Электромаховичный двигатель белашова
Использование: в конструкциях электродвигателей постоянного тока, предназначенных для использования в электромобилях , электрокарах, подъемных механизмах . Сущность изобретения: вал диэлектрического ротора двигателя имеет разветвленный профиль с направляющими. В них уложены рядные многовитковые обмотки. Это увеличивает мощность машины, так как увеличивается количество постоянных магнитов системы возбуждения, количество коллекторов . Механизм автоматического отключения главного коллектора от щеток, питающих обмотки ротора, при достижении последним заданного числа оборотов исключает излишнюю потерю напряжения и быстрый выход щеток, соприкасающихся с короткозамкнутым коллектором. Электромахоаичный двигатель решает проблемы экологически чистых двигателей, способных развивать большие мощности на валу при низких напряжениях, и способен рекуперировать механическую энергию, накопленную в роторе-маховике. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 02 К 23/54
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К ПАТЕНТУ (21) 4851160/07 (22) 16.07.90 (46) 30.07.93. Бюл. гв 28 (76) А.Н.Белашов (56) Авторское свидетельство СССР
hh 924799, кл. Н 02 К 23/26, 1982.
Патент США N 2623187. кл. 310 — 154, 1952. (54) ЭЛЕКТРОМАХОВИЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
БЕЛА ШОВА (57) Использование: в конструкциях электродвигателей постоянного тока, предназначенных для использования в злектромобилях, электрокарах, подъемных механизмах. Сущность изобретения: вал диэлектрического роторадвигателя имеет разветвленный профиль с направляющими, В них уложены
Изобретение относится к конструкции электромаховичных двигателей, предназначенных для использования в электромобилях, электрокарах, рубительных машинах подъемных механизмов и других областях техники, где необходимо создать большое усилие вращения вала ротора при относи.тельно небольших напряжениях питания обмоток ротора с дальнейшей возможностью рекуперирования механической энер гии.
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей электромаховичного двигателя, упрощение конструкции и технологии изготовления дискового ротора, повышение эффективности в пользовании при профилактике и производстве ремонтно-восстановительных работ, !.Ц. 1831751 АЗ рядные многовитковые обмотки. Это увеличивает мощность машины, так как увеличивается количество постоянных магнитов системы возбуждения, количество коллекторов. Механизм автоматического отключения главного коллектора от щеток, питающих обмотки ротора, при достижении последним заданного числа оборотов исключает излишнюю потерю напряжения и быстрый выход щеток, соприкасающихся с короткозамкнутым коллектором. Электромаховичный двигатель решает проблемы экологически чистых двигателей, способных развивать большие мощности на валу при низких напряжениях, и способен рекуперировать механическую энергию. накопленную в роторе-маховике. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Сущность технического решения состоит в том, что электромаховичный двигатель, содержащий дисковый ротор, дополнительно содержит П-образную направляющую, в которой закреплено Н-количество четных, одинаковых по форме многовитковых обмоток, закрытых кожухом и взаимодействующих с магнитной системой статора по принципу импульсной подачи постоянного напряжения на обмотки ротора через кол.лектор, при котором используется способ непрерывного прохождения Н-количества замкнутых рамок с током сквозь замкнутые магнитные поля Н-количества подковообразных магнитов, расположенных на ободе рамы статора в чередующейся последовательности, при которой число обмоток равно числу магнитных систем. а длина обмотки
1831751 превышает в два раза размер ширины рабочей зоны подковообразного магниту, а ширина щетки и ее конфигурация должны быть равны коллекторной пластине, расположенной на двух независимых короткозамкнутых кольцах, число которых должно быть меньше.в два раза числа обмоток ротора, На фиг. 1 изображен. разрез электромаховичного двигателя по диагонали; на фиг.
2 изображена внутренняя часть корпуса статора; на фиг. 3- внутренняя часть дискового ротора; на фиг, 4 — изображено "развернутое" электрическое соединение Н-количества многовитковых обмоток с коллектором и условно показано их взаимодействие c Hколичеством полюсов постоянных магнитов, Электромаховичный двигатель (фиг. 1) содержит раму статора 1, снабженную втулкой удлинения 2 для внутреннего подшипника 3 и внешнего подшипника 4, разделенных промежуточной втулкой 5, внутри которых расположен вал ротора 6, жестко зафиксированный шпонкой 7, связывающий вал ротор с фиксирующей втулкой 8. На внешней части обода рамы статора закреплено Н-количество постоянных подковообразных магнитов 9, имеющих северный полюс 10 и южный полюс 11, закрытые цилиндрическим кожухом 12. С внутренней стороны рам статора размещена диэлектрическая колодка 13, содержащая отверстия для прохода вала 14, в теле которой выполнены окна 15 с размещенными в них опорными площадками 16, несущими внешнюю токосьемную щетку 17, внутреннюю токосъемную щетку 18; подпружиненными пружинами 19 и электрически связанными с вводными клеммами 20. На валу 6 жестко закреплен дисковый ротор 21, содержащий по окружности П-образную направляющую
22. внутри которой на ребрах жесткости 23, содержащих перемычки 24, зафиксировано Н-количество четных и одинаковых по форме кольцевых многовитковых обмоток
25, защищенных предохранительным кожухом 26, расположенным в пазах 27 П-образной направляющей. 8о внутренней части ротор установлена диэлектрическая торцовая колодка коллектора 28, включающего внешнее короткозамкнутое кольцо 29 и внутреннее короткозамкнутое кольцо 30, на которых расположены контактные пластины, число которых в два раза меньше числа катушек обмоток, а каждая контактная пластина внешнего кольца 29 соединена с двумя катушками обмотки и замкнута на контактную пластину внутреннего кольца 30, где между собой многовитковыв катушки обмоток могут быть соединены последовательно или параллельно. С внешней стороны дисковый ротор содержит опорный подшипник 31, связанный с торцовым кожухом 32, который закреплен элементами фиксации к цилиндрическому кожуху 12.
На фиг. 2 изображена внутренняя часть рамы статора с указанием чередующейся последовательности расположения на обо10 де 33 H-количества подковообразных магнитов, где их количество должно быть равно числу многовитковых обмоток, а расстояние между магнитами должно соответствовать длине многовитковой обмотки. Токосъем15 ные щетки 17, 18 должны быть строго установлены в рабочей зоне 34 любых пар подковообразных магнитов, при этом конфигурация и размеры щеток должны быть равны размерам контактных пластин 35
20 внешнего короткозамкнутого кольца 29 и контактных пластин 36 внутреннего короткозамкнутого кольца 30, а длина внутренней части обмотки 37 (фиг. 3) должна быть в два раза больше. ширины рабочей эрны 34 подко 25 вообразного магнита, где при пусках дискового ротора 21, имеющего большие размеры и большую массу, электромаховичный двигатель дополнительно снабжен подпружиненным двигателем 38, на оси которого
30 установлен обрезиненный диск 39, обеспечивающий начальное ускорение для ликвидации нерабочей зоны 40.
На фиг. 4 изображено "развернутое" электрическое соединение коллектора 28с
35 обмотками катушек 25 и условно показано взаимодействие Н-количества обмоток ротора злектромаховичного двигателя с полюсами И-количества постоянных магнитов статора.
40 Работает электромаховичный двигатель следующим образом.
При подаче постоянного напряжения на клеммы 20, электрически связанные с внешней подпружиненной щеткой 17 и
45 внутренней подпружиненной щеткой 18, напряжение подается на контактные пластины 35 внешнего «ороткозамкнутого кольца
29 и контактные пластины 36 внутреннего короткозамкнутого кольца 30, электрически
50 связанные с H-количеством кольцевых многовитковых обмоток 25. где при совмещении токосъемных щеток 11, 18 с контактными пластинами 35, 36 происходит вращательный момент дискового ротора в любом направлении, зависящем от полярности постоянного напряжения, подаваемого на клеммы 20. При несовпадении токосъемных щеток и коллекторных пластин у двигателей большого диаметра и большой массы для ликвидации нерабочей эоны 40 использует1831751
50 ся вспомОгательный пусковой двигатель
38; который проворачивает обрезиненным роликом 39 дисковый ротор 21 для его запуска.
Изобретение позволяет создать новое направление энергосберегающих двигателей с упрощенной конструкцией, повышен-. ным КПД, способных обеспечить высокую технологичность сборки статора и ротора, надежность работы многовиткоых обмоток и их хорошее охлаждение, расширить функциональные возможности электромаховичного двигателя, используя его способность запасать механическую энергию, Формула изобретения
1, Электромаховичный двигатель, содержащий статор с корпусом, по окружности которого с внутренней стороны равномерно расположены подковообразные постоянные магниты чередующейся полярности, установленный на валу ротор из диэлектрического материала, по окружности. которого равномерно расположены
° кольцевые многовитковые катушки обмотки, число которых равно числу постоянных магнитов, коллектор, токоподводящие щетки и подшипники, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, упрощения конструкции и технологии изготовления, корпус; состоящий из рамы и обода, выполнен из диэлектрического материала и снабжен цилиндрическим кожухом, внешние части магнитов прилегают к ободу кожуха перемычкой магнитопровода, сориентированной к центру двигателя, а расстояния между магнитами равно внешнему диаметру многовитковой обмотки, где расчетный угол а зависит от количества четных многовиткоых обмоток, на основании. корпуса установлены клеммы для подвода постоянного напряжения, на внутренней части корпуса размещена диэлектрическая колодка с от верстием для прохода вала, внутри которой выполнены окна с размещенными в них опорными площадками, на которых укреплены подпружиненные щетки, электрически соединенные с вводными клеммами, корпус снабжен втулкой удлинения, в которой
25 расположены подшипники, разделенные промежуточной втулкой, и элементы фиксирующей втулки с фиксатором вала, ротор выполнен дисковым, катушки его обмотки зафиксированы в П-образных направляющих с проточками посредством перемычек и ребер жесткости и закрыты предохранительным кожухом, во внутренней части ротора установлена диэлектрическая торцовая колодка коллектора, включающего два короткозамкнутых кольца с контактными пластинами, размеры которых увеличиваются на угол а в зависимости QT диаметра коллектора и рабочих зон системы возбуждения, причем одно кольцо расположено по внешнему диаметру колодки, а другое — по внутренйему диаметру, число контактных пластин вдвое меньше числа катушек обмотки, каждая контактная пластина внешнего кольца соединена с двумя катушками обмотки и замкнута на контактную пластину внутреннего кольца, между собой катушки обмотки соединены последовательно или параллельно, вращающаяся часть ротора связана посредством упорного подшипника с торцовым кожухом, соединенным по внешнему диаметру с цилиндрическим кожухом, электромаховичный двигатель снабжен подпружиненным пусковым двигателем, на оси которого установлен обрезиненный диск.
2. Двигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что размеры щеток равны размерам контактных пластин.
3. Двигатель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем,. что дисковый ротор выполнен в виде монолитной конструкции.
4, Двигатель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрочнения конструкции, его элементы изготовлены из любого прочного материала, как диэлектрического, так и металлического.
5. Двигатель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения мощности, на дисковом роторе расположено Н-количество независимых направляющих с многовитковыми обмотками, повернутых к раме статора, которая содержит Н-количеством систем возбуждения для этих направляющих.
1831751
1831751
Составитель А. Белашов
Техред М. Моргентал Корректор С. Лисина
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2554 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
