ЭЛЕКТРОМОТОР НА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТАХ В РОТОРЕ Российский патент 2009 года по МПК H02K23/54 H02K23/04 

Изобретение относится к изделиям электротехнической промышленности (электромотор). Аналогом и прототипом ему является электромотор на постоянных магнитах постоянного тока, зарегистрированный в октябре 2005 г. в заявке №2005131321 (публикация 20.04.2007 в бюллетене №11 за 2007 год).

1. Недостатками последнего является то, что в статоре используется только одна сторона постоянных магнитов и поэтому, например, при числе полюсов 16 число постоянных магнитов будет 16. В предлагаемой конструкции вдвое сокращается число постоянных магнитов т.е. их будет 8, а магнитная сила будет такая же как в 16 магнитах. Находиться они будут в роторе.

2. Вес ротора уменьшается за счет этой конструкции и, следовательно, 16 электромагнитам статора будет легче его вращать по сравнению с аналогом, в котором вращаются 16 электромагнитов более тяжелые с их проводом и сердечниками. Отсюда мотор должен вращаться быстрее, а значит, улучшится его КПД (коэффициент полезного действия).

Таким образом, целью предлагаемого изобретения является совершенствование имеющегося аналога по заявке 2005131321, автор ее Ломоносов B.C.

Поскольку обмотка электромотора - это часть конструкции, то необходимо сказать несколько слов и о ней. В статоре, который представляет собой две части, расположенные по обе стороны ротора, используется волновая обмотка, т.е. первоначально, попеременно и по числу полюсов катушки электромагнитов мотаются по часовой стрелке или против часовой стрелки. Волновая обмотка известна была еще до заявки 2005131321, но в этой заявке автор показал, что в многополюсном электромоторе две щетки будут управлять ею только в одном случае, когда все секции запараллелены и концы их соединяются с пластинами коллектора старой конструкции, чередуя начала и концы их. См. дополнительные материалы заявки №2005131321 (публикация 20.04.2007 в бюллетене №11 за 2007 год).

Т.е. все 16 пластин будут соединяться с секциями (с пучками начал и пучками концов секций).

Последовательная же волновая обмотка будет работать в многополюсных электромоторах двумя щетками только с помощью конструкции коллектора, представленной в заявке 2005131321 ее автором.

Это было новое слово в моторостроении и в данной предлагаемой конструкции поэтому используется тот же коллектор и та же обмотка в обеих частях статора, что и в заявке 2005131321.

Такая обмотка (волновая) обеспечивает переменные магнитные поля N,S…N,S / р в статоре, р - число полюсов, при пропускании через нее электрического тока, в первый же момент подключения щеток к коллектору, к которому подсоединяются только два конца обмотки.

Динамика работы электромотора данной конструкции аналогична динамике, описанной в заявке 2005131321.

В настоящее время предлагаемая конструкция сделана на уровне экспериментальной модели и она работает от постоянного тока V=24 В; I=4 А. В одной модели соединены два аналога. Коллектор меняет ток в статоре и роторе и ротор крутится.

Динамика работы электромотора по изобретению.

Коллектор, как и коллектор аналога, имеет две системы контактов, которые соединены медными обручами и закреплены на токопроводящей основе. К обручам подсоединены начало и конец (соответственно) обмотки (волновой) статора. Контакты этих систем чередуются друг с другом и к ним подходят неподвижные щетки «+» и «-». Между контактами разных систем имеются еще «ложные» контакты для предотвращения замыкания щеток во время вращения коллектора. Во время вращения ротора в обмотке статора получается переменный ток, который меняет магнитные полюса всех электромагнитов обмотки на обратные. Вращение ротора продолжается, причем на каждый магнит ротора все время действуют две силы двух соседних с ним полюсов статора. Один отталкивает, другой притягивает в ту же сторону. Переменный ток статора и переменная индукция ротора могут совпадать или не совпадать и, соответственно, ослаблять или усиливать вращение, или наоборот. Поэтому влияние индукции очень мало. В данном изобретении возможно использование еще двух роторов на других концах статоров, что еще улучшит КПД, поскольку эти роторы не требуют потребления энергопитания. Это вытекает из принципа двухстороннего использования ротора, отмеченного в формуле.

Расшифровка фиг.(1-5)Y.

Фиг.1 - Вид ротора четырехполюсного с постоянными магнитами; закрепленными на магнитопроницаемом материале (картон, пластмасса и т.д.).

Фиг.2 - Обратная сторона ротора.

Фиг.3 - Вид ротора сбоку в горизонтальном положении N; S - магнитные поля постоянных магнитов.

Фиг.4 - Вертикальное положение обеих частей статора; N, S - магнитные поля электромагнитов статора. Вид сбоку.

Фиг.5 - Вид одной части статора прямо. 4 полюса.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к изделиям электротехнической промышленности, и касается особенностей конструктивного выполнения электромоторов. Предлагается электромотор постоянного тока, в котором статор и ротор выполнены многополюсными, при этом ротор выполнен на постоянных магнитах с использованием двух их сторон, постоянные магниты прикрепленных на токонепроводящую основу, а статор состоит из двух частей, расположенных по обе стороны от ротора. Обмотки двух частей статора выполнены волновыми, а число образованных ими электромагнитов каждой части статора равно числу постоянных магнитов ротора, при этом обмотки частей статора соединены для одновременного воздействия на все полюса ротора с обеспечением его одностороннего вращения. Технический результат - повышение КПД электромотора путем облегчения конструкции ротора и его двухстороннего использования. 5 ил.

Многополюсный электромотор, содержащий статор, ротор, обмотку статора, разомкнутую на концах с выводами этих концов на коллектор, имеющий две системы контактов, щетки, отличающийся тем, что ротор выполнен на постоянных магнитах с использованием двух их сторон, постоянные магниты прикреплены на токонепроводяшую основу, статор состоит из двух частей, расположенных по обе стороны от ротора, обмотки двух частей статора выполнены волновыми, а число образованных ими электромагнитов каждой части статора равно числу постоянных магнитов ротора, при этом обмотки частей статора соединены для одновременного воздействия на все полюса ротора с обеспечением его одностороннего вращения.