Mozgás nélküli Elektromágneses Generátor

2012.09.18 15:03

A Mozgás nélküli Elektromágneses Generátor (M.E.G.) onnét kapta a nevét, hogy az energiát mozgó alkatrészek nélkül állítja elő.

A készülék maga egy közönséges transzformátorra hasonlít, annyi különbséggel, hogy itt két primer és két szekunder tekercs van a vasmagon. A M.E.G. hatásfoka azonban messze meghaladja a hagyományos transzformátorok 75-95 %-os hatásfokát. A következő oldalon ismertetésre kerülő szabadalomban a hatásfok 320-360 % körül van, de a bemeneti feszültség további növelésével ez az érték még tovább növekszik.

Mivel a készülék hatásfoka meghaladja a 100 %-ot, ezért csak az indításhoz kell külső tápforrást használni. Amint azonban az indukció folyamata beindult, a külső tápra már nincs többé szükség.

Ezt a nagyszerű hatásfokot azáltal lehet elérni, hogy a primer tekercsekben folyó áram csak annyi ideig folyik, amennyi a mágneses fluxus megváltoztatásához kell, a fluxus változása viszont több áramot, így nagyobb teljesítményt indukál a kimeneti tekercsekben. Ezen kívül az állandó mágnes energiája is hozzájárul a 100 %-nál nagyobb hatásfok eléréséhez.

 

Ez a szabadalom Thomas E. Bearden, Stephen L. Patrick, James C. Hayes, Kenneth D. Moore és James L. Kenny készülékét ismerteti. A szabadalmat 2002 március 26.-án jegyezték be az Amerikai Szabadalmi hivatalban US 6,362,718 Bl számon.

Rövid ismertetés

Ez az elektromágneses generátor, mely nem tartalmaz mozgó alkatrészeket, egy állandó mágnesből és egy mágneses magból áll, mely mag az első és második mágneses áramot tartalmazza. Az első bemeneti és kimeneti tekercs az első mágneses áram körül, míg a második bemeneti és kimeneti tekercs a második mágneses áram körül található. A bemeneti tekercsek váltakozva pulzálnak, ezáltal biztosítva az indukált áramot a kimeneti tekercsekben. Az első tekercsekbe bevezetett áram csökkenti az állandó mágnes fluxusát. Az elektromágneses generátor egy másik megvalósításában a mágneses mag gyűrű alakú és a térben egymástól elválasztott lemezekből áll, ahol távtartók és állandó mágnesek egymást váltogatva helyezkednek el a lemezek között. Egy kimeneti tekercs található minden egyes távtartó körül. A bemeneti tekercsek a lemezek egy-egy része körül találhatóak és pulzáló áram folyik rajtuk keresztül, ezáltal biztosítva az indukciós áramot a kimeneti tekercsekben.

 

A találmány részletes ismertetése

Az 1. ábrán látható a M.E.G. első verziójának felépítése. Az elektromágneses generátor (10) egy állandó mágnesből (12) áll, mely a mágneses fluxus bemeneti áramát biztosítja, mely a mágnes északi pólusából (14) indul ki és a mágneses magon (16) keresztül halad tovább. A mágneses magon (16) keresztülfolyó mágneses mező egy jobb irányú (18) és egy bal irányú mágneses mezőt (20) hoz létre. Mind a kettő a mágnes (12) északi (14) és déli pólusa (22) között áramlik.

Az elektromágneses generátort (10) egy kapcsoló és vezérlő áramkör (24) hajtja meg, mely váltakozva hol a jobboldali (26), hol pedig a baloldali (28) bemeneti tekercsbe vezet elektromos áramot. Ezek a bemeneti tekercsek (26 és 28) a mágneses mag (16) egy részé körül helyezkednek el. A jobboldali bemeneti tekercs (26) a jobboldali mágneses mező (18) egy részét, míg a baloldali bemeneti tekercs (28) a baloldali mágneses mező (20) egy részét veszi körül.

A jobboldali kimeneti tekercs (29) szintén körülveszi a jobboldali mágneses mező (18) egy részét, míg a baloldali kimeneti tekercs (30) a baloldali mágneses mező (20) egy részét veszi körül.

