Электростатический двигатель Советский патент 1981 года по МПК H02N1/08 

(54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к электростатическим двигателям.и может найти применение в системах привода и управления как в земных, так и в косм Лгеских условиях.

Известно электростатическое устройство, выполненное в виде конденсатора с системой, состоящей из подвижных (металлических или диэлектрических) -и неподвижных (металлических электродов 1 .

Однако при подаче напряжения на. электроды между ними возникает сила/ действующая в сторону, увеличения емкости конденсатора, под действием , которой подвижный электрод перемещается (поворачивается). Угол поворота ограничен гибкими токоподводами.

Известен также электростатический двигатель, содержащий ротор, снабженный электретами, диэлектрический статор с электродами, образующими с электретами ротора конденсатор переменной емкости, источник питания и сиетему переключения, полярности питания При этом применен внешний источник питания, а система переключения полярности выполнена в виде переключу.теля со скользящими контактами 2.

2

. Недостатком двигателя является наличие скользящих контактов, что снижает надежность и долговечность дви- гателя, так как при питании электростатического двигателя высоким напряжением происходит .искрение в области контактов и .постепенный выход их из строя.

; Цель изобретения - повьшение надежности и долговечности двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в, электростатическом двигателе, содержащем ротор, снабженный электретами, диэлектрический статор .с электродами, образующими с электретами ротора конденсатор переменной емкости, источник питания и систему переключения полярности питания, источник питания, выполнен в виде, ПО крайней мере двух, высоковольтных фотовольтаических элементов, расположенных на статоре и включенных навстречу друг другу,, а система переключения полярности выполнена в виде по меньшей мере одной, заслонки, жестко укрепленной на роторе.

На фиг. 1 изображен двигатель, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема соединения высоковольтных фотовольтаических элементов

Двигатель состоит из диэлектричесКО1ГО статора J,, на котором диаметраль но противоположно .расположены высоковольтные фотовольтаические элементы 2 и электроды 3, выполненные в виде П-образных металлических пластин. Электроды соединены с фотовольтаическими элементами проводниками 4. На оси ротора 5 жестко укреплена заслонка б с окном и электреты 7,

Высоковольтные фотовольтаические элементы могут быть получены испарением в вакууме навески порошкообразных материалов ZnSe, CdSe, CdTe, ZnTe и осаждением паров на холодную Подложку (20°С), расположенную под углом к паровому потоку, оптимальным для каждого материала. Высоковсшьтную пленку наносят через трафа-; рет. Металлические токоподводы изготавливают испарением металлов в вакууме или из металлических полосок.

Электростатический двигатель работает следующим образом.

При освещении солнечным светом или от искусственного источника света S высоковольтного фотовольтаического элемента 2, открытого заслонкой б, он генерирует высоковольтное, фотонапряжение и заряжает металлические П-обраэные пластины 3 до разности потенциалов, равной величине генерируемого фотонапряжения. При этом между электретс1ми 7 и заряженными пластинами 3 действуют силы кулоновского притяжения и отталкивания, результирукидая. которых создает вращательный момент. В. то же время второй высоковольтный фотовольтаический элемент, расположенный на статоре, закрытый заслонкой б, имеет большое внутреннее сопротивление порядка Ю -10 Ом и не препятствует зарядке пластин 3. В результате ротор двигателя вместе с заслонкой вращается по направлению к пластинам (указано стрелками).В период втягивания.электретов 7 в область зазора-пластин 3 заслонкой перёК алвается работающий высоковольтный фотовольтаический элемент и открывается одновременно другой, ранее закрытый, который начинает генерировать высоковольтное, фотонапряжение и компенсирует .ранее накопленный заряд на пластинах 3, В этот период

он работает в качестве активного фоторезистора. Полная компенсация заряда происходит, в тот момент, когда электреты несколько сместятся в сторону -выхода их из юбласти зазора пластин,. Заслонка перекрывает первый высоковольтный элемент, второй.освещается полностью..При этом знак заряда на пластинах 3 меняется на противоположный, и электреты.выталкиваются кулоновскими силами из области зазора между пластинами, ротор двигателя вращается., и рабочий цикл повторяется непрерывно.

Включение фотовольтаических. элементов так, как показано на фиг. 3, позволяет надежно и быстро компенсировать ранее накопленный заряд на пластинах.

Управление двигателем осуществляется изменением интенсивности светового потока дистанционно, т. е. двигатель можно питать когерентный излучением Лазерного источника со значительного расстояния. Формула изобретения Электростатический двигатель, содержащий ротор, снабженный электретами, диэлектрический статор с электродс1Ми, образующими с электретами ротора конденсатор переменной емкости источник питания и систему переключения полярности питания, о т л ичающий.ся тем, что, с целью повышения надежности.и долговечности двигателя, источник питания выполненв виде, по крайней мере двух высоковольтных фотовольтаических элементов, расположенных на статоре и включенных навстречу друг другу, а система переключения полярности выполнена в виде. По меньшей мере одной, заслон ки, жестко укрепленной на роторе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Писаревкий Э.А. Электрические измерения и приборы, М., Энергия, 1970, с. 158-166. 2.Губкин А.Н. Электреты. М., Энергия, 1978, с. 177-179 (прототип) .

Л-А

iriiiiiiri

+ 2 КЭ

Фиг.

пн