, представленном на рис. 2.

Расстояние между доменами, А и В, как видно на рис. 2,.

r_O = d / sin ц, где ц — - угол наклона кратчайшей прямой между «вмороженными» в домены магнитными силовыми линиями при перемещении полюса в направлении, противоположном вектору силы F (на рис. 2 сила показана фигурной стрелкой) со скоростью:

V = щ R.

(в соответствие с рис. 1). Расстояние между доменами, А и С, когда домен С расположен относительно вертикальной оси симметрии, проходящей через домен А, на текущем расстоянии х в пределах — L / 2? x? L / 2 равно:

r (x) = (d² + x²)^½.

Важно иметь в виду при расчётах наличие диаграммы направленности для магнитного поля, излучаемого доменом как эквивалентом прямого магнита, — напряжённость поля вдоль его оси симметрии Н_¦ вдвое выше, чем напряжённость Н₊ в поперечном направлении [7], то есть Н_¦ = 2 Н₊ при одинаковых удалениях от полюса домена. Такому условию удовлетворяет диаграмма направленности для магнитного поля домена, определяемая аппроксимирующей функцией:

Н (б) = Н_¦ (1+ соs б) / 2,.

где б — угол между исследуемым направлением на домен, А и осью симметрии домена (как прямого магнита). Так, при б = 0 имеем Н (0) = Н_¦, а при б = р / 2 имеем:

Н (р / 2) = Н_¦ / 2 = Н₊.

Угол б для произвольно расположенного домена С на расстоянии х относительно указанной выше вертикали находится по простой формуле:

б = ц + arctg (¦x¦/ d).

— L / 2? x? 0.

для интеграла по переменной х в заданных пределах, то есть при отрицательных значениях х, а для положительных х имеем:

б = ц — arctg (x / d).

0? x? L / 2.

Как известно, если магнитный момент домена равен М, то напряжённость магнитного поля Н ® на расстоянии r (x) под углом б находится согласно выражению:

Н (х) = (Н (б) / Н_¦) М / 2 р м₀ r (x)³ = (1 + cos б) M / 4 р м₀ (d² + x²)^3/2.=.

= [1 + cos (ц — arctg (x / d))]M / 4 р м₀ (d² + x²)^3/2. (1).

Поскольку домен, А «видит» домен С под тем же углом б (так как плоскости развёрток полюсов являются взаимно параллельными), то сила взаимодействия между двумя доменами, А и С вдоль направления соединяющего их отрезка r (x) равна:

F (x) = Ф ₁Ф ₂ / 4 р м₀ (d² + x²), (2).

Ф ₁ = Ф ₂ = м₀ q Н (х).

— магнитный поток с площадок q доменов, А и С, и тогда:

F (x) = м₀ q² Н (х)² / 4 р (d² + x²) = q² [1 + cos (ц — arctg (x / d))]² M² / 64 р³ м₀ d ⁸ (1 + x²/ d²)⁴ (3).

Нетрудно понять, что в левой половине от вертикальной оси симметрии, то есть в промежутке — L / 2? x? 0 возникают силы одного знака, а в правой, для 0? х? L / 2, — силы другого знака в направлении фигурной стрелки на рис. 2.

Эти противоположно направленные силы F (x)_¦ являются проекциями сил F (x) на горизонтальную плоскость (плоскость полюса ротора, коллинеарны друг другу и встречно направлены). Проекции сил F (x) равны F (x)_¦:

F (x)_¦ = F (x) cos [arctg (d / x)]= F (x) / [1 + (d / x)²]^½. (4).

Обозначая постоянный множитель:

k = q² M² / 64 р³ м₀ d⁸ = const (x).

с размерностью этого коэффициента в ньютонах, получим из (3):

F (x)_¦ = k [1 + cos (ц — arctg (x / d))]² / [1 + (d / x)²]^½ (1 + x² / d²)⁴ = k ш (x). (5).

