ДОПОЛНЕНИЯ   К   ОПИСАНИЮ   ИЗОБРЕТЕНИЯ
«Электромашинный   умножитель   электрической   мощности»

Раздел 1.   Введение.

В заявленном Электромашинном умножителе электрической мощности применяются приводные синхронные двигатели с массивными магнитопроводящими явнополюсными роторами. Каждый такой двигатель представляет собой немного модернизированный электромагнит с подвижным якорем из магнитомягкого ферромагнетика. Рассмотрим работу подобного электромагнита подробнее.
На фиг.3 (см. Рисунки к патенту) показан сердечник электромагнита с обмоткой возбуждения и способный вращаться якорь, зафиксированный стопором. В некоторый момент времени замкнем электрический ключ и освободим стопор. Под действием магнитных сил якорь повернется против часовой стрелки и займет положение, очерченное на фиг.3 пунктирной линией. После этого отключим обмотку возбуждения от источника электроэнергии. За время протекания тока в обмотке - источник израсходует электрическую энергию Wи .
Вал якоря связан с валом ротора электрического генератора (последний не изображен на фиг.3). При описанном вращении якоря и при соответствующем вращении ротора генератора - генератор выдаст полное количество электрической энергии Wг . Запишем КПД рассматриваемого устройства в виде отношения :
11111111Wг
k   =   ---------- .
11111111Wи
Как справедливо отмечает устоявшаяся физика, из-за потерь при преобразовании электрической энергии источника в механическую энергию вращения якоря, из-за потерь от действия сил трения и механического сопротивления, из-за потерь при преобразовании механической энергии вращения в электрическую энергию генератора - величина Wг будет меньше величины Wи . Т.е. для КПД можно записать : k < 1 , как и “должно быть всегда”.
Теперь, внесем изменения в конструкцию рассматриваемого устройства. Вместо сердечника электромагнита с обмоткой возбуждения установим постоянный магнит, см. фиг.4. Причем используем постоянный магнит, действующий на якорь с прежними по величине магнитными силами. Пусть магнит, ориентированный согласно фиг.4, может перемещаться из плоскости чертежа по направляющим. Тогда к якорю, зафиксированному стопором, постоянный магнит сам приблизится из “любого далекого далека”. После этого в некоторый момент времени освободим стопор якоря на фиг.4. Под действием магнитных сил якорь повернется против часовой стрелки и займет положение, очерченное пунктирной линией.
Вал якоря по-прежнему связан с валом ротора электрического генератора. При описанном вращении якоря и при соответствующем вращении ротора генератора - генератор, как и ранее, выдаст электрическую энергию Wг. Но в устройстве на фиг.4 никакой источник электропитания не расходует электрическую энергию, т.е. Wи=0 . Тогда КПД рассматриваемого устройства запишется :
Wг             Wг
k   =   --------   =   --------   =   ?   (бесконечность) .
Wи              0
Здесь уже перестают играть основную роль и потери от действия сил трения, и потери при преобразовании механической энергии вращения в электрическую энергию генератора, и все другие потери. Таким образом, величина КПД >> 1 не из области научных ошибок и не из области фантастики, а реальное свойство материального мира. Остается лишь техническая проблема распространения величины КПД >> 1 на периодические или монотонные процессы в соответствующих устройствах.
Заявленный Электромашинный умножитель электрической мощности обеспечивает непрерывное вращение роторов и имеет КПД не бесконечный, но во много раз больший, чем единица. Путем увеличения числа приводных синхронных двигателей пропорционально уменьшается потребляемая ими суммарная электрическая мощность, но сохраняется развиваемый ими суммарный крутящий момент при заданных оборотах, т.е. сохраняется выходная мощность. Такое достижимо благодаря существованию зависимостей (2) и (3) из Описания изобретения. Всё это согласуется с объективно действующими в материальном мире обобщенными энергетическими законами, составляющими Физическую теорию, именуемую «Новой энергетикой».

Раздел 2.   Некоторые сведения из опыта эксплуатации электрических машин.

2.1. Работа синхронного трехфазного двигателя с массивным магнитопроводящим ротором.

