БЕСКОНТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА Российский патент 2010 года по МПК H02K29/00 H02K57/00 

Описание патента на изобретение RU2380815C1

Изобретение относится к области электротехники, конкретно к бесконтактным машинам постоянного тока. Наиболее близко по технической сущности к предлагаемому двигателю относится бесконтактная машина постоянного тока, в качестве ротора которой служит постоянный магнит. Названный аналог по физической природе является фактически машиной переменного тока. Наличие в ней полупроводниковых приборов не только существенно снижает надежность и ресурс ее работы, но и повышает себестоимость изготовления.

Технический результат заявленного изобретения состоит в том, что оно позволяет существенно повысить надежность, ресурс его работы и снизит себестоимость.

Технический результат достигается тем, что в предложенной конструкции бесконтактного двигателя постоянного тока отсутствуют всякие полупроводниковые преобразователи, в том числе выпрямители и инверторы.

Предложенный бесконтактный двигатель постоянного тока, содержащий статор и ротор, разделенные между собой воздушными зазорами, отличается тем, что статор состоит из двух диаметрально противоположно расположенных друг к другу катушек, образованных из внутренних, соединенных с внешним источником постоянного напряжения обмоток и из внешних, соединенных с обмоткой якоря источника управляющего тока обмоток, через которые свободно могут проходить два диаметрально противоположно расположенные друг к другу между внешним немагнитым и внутренним ферромагнитным кольцами ротора вогнутые плоские постоянные магниты, северные полюсы которых плотно прижаты первым кольцом, а южные плотно приклеены к поверхности второго кольца ротора, которое свободно может двигаться по кругу на четырех роликах и которое связано через два фрикционных редуктора с центральным немагнитым колесом, на оси которого установлен также крестообразный, образованный из четырех постоянных магнитов и ферромагнитного цилиндра индуктор источника управляющего тока.

На фиг.1 и 2 приняты следующие обозначения:

1 - вогнутый плоский постоянный магнит

2 - внешняя обмотка статора

3 - внутренняя обмотка статора

4 - внешнее немагнитное кольцо ротора

5 - внутреннее ферромагнитное кольцо ротора

6 - центральное немагнитное колесо

7 - корпус двигателя

8 - ролик ферромагнитного кольца ротора

9 - фрикционный редуктор

10 - внешний магнитопровод источника управляющего тока

11 - обмотка якоря источника управляющего тока

12 - постоянный стержневой магнит индуктора - источника управляющего тока

13 - центральный магнитопровод источника управляющего тока.

Необходимо отметить, что предложенный БД состоит из двух частей. Непосредственно с самого двигателя (фиг.1) и источника управляющего тока (фиг.2) БД работает следующим образом. При подаче на внутренние обмотки статора 3 постоянного напряжения = U вогнутые плоские постоянные магниты 1 начинают втягиваться в катушки статора, так как в этот момент их северные полюса находятся в области южных полюсов первых. Тогда через фрикционный редуктор 9 получает движение центральное немагнитное колесо 6, которое, в свою очередь, передает движение индуктору источника управляющего тока, состоящего из центрального магнитопровода 13 и поставленных крест-накрест на последнего стержневых постоянных магнитов 12, так как они установлены на один общий вал с осью О÷О. При этом с обмотки якоря 11 источника управляющего тока начинает поступать ток на внешнюю обмотку статора 2 БД такого направления, что результирующая магнитная индукция катушки статора резко возрастет, что существенно увеличит втягивающую силу статора БД.