Постоянный множитель k нас не интересует, и при интегрировании мы его можем опустить, проверив, чему будет равен интеграл от ш (x) по всему промежутку — L / 2? x? L / 2, поскольку нас интересуют только касательные составляющие сил F (x). Тогда получим распределение безразмерных относительных сил ш (x) на длине L в виде:

ш (x) = [1 + cos (ц — arctg (x / d))]² / [1 + (d² / x²)]^½ (1 + x²/ d²)⁴ (6).

График функции ш (x) представлен на рис. 3.

Площадь под графиком в его левой части существенно меньше площади под графиком в его правой части, что означает, что относительные силы ускорения и торможения различаются по величине и противоположно направлены. При этом равнодействующая этих сил не равна нулю, что и определяет величину магнитного трения.

Примечание Построение графика по программе Mathcad привело к необходимости несущественных переобозначений: d = Д, ц = ф и х = в.

Для нахождения суммарной относительной силы I_?¦ необходимо проинтегрировать функцию ш (x) по всему промежутку L, задав известные величины d, L и ц. Задача решается корректно при условии d «L, что позволяет провести линеаризацию элементов частей ротора и статора для упрощения расчётов (вместо части концентрических окружностей, использовать параллельные прямые). При этом получим:

I_?¦ =? { [1 + cos (ц — arctg (x / d))]² / [1 + (d² / x²)]^½ (1 + x²/ d²)⁴} dx. (7).

Например, при указанных на графике величинах d = 0,003 м и ц = р / 4 для промежутка L = 0,01 м интегрированием (7) получаем I_?:

I_?¦ = ?{{1 +cos [(р / 4) — arctg (x / 0,003)]}² / [1 + (0,003² / x²)]^½ (1 + x²/ 0,003²)⁴}dx-.? {{1 + cos [(р / 4) — arctg (x / 0,003)]}² / [1 + (0,003² / x²)]^½ (1 + x²/ 0,003²)⁴} dx? 0,005? 1,57.10-^3-7,585.10-⁴ = 8,119.10-⁴ > 0 (8).

Знак больше или равно в (8) установлен, так как первый интеграл в (8) до конца не вычислен (можно было бы задать больший верхний предел, что усматривается из графика на рис. 2). Из расчёта следует, что относительные силы ускорения и торможения различаются в 1,57.10^-3/7,585.10^-4 = 2,09 раза!

Все остальные домены, аналогичные домену А, ведут себя точно так же. Их число определяется площадью грани:

S_ГР = 2 р R h,.

отнесённой к площади полюса домена q, и число доменов:

n = S_ГР / q.

весьма велико. Так, если q = 10-¹⁰ м ², а площадь грани S_ГР полюса ротора при R = 0,1 м и при условии, что R = D_C, равна S_ГР = 2 р R h = р R² / 4 = 7,85.10-³ м ², то получаем n = 7,85.10 ⁷ (число групп магнитных силовых линий или число взаимодействующих пар доменов ротора и статора) и результирующая относительная сила n I_?¦ = 7,85_*811,9_*10 ⁶ = 6,37_*10 ⁹, и это число надо умножить на коэффициент:

k = q² M² / 64 р³ м₀ d⁸

для вычисления полной касательной силы F_?¦:

F_?¦ = (q S_ГР M² / 64 р³ м₀ d⁸) I_?¦ (9).

Таким образом, теоретически обосновано возникновение тормозящего момента, приблизительно равного произведению полученной силы из (9) на средний радиус R в заявляемой паре взаимно перемещающихся магнитных полюсов — вращение ротора относительно неподвижного статора.

Отметим, что в установившемся состоянии вращения ротора (щ = const) расположение доменов на поверхностях магнитных полюсов ротора и статора является наклонным к радиусу ротора, как это показано на рис. 2.

Величина весьма малого по величине коэффициента k с учётом малого поперечного сечения домена q и малости его магнитного момента М фактически отражает действующую в магнитном зазоре между ротором и статором магнитную индукцию В, значение которой находится из известного выражения:

0,8_*10 ⁶ В_* [(l_Ж / м) + ?]= I_M N,.