Возьмем отдельный синхронный двигатель со свободным валом, запустим его до оборотов близких к n=3ООО об./мин. пусковым двигателем и подключим обмотки статора синхронного двигателя к первичному источнику трехфазного тока частоты 50 Гц. Затем удалим пусковой двигатель. Вращающееся магнитное поле статора синхронного двигателя подхватит ротор и заставит его вращаться с синхронной скоростью n=3ООО об./мин. Свободный вал синхронного двигателя не совершает никакой работы, квазистатическое смещение d полюсов ротора относительно статора минимальное или равное нулю. Электрическая схема питания любой из трех фаз двигателя очень проста. Первичный источник электроэнергии поддерживает на своих зажимах постоянное действующее значение напряжения Uo, измеряемое вольтметром. В данном режиме работы двигателя на холостом ходу обмотка фазы статора имеет комплексное электрическое сопротивление максимальной величины Ххол.хода . По обобщенному закону Ома ток через обмотку, измеряемый амперметром, минимален и равен: Iхол.хода = Uo / Xхол.хода.
Теперь будем тормозить вал двигателя силами трения, постепенно увеличивая момент сопротивления на валу. Это увеличение момента будет сопровождаться следующими явлениями : увеличивается смещение d полюсов - увеличивается эффективный воздушный зазор в магнитной цепи двигателя - уменьшается магнитная проводимость магнитной цепи - уменьшается комплексное электрическое сопротивление Х обмотки статора - при постоянстве напряжения Uо увеличивается ток в обмотке - увеличивается потребляемая двигателем электрическая мощность. При работе двигателя с механической нагрузкой ток статора может во много раз превышать значение Iхол.хода .
Факт такого увеличения тока и мощности, специалистам общеизвестный для единичного синхронного двигателя, нельзя формально автоматически переносить на более сложный случай нескольких последовательно соединенных синхронных двигателей с модернизированной магнитной цепью, применяемой в Электромашинном умножителе электрической мощности. Здесь необходим детальный анализ, который проведен в Описании изобретения и в тексте далее.
Для полноты изложения отметим, что момент сопротивления (торможения) на валу двигателя нельзя увеличивать беспредельно. При некотором критическом максимальном смещении полюсов dсрыва нарушается синхронизация вращения магнитного поля статора и вращения ротора двигателя, что приводит к лавинной остановке двигателя.

• Работа трехфазного генератора электрической энергии.

Возьмем трехфазный генератор, ротор которого приводится во вращение неким двигателем, имеющим постоянную частоту вращения n=3ООО об./мин. в широком диапазоне изменения вращающего момента на валу. Сделаем замечание : такие и бо’льшие обороты при повышенном числе полюсов ротора генератора обязательны для генераторов малой (до 1 кВт) мощности, иначе ЭДС одного витка рабочей обмотки генератора будет ничтожной из-за малости магнитного потока у маленького ротора генератора ; более мощные генераторы намного эффективнее и имеют хороший КПД даже с одной парой полюсов ротора при всего сотнях об./мин. благодаря высокой ЭДС на виток ; выпускаемые промышленностью классные тихоходные мощные генераторы могут быть использованы в одном из конструктивных вариантов Электромашинного умножителя электрической мощности. Другой вариант последнего (точнее приводная синхронная машина к мощному генератору) требует, наоборот, большей частоты вращения – например такой распространенной как n=3ООО об./мин. , на которой для конкретности мы и остановились.
Пусть в каждой фазе генератора наводится полная ЭДС величиной Uо . Схема подключения каждой из трех фаз генератора к своей электрической нагрузке содержит единственное активное сопротивление R, одинаковое для любой фазы. Сделаем сопротивление R бесконечно большим, так что амперметр в его цепи будет показывать нулевой ток. Это режим холостого хода генератора. В этом режиме вращающий момент Мхол.хода на валу практически нулевой.
Теперь будем уменьшать сопротивление R , что при постоянстве (или несущественном спаде) напряжения Uо генератора будет приводить к росту тока генератора, а значит - к росту отдаваемой генератором электрической мощности. Это будет сопровождаться следующими явлениями : увеличивается ток в обмотках генератора - увеличиваются магнитные потоки и силы, противодействующие вращению ротора генератора - увеличивается момент на валу приводного двигателя - увеличивается мощность, потребляемая приводным двигателем, продолжающим вращать ротор генератора с частотой n=3ООО об./мин.
Это еще один общеизвестный факт из опыта эксплуатации обычных двигатель-генераторных агрегатов : чтобы генератор вырабатывал увеличивающуюся мощность, приходится одновременно увеличивать мощность, подводимую к приводному двигателю. Этот факт в Описании изобретения ничуть не ставится под сомнение и всецело будет использован также в следующем пункте п.2.3 настоящих Дополнений. Идеология, заложенная в принцип действия Электромашинного умножителя электрической мощности, состоит совсем в другом, что дополнительно прояснится в ходе дальнейшего изложения.
Данный пункт п.2.2 закончим констатацией аналогии : для приводного двигателя, вращающего ротор рассмотренного генератора, действие генератора эквивалентно действию сил трения по сопротивлению вращению вала двигателя из пункта п.2.1.