Через 1/8 часть оборота все полюса постоянных магнитов 12 индуктора источника управляющего тока окажутся вне зон его обмоток, а вогнутые плоские постоянные магниты 1 ротора БД - в серединах его катушек. В это время на внешних обмотках 2 катушек статора ток упадет до нуля. При этом вся движущая часть машины продолжает двигаться по инерции. Через 1/8 часть оборота этот ток увеличится до максимума, но противоположного направления. Тогда величины результирующих магнитных индукций катушек статора упадут почти до нуля, что позволяет легко преодолевать вогнутым плоским постоянным магнитам 1 ротора БД доведенные до минимума при этом электромагнитные барьеры. Через 1/8 часть оборота основные части вогнутых плоских магнитов будут вне катушек статора, а управляющий ток на внешних их обмотках 2 спадает до нуля. Через 1/8 часть оборота, то есть фактически через пол-оборота ротора после начала движения, процессы начинают повторяться. При вхождении постоянных магнитов 1 ротора в катушки статора управляющие токи на внешних обмотках 2 начинают резко возрастать, но уже со знаком плюс, и соответственно - результирующие величины магнитных индукций вторых, что, в свою очередь, способствует резкому возрастанию их втягивающих сил. Дальше процессы начинают повторяться, и ротор двигателя начинает вращаться.

В генераторном режиме БД работает следующим образом. При вращении общего вала посторонним двигателем постоянные магниты 1 ротора будут постоянно двигаться своими северными полюсами постоянно в одном направлении по отношению к внешним сторонам витков внутренних обмоток 3 статора. При этом в последних наводится ЭДС одного знака и направления. А южные полюса, как видно из фиг.1, заэкранированы общим ферромагнитным кольцом 5, и они в обмотках статора не могут наводить обратную ЭДС. Внешние обмотки статора 2 при этом должны быть отключены от обмоток источника управляющего тока 11. Тогда результирующее выходное напряжение машины будет с постоянным знаком, а величина его будет зависеть от скорости вращения ротора.

Источник информации

1. Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1985 г.

2. Сливинская А.Г. Электромагниты и постоянные магниты. М.: Энергия, 1972 г.

3. Копылов И.П. Электрические машины. М.: Энергоатомиздат, 1986 г.

4. Бертинов А.И. Специальные электрические машины. М.: Энергия, 1982 г.

5. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М.: Высшая школа, 1990 г.

Похожие патенты RU2380815C1

название год авторы номер документа
МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА 2008
  • Ефимов Михаил Федорович
  • Столяров Николай Аркадьевич
  • Захаров Валерий Григорьевич
RU2366063C1
ОДНОВЕНТИЛЬНАЯ БЕСКОНТАКТНАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА 2007
  • Ефимов Михаил Федорович
  • Столяров Николай Аркадьевич
RU2361351C2
МНОГОВИТКОВЫЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ УНИПОЛЯРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА 2007
  • Ефимов Михаил Федорович
  • Столяров Николай Аркадьевич
RU2351055C1
МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С ДВУХСТУПЕНЧАТЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ 2009
  • Ефимов Михаил Федорович
  • Столяров Николай Аркадьевич
RU2444110C2
МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С КОМБИНИРОВАННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ 2009
  • Ефимов Михаил Федорович
  • Столяров Николай Аркадьевич
  • Захаров Валерий Григорьевич
RU2398341C1
БЕСКОНТАКТНАЯ МАГНИТОЕМКОСТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА 2008
  • Ефимов Михаил Федорович
  • Столяров Николай Аркадьевич
  • Захаров Валерий Григорьевич
RU2388134C2
ОДНОФАЗНЫЙ ГЕНЕРАТОР С КОЛЬЦЕВОЙ ЯКОРНОЙ ОБМОТКОЙ 2012
  • Ефимов Михаил Фёдорович
  • Алексеев Владислав Алексеевич
  • Романов Роман Викторович
  • Столяров Николай Аркадьевич
  • Яруткин Анатолий Витальевич
RU2513986C1
МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА СО ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ 2012
  • Ефимов Михаил Федорович
  • Алексеев Владислав Алексеевич
  • Столяров Николай Аркадьевич
RU2528378C2
БЕСКОНТАКТНЫЙ ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА 2007
  • Ефимов Михаил Федорович
  • Столяров Николай Аркадьевич
RU2334344C1
МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОММУТАТОРОМ 2010
  • Ефимов Михаил Фёдорович
  • Столяров Николай Аркадьевич
  • Пичугин Юрий Петрович
  • Алексеев Владислав Алексеевич
RU2441309C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 380 815 C1