где l — полная длина магнитопровода цепи «ротор-статор» м, например, для рассматриваемого примера: l_Ж = 0,4 м, м — относительная магнитная проницаемость железного магнитопровода, которая может быть задана величиной м = 2500 при индукции В = 1,2 Тл и при? = 0,003 м. Для обеспечения указанной величины магнитной индукции количество ампер-витков в катушке подмагничивания 5 должно быть равно I_M N = 0.8_*10 ⁶_*1,2 _* 0,316 = 3,03_*10 ³ А. Следовательно, при максимально допустимом токе в обмотке катушки подмаг-ничивания I_M = 8 А число витков N в этой катушке должно быть равно N? 379 витков из медного изолированного провода ПЭВ-2 с диаметром 0,85 мм при плотности намотки не хуже 0,8 (плотность тока около 10 А/мм ²).

Регулировкой подмагничивающего тока I_M в диапазоне от 0 до 8 А от регулируемого источника постоянного тока 6 можно изменять магнитную индукцию в магнитных зазорах между ротором и статором в пределах 0? В? 1,2 Тл.

В рассматриваемом примере принимаем R = 0,1 м и тогда при условии, что R = D_C, имеем h = 0,0125 м. Это позволяет определить величину постоянной ЭДС в измерительной катушке 7 по формуле:

E = 0,5 В l_ИЗМ V = В l_ИЗМ щ R,.

l_ИЗМ = n h.

— полная длина проводника, расположенного перпендикулярно вектору магнитной индукции В, n — число витков измерительной катушки, выполненной тонким изолированным медным проводником ПЭЛШО диаметром порядка 0,05… 0,1 мм. При h = 0,0125 м и при n = 100 витков получим ЭДС^.

E = р В n h R f;

E = 0,3925 B f,.

где f — частота вращения оси вращения 3 ротора, что-то же самое — частота многофазного (например, трёхфазного) переменного тока, питающего синхронный двигатель переменного тока 9 от генератора многофазного генератора переменного тока 10 с регулируемой частотой колебаний.

Таким образом, регулировкой тока подмагничивания I_M изменяется вели-чина магнитной индукции В, а регулировкой частоты вращения ротора f можно также изменять значение ЭДС на концах обмотки измерительной катушки 7, значение которой после известного усиления измеряется в блоке управления, измерения и регистрации информации 11. Этим блоком осуществляется управление током подмагничивания I_M и частотой f, а также измерение этих величин и ЭДС E в измерительной катушке с учётом коэффициента усиления в УПТ 8. Полученные данные отображаются на дисплее персонального компьютера 11 и позволяют оперативно управлять параметрами В и f. устройство магнитное трение исследование Проводимые исследования, в частности, позволяют утверждать, что линейная скорость вращения магнитного поля в магнитном зазоре приблизительно вдвое ниже линейной скорости V = щ R точек поверхности магнитного полюса ротора (коэффициент 0,5 указан в формуле для ЭДС Е). Это объясняется приблизительной равно вероятностью срывов «вмороженных» в домены групп магнитных силовых линий как от ротора, так и от статора, и вклад в формирование вращающегося магнитного поля в магнитных зазорах вносят только срывы с доменов магнитных полюсов неподвижного статора, но не с ротора. А без вращающегося магнитного поля в магнитных зазорах не возникала бы ЭДС в измерительной катушке 7. Сам факт генерирования постоянной ЭДС указывает на факт вращения магнитного поля в магнитных зазорах между неподвижным статором и вращающимся намагниченным ротором.

Момент магнитного трения:

М_ТР = F_?¦ R,.

а, следовательно, сила трения F_?¦,.

может быть определена опытным путём измерением мощности Р_ТР = М_ТР щ_,, которая, в свою очередь, рассчитывается через произведение питающих токов фаз синхронного двигателя 9 на приложенное к ним напряжение от генератора 10. Так, при отсутствии тока подмагничивания в катушке подмагничивания 5 имеем нулевую магнитную индукцию В = 0, и при этом Е = 0. При В > 0 отмечаем, что с ростом частоты f возрастает мощность Р_ТР. При этом можно сравнить графики Р_ТР как функции частоты f вращения ротора при В = 0 с графиками Р_ТР(f) при раз-личных значениях В > 0 из диапазона 0? В ? 1,2 Тл. Это сравнение с достоверностью покажет наличие магнитного трения и его зависимость от величин В и f.