2.3.  Совместная работа синхронного двигателя и трехфазного генератора, имеющих близкую номинальную мощность.

Соединим муфтой вал двигателя с валом генератора. Подключим к генератору электрическую нагрузку в виде активного (омического) сопротивления, первоначально сделав R в каждой фазе бесконечно большим. Подключим синхронный двигатель к первичному источнику электроэнергии и запустим двигатель-генераторный агрегат, как описано в пункте п.2.1. В таком режиме работы машин : отдаваемая генератором мощность равна нулю ; момент на валу двигателя почти нулевой ; смещение d полюсов в двигателе практически нулевое ; мощность, потребляемая двигателем из первичной сети, минимальная.
Теперь будем одновременно уменьшать значение R в цепях нагрузки генератора, увеличивая отдаваемую генератором электрическую мощность. В двигатель-генераторном агрегате будут происходить процессы, описанные в конце пункта п.2.2. При каждом значении R будем по показаниям вольтметров проверять постоянство фазового напряжения Uо в первичной трехфазной сети для двигателя и такого же выходного фазового напряжения у генератора, а главным образом – будем снимать показания амперметра в любой из цепей питания двигателя и показания амперметра в любой фазе электрической нагрузки генератора. На основании этих измерений для каждого испытанного R можно определить мощность, потребляемую двигателем, и мощность, отдаваемую генератором, а также отношение мощностей.
Эти данные позволяют выбрать величину Rо электрического сопротивления, при которой общий КПД агрегата оказывается максимальным. Для крупных машин не предел общий КПД, например равный k=О,8 . Тогда для двигателя имеем : приложенное напряжение Uо , потребляемый ток Iо. Для генератора имеем : вырабатываемое напряжение Uо , отдаваемый ток О,8*Iо. Отсюда для справки :
Uo                         Uo
Ro   =   ---------   =   1,25   ---------   .
O,8 Io                       Io

Самое важное здесь - ввести обозначения характеристик синхронного двигателя на рассматриваемом оптимальном режиме работы. Вращающий момент на валу двигателя обозначим Мо . Смещение полюсов статора и ротора будет иметь конкретное значение dо , которое находится в пределах : O < dо < dсрыва . Комплексное электрическое сопротивление каждой обмотки статора двигателя также конкретно : Xо = Uо / Iо . Все введенные величины с нижним индексом «о» будут упоминаться и пригодятся далее.

Раздел 3.  Анализ явлений в Электромашинном умножителе электрической мощности.

3.1.  Совместная работа трехфазного генератора и двух синхронных двигателей, полностью подобных описанному выше синхронному двигателю.

Соединим муфтами валы трех задействованных электрических машин. Подключим к генератору электрическую нагрузку R как и ранее. Синхронные двигатели должны быть установлены таким образом, чтобы заданный полюс статора одного двигателя находился точно напротив (по углу вращения вала) такого же по фазе (относительно полюсов роторов) полюса статора второго двигателя. Соединение валов двух синхронных двигателей производится с выполнением аналогичного условия для полюсов роторов. Подключение двигателей к первичному источнику электроэнергии осуществляется по правилу, приведенному в Описании изобретения, см. фиг.2. Электрическая схема для каждой фазы пары двигателей представляет собой последовательное соединение двух одинаковых комплексных электрических сопротивлений обмоток двигателей под полным напряжением Uо сети питания.
Первоначально сделаем R в нагрузке генератора бесконечно большим. Запустим двигатель-генераторный агрегат, как описано в пункте п.2.1. Тогда в выбранном стабильном режиме работы : отдаваемая генератором мощность равна нулю ; момент на валу двигателей почти нулевой ; смещение d полюсов статора и ротора (одинаковое для двух двигателей) практически нулевое ; мощность, потребляемая двигателями из сети, минимальная.
Теперь будем как и раньше уменьшать значение R, увеличивая отдаваемую генератором электрическую мощность. Одновременно будет увеличиваться мощность, потребляемая двигателями, а также будет расти смещение полюсов в каждом двигателе в равной степени. Принципиальная тонкость – уменьшаем R именно до такого значения, когда смещение полюсов в синхронных двигателях достигнет конкретной базовой величины dо. Далее будем исследовать только данный режим работы агрегата, т.е. характеризуемый наличием смещения dо .
Необходимо ответить на три вопроса :
А) какие магнито-электрические характеристики имеет каждый из двигателей на этом режиме, а затем - два двигателя вместе ;
Б) какой вращающий момент развивает каждый из двигателей на этом режиме, а затем - два двигателя в сумме ;
В) какую электрическую мощность отдает генератор на этом режиме, и соответственно - какую величину имеет сопротивление R, когда наблюдается смещение полюсов dо .
Из ответов на поставленные вопросы не составит труда сделать окончательные выводы по работоспособности заявленного Электромашинного умножителя электрической мощности.
Начнем по порядку – с первого вопроса А). Каждый двигатель из исследуемых является точной копией синхронного двигателя, фигурирующего в пункте п.2.3. Двигатели имеют одинаковое эффективное (квазистатическое по фазам) смещение dо полюсов статора и ротора. Во всех двигателях совпадают магнитные цепи соответствующих фаз при наличии между полюсом статора и полюсом ротора воздушного зазора, конфигурация которого в любое мгновение времени совпадает у двигателей. Обмотки таких магнитных цепей двигателей обладают одинаковым постоянным комплексным электрическим сопротивлением, тем более при спрямленной характеристике магнитной цепи, особенно в случае воздушных зазоров в магнитной цепи. Напомним, что сопротивление фазы двигателя в пункте п.2.3 имело значение Хо . Значит, в рассматриваемом здесь агрегате – и у двигателя 2 на фиг.2 сопротивление равно тоже Хо , и у двигателя 3 на фиг.2 сопротивление равно тоже Хо .
Фазовые обмотки одного двигателя по магнитным цепям и потокам не связаны с фазовыми обмотками второго двигателя, поэтому их комплексные электрические сопротивления при последовательном соединении просто складываются. Таким образом, общее сопротивление одноименных фаз двух двигателей на фиг.2 составляет 2Хо . Напряжение первичного источника неизменно и равно Uо для каждой фазы. Из обобщенного закона Ома для тока, протекающего по двигателям, получаем :
Uо                     Uо
I   =   -------   =   О,5   -------   =   О,5 * Iо   .
2Xо                    Xо