A kapcsoló és vezérlő áramkör (24), valamint a bemeneti tekercsek (26 és 28) úgy vannak elhelyezve, hogy amikor a jobboldali bemeneti tekercs (26) energizálva van, a tekercs északi mágneses pólusa annak baloldalán (31) van jelen, mely az állandó mágnes (12) északi pólusához (14) van legközelebb, és amikor a baloldali bemeneti tekercs (28) van energizálva, akkor az északi mágneses pólus a tekercs jobb oldalán (32) van jelen, mely szintén az állandó mágnes (12) északi pólusához (14) van legközelebb.

Ennek köszönhetően, mikor a jobboldali bemeneti tekercs (26) van mágnesezve, az az állandó mágnes (12) mágneses fluxusát a jobboldali bemeneti tekercsen (26) löki keresztül. Ugyanígy, mikor a baloldali bemeneti tekercs (28) van mágnesezve, az az állandó mágnes (12) mágneses fluxusát a baloldali bemeneti tekercsen (28) löki keresztül.

Az is látszik, hogy a jobboldali bemeneti tekercsen (26) átfolyó elektromos áram az állandó mágnes (12) által létrehozott jobboldali mágneses folyam (18) fluxusával ellentétes irányú, mely azt eredményezi, hogy ennek a fluxusnak legalább egy kis része a baloldali mágneses folyamba (20) transzformálódik át. Másrészt viszont, a baloldali bemeneti tekercsen (28) átfolyó elektromos áram az állandó mágnes (12) által létrehozott baloldali mágneses folyam (20) fluxusával ellentétes irányú, mely azt eredményezi, hogy ennek a fluxusnak legalább egy kis része a jobboldali mágneses folyamba (18) transzformálódik át.

Míg az 1. ábrán bemutatott példában a bemeneti tekercsek (26 és 28) az állandó mágnes (12) északi oldalán helyezkednek el, az is egyértelmű, hogy a bemeneti tekercsek (26 és 28) az állandó mágnes (12) déli pólusán is elhelyezkedhetnek. Ekkor viszont a bemeneti tekercsek energizálása ellentétes pólusú kell legyen. Általánosságban szólva, a bemeneti tekercsek (26 és 28) az állandó mágnes (12) bármely oldalán elhelyezkedhetnek, csak az a lényeg, hogy a tekercsekben keletkező mágneses mező az állandó mágnes (12) fluxusának egy részét a másik bemeneti tekercs által körülvett mágneses mezőbe transzformálja át.

Jelen találmányban a bemeneti tekercseken (26 és 28) átfolyó áram soha nem ér el olyan magas értéket, hogy a mágneses mag (16) telítődjön. A mágneses mag (16) telítődése azt jelenti, hogy a bemeneti áram részleges növelése nem okoz az áramváltozásnak megfelelő mágneses fluxusváltozást. Ez a bemeneti teljesítmény veszteségéhez vezetne. Az elektromágneses generátornál (10) a bemeneti tekercsek (26 és 28) között kapcsolgatott áram nem kell, hogy megállítsa az egyik mágneses folyamot (18 vagy 20), míg a másik mágneses folyamot irányítjuk. Az elektromágneses generátor (10) a fluxus mintájának változtatásával működik, így nem szükséges a fluxust teljesen átkapcsolni az egyik oldalról a másikra.

A kísérletek megmutatták, hogy ez a kialakítás előnyösebb a bemeneti tekercsek (26,28) által a kimeneti tekercsekben (29,30) generált elektromos teljesítmény hatásfokának szempontjából.

A jobboldali kimeneti tekercs (29) elektromosan össze van kötve egy egyenirányítóval és szűrővel (33), mely egy potméterrel (35) megvalósított szabályozón (34) keresztül juttatja a kimeneti teljesítményt a terhelésre (126).

A lineáris szabályozó (34) kimenete az érzékelő és kapcsoló áramkör (36) bemeneti jeleként is szolgál. Az érzékelő és kapcsoló áramkör (36) az induláskor összekapcsolja a kapcsoló és vezérlő áramkört (24) egy külső tápforrással (38), pl. egy indító akkumulátorral. Miután az elektromágneses generátor megfelelő módon beindult, az érzékelő és kapcsoló áramkör (36) érzékeli, hogy a szabályozó (34) által beállított feszültség elérte a kellő szintet, így a kapcsoló és vezérlő áramkör (24) táplálását átkapcsolja a külső tápforrásról (38) a szabályozó (34) kimenetére. Miután az átkapcsolás megtörtént, az elektromágneses generátor (10) külső tápforrás nélkül folytatja a működését.

