Емкостный двигатель

Изобретение относится к области электромашиностроения. Технический результат: повышение эксплуатационной надежности емкостного двигателя, повышение технологичности, упрощение конструкции. Емкостный двигатель содержит подвижный элемент в виде полого диэлектрического цилиндра, металлические электроды, расположенные вокруг ротора. Дополнительно в емкостный двигатель введены кольца регулирования зазора, имеющие сквозные дугообразные пазы, установленные на подшипниковых щитах и защищенные от внешних воздействий крышками подшипников, соединенные между собой планками, а также кольцо регулирования наклона электродов, установленное на переднем подшипниковом щите. 3 ил.

 

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в исследованиях электростатических сил по электростатике, а также в практических целях как двигатель небольшой мощности.

Известны варианты электростатических двигателей (Патент РФ №2225066, кл. H02N 1/00, 2004 г.), содержащих тело вращения из диэлектрика, расположенное на оси, относительно тела вращения установлены прямые металлические электроды с размерами не больше радиуса тела вращения. По первому варианту каждый электрод перпендикулярен радиусу тела вращения, составляет с касательной к окружности угол α и расположен над диэлектриком с зазором. Согласно второму варианту каждый электрод перпендикулярен радиусу тела вращения, составляет с касательной к окружности угол α, расположен над диэлектриком с зазором и металлическая ось тела вращения является дополнительным электродом. Согласно третьему варианту в электростатическом двигателе, содержащем тело перемещения из диэлектрика, относительно тела перемещения установлены прямые металлические электроды, которые расположены в плоскости параллельно телу перемещения и наклонены к нему под углом α с зазором в сторону, противоположную направлению движения.

Недостатком таких двигателей является невозможность регулирования величины воздушного зазора между подвижным элементом и электродами статора.

Известна конструкция (патент РФ №2198409, кл. G01R 5/28, 15/00, 19/00, бюл. №4, 2003), состоящая из диэлектрического корпуса, подвижного элемента в виде цилиндрического диэлектрика, выполненного из фибры, расположенного на оси, которая закреплена с возможностью вращения в подшипниках, при этом ось с одного конца связана с корпусом посредством спиральной пружины. Электроды установлены под углом относительно нормали к поверхности подвижного элемента, теоретически и экспериментально выбранного для фибры равным 50°. Отсчетное устройство состоит из круговой шкалы, нанесенной на торец подвижного элемента, световода отсчета с неподвижным указателем и световода подсветки шкалы, торец которого освещен миниатюрной лампой накаливания. Выводы электродов соединены с измерительными клеммами.

Недостатками такой конструкции являются невозможность регулирования угла наклона электродов относительно нормали к поверхности подвижного элемента и ограниченные функциональные возможности.

Известна конструкция (патент РФ №2198409, дата публикации 10.02.2003, кл. G01R 5/28, 15/00, 19/00, бюл. №4, 2003), состоящая из диэлектрического корпуса, подвижного элемента в виде цилиндрического диэлектрика, выполненного из фибры, расположенного на оси, которая закреплена с возможностью вращения в подшипниках, при этом ось с одного конца связана с корпусом посредством спиральной пружины. Электроды установлены под углом относительно нормали к поверхности подвижного элемента, теоретически и экспериментально выбранного для фибры равным 50°. Отсчетное устройство состоит из круговой шкалы, нанесенной на торец подвижного элемента, световода отсчета с неподвижным указателем и световода подсветки шкалы, торец которого освещен миниатюрной лампой накаливания. Выводы электродов соединены с измерительными клеммами.

Недостатками такой конструкции являются невозможность регулирования угла наклона электродов относительно нормали к поверхности подвижного элемента и ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является емкостный двигатель (патент РФ №2330374, кл. H02N 1/08, публикация патента: 27.07.2008, содержащий диэлектрический корпус, вал, закрепленный с возможностью вращения в подшипниках, на котором расположен диэлектрический подвижный элемент, выполненный из фибры, металлические электроды, установленные под углом относительно нормали к поверхности подвижного элемента, диэлектрический подвижный элемент имеет возможность линейного перемещения и выполнен в виде конуса, установленного внатяг на вал, который при помощи болтов и подшипников входит в подвижную стойку, скользящую по общему основанию, при этом металлические электроды расположены радиально, а их стержни с одного конца закреплены внатяг в первом диэлектрическом фланце, а другой конец каждого стержня проходит сквозь второй диэлектрический фланец, в котором, а также в диэлектрическом корпусе при помощи подшипников установлен вал с размещенным внатяг зубчатым колесом для изменения угла наклона металлических электродов относительно образующей поверхности подвижного элемента.

Недостатком ближайшего аналога являются сложность, ненадежность конструкции.

Задача изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности, снижение массогабаритных показателей.

Технический результат - регулирование угла наклона электродов относительно касательной к поверхности подвижного элемента, регулирование рабочего зазора между электродами и подвижным элементом.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в емкостном двигателе, содержащем подвижный элемент в виде полого диэлектрического цилиндра, металлические электроды, расположенные вокруг ротора, введены кольца регулирования зазора, имеющие сквозные дугообразные пазы, установленные на подшипниковых щитах и защищенные от внешних воздействий крышками подшипников, соединенные между собой планками, а также кольцо регулирования наклона электродов, установленное на переднем подшипниковом щите.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена схема устройства, на фиг. 2 изображено сечение А-А, иллюстрирующее конструкцию колец регулирования зазора, на фиг. 3 показаны регулируемый угол α наклона электродов и угол β поворота кольца регулирования угла наклона электродов α.

Емкостный двигатель с диэлектрическим ротором содержит подвижный элемент в виде полого диэлектрического цилиндра 1, металлические электроды 2 (фиг. 1), расположенные вокруг ротора, оси которых располагаются в направляющих отверстиях подшипниковых щитов, кольцо регулирования наклона электродов 3, установленные на подшипниковых щитах 4, 5 кольца регулирования зазора 6 (фиг. 1), 7 (фиг. 2) (имеющие сквозные дугообразные пазы), соединенные между собой планками 8, диэлектрический корпус 9 (фиг. 1).

Двигатель работает следующим образом. На электроды 2 подается высоковольтное напряжение переменного тока. В результате в рабочем пространстве емкостного двигателя возникают тангенциальные силы, действующие на ротор 1, находящийся в электрическом поле, создаваемом множеством зарядов и распределенном в воздушном зазоре произвольно сложной формы. Кроме того, в рабочем пространстве емкостного двигателя создается вращающее электрическое поле, являющееся источником дополнительных вращающих сил, имеющих определенное направление действия. Таким образом приводится во вращение подвижный элемент.

Достоинством конструкции разрабатываемого емкостного двигателя является возможность регулирования зазора 5 между электродами 2 и ротором 1, что позволяет регулировать крутящий момент на валу емкостного ЭМПЭ, а также угла α поворота электродов по отношению к поверхности ротора, что в свою очередь позволяет регулировать скорость вращения ротора и обеспечивать реверс.

Зазор δ=(0,5…1,5) мм между электродами 2 и ротором 1 обеспечивается поворотом пары колец 6 и 7 на угол γ=(60…105)°. Угол α=(1…179)° обеспечивается поворотом кольца 3 на угол β=(0…90)°.

Итак, заявляемое изобретение обладает простотой исполнения, высокой надежностью, технологичностью, малыми массогабаритными показателями.

Емкостный двигатель, содержащий подвижный элемент в виде полого диэлектрического цилиндра, металлические электроды, расположенные вокруг ротора, отличающийся тем, что введены кольца регулирования зазора, имеющие сквозные дугообразные пазы, установленные на подшипниковых щитах и защищенные от внешних воздействий крышками подшипников, соединенные между собой планками, а также кольцо регулирования наклона электродов, установленное на переднем подшипниковом щите.



 

Похожие патенты:

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, в частности к микроэлектромеханическим генераторам, преобразующим энергию механических колебаний в электрическую энергию, и может быть использовано для подзаряда химического источника тока.

Изобретение относится к электротехнике. Электростатический генератор содержит расположенный на валу и состоящий из диэлектрического материала цилиндр.

Изобретение относится к технике высоких напряжений, к электростатическим генераторам с транспортерами-проводниками. Технический результат состоит в повышении мощности.

Изобретение относится к области электротехники и направлено на достижение технического результата, состоящего в повышении точности и расширении функциональных возможностей микроэлектромеханических систем за счет использования реверсивного микродвигателя вращения в качестве углового шагового микро-, нанопозиционера, реверсивного высокоэнергоемкого быстродействующего вращательного микропривода в шаговом и квазиустановившимся режимах.

Изобретение относится к области преобразования электрической энергии, а именно к устройствам преобразования статического электричества в электрическую энергию небольших напряжений при малых токах.

Изобретение относится к области генерации электроэнергии путем электризации диэлектрических веществ, а именно к устройствам, в которых тепловая или кинетическая энергия преобразуется в электрическую энергию путем ионизации жидкой или газовой среды и снятия с нее заряда.

Изобретение относится к области генерации электроэнергии путем электризации диэлектрических веществ, а именно к устройствам, в которых тепловая или кинетическая энергия преобразуется в электрическую энергию путем ионизации жидкой или газовой среды и снятия с нее заряда.

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам электромеханического преобразования энергии и является быстродействующим высокоэнергоемким емкостным преобразователем энергии, изготавливаемым методами технологии микроэлектроники, может быть использовано в устройствах, в которых необходимо создание больших механических сил за короткое время, например в устройствах впрыска топлива в цилиндры двигателей внутреннего сгорания, инжекторов струй жидкости, в микродвигателях для микролетательных аппаратов и микророботов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для промышленного получения электроэнергии, а также в технологиях индукционного нагрева вещества.

Изобретение относится к электротехнике, к электромеханическому преобразованию электрической энергии в механическую и может найти широкое применение в промышленности, транспорте, бытовой технике.

Изобретение относится к электромотор-редуктору, выполненному путем сборки электродвигателя и связанного с ним передаточного механизма, а также к способу сборки этого электромотор-редуктора.

Предметом изобретения является сервомотор с силовой установкой, который может быть использован, например, на атомных станциях. Технический результат заключается в получении возможности быстро и эффективно получать доступ к различным составляющим сервомотора, в особенности к силовой установке и устройству определения позиции, при этом сохраняя возможность запускать систему ручного управления сервомотора.

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к электрическим машинам. .

Изобретение относится к электротехнике, к двигателям, а именно к защите их электропроводки. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкциям вспомогательных частей корпуса электромашины. .

Изобретение относится к электротехнике и электромашиностроению и может быть использовано при изготовлении машин, имеющих полуоткрытые пазы для крепления лап. .

Изобретение относится к клеммной коробке в модульном исполнении для установки на электрических сервоприводах для управления клапанами. .

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при изготовлении электродвигателей малой и средней мощности. .

Изобретение относится к области электротехники, а более конкретно - к емкостным преобразователям энергии, и может быть использовано для питания маломощных потребителей энергии в климатических условиях с периодическим перепадом температур, например дневных и ночных, либо в полете искусственного спутника Земли на орбите при вхождении в тень планеты и выходе из нее. Устройство с помощью емкости преобразует энергию перепада температур. Устройство включает брусок из любого диэлектрического материала, имеющего большое изменение своих линейных размеров при изменении внешней температуры, пластины емкости, одна из которых закреплена неподвижно, а вторая подвижная прикреплена к одному концу бруска из диэлектрического материала, при этом второй конец этого бруска жестко закреплен на неподвижном основании, материал, имеющий высокую относительную диэлектрическую проницаемость, например сегнетоэлектрик, пьезоэлемент, установленный в пространство между неподвижным корпусом устройства и концом подвижного диэлектрического материала и жестко закрепленный с ними по обеим сторонам. При этом пьезоэлемент выполняет функции источника питания. Техническим результатом является отсутствие дополнительного потребления энергии для первичной зарядки пластин. 1 ил.
Наверх