Или чуть иначе : при половинном напряжении на каждом двигателе и при неизменном сопротивлении двигателя - по двигателю течет один и тот же половинный ток. Т.е. при переходе от единичного двигателя (пункт п.2.3) к двум двигателям (фиг.2) – ток, отдаваемый первичным источником, уменьшается в 2 раза, и соответственно, в 2 раза уменьшается электрическая мощность, потребляемая из сети одновременно двумя двигателями.
К данному выводу мы пришли на основании одних лишь эмпирических законов электротехники, найденных из опытов и не нуждающихся в корректировке в угоду тех или иных энергетических законов, формулируемых физиками. Из всего сказанного следует, что в рассматриваемом контексте неправомерно огульное утверждение об автоматическом устремлении потребляемой двумя двигателями мощности к базовой величине Po=Uo*Io при снятии с общего вала пары двигателей механической мощности, равной базовому значению исходя из испытаний единичного двигателя. А то что механическая мощность пары двигателей не падает с половинным сокращением потребляемой двигателями электрической мощности будет проверено без промедления далее. Если и могут быть сомнения относительно работоспособности заявленного устройства, то на совсем других основаниях, нежели опровергнутое потребление двумя двигателями полной мощности Ро на фазу.

3.2.  Ответы на вопросы Б) и В) для случая, когда одинаковые синхронные двигатели спроектированы с выполнением тривиальной зависимости (1) из Описания изобретения, согласующейся с общеизвестными энергетическими законами курса физики.