A baloldali kimeneti tekercs (30) elektromosan össze van kötve egy egyenirányítóval és szűrővel (40), mely egy potméterrel (43) megvalósított szabályozón (42) keresztül juttatja a kimeneti teljesítményt a terhelésre (44).

2. ábra. A kapcsoló és vezérlő áramkör (24) első verziójának sematikus működési elve

 

Az oszcillátor (50) biztosítja a flip-flop (54) órajelét (lásd a 2.ábrát). A flip-flop (54) Q és Q' kimenetei egy-egy meghajtó áramkörön (56 és 58) és kimeneti meghajtó FET-eken (60 és 62) keresztül jutnak a bemeneti tekercsekre (26 és 28) úgy, hogy azok felváltva kapnak áramot. A jelen találmánynál a tekercseken (26 és 28) alkalmazott feszültséget (V), mely a FET-eken (60 és 62) keresztül jut rájuk, az érzékelő és kapcsoló áramkör (36) vezérli.

3. ábra. A 2. ábrán ismertetett meghajtók bemenetére érkező impulzusok

 

A 3. ábrán a 2. ábrán ismertetett meghajtók és FET-ek (60 és 62) bemenetére érkező impulzusok láthatók. Míg az egyik FET (60) bemenetére érkező vezérlőjel a 64-es számmal van jelölve, addig a másik FET (62) bemenetére érkező vezérlőjel a 66-ossal. Mind a két bemeneti tekercs (26 és 28) pozitív feszültséggel van meghajtva.

4. ábra. a kapcsoló és vezérlő áramkör (24) második verziójának sematikus működési elve

A 4. ábra a kapcsoló és vezérlő áramkör (24) második verziójának sematikus működési elvét mutatja be. Ebben a verzióban egy oszcillátor (70) hajtja meg a flip-flopot (72). A flip-flop (72) Q és Q' kimenetei egy-egy időzítőre (74 és 76) kapcsolódnak. Az időzítők (74 és 76) kimenetei egy-egy meghajtón (78 és 80) keresztül a FET-ekre (82 és 84) jutnak, így a bemeneti tekercsekre (26 és 28) felváltva jutnak azok az impulzusok, melyek ideje rövidebb, mint a flip-flop (72) Q és Q' kimenetein megjelenő impulzusok szélessége.

5. ábra. A 4. ábrán ismertetett meghajtók bemenetére érkező impulzusok

 

Az 5. ábrán a 4. ábrán ismertetett meghajtók és FET-ek (82 és 84) bemenetére érkező impulzusok láthatók. Míg az egyik FET (82) bemenetére érkező vezérlőjel a 86-es számmal van jelölve, addig a másik FET (84) bemenetére érkező vezérlőjel a 88-assal.

Az 1. ábrán bemutatott példában, a jobboldali kimeneti tekercsben (29) csak akkor generálódik a teljesítmény, mikor a jobboldali mágneses folyam (18) fluxusa változik. Ehhez hasonlóan, a baloldali kimeneti tekercsben (30) is csak akkor generálódik a teljesítmény, mikor a baloldali mágneses folyam (20) fluxusa változik.

Ezért kívánatos meghatározni, hogy egy adott elektromágneses generátor esetén milyen impulzusszélesség biztosítja a gyakorlatilag leggyorsabb mágneses fluxusváltozást. Ezt az impulzusszélességet a 2. ábrán bemutatott oszcillátor (50) frekvenciájának változtatásával érhetjük el, amikor is a 3. ábrán bemutatott impulzusformákat kapjuk. Másik megoldásként az 5. ábrán bemutatott kapcsolás időzítőinek (74 és 76) a beállítását módosíthatjuk alacsonyabb oszcillációs frekvencián. Ebben az esetben a bemeneti tekercsek nincsenek megterhelve a szükségesnél hosszabb ideig. Mikor akármelyik bemeneti tekercsen több ideig folyik áram, mint amennyi ideig az szükséges a mágneses fluxusváltozás előidézéséhez, akkor az teljesítményveszteséget idéz elő, mely teljesítmény a bemeneti tekercsek melegítésére fordítódik, nem pedig a kimeneti tekercsekben indukált teljesítmény növelésére.

