Электромагнитный редуктор



Электромагнитный редуктор
Электромагнитный редуктор

 


Владельцы патента RU 2583846:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (RU)

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным редукторам. Электромагнитный редуктор содержит корпус с установленными в нем статором, первым и вторым роторами, жестко установленными на входном и выходном валах соответственно, при этом первый ротор, расположенный коаксиально со статором и жестко связанный с концом входного вала, выполнен в виде беличьей клетки, стержни которой, вставленные в кольца из немагнитного материала, образуют зубцы этого ротора, а второй ротор, расположенный внутри первого, выполнен в виде зубчатого магнитопровода, причем статор, стержни зубцов первого ротора и второй ротор выполнены шихтованными из ферромагнитной тонколистовой стали, обмотки возбуждения установлены на щитах редуктора и подключены к источнику постоянного напряжения с возможностью создания однонаправленных магнитных потоков в статоре и роторах, а второй ротор выполнен с числом зубцов, равным разности между числом зубцов первого ротора и числом зубцов статора z2=(z1-z). Технический результат состоит в упрощении конструкции, повышении надежности и увеличении передаваемого момента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к общему машиностроению, к электротехнике, к электромагнитным механизмам, а конкретно к бесконтактным электромагнитным редукторам, и может быть использовано в качестве передаточного устройства в механических системах с большим ресурсом работы в условиях отсутствия смазки.

Известен двухступенчатый редуктор, являющийся мультипликатором (статья Дергачев П.А., Кирюхин В.П., Кулаев Ю.В., Курбатов П.А., Молоканов О.Н. «Анализ двухступенчатого магнитного мультипликатора», ж. «Электротехника», №5, 2012 г., с. 39-45), имеющий три вращающихся ротора, внешний статор и внутреннее модулирующее кольцо. Наружный ротор и наружные магниты промежуточного ротора образуют первую ступень мультипликатора. Второй (промежуточный) ротор имеет радиально намагниченные магниты на наружной и внутренней сторонах. Статор, наружный ротор и наружные магниты промежуточного ротора образуют первую ступень мультипликатора. Третий (внутренний) ротор жестко связан с выходным валом. Внутренние магниты промежуточного ротора, вторая беличья клетка и внутренний ротор образуют вторую (выходную) ступень мультипликатора. Недостатком этого магнитного редуктора является большое число ступеней. Современные высокоэнергетические постоянные магниты из редкоземельных элементов имеют высокую стоимость. Гармоники магнитного поля во втором воздушном зазоре, взаимодействуя с наружными магнитами, создают переменные электромагнитные моменты - источник вибрации и шума.

Наиболее близким к заявляемому устройству является электромагнитный редуктор (патент RU №2529422, Н02К 16/00, Н02К 51/00), содержащий корпус с установленными в нем статором с многофазной обмоткой, подключенной к источнику напряжения, а также первым и вторым роторами, жестко установленными на входном и выходном валах соответственно, причем обмотка статора подключена к источнику напряжения через регулируемый преобразователь частоты и размещена в пазах внутренней поверхности статора с образованием полюсов, при этом первый ротор, расположенный коаксиально со статором и жестко связанный с концом входного вала, выполнен в виде беличьей клетки, стержни которой, вставленные в кольца из немагнитного материала, образуют зубцы этого ротора, а второй ротор, расположенный внутри первого, выполнен в виде зубчатого магнитопровода с числом зубцов z2, равным z2=(z1-p1), где z1 - число зубцов первого ротора; p1 - число пар полюсов обмотки статора; причем статор, зубцы первого ротора и второй ротор выполнены шихтованными из ферромагнитной тонколистовой стали.

Недостатком этого электромагнитного редуктора является сложность в изготовлении устройства редуктора, обусловленная наличием многофазной обмотки на статоре и регулируемого преобразователя частоты. Использование такого сложного устройства не всегда целесообразно, например, в случаях, когда нет необходимости в регулировании передаточного отношения, а наличие вышеописанной обмотки на статоре и регулируемого преобразователя частоты приводит к излишним потерям энергии. Такое устройство менее надежно.

Заявляемое изобретение направлено на решение технической задачи создания несложной и недорогой конструкции электромагнитного редуктора, который может использоваться в качестве редуктора, без применения смазки.

Техническим результатом заявляемого устройства является упрощение конструкции, повышение надежности, увеличение величины передаваемого момента.

Этот технический результат достигается тем, что в электромагнитном редукторе, содержащем корпус с установленными в нем статором, первым и вторым роторами, жестко установленными на входном и выходном валах соответственно, при этом первый ротор, расположенный коаксиально со статором и жестко связанный с концом входного вала, выполнен в виде беличьей клетки, стержни которой, вставленные в кольца из немагнитного материала, образуют зубцы этого ротора, а второй ротор, расположенный внутри первого, выполнен в виде зубчатого магнитопровода, причем статор, стержни зубцов первого ротора и второй ротор выполнены шихтованными из ферромагнитной тонколистовой стали, в соответствии с изобретением, обмотки возбуждения установлены на щитах редуктора и подключены к источнику постоянного напряжения с возможностью создания однонаправленных магнитных потоков в статоре и роторах, а второй ротор выполнен с числом зубцов, равным разности между числом зубцов первого ротора и числом зубцов статора z2=(z1-z).

При этом зубцы первого ротора могут быть выполнены высотой больше половины ширины пазов между полюсами

На рис. 1 и 2 представлена принципиальная конструктивная схема заявляемого электромагнитного редуктора.

В электромагнитном редукторе входной вал 1 установлен с возможностью вращения в подшипниках шита 2 корпуса 3. Неподвижно установленный в корпусе 3 статор 4 выполнен из шихтованных листов электротехнической холоднокатаной стали с числом зубцов z на его внутренней поверхности.

Коаксиально статору установлен жестко связанный с концом входного вала 1, с возможностью вращения вместе с ним в подшипниках первый ротор 5. Ротор 5 выполнен в виде «беличьей клетки», магнитно и гальванически изолированные между собой, стержни которой выполнены из шихтованных тонких ферромагнитных прямоугольных пластин электротехнической стали и имеют форму прямоугольной призмы, причем стержни закреплены в кольцах 6, 7 из немагнитного материала и образуют зубцы ротора 5, число которых равно z1, причем высота h их шихтованных призм прямоугольного сечения больше половины ширины bn пазов для увеличения глубины модуляции магнитного поля первым ротором 5. Кольцо 6 жестко соединено с концом входного вала 1. Безобмоточный зубчатый внутренний, по отношению к ротору 5, второй ротор 8 с числом зубцов z2=(z1-z) выполнен из шихтованной электротехнической стали, жестко установлен на выходном валу 9. На щитах 2 и 10 установлены обмотки возбуждения 11 и 12, подключенные параллельно к источнику постоянного напряжения с возможностью создания однонаправленных магнитных потоков в статоре и роторах.

Электромагнитный редуктор работает следующим образом. На выводы обмоток 11 и 12 для двухстороннего возбуждения магнитного потока подают питание от источника постоянного напряжения. В результате возникают магнитные потоки, протекающие по замкнутому пути через статор 4, роторы 5, 8, которые замыкаются через корпус 3, подшипниковые щиты 2, 10 и вал 9. Причем через статор 4 и роторы 5, 8 магнитные потоки протекают в одном направлении. Если нет движения валов, то статор и два ротора устанавливаются в определенное положение в соответствии с равномерным распределением сил взаимодействия между полюсами по их расточкам.

При вращении входного вала 1 с угловой скоростью Ω1 на первом роторе 5, за счет взаимодействия его полюсов и полюсов статора 4, возникает вращающееся магнитное поле с числом пар полюсов, равным количеству зубцов z2=(z1-z) второго ротора 8. При этом угловая скорость вращения

где - передаточное отношение заявляемого электромагнитного редуктора.

Изменение направления вращения вала 9 второго ротора 8 можно осуществлять только при изменении направления вращения входного вала 1, то есть первого ротора 5.

Такой электромагнитный редуктор отличается несложной конструкцией за счет выполнения безобмоточных роторов и одного статора. Причем в этом случае возможно увеличение величины передаваемого момента за счет увеличения числа пар полюсов безобмоточного статора. При этом заявляемый редуктор обладает высоким удельным моментом, простотой и удобством эксплуатации, отсутствием постоянных магнитов. Редуктор может найти применение в различных транспортных системах, в ветроэнергетике в качестве мультипликатора.

1. Электромагнитный редуктор, содержащий корпус с установленными в нем статором, первым и вторым роторами, жестко установленными на входном и выходном валах соответственно, при этом первый ротор, расположенный коаксиально со статором и жестко связанный с концом входного вала, выполнен в виде беличьей клетки, стержни которой, вставленные в кольца из немагнитного материала, образуют зубцы этого ротора, а второй ротор, расположенный внутри первого, выполнен в виде зубчатого магнитопровода, причем статор, стержни зубцов первого ротора и второй ротор выполнены шихтованными из ферромагнитной тонколистовой стали, отличающийся тем, что обмотки возбуждения установлены на щитах редуктора и подключены к источнику постоянного напряжения с возможностью создания однонаправленных магнитных потоков в статоре и роторах, а второй ротор выполнен с числом зубцов, равным разности между числом зубцов первого ротора и числом зубцов статора z2=(z1-z).

2. Электромагнитный редуктор по п. 1, отличающийся тем, что зубцы первого ротора выполнены высотой больше половины ширины его пазов между полюсами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания. Техническим результатом является поддержание частоты вращения за счет снижения тормозного момента.

Изобретение относится к электротехнике, к электроэнергетическим и электродинамическим установкам, и может быть использовано для придания движения аэрокосмическим аппаратам, а также наземным, водным и подводным транспортным средствам.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводе. Технический результат состоит в повышении надежности за счет повышения внутреннего сопротивления рабочей обмотки.

Изобретение относится к электротехнике, к магнитным бесконтактным планетарным редукторам, предназначенным для привода исполнительных механизмов и устройств с одновременной редукцией частоты вращения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве передаточного устройства в механических системах с большим ресурсом работы при ударных нагрузках.

Система (20) генерирования электроэнергии содержит воздушный электрогенератор (30), узел (40) страховочного фала, сконфигурированный с возможностью передачи электроэнергии от воздушного электрогенератора на землю.

Изобретение относится к области электротехники и общего машиностроения, касается выполнения электромагнитных механизмов, в частности бесконтактных электромагнитных редукторов, и может быть использовано в качестве передаточного устройства с регулируемым передаточным отношением в механических системах с большим ресурсом работы в условиях отсутствия смазки.

Изобретение относится к общему машиностроению, к электротехнике, к электромагнитным механизмам, а конкретно к бесконтактным электромагнитным редукторам, и может быть использовано в качестве передаточного устройства с регулируемым передаточным отношением в механических системах с большим ресурсом работы в условиях отсутствия смазки.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании аэрокосмических транспортных средств и аппаратов, а также приводов наземного транспорта.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании аэрокосмических транспортных средств и аппаратов, а также приводов наземного транспорта.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам преобразования энергии. Устройство преобразования энергии включает постоянные магниты (1), держатель (2) магнитов, крышку (3), шестерню (4), корпус (5), колесо (6), роликовый элемент (7) и катушку (8).

Изобретение относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам, и может быть использовано, в частности, в ветроэнергетических установках.

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве привода электрогенераторов, а также любых технических средств, применяемых в народном хозяйстве.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам. Технический результат - возможность выработки трехфазного электрического тока.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам, и может быть использовано, в частности, в ветроэнергетических установках.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к низкооборотным высокомоментным синхронным двигателям и генераторам с неподвижным якорем и вращающимися магнитами, и может быть использовано в качестве ветрогенераторов, высокочастотных электрических генераторов и в автономных энергоустановках. Тихоходный электрический генератор на постоянных магнитах содержит ротор в виде двух плоских дисков, статор размещен между дисками ротора и выполнен в виде кольца, соединенного с неподвижным валом спицами, якорную обмотку, намотанную на кольцо - тороид, магниты с чередующимися полюсами, установленными на боковых частях ротора в пазах в количестве от 80 до 250 на каждом диске.

Изобретение относится к области электроэнергетики. Технический результат - уменьшение потерь от высокочастотных составляющих спектра полезной мощности, увеличение кпд преобразования механической энергии в электрическую, повышение удельных характеристик системы преобразования, улучшение технологичности устройства и повышение его надежности.

Изобретение относится к системе преобразования механической энергии в электрическую, которая, в частности, подходит для использования в системах преобразования ветровой энергии.

Статор // 2537791
Изобретение относится к электротехнике, ветроэнергетике, а именно к ветроэлектрогенераторам с вертикальной осью вращения. Технический результат состоит в повышении эффективности, которая обусловлена тем, что используются не только радиальные, но и торцевые зазоры.

Изобретение относится к области электротехники и общего машиностроения, касается выполнения электромагнитных механизмов, в частности бесконтактных электромагнитных редукторов, и может быть использовано в качестве передаточного устройства с регулируемым передаточным отношением в механических системах с большим ресурсом работы в условиях отсутствия смазки.

Настоящее изобретение касается сдвоенного двигателя. Технический результат - повышение технологичности сдвоенного двигателя.
Наверх