Если за основу тиражируемого двигателя взята магнитная цепь со свойствами зависимости (1) в рабочем диапазоне, то при уменьшении в 2 раза тока, протекающего через любой из двигателей – в квадрате (в 4 раза) уменьшится магнитная сила, а значит, в 4 раза по сравнению с Мо уменьшится вращающий момент, развиваемый каждым двигателем. Поскольку в окончательном агрегате двигателей - два, и на общем валу их вращающие моменты складываются, то общий вращающий момент будет равен О,5*Мо .
В качестве первого приближения примем линейную связь между вращающим моментом на валу генератора и током, отдаваемым генератором. В пункте п.2.3 моменту Мо соответствовал ток генератора О,8*Iо . Значит, моменту О,5*Мо в нашем случае будет соответствовать ток генератора О,4*Iо . При неизменном (вследствие инвариантности оборотов n=3000 об./мин.) напряжении Uо на зажимах генератора указанный ток будет иметь место при сопротивлении нагрузки :
Uо                            Uо
R   =   ----------   =   2 * 1,25   -------   =   2   Rо   .
О,4 Iо                           Iо
Наконец, для мощности, отдаваемой генератором, можно записать :
Pг = Uо О,4 Iо = О,4 Uо Iо ,
а для мощности, потребляемой двумя синхронными двигателями :
Pдд = Uо О,5 Iо = О,5 Uо Iо .
Следовательно, КПД агрегата из двух синхронных двигателей и генератора равен :
Pг             О,4 Uо Iо
k   =   -------   =   -----------------   =   О,8   ,
Pдд            О,5 Uо Iо
т.е. не отличается от общего КПД в пункте п.2.3, где привычно нет избыточного выхода мощности по сравнению с входной мощностью.
Иными словами, при последовательном соединении двух синхронных двигателей : в 2 раза уменьшается потребляемая ими мощность, но в тоже время в 2 раза уменьшается мощность, которую может отдать генератор, так что общий КПД устройства остается меньше 1ОО % . Конечный результат и должен был оказаться таким, ведь официальная физика приняла за аксиому сформулированный ею самою закон сохранения энергии, и «всё и вся» оценивала с позиций этой догмы. И то что в простейшем случае (но к разочарованию формалистов – не абсолютно во всех случаях) для электромагнита действительно работает зависимость (1), вписывающаяся в закон сохранения энергии – лишь дополнительно провоцировало у формалистов самолюбование и самоуспокоенность. Подробнее об этом читайте в главе «Физическая теория» сайта.
Но для Электромашинного умножителя электрической мощности, несмотря на сказанное, не является преградой наличие у основной магнитной цепи синхронного двигателя свойств зависимости (1). В одном из конструктивных исполнений приводной синхронной машины вообще не используется ступенчатое уменьшение магнитного потока через ротор, а кратное снижение электрической мощности, потребляемой синхронной машиной, достигается путем многостаторности синхронного двигателя. Это несколько иной подход, чем главный рассматриваемый в Дополнениях к описанию изобретения.

3.3.  Ответы на вопросы Б) и В) для случая, когда одинаковые синхронные двигатели спроектированы с выполнением специфической зависимости (2) из Описания изобретения, согласующейся с обобщенными энергетическими законами «Новой энергетики».

Если за основу тиражируемого двигателя взята магнитная цепь со свойствами зависимости (2) в рабочем диапазоне (зависимости (3) и (4) производные из неё), то при уменьшении в 2 раза тока, протекающего через любой из двигателей – в первой степени (также в 2 раза) уменьшится магнитная сила, а значит, в 2 раза по сравнению с Мо уменьшится вращающий момент, развиваемый каждым двигателем. Поскольку в окончательном агрегате двигателей - два, и на общем валу их вращающие моменты складываются, то общий вращающий момент составит полную величину Мо .
При таком моменте на валу генератор способен вырабатывать фазовый ток О,8*Iо , такой же как в пункте п.2.3. При этом не изменяется величина сопротивлений нагрузки в трех цепях генератора :
Uо                         Uо
R   =   -----------   =   1,25   -------   =   Rо   .
О,8 Iо                       Iо
Т.е. генератор работает в том же режиме, что и в базовом варианте из пункта п.2.3.
Запишем значения мощностей :
генератора   Pг = Uо О,8 Iо = О,8 Uо Iо ;
двух двигателей в сумме   Pдд = Uо О,5 Iо = О,5 Uо Iо ,   см фиг.2.
Исходя из этого , КПД двигатель-генераторного агрегата равен :
Pг            О,8 Uо Iо
k   =   -------   =   ----------------   =   1,6   , т.е. заметно больше «единицы» ,
Pдд          О,5 Uо Iо
причем можно напомнить, что в пункте п.2.3. в знаменателе было Рд=1,0 Uо Iо=Ро , и все сравнительно существенные потери уже учтены тем, что в числителе стоит коэффициент   0,8 , а не   1,0 .
Таким образом, достигается технический результат и цель, заявленные в Описании изобретения «Электромашинный умножитель электрической мощности». Реальность создания устройства , КПД которого в том числе по электрическим мощностям значительно больше 1ОО %, является прямым следствием новых энергетических законов физики. Обобщенные энергетические законы «Новой энергетики» снимают ограничения ошибочного закона сохранения энергии исходно и на характер зависимости (1) или (2) силы электромагнита от тока (мощности) в обмотке электромагнита. В данном электромеханическом изделии есть возможности перехода к зависимости (2) , не вписывающейся в рамки закона сохранения энергии, но имеющей помимо всего прочего прямое экспериментальное подтверждение, о чем говорилось и еще будет сказано неоднократно.

3.4.   Итоги проделанных рассуждений.