Реферат патента 2010 года БЕСКОНТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения бесконтактных электрических машин, в частности бесконтактных двигателей постоянного тока. Предложен бесконтактный двигатель постоянного тока, содержащий статор и ротор, разделенные между собой воздушными зазорами, в котором статор состоит из двух диаметрально противоположно расположенных друг к другу катушек, образованных из внутренних обмоток, присоединенных к внешнему источнику постоянного напряжения, и из внешних, соединенных с обмоткой якоря источника управляющего тока обмоток, через которые свободно могут проходить два диаметрально противоположно расположенные друг к другу между внешним немагнитным и внутренним ферромагнитным кольцами ротора вогнутые плоские постоянные магниты, северные полюсы которых плотно прижаты первым кольцом, а южные плотно приклеены к поверхности второго кольца ротора, которое свободно может двигаться по кругу на четырех роликах и которое связано через два фрикционных редуктора с центральным немагнитным колесом, на оси которого установлен крестообразный, образованный из четырех постоянных магнитов и ферромагнитного цилиндра индуктор источника управляющего тока. Технический результат - упрощение конструкции бесконтактного двигателя постоянного тока, повышение его надежности и ресурса работы, а также снижение себестоимости. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 380 815 C1

Бесконтактный двигатель постоянного тока, содержащий статор и ротор, разделенные между собой воздушными зазорами, отличающийся тем, что статор состоит из двух диаметрально противоположно расположенных друг к другу катушек, образованных из внутренних, соединенных к внешнему источнику постоянного напряжения, обмоток и из внешних, соединенных к обмотке якоря источника управляющего тока, обмоток, через которые свободно могут проходить два диаметрально противоположно расположенные друг к другу между внешним немагнитным и внутренним ферромагнитным кольцами ротора вогнутые плоские постоянные магниты, северные полюса которых плотно прижаты первым кольцом, а южные плотно приклеены к поверхности второго кольца ротора, которое свободно может двигаться по кругу на четырех роликах и которое связано через два фрикционных редуктора с центральным немагнитным колесом, на оси которого установлен также крестообразный, образованный из четырех постоянных магнитов и ферромагнитного цилиндра, индуктор источника управляющего тока.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2380815C1

БЕСКОНТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ДИСКОВЫМ РОТОРОМ 2004
  • Булгар Виктор Васильевич
  • Гололобов Владимир Васильевич
  • Ивлев Анатолий Дмитриевич
  • Яковлев Александр Владимирович
RU2319279C2
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1999
  • Черников Г.Б.
RU2230422C2
БЕСКОНТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1992
  • Ковалев В.А.
  • Первухин К.И.
  • Разоренов Г.В.
RU2051460C1
RU 94013608 A1, 10.12.1995
Разрядная трубка для защиты линий слабого тока от перенапряжений 1927
  • Чернышев А.Я.
SU10496A1
БЕСКОНТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА 0
SU261538A1
СПОСОБ ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ 2011
  • Галина Софи
  • Верасини Серж
  • Игерсхайм Франсуаз
RU2531285C2
Способ получения кубовых красителей 1947
  • Балин В.В.
  • Докунихин Н.С.
SU71629A1
Тупиковая радиационная труба 1975
  • Семернин Алексей Матвеевич
  • Еринов Анатолий Еремеевич
  • Ганжа Николай Сергеевич
  • Постников Авенир Иванович
  • Антюшин Федор Егорович
  • Козлов Дмитрий Дмитриевич
  • Кисляков Алексей Кириллович
  • Михалев Павел Иванович
SU570648A1

RU 2 380 815 C1

Авторы

Ефимов Михаил Федорович

Столяров Николай Аркадьевич

Захаров Валерий Григорьевич

Даты

2010-01-27Публикация

2008-06-24Подача