Обнаружение магнитного трения и вращения магнитного поля при враще-нии намагниченного ротора по результатам измерений Р_ТР и ЭДС Е позволяет, во—первых, утверждать саму возможность построения многовитковой униполярной машины без скользящих контактов (поскольку рабочая обмотка при этом оказывается намотанной на статоре, частично находясь в магнитном зазоре между ротором и статором, то есть является неподвижной, что исключает применение скользящих контактов в известных униполярных машинах — генераторах и двигателях). Во-вторых, при этом доказывается фактор «вмороженности» групп магнитных силовых линий в соответствующие пары доменов ротора и статора и их переброс с одних доменов на другие при вращении ротора. Это также подтверждено ранними работами автора [8−9]по изучению спектров электрических колебаний, возбуждающихся в катушке индуктивности, намотанной на магнитопроводе системы «ротор-статор» при высокочастотной широкополосной вариации магнитного сопротивления, обусловленного растяжением длины магнитных силовых линий, «вмороженных» в пары доменов, в некоторых пределах до их срыва на другую пару доменов магнитных полюсов ротора и статора.

Наконец, проводимые с заявляемым устройством измерения позволяют обо-сновать физическую природу изменения магнитной восприимчивости ферромагнетика ч = м-1 при изменении напряжённости внешнего магнитного поля во всём диапазоне — от малых значений напряжённости до сверхбольших в области парапроцесса — согласно известной кривой А. Г. Столетова [10] в модели перераспределения магнитных силовых линий доменов внутри и снаружи намагничиваемого ферромагнетика [11]под управлением внешним магнитным полем.

На основе проводимых исследований с использованием заявляемого устройства открывается возможность построения бесколлекторных двигателей постоянного тока, обладающих высокой надёжностью функционирования и большим сроком службы, притом выполненных по простой схеме без использования сложных транзисторных систем управления, как это имеет место в так называемых вентильных двигателях постоянного тока. Такие двигатели перспективны для их применения в электромобилях и для железнодорожного транспорта в качестве мощных ТЭД, работающих на повышенном напряжении постоянного тока порядка 3 кВ [12].

• 1. Кувыкин В. И. Влияние магнитного трения на динамику твёрдого тела в неконтактном подвесе, дисс. д.ф.-м.н., Нижний Новгород, 2004.
• 2. Кувыкин В. И. Магнитный подвес, Авт. свид. № 1 322 751, 1987.
• 3. Дубков В. А. Фрумкин Э.П. Метод решения нелинейных задач о ферромагнитной цилиндрической области, находящейся во вращающемся магнитном поле // Некоторые вопросы электродинамики: Сборник / МГУ. М., 1973. С. 151−166.
• 4. Поливанов К. М. Электродинамика движущихся тел, М.: Энергоиздат, 1982, 192 с.
• 5. Moon F.C., Yanoviak M.M., Ware R., Hysteretic levitation forces in superconducting ceramics // Appl. Phys. Lett., 1988, v.52, No.18, p. 1534−1536.
• 6. Диков А. Г. Борисова Е.А., Зелинский В. В. Исследование влияния магнитного поля на трение и износ // Успехи современного естествознания, 2012, № 6, стр. 73−74.
• 7. Эберт Г. Краткий справочник по физике, пер. с 2-го нем. изд., под ред. К. П. Яковлева, ГИФМЛ, М., 1963, с. 420.
• 8. Меньших О. Ф. Магнитопараметрический генератор, Патент РФ № 2 359 397, опубл. в бюлл. № 17 от 20.06.2009.
• 9. Меньших О. Ф. Устройство автоматического управления электрогенератором, Патент РФ № 2 444 802, опубл. в бюлл. № 7 от 10.03.2012.
• 10. Бозорт Р. Ферромагнетизм, пер. с англ., М., 1956.
• 12. Меньших О. Ф. Бесколлекторный двигатель постоянного тока, заявка на изобретение № 2 013 124 383/07 (35 957) с приоритетом от 27.05.2013, М., ФИПС; опубл. в Аllbest в Internet от 08.12.2013.