Из раздела 3 настоящего документа становится очевидным, что несоответствие или соответствие заявленного устройства условию промышленной применимости главным образом зависит от принадлежности зависимости (2) из Описания изобретения к числу истинных закономерностей, т.е. отображающих объективные свойства материального мира пусть даже в частных его проявлениях. Отрицание любого изобретения просто из общих соображений всегда неполно (и со стороны подлинных профессионалов должно подкрепляться детальными замечаниями). К тому же, господствующие общие соображения сами иногда оказываются дефективными по оценкам «приговора времени» (подобная судьба судя по всему грозит и закону сохранения энергии с сопутствующими положениями и формулами), поэтому на них одних опираться легковесно и неубедительно.
Неоригинальные возражения критиков на уровне конкретных электротехнических явлений в Электромашинном умножителе электрической мощности (касательно якобы неизбежного роста мощности, потребляемой двумя двигателями, до базового значения Po=UoIo ) ожидаемы, но описывают не тот случай, являются неточными и не могут быть приняты. В пункте п.3.1 при рассмотрении вопроса А) доказано, что в требуемых условиях работы двигатель-генераторного агрегата : при неизменном полном напряжении на двух двигателях, соединенных последовательно - напряжение на каждом двигателе имеет половинную величину ; ток через каждый двигатель (он же единый ток привода агрегата) равен половине тока, который протекал ранее через единичный синхронный двигатель. Т.е. потребляемая каждым двигателем электрическая мощность составляет четверть базовой, а их суммарная потребляемая мощность действительно уменьшается в 2 раза по сравнению с базовой, см. фиг.2.
Существуют и частично представлены доказательства правильности основных положений «Новой энергетики» и следствий из них. Это относится и к законной зависимости (2) из Описания изобретения. В соответствии с ней, в рассматриваемых условиях работы двигатель-генераторного агрегата : вращающий момент на каждом синхронном двигателе имеет половинную от базовой величину, а общий момент двух двигателей точно равен базовому вращающему моменту Мо , ранее требовавшемуся от единичного синхронного двигателя ; при неизменных оборотах n=3000 об./мин. валов агрегата с двумя двигателями – генератор будет вырабатывать электрическую мощность точно равную той, которая эффективно (меньшие единицы, но близкие к единице КПД всех машин) вырабатывалась ранее с единичным двигателем, потреблявшим базовую мощность (а не её половину, что потребляет пара двигателей на фиг.2).
Таким образом, действительно достигается заявленная цель изобретения – получение в устройстве общего КПД , величина которого значительно больше единицы и даже в разы (если приводная часть агрегата состоит из более чем двух синхронных двигателей). Из этого следует, что Электромашинный умножитель электрической мощности работоспособен, может выполнять свое прямое назначение и соответствует условию промышленной применимости.

Раздел 4.   Некоторые технические уточнения к конструкции заявленного устройства.

4.1.  Конструктивное исполнение роторов приводных синхронных двигателей.