Számos kísérlet lett levezetve az 1. ábrán bemutatott elektromágneses generátor működőképességének meghatározására, azaz hogy elegendő teljesítmény generálódik-e a kapcsoló és vezérlőáramkör által vezérelt bemeneti tekercsek (26 és 28) és egy külső terhelés (44) meghajtására. Az ezekben a kísérletekben alkalmazott kialakítás a következő volt:

• A bemeneti tekercsek (26 és 28) menetszáma 40 volt 18 gauge-os (1,22 mm átmérőjű) rézvezetékkel.
• A kimeneti tekercsek (29 és 30) menetszáma 450 volt 18 gauge-os (1,22 mm átmérőjű) rézvezetékkel.
• Az állandó mágnes (12) északi és déli pólusa közötti magassága 40 mm a 89. nyíl irányában, a szélessége 25,4 mm a 90. nyíl irányában, a mélysége pedig 38,1 mm volt.
• A mágneses mag (16) magassága 90 mm a 89. nyíl irányában, szélessége 135 mm a 90. nyíl irányában, a mélysége pedig 70 mm volt.
• A mágneses magban (16) egy központi lyuk volt, melynek magassága 40 mm a 89. nyíl irányában (az állandó mágnes (12) elhelyezésére), szélessége 85 mm a 90. nyíl irányában.
• A mágneses mag (16) két darab "C" alakú félből ált, melyek a 92. jelű vonalnál kapcsolódtak össze. Ezen voltak elhelyezve a bemeneti (26 és 28) valamint a kimeneti tekercsek (29 és 30).
• A mágneses mag (16) anyaga lemezes vasalapú mágneses ötvözet volt, melyet pl. a "Honeywell"-nél lehet vásárolni "Magnetic Alloy 2605SA1" néven.
• A mágnes anyagát vas, neodium és bór kombinációja alkotta.

A bemeneti tekercsek (26 és 28) 87,5 kHz-es oszcillátor-frekvenciával lettek meghajtva. Méréseink szerint ez a frekvencia biztosította az optimális hatásfokot a 2. ábrán bemutatott kapcsolásban. Ennek a frekvenciának a periódusideje 11,45 mikrosekundum. A flip-flop (54) úgy lett beállítva, hogy a "Set" és "Reset" jelek az oszcillátor jelének felfutó élére változtak, így mind a két FET-re (60 és 62) ugyanakkora idejű, 11,45 mikrosekundumos impulzusok jutottak. A kikapcsolási idő szintén 11,45 mikrosekundum volt.

 

A 6a.-6h ábrák az impulzusok grafikus ábrázolásai, melyek egyidejűleg jelentek meg az 1. ábrán és 2. ábrán bemutatott elektromágneses generátornál, mikor a bemeneti feszültség 75 V.

A 6a. ábra a FET (60) vezérlőjeleit (100) mutatja, mely a jobboldali bemeneti tekercset (26) hajtja meg.

6a. ábra. A jobboldali FET (60) vezérlőjelei

 

A 6b. ábra a másik FET (62) vezérlőjeleit (102) mutatja, mely a baloldali bemeneti tekercset (28) hajtja meg.

6b. ábra. A baloldali FET (62) vezérlőjelei

 

A 6c és 6d ábrák a FET-eken (60 és 62) külső tápforrásról történő táplálásakor mérhető feszültség és áramimpulzusokat mutatják be.

A 6c. ábrán a feszültségszintet (104) láthatjuk. Míg az akkumulátor névleges feszültsége 75 V volt, addig egy süllyedő átmeneti jel (106) képződik ezen a feszültségen minden alkalommal, mikor valamelyik FET (60 vagy 62) bekapcsolódik. Ennek az átmeneti jelnek a mintája az akkumulátor belső ellenállásától és a mágneses generátor jellemzőitől függ.

