ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Дисковое универсальное мотор-колесо смирнова. Дисковый двигатель


Роторно-дисковой двигатель (строим?) | owalon.com

Похоже что появилось новое направление в двигателестроении, которое вероятно позволит даже любителям, с их не богатой станочной базой строить собственные моторы. 148538.jpgРечь идет о дисковых волновых двигателях. Прежде, роторно-волновые двигатели требовали сверхточного оборудования и не шуточной материальной базы для их изготовления.Но вот перенос акцента на диск, похоже изменил ситуацию...

В основе волнового дискового двигателя - идея роторно-волнового двигателя. Если не вдаваться в сложные технические процессы, то такой тип ДВС использует силу ударной волны для вращения ротора. Это позволяет сделать двигатель менее сложным, с меньшим количество механических элементов и трущихся деталей. Как следствие - отпадает необходимость отвода тепла и использования масла для снижения износа.

Как заявляют ученые Государственного Мичиганского Университета, создаваемый ими мотор должен быть как минимум в 5 раз более эффективным, чем простой ДВС, а также на 20% легче и на 30% дешевле. К тому же их волновой дисковый двигатель тоже работает на бензине, что не создаст трудностей с внедрением новой технологии.

Еще одна особенность роторно-волновых двигателей заключается в отличной универсальности. Эту технологию можно использовать не только для создания двигателей, но также генераторов и турбокомпрессоров. Впрочем, человечество додумалось до роторно-волновой схемы достаточно давно. Изучение этой технологии началось еще в 1906 году. Однако применить знания на практике удалось лишь в 1940 году, когда Brown Boveri Company использовала роторно-волновой компрессор для газотурбинного двигателя локомотива. В 1986 году была выпущена Mazda 626, в дизельных двигателях которой использовался волновой ротор в качестве турбокомпрессора. Всего автомобилей с таким типом мотора было произведено около 150 тысяч.

На данном этапе основной задачей команды инженеров во главе с Норбертом Мюллером является создание действующего прототипа волнового дискового двигателя, который можно использовать в легковых автомобилях. Норберт не скрывает амбициозности планов - он заявил, что оснащенные таким типом двигателя гибридные машины смогут легко проехать до 800 км на одной заправке. Никаких приблизительных цифр мощности или потребления топлива пока не приводится. Однако, как считает Норберт Мюллер, выброс углекислого газа можно будет сократить на 95% по сравнению с поршневыми ДВС.a4178f