Работа предложенного Электромашинного умножителя электрической мощности целиком основана на зависимости (2) из Описания изобретения. Зависимость (2) при определенных условиях справедлива для магнитных цепей с обмоткой возбуждения, в которых подвижный якорь (или вращающийся ротор) притягивается к электромагниту (или увлекается вращающимся магнитным полем статора), но при этом якорь (или ротор) не является магнитоактивным, т.е. не обладает собственным магнитным потоком. Кроме того, отсутствие магнитной активности якоря (или ротора) служит гарантом не искаженности первичного магнитного потока через обмотку возбуждения и способствует стабильности комплексного электрического сопротивления электромагнита (или статора синхронного двигателя) в заданных режимах работы.
В противоположность этому, в электродвигателях постоянного тока - ротор магнитоактивен. Имеются также и другие причины, по которым применение этих двигателей в качестве привода генератора в Электромашинном умножителе электрической мощности недопустимо. Во время работы асинхронного двигателя в обмотке ротора возникает электрический ток, и вторичный магнитный поток от ротора взаимодействует с первичным магнитным потоком статора. Кроме того, обороты асинхронного двигателя не постоянны и зависят от многих факторов. Поэтому асинхронные двигатели также не могут быть использованы в Электромашинном умножителе электрической мощности.
Любой синхронный двигатель имеет постоянные обороты и полную синхронизацию вращения магнитного поля статора и вращения ротора. Статор синхронного двигателя всегда многофазный и наиболее распространенный трехфазный, что отражено в Описании изобретения. Полюсы ротора в синхронных электрических машинах могут быть трех типов :
(а) магнитоактивный полюс ротора со своей обмоткой возбуждения постоянным током ;
(б) магнитоактивный полюс, образованный постоянным магнитом (из магнитотвердого материала) ;
(в) не активный геометрически выделенный полюс магнитопроводящего ротора (из магнитомягкого материала) .
Синхронная электрическая машина с магнитоактивным ротором на некоторых режимах работы может стать генератором, т.е. в обмотках статора может наводиться собственная ЭДС. Подобные явления должны быть исключены, чтобы можно было свободно пользоваться зависимостью (2) из Описания изобретения. Отсюда однозначно следует невозможность применения полюсов (а) и полюсов (б) ротора, и концептуальное решение о единственности применения полюсов (в) ротора каждого синхронного двигателя в Электромашинном умножителе электрической мощности.
Требуется выполнение ротора приводной синхронной машины в виде массивного магнитопровода с большим поперечным сечением и всегда нулевым личным магнитным потоком. Но зато, для увлечения вращающимся статорным магнитным полем – такой магнитопровод должен иметь явно выраженные (в геометрическом смысле) полюсы ротора. При скорости вращения поля статора n=3000 об./мин. используется ротор с одной парой полюсов, см. вариант ротора на фиг.3. Подобный ротор не только следует за вращающимся магнитным полем статора, не воздействуя на него, но и что особенно важно, имея специфические магнитные свойства, отвечает за подчинение крутящего момента двигателя именно зависимости (3) из Описания изобретения.
Таким образом, указанное выполнение ротора привода Электромашинного умножителя электрической мощности является необходимым условием работоспособности заявленного устройства и обоснованно включено в отличительную часть первого пункта Формулы изобретения. Туда же по праву может входить очевидное требование совпадения величины смещения полюсов статора и ротора у всех синхронных двигателей привода генератора. Только в этом случае ко всем двигателям применима одинаковая зависимость (3) и одинаковое их комплексное электрическое сопротивление, о чем сказано в Описании изобретения.
На уровне деталей, когда есть выбор в равнозначных вариантах - конструктивное исполнение массивного магнитопровода ротора с явно выраженными полюсами не имеет принципиального значения и может быть вынесено в зависимый (второй) пункт Формулы изобретения или вообще не оговариваться. Примеры возможных магнитопроводов ротора синхронного двигателя заявленного устройства :
+ литой магнитопровод из магнитомягкого материала с высоким удельным электрическим сопротивлением для борьбы с вихревыми токами (ферритный материал) ;
+ шихтованный магнитопровод, в котором магнитомягкий сплав (электротехническая сталь) находится в виде тонких листов, покрытых лаком, уложенных друг на друга и спрессованных по толщине, с целью борьбы с вихревыми токами .
По названию ротора и из контекста Описания изобретения однозначно следует, что материал магнитопровода ротора по определению может быть и на практике должен быть только ферромагнитным и магнитомягким (узко гистерезисным) , а не магнитотвердым. Это защищает от перехода ротора в качество полюсов (б) и заодно уменьшает паразитные потери при перемагничивании, пусть даже локальном. Последнее неразрывно связано и с мерами по предотвращению вихревых токов в роторе, которые кроме того угрожают сделать ротор магнитоактивным (по типу асинхронного двигателя или в качестве полюсов (а) ротора) и не соответствующим своему наименованию и назначению. Такое “перерождение” роторов заведомо недопустимо для синхронных двигателей Электромашинного умножителя электрической мощности. Здесь положительную роль играет также то, что при сохранении полной синхронизации вращения ротора – так называемое скольжение в двигателе равно нулю, и масштабные вихревые токи в роторе не наводятся и не текут даже при наличии короткозамкнутого контура ротора.
Явно выраженные полюсы магнитопровода ротора синхронного двигателя могут быть окружены воздушными обтекателями, придающими ротору цилиндрическую форму идеального тела вращения вокруг оси вала двигателя. Тогда воздушный зазор между обтекателями и статором совпадет с воздушным зазором между полюсами магнитопровода ротора и статором. Данные обтекатели полезны, т.к. уменьшают силы аэродинамического сопротивления при вращении роторов, но в целом несущественно влияют на работу Электромашинного умножителя электрической мощности, поэтому упоминаются в зависимом (втором) пункте Формулы изобретения. В случае размещения воздушных обтекателей на роторе, они должны быть изготовлены из немагнитного и диэлектрического материала. Последнее требование предотвращает образование короткозамкнутого витка на роторе и служит дополнительной гарантией отсутствия вихревых токов в роторе каждого синхронного двигателя.

4.2.   Конструктивная компоновка агрегата.

В заявленном Электромашинном умножителе электрической мощности суммируются крутящие моменты всех синхронных двигателей и прикладываются к ротору генератора без редукции оборотов. Это подразумевает наличие у агрегата характерного признака, именуемого как «машины с общим валом» или эквивалентно «машины на одном валу». Суммирование крутящих моментов на валу могут обеспечить разнообразные технические решения :
+ при соосном расположении двигателей их один общий вал является длинным цельнометаллическим ;
+ при соосном расположении двигателей их общий вал собирается с помощью торцевых муфт из коротких валов двигателей ;
+ при параллельном расположении двигателей их валы связываются с помощью зубчатых или ременных передач с полным передаточным отношением «единица», но с появлением добавочных механических потерь от наличия передач ;
+ и так далее .
Выбор конкретного конструкторского решения из по сути схожих не имеет принципиального значения и зависит в основном от технического задания на общую компоновку двигатель-генераторного агрегата в соответствии со сферой его применения.

4.3. Превращение Электромашинного умножителя электрической мощности в явный Вечный двигатель первого рода ( ВДПР ) .

Работа заявленного Электромашинного умножителя электрической мощности наиболее четко проявляется в ключевом режиме подвода к приводной синхронной машине некоторой электрической мощности от постороннего источника (сети трехфазного тока). При этом на выходе всего устройства (на выходе генератора) наблюдается значительно большая электрическая мощность, потребляемая произвольной внешней нагрузкой генератора. В режиме подвода электрической мощности от сети к устройству, оно ( не усиливает некий управляющий сигнал, как обычный усилитель , а ) самостоятельно многократно увеличивает, т.е. умножает эту входную мощность (что и отражено в названии изобретения). Указанное применение Электромашинного умножителя электрической мощности характеризуется простотой анализа подводимой и отдаваемой мощностей, т.е. простотой определения его общего КПД . То что общий КПД > 1 сразу причисляет заявленное устройство к категории «вечных двигателей».
Для рассматриваемых в Описании изобретения установок главным является первый этап - достижение избыточного выхода электрической мощности (мощность входной величины плюс добавок мощности) из устройства по сравнению с электрической мощностью на входе в устройство, т.е. достижение КПД устройства по электрическим мощностям заметно больше единицы – такова единственная цель изобретения. Только после выполнения этого условия может быть реализован второй этап - подключение электрического выхода устройства к его электрическому входу для создания замкнутой электрической системы, которая ничего не потребляет из сети, непрерывно функционирует и, более того, питает внешних потребителей электрической энергии. Подобная установка на базе Электромашинного умножителя электрической мощности станет явным Вечным двигателем первого рода. Эта программа-максимум после апробации будет бесценным подарком для промышленной энергетики, призванной обеспечивать энергетические и смежные другие потребности человечества. А как таковая примененная идея замыкания особого агрегата самого на себя не содержит новизны и не является объектом предложенного изобретения.
Иными словами, замкнутость электрической системы не имеет никакого отношения к принципу действия и не может быть важной для работоспособности Электромашинного умножителя электрической мощности и выполнения им его прямого назначения. Наоборот, на пути от Электромашинного умножителя электрической мощности к замкнутой электрической системе стоят дополнительные технические трудности, например :
- сдвиг фаз между выходным и входным напряжениями установки ;
- поддержание постоянной частоты 50 Гц входного напряжения установки ;
- неизбежные сильные перепады электрической мощности, забираемой внешними потребителями от установки ;
- и другие .
Способы решения этих проблем с помощью оборудования управления установки находятся вне рамок предложенного изобретения.
В заключение, оценивая Вечный двигатель первого рода с заявленным Электромашинным умножителем электрической мощности, можно отметить следующее. Многие изобретатели вечного двигателя продолжают думать, а апологетам закона сохранения энергии для критики выгодно представлять, что по исторически сложившемуся определению ВДПР – это силовой механизм, который достаточно запустить одним внешним толчком, и в котором затем само собой сохраняется видимое движение без ограничения по времени. Такая конституция ВДПР слишком проста, и практика показала её неосуществимость.
В отличие от этого, ВДПР в Описании изобретения, хотя также запускается всего один раз посредством пускового двигателя, но много дисциплинарен, теоретически обоснован и знаменует крупный шаг вперед. Он работает не сам собой без вмешательства, а нуждается в организации своей работы, в постоянном управлении и подпитке приводной электромашины путем обратной связи генератора. Причем, приводная машина должна быть не абы какой, а являться с особыми чертами синхронной машиной. Более того, нужные качества берутся не «из воздуха», достигаются за счет и требуют каких-то жертв, а именно – приходится увеличивать массогабаритные показатели приводной машины, которая должна содержать несколько синхронных двигателей вместо единичного.
В остальном же, ВДПР из Описания изобретения похож на традиционный и может функционировать “вечно” , конечно, за исключением поломок и износа деталей. При этом, рассмотренный ВДПР способен на большее, чем просто лишь бы самому не останавливаться, еле превозмогая силы трения и сопротивления вместе с другими потерями. Он готов постоянно отдавать потребителям электрическую мощность, даже в разы превосходящую его собственные внутренние запросы мощности с учетом всех потерь (см. в Описании изобретения – пример использования заявленного Электромашинного умножителя электрической мощности).