6c. ábra. A bemeneti tekercsek feszültségszintje akkumulátoros tápforrás esetén

 

A 6d. ábrán a FET-eken (60 és 62) folyó áramokat (106) láthatjuk, mikor a tápforrás az akkumulátor.

6d. ábra. A FET-eken folyó áramok akkumulátoros tápforrás esetén

 

Mivel a 104 és 106 jelek a FET-eken (60 és 62) folyó áramok hatását mutatják, ezért az átmeneti jelek csúcsai közötti időintervallum 11,45 mikrosekundum.

A 6e-6h ábrák a kimeneti tekercseken (29 és 30) mért feszültség és áramszinteket mutatják.

A 6e. ábra a jobboldali kimeneti tekercs (29) kimeneti feszültségét (108), míg a 6f ábra a baloldali kimeneti tekercs (30) kimeneti feszültségét (110) mutatja.

6e. ábra. A jobboldali kimeneti tekercs kimeneti feszültsége

 

6f. ábra. A baloldali kimeneti tekercs kimeneti feszültsége

 

A 6g. ábra a jobboldali kimeneti tekercs (29) kimeneti áramát (116), míg a 6h ábra a baloldali kimeneti tekercs (30) kimeneti áramát (118) mutatja.

6g. ábra. A jobboldali kimeneti tekercs kimeneti árama

 

6h. ábra. A baloldali kimeneti tekercs kimeneti árama

Vegyünk egy példát: a jobboldali kimeneti tekercs (29) kimeneti áramának jele (116) egy első átmeneti csúcsot (112) tartalmaz, melyet a baloldali bemeneti tekercsben (28) folyó áramimpulzus okoz azáltal, hogy a mágneses fluxust a jobboldali mágneses folyamba (18) irányítja. A második átmeneti csúcsot (114) a baloldali bemeneti tekercsben (28) folyó áram kikapcsolása és a jobboldali bemeneti tekercs (26) áramának bekapcsolása okozza.

 

7. ábra. A kimeneti teljesítmény a bemeneti feszültség függvényében

A 7. ábra az elektromágneses generátornak (10) a bemeneti feszültség nyolc különböző, 10 V és 75 V közötti értékeinél mért kimeneti teljesítményét mutatja. Az oszcillátor frekvenciája 87,5 kHz-re volt beállítva. A mérőpontokat a 120-szal jelölt pontok mutatják, míg a 122 jelű görbe a többtagú regressziós elemzés alapján lett megrajzolva.

 

8. ábra. A hatásfok a bemeneti feszültség függvényében

A 8. ábra a kimeneti és bemeneti teljesítmények alapján számolt hatásfokot mutatja a 7. ábrán jelzett mérőpontokban. Minden egyes mérőpontnál a kimeneti teljesítmény jelentősen meghaladta a bemeneti teljesítményt. A teljesítményértékek a feszültségek és áramok alapján lettek kiszámolva minden egyes mérőpontnál, több mérési eredményt átlagolva. A mérések egy Textronic THS730 digitális oszcilloszkóp segítségével lettek elvégezve.

Amíg az elektromágneses generátor (10) sokkal magasabb feszültség és áram mellett is működött telítődés nélkül, a bemeneti feszültség le lett korlátozva 75 V-ra a kapcsolóáramkör feszültséghatára miatt.

Akik a jelen "művészeti ágban" jártasak, azok tudják, hogy vannak olyan alkatrészek, melyek jóval magasabb kapcsolófeszültséggel is tudnak dolgozni. A kísérletek során mért adatok alapján lett kikövetkeztetve, hogy 100 V bemeneti feszültség és 140 mA bemeneti áram mellett a bemeneti teljesítmény 14 W, ami mind a két kimeneti tekercsben (29 és 30) 48 W kimeneti teljesítményt produkál 12 mA-es átlagos kimeneti áram és 4000 V-os átlagos kimeneti feszültség mellett. Ez azt jelenti, hogy mindegyik kimeneti tekercsnél (29 és 30) a hatásfok 3,44.

Bár a 4000 V-os kimeneti feszültség szükséges lehet néhány alkalmazásban, a kimeneti feszültség könnyen szabályozható az elektromágneses generátor (10) felépítésének egyszerű megváltoztatásával. A kimeneti feszültség automatikusan lecsökken a kimeneti tekercsek menetszámának csökkentésével. Ha a kimeneti tekercsek menetszámát 450-ről lecsökkentjük 12-re, akkor a kimeneti feszültség leesik 106,7 V-ra, miközben a kimeneti áram 0,5 A-ra növekszik mind a két kimeneti tekercsben (29 és 30). Ezzel a módszerrel az elektromágneses generátor (10) kimeneti áramerőssége és feszültsége a kimeneti tekercsek (29 és 30) menetszámának változtatásával szabályozható, miközben a kimeneti teljesítmény nem változik jelentősen. A kimeneti teljesítményt a bemeneti áram határozza meg a mágneses fluxus változtatásának segítségével.

A hatásfok minden esetben jelentősen meghaladta az 1-et (lásd a 8. ábrát), ami azt jelenti, hogy a kimeneti tekercsek (29 és 30) mindegyikében a kimeneti teljesítmény jóval nagyobb a bemeneti tekercsekre (26 és 28) vezetett teljesítménynél. Ezért az nyilvánvaló, hogy az elektromágneses generátor (10) megépíthető öntápláló módon, ahogy ezt már megtárgyaltuk az 1.ábránál. Az 1.ábrán bemutatott példában a rövididejű külső tápforrás (38) használatát leszámítva a bemeneti tekercsekre (26 és 28) a teljesítményt teljes mértékben a jobboldali kimeneti tekercsről (29) vezettük. Ha bármelyik kimeneti tekercs (29 vagy 30) teljesítménye több mint elégséges a bemeneti tekercsek (26 és 28) vezérléséhez, akkor egy újabb terhelést (126) adhatunk a jobboldali kimeneti tekercsre (29), mely eddig csak a bemeneti tekercsek (26 és 28) táplálását végezte. Másrészt viszont, mind a két kimeneti tekercs (29 és 30) használható a bemeneti tekercsek által igényelt teljesítmény biztosítására, pl. a kimeneti tekercsek (29 vagy 30) egyike a 2. ábrán bemutatott egyik FET (60), míg a másik kimeneti tekercs a másik FET (62) számára biztosítja a V feszültséget.

A termodinamikai megfontolásokkal kapcsolatban szeretnénk megjegyezni, hogy míg az elektromágneses generátor (10) működik, ez egy nyílt rendszer, nem pedig egy termodinamikai egyenlőség. A rendszer az állandó mágnes mágneses fluxusának statikus energiájából merít. Mivel az elektromágneses generátor (10) öntápláló, külső energia felvétele nélkül működik, ezért a rendszer termodinamikája egy nyílt disszipáló rendszer, mely környezetének az energiáját - ebben az esetben az állandó mágnesben tárolt mágneses fluxusenergiáját - átveszi, összegyűjti majd szétszórja (disszipálja).

Az elektromágneses generátor (10) folyamatos használata az állandó mágnes mágnesességének elvesztését eredményezi. Az állandó mágnes anyaga ezért lehetőleg a Föld olyan ritka elemeiből tevődjön össze, mint vas, neodium és bór, mivel az ilyen mágnesnek viszonylag hosszú ideig megmarad a mágnesessége.

Jelen elektromágneses generátor ezért nem egy örökmozgó, hanem egy olyan rendszer, melyben az állandó mágnes által kisugárzott fluxust elektromos árammá alakítjuk, mely egyrészt a készüléket, másrészt pedig a rákapcsolt terhelést táplálja. Ez a nukleáris reaktorokhoz hasonlítható, ahol a tápláló anyag sugároz ki energiát, mely a láncreakciót fenntartja, ezáltal fűtve az elektromosságot generáló vizet.

 

9. ábra. Az elektromágneses generátor második verziójának keresztmetszete

A 9. ábrán az elektromágneses generátor (130) második verziójának keresztmetszetét láthatjuk. Ez az elektromágneses generátor (130) nagyon hasonlít az első verziójú elektromágneses generátorhoz (10), annyi különbséggel, hogy az első verzióban a mágneses mag (132) a 134. jelű vonal mentén összekötött két félből állt, melynél mind a két kimeneti tekercs (135) egy műanyag orsóra (136) lett tekercselve, még mielőtt az orsó (136) a mag (132) lábaira (137) lett volna helyezve. A 9. ábrán azt is láthatjuk, hogy az egyik bemeneti tekercs (138) máshol helyezkedik el.

Az 1. ábrán bemutatott példában azt is látjuk, hogy mind a két bemeneti tekercs (26 és 28) a mágneses mag (16) felső részén volt elhelyezve, miközben a kialakult mágneses mezők északi pólusai a bemeneti tekercsek (26 és 28) belső felénél (31 és 32) jelentkeztek. Ezek az északi pólusok így az állandó mágnes (12) északi pólusához (14) estek a legközelebb.

A 9. ábrán bemutatott példában az első bemeneti tekercs (26) elhelyezkedése megegyezik az 1. ábrán bemutatott példával, a második bemeneti tekercs (138) viszont az állandó mágnes (12) déli pólusa (140) mellé lett helyezve. A második bemeneti tekercs (138) déli mágneses pólusa a tekercs belső felére (142) esik. Mikor a bemeneti tekercs (138) be van kapcsolva, akkor az állandó mágnes (12) fluxusa a baloldali mágneses áramból (20) a jobboldali mágneses áramba (18) irányítódik.

 

A 10. és a 11. ábra olyan elektromágneses generátort (150) mutat be, mely a második megvalósítás első verziója alapján készült. A 10. ábra felülnézetben, míg a 11. ábra elölnézetben mutatja a generátort.

10. ábra. Elektromágneses generátor felülnézetben (a második megvalósítás első verziója)

11. ábra. Elektromágneses generátor elölnézetben (a második megvalósítás első verziója)

 

Az ez elektromágneses generátor (150) minden sarkán tartalmaz egy-egy kimeneti tekercset (152 és 153), valamint egy állandó mágnest (154), mely a kimeneti tekercsek között húzódik minden irányban. A mágneses mag (156) egy felső lemezt (158), egy alsó lemezt (160) és egy négyzetes távtartót (162) tartalmaz, mely a kimeneti tekercsek (152 és 153) között húzódik minden irányban. Mind a felső (158), mind pedig az alsó lemez (160) tartalmaz központi rekeszeket (164).

Minden egyes állandó mágnes (154) azonos módon van elhelyezve, tehát az északi pólusuk a felső lemez (158) felől található.

A nyolc bemeneti tekercs (166 és 168) a felső lemez (158) körül, a kimeneti tekercsek (152 és 153) és az állandó mágnesek (154) között vannak elhelyezve. Minden egyes bemeneti tekercs (166 és 168) úgy van elhelyezve, hogy a végeiken kialakuló mágneses pólus a szomszédos állandó mágnesek (154) pólusainak megfelelőek legyenek. Így a bemeneti tekercsek (166) bekapcsolásakor az állandó mágnesek (154) mágneses fluxusai a szomszédos kimeneti tekercsekből (152) a másik kimeneti tekercsekbe (153) irányítódnak, a bemeneti tekercsek (168) bekapcsolásakor pedig az állandó mágnesek (154) mágneses fluxusai a szomszédos kimeneti tekercsekből (153) a másik kimeneti tekercsekbe (152) irányítódnak. Az első csoport bemeneti tekercsei (166) és a második csoport bemeneti tekercsei (168) váltakozva energizálódnak, ahogy erről már az 1. ábra kapcsán beszéltünk. A kimeneti tekercsek első csoportjában (152) ennek megfelelően az impulzusok első csoportja által, míg a kimeneti tekercsek másik csoportjában (153) az impulzusok második csoportja által indukálódik áram.

Tehát, a bemeneti tekercseken (166) keresztül folyó áram az állandó mágnesekből (154) áramló fluxus növekedését idézi elő a távtartókon keresztül (162) a kimeneti tekercsekben (153), míg a másik kimeneti tekercsekben (152) a fluxus csökkenését. Másrészt viszont, a másik bemeneti tekercseken (168) keresztül folyó áram az állandó mágnesekből (154) áramló fluxus növekedését idézik elő a távtartókon keresztül (162) a kimeneti tekercsekben (152), míg a másik kimeneti tekercsekben (153) a fluxus csökkenését.

Míg a 10. ábrán és a 11. ábrán bemutatott példában a felső lemezen (158) elhelyezett összes bemeneti tekercs (166 és 168) fel van tüntetve, az is egyértelmű, hogy ezen bemeneti tekercsek (166 és 168) némelyike az alsó lemezen (160) is el lehetne helyezve, ahogy ezt a 9. ábrán is láthatjuk.

 

A 12. ábra olyan elektromágneses generátor (170) felülnézetét mutatja be, mely a második megvalósítás második verziója alapján készült.

12. ábra. Elektromágneses generátor felülnézetben (a második megvalósítás második verziója)

Ebben a verzióban az a különbség, hogy mind a felső (172), mind pedig az alsó lemez (nincs feltűntetve) kör alakú, míg az állandó mágnesek (174), a távtartók (176) és a kimeneti tekercsek (178) henger alakúak. A bemeneti tekercsek (180) elhelyezkedése és kapcsolása megegyezik a 9. ábrával és a 10. ábrával kapcsolatos leírásokban ismertetett móddal.

Jelen találmányban az alkalmazott mágneses mag lehetőség szerint nanokristály ötvözetből vagy amorf ötvözetből készüljön, az anyaga pedig legyen lemezekből összerakva. Például a mágneses mag lehet kobalt-niobium-bór ötvözet vagy más vasalapú mágneses ötvözet.

Az állandó mágnes anyaga lehetőleg a Föld ritka elemeit tartalmazza, például samarium kobalt vagy vas, neodium és bór kombinációja legyen.

 

• Az első oka ennek a nagyszerű hatásfoknak az, hogy nem vezetünk annyi áramot a bemeneti tekercsekbe, ami telítené a vasmagot. A telítődés során ugyanis a primer tekercsekben folyó áram változása nem okoz ugyanakkora energiájú változást az elektromágneses mezőben, aminek következtében a szekunder tekercsekben már ez a csökkentett energiájú elektromágneses mező indukálna - kevesebb - áramot.
   
• A második ok az, hogy az impulzusok szélessége (időtartama) optimális. Ez azt jelenti, hogy a felfutó és lefutó élek által generált elektromágneses mező változás se nem túl gyors, se nem túl lassú. Ha túl gyors lenne, akkor a felfutó él által előidézett fluxus-változást a lefutó él energiájának egy része lerontaná, ha pedig túl lassú lenne, akkor egy olyan holt idő alakulna ki, ami alatt a vezérlő impulzus állandó energiát venne fel az áramforrásból, viszont - az állandó értéke miatt - ez nem okozna fluxus-változást. Ez tehát csak veszteség lenne.
   
• A harmadik ok pedig az, hogy a M.E.G. készülék egy állandó mágnest is tartalmaz, aminek a mágneses energiáját a kimeneten felhasználjuk. Ez az irányított mágneses energia alkotja a többletenergia jelentős részét, de nem csak ez. Mint majd később látni fogjuk, Naudin kipróbálta azt is, hogy a kísérlet közben kivette az állandó mágnest a vasmagból, majd újból visszahelyezte. Az állandó mágnes nélkül is egynél nagyobb hatásfokot tapasztalt, de a mágnes visszahelyezése után ez jelentősen megugrott.
   
• Azt is érdemes még megjegyezni, hogy a M.E.G. hatásfoka a bemeneti feszültség növekedésével folyamatosan növekedett. Ez azzal magyarázható, hogy az alacsonyabb feszültségeknél nagyobbak a bemeneti oldalon fellépő veszteségek. A feszültséget növelve a bemeneti feszültség hasznos része növekszik a veszteségekhez képest, ami a hatásfok növekedését eredményezi.
   
• Még egy fontos feltétel: a kimeneti tekercsek terhelése egy nemlineáris terhelő-ellenállás kell legyen, aminek az ellenállása a feszültség növekedésével növekszik. A nemlineáris ellenállás előállításáról később lesz szó.

Végezetül következzen egy animáció, ami a M.E.G. működési elvét mutatja be.

A bemeneti tekercsekre jutó impulzusokat a tekercs zöld színe mutatja. A vasmag színei a mágneses indukció nagyságát mutatják. A legkisebb indukciót a fehér szín, míg a legnagyobbat a piros jelzi.