ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ГИЛЬМУТДИНОВА Российский патент 1997 года по МПК H02N1/10 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве привода малой и средней мощности, например в лентопротяжных механизмах, электробритвах и т.п.

Известны безобмоточные двигатели с использованием электростатического эффекта, состоящие из ротора и статора с электродами. Электроды выполнены в виде ножей (а.с. N 780130), в виде плоских секторов (а.с. N 1035759).

Известна также конструкция электродвигателя, статор которого выполнен в виде двух коаксиальных цилиндров с электродами в виде полос, расположенных на вогнутой и выпуклой поверхностях (а.с. N 1054861). Подобные двигатели работают от высоковольтного источника питания. В качестве таковых обычно используют каскадные генераторы с емкостной связью, в которых высокое напряжение получают путем последовательного (каскадного) соединения секций (см. например, Хараджа Ф. Н. Общий курс рентгенотехники. "Энергия", М.-Л. 1966, стр. 321).

Но применение каскадных генераторов для питания требует подвода высокого напряжения генератора к самому двигателю, что ставит жесткие требования к электроизоляции.

Целью настоящего изобретения является снижение напряжения питания двигателя.

Для этого в известном двигателе, выполненном в виде двух коаксиальных цилиндров с электродами в виде полос, которые расположены на вогнутой и выпуклой поверхности цилиндров, между электродами подключены накопительные конденсаторы. К накопительным конденсаторам последовательно подключены выпрямительные блоки, образуя каскадный генератор.

На фиг. 1 изображен общий вид электродвигателя, разрез; на фиг.2 разрез А-А со схемой подключения на примере трехкаскадного генератора.

Двигатель состоит из ротора 1, выполненного в виде маховика с цилиндрическим выступом, крышки 2 с электродами, расположенными на коаксиальных цилиндрах. Электроды 3 расположены на выпуклой поверхности цилиндра 4, а электроды 5 на вогнутой поверхности цилиндра 6. Роль накопительных конденсаторов 1.1 1.3 и 2.1 2.3 обычно выполняет межэлектродная емкость. Цилиндрическим выступом маховик вставлен между электродами 3 и 5. Для увеличения КПД каскадного генератора выпрямительные блоки выполнены из двух цепочек 3.1-3.3 и 4.1-4.3. Входные вводы 7 и 8 образованы электродами 5 и 3, анодом выпрямительного блока 3.1, катодом выпрямительного блока 4.1, точками соединения конденсаторов 1.1 и 2.1. К точкам соединения конденсаторов 1.2 и 1.3 подключены точки соединения выпрямительных блоков 3.2 и 3.3. К точкам соединения конденсаторов 2.2 и 2.3 подключены точки соединения выпрямительных блоков 4.2 и 4.3. На месте соединения конденсаторов и выпрямительных блоков расположены электроды 3 и 5.

Двигатель работает следующим образом. На вход подается однофазный переменный ток. В первый полупериод пусть отрицательная составляющая тока приложена к выводу 7, положительная к выводу 8. Тогда все конденсаторы заряжаются до амплитудного значения (1U) в указанной полярности: конденсатор 1.1 через выпрямительный блок 4.1, конденсатор 2.1 через выпрямительный блок 3.1, конденсатор 1.2 через выпрямительные блоки 4.1, 3.2, 3.1, конденсатор 1.3 через выпрямительные блоки 4.1, 4.2, 4.3, 3.2, 3.1, конденсатор 2.3 через выпрямительные блоки 4.1, 4.2, 3.3, 3.2, 3.1. Во второй полупериод, когда отрицательная составляющая приложена к выводу 8, а положительная к выводу 7, конденсаторы 1.1, 2.1 и вход источника соединяются последовательно, заряжая последующие конденсаторы до тройного амплитудного значения (3U) в указанной полярности. Соответствующую полярность и значения амплитудного напряжения имеют заряды и на электродах 3 и 5. Напряжение на первой ступени каскада равно амплитудному значению U, на второй ступени 2U, на третьей ступени 3U. Электроды поляризуют выступ маховика зарядами обратного знака прилегающие к ним стороны. В виду формирования неравномерного электростатического поля на стенке ротора 1, он начинает вращаться. Повышение напряжения питания происходит в самом двигателе, поэтому оно на входе значительно ниже.

Использование: в качестве привода малой и средней мощности. Цель изобретения - снижение напряжения питания электростатических двигателей. Сущность изобретения: электродвигатель, состоящий из ротора и электродов в виде полос, которые расположены на выпуклой и вогнутой поверхности цилиндра статора, питается от каскадного генератора с емкостной связью, при этом каскады генератора подключены непосредственно к электродам так, что каждый n электрод внутреннего цилиндра, кроме последнего, соединен с n+1 электродом внешнего цилиндра через диод прямого включения, а каждый n электрод внешнего цилиндра - аналогично n+1 электродом внутреннего цилиндра через диод обратного включения. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Электродвигатель, содержащий статор, выполненный в виде двух диэлектрических коаксиальных цилиндров, содержащих в рабочем промежутке полярно-соосные системы из n электродов, ротор и источник питания для подключения электродов, отличающийся тем, что каждый n электрод внутреннего цилиндра, кроме последнего, соединен с каждым n+1 электродом внешнего цилиндра через диод прямого включения, а каждый n электрод внешнего цилиндра, кроме последнего, соединен с каждым n+1 электродом внутреннего цилиндра через диод обратного включения, где n=1,3,5. при этом соседние электроды каждого цилиндра, кроме последних, соединены между собой через емкости, образующие с системой диодов встроенный каскадный генератор, а источник питания подключен к первым электродам (n=1) внутреннего и внешнего цилиндров статора. 2. Электродвигатель по п.1, отличающийся тем, что вышеуказанные емкости образованы паразитными межэлектродными емкостями статора, кроме промежутка между первым и последним электродами.