Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии - заявка 2017102762 на патент на изобретение в РФ

1. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии, содержащее:
статор;
маховик, имеющий ось вращения и выполненный с возможностью установки с возможностью вращения на вал вращающейся электрической машины и имеющий по меньшей мере первый комплект магнитных катушек, расположенных на нем;
ротор асинхронной машины, имеющий ось вращения и выполненный с возможностью установки на вал с обеспечением его магнитной связи с первым комплектом магнитных катушек маховика таким образом, что изменение магнитного потока в первом комплекте магнитных катушек индуцирует ток в роторе асинхронной машины;
по меньшей мере один второй комплект магнитных катушек, расположенный на статоре и магнитно связанный с ротором асинхронной машины; и
первый контроллер для управления подачей электрической энергии от маховика ко второму комплекту магнитных катушек для форсирования ускорения или замедления ротора асинхронной машины;
причем ротор асинхронной машины выполнен с возможностью приема электрической энергии от маховика через первый комплект магнитных катушек и от второго комплекта магнитных катушек.
2. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 1, в котором вал является приводным валом.
3. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 1 или 2, в котором магнитный поток и связанная с ним электрическая энергия во втором комплекте магнитных катушек имеет место при угловой скорости ωRF, равной скорости ωR ротора асинхронной машины относительно угловой скорости ωF маховика и подчиняющейся уравнению:
ωRFRF
4. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-3, в котором приводной вал является приводным валом транспортного средства.
5. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-3, в котором приводной вал выполнен с возможностью привода компрессора.
6. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-5, в котором на маховике расположен третий комплект магнитных катушек, электрически связанный с первым контроллером для передачи электрической мощности к маховику и от маховика.
7. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-6, которое дополнительно содержит внешнее аккумулирующее устройство, причем
первый контроллер выполнен с возможностью подачи электрической мощности от внешнего аккумулирующего устройства к маховику или передачи электрической мощности, накопленной на маховике, к внешнему аккумулирующему устройству, и
первый контроллер выполнен с возможностью управления скоростью вращения маховика посредством регулирования количества электрической энергии, подаваемой на третий комплект магнитных катушек.
8. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-7, который дополнительно содержит второй контроллер, выполненный с возможностью подачи электрической мощности на ротор асинхронной машины через второй комплект магнитных катушек.
9. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 8, в котором каждый из первого контроллера и второго контроллера является контроллером переключаемого бесщеточного электродвигателя с цифровым управлением.
10. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 8 или 9, в котором каждый из первого контроллера и второго контроллера содержит датчик положения ротора асинхронной машины и датчик скорости ротора асинхронной машины.
11. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 8-10, в котором первый и второй контроллеры содержат по меньшей мере один поворотный регулятор и/или магнитный датчик Холла.
12. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 8-11, в котором первый и второй контролеры электрически связаны друг с другом.
13. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 6, которое дополнительно содержит четвертый комплект магнитных катушек, присоединенный к статору и электрически соединенный с внешним аккумулирующим устройством для передачи электрической мощности к маховику или от маховика через третий комплект магнитных катушек.
14. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 7, в котором внешнее аккумулирующее устройство является аккумуляторной батареей или суперконденсатором.
15. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-14, которое дополнительно содержит по меньшей мере один подшипник, присоединенный к статору, для опоры маховика при управляемом вращении вокруг его оси вращения.
16. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-15, в котором магнитные катушки являются постоянными магнитами.
17. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-15, в котором магнитные катушки являются индукционными катушками.
18. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 2, в котором
приводной вал имеет ось вращения, а
указанное устройство содержит по меньшей мере один подшипник, присоединенный к статору, для опоры приводного вала при управляемом вращении вокруг его оси вращения.
19. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 13, в котором первый, второй, третий, четвертый комплекты магнитных катушек и ротор асинхронной машины расположены с обеспечением радиальной конфигурации потока.
20. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 13, в котором третий и четвертый комплекты катушек могут быть расположены с обеспечением поперечной конфигурации потока.
21. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-20, в котором статор содержит корпус, расположенный вокруг компонентов указанного устройства.
22. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 21, в котором корпус содержит механическое уплотнение для герметизации находящихся в нем ротора асинхронной машины, маховика и приводного вала.
23. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 21 или 22, которое дополнительно содержит невозвратный клапан и вакуумный насос, выполненный с возможностью создания полного или частичного разрежения в корпусе и статоре.
24. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-23, в котором снаружи статора и корпуса расположен кожух с водяным охлаждением, который поглощает тепло, образуемое внутри статора и корпуса магнитными катушками и ротором асинхронной машины.
25. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-20, в котором корпус герметично уплотнен, и для передачи мощности изнутри корпуса на наружный вал использована магнитная муфта, тем самым устраняя необходимость в механических уплотнениях.
26. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-25, в котором ротор асинхронной машины функционально связан с множеством рабочих лопаток турбины для осуществления вращения вместе с ними при вращении лопаток турбины за счет перемещения текучей среды.
27. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 6, в котором число катушек в первом комплекте магнитных катушек отличается от числа катушек в третьем комплекте магнитных катушек таким образом, чтобы получить передаточный коэффициент катушек, установленных на маховике.
28. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 27, в котором число третьих магнитных катушек кратно числу первых магнитных катушек.
29. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-28, в котором ротор асинхронной машины имеет сторону маховика, электрически связанную с первым комплектом магнитных катушек, и сторону статора, электрически связанную со вторым комплектом магнитных катушек.
30. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-29, в котором ротор асинхронной машины содержит первое число индукционных катушек на стороне маховика и второе число индукционных катушек на стороне статора.
31. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 30, в котором число индукционных катушек на стороне статора отличается от числа индукционных катушек на стороне маховика.
32. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 31, в котором число индукционных катушек на стороне статора кратно числу индукционных катушек на стороне маховика.
33. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-32, который дополнительно содержит первую секцию, включающую первый корпус и маховик, и отдельную вторую секцию, включающую второй корпус и ротор асинхронной машины.
34. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 33, дополнительно содержащий монтажную плату соединений, которая электрически связана с маховиком и ротором асинхронной машины.
35. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 34, в котором первая секция содержит пятый комплект магнитных катушек, установленных на корпус и магнитно связанных с первым комплектом магнитных катушек маховика.
36. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 35, в котором вторая секция содержит шестой комплект магнитных катушек, установленных на второй корпус и магнитно связанных с ротором асинхронной машины.
37. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 36, в котором монтажная плата соединений выполнена с возможностью передачи электрической энергии от пятого комплекта магнитных катушек к ротору асинхронной машины через шестой комплект магнитных катушек.
38. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по любому из пп. 1-33, которое дополнительно содержит монтажную плату соединений, расположенную внутри ротора асинхронной машины,
причем монтажная плата соединений выполнена с возможностью передачи электрической энергии между первым комплектом магнитных катушек маховика и ротором асинхронной машины через второй комплект магнитных катушек.
39. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 38, зависимому от п. 8, в котором управление монтажной платой соединений реализовано по беспроводной связи посредством первого контроллера или посредством второго контроллера, расположенного снаружи статора.
40. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 34, или 38, или 39, в котором монтажная плата соединений содержит программируемый логический контроллер, выполненный с возможностью преобразования электрической мощности, передаваемой между маховиком и ротором асинхронной машины.
41. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 40, в котором программируемый логический контроллер выполнен с возможностью управления множеством электрических и/или механических переключателей для получения изменения частоты и напряжения электрической энергии, передаваемой через ротор асинхронной машины.
42. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 40 или 41, в котором программируемый логический контроллер выполнен с возможностью управления множеством конденсаторов переменной емкости для получения изменения уровня напряжения, тока и частоты на роторе асинхронной машины, с тем чтобы ток опережал напряжение для обеспечения магнитного потока в роторе асинхронной машины переменной частоты и величины.
43. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 40 или 41, в котором программируемый логический контроллер имеет множество катушек переменной индуктивности, резисторов переменного сопротивления и конденсаторов переменной емкости и выполнен с возможностью управления уровнем напряжения, тока и частоты множества переменных катушек, резисторов и конденсаторов, с тем чтобы ток опережал напряжение или отставал от него на роторе асинхронной машины для обеспечения магнитного потока в роторе асинхронной машины переменной частоты и величины.
44. Двигательное устройство с цифровым управлением и аккумулированием энергии по п. 42 или 43, в котором конденсаторы переменной емкости и/или катушки переменной индуктивности кроме того выполняют функцию аккумулирования электрической энергии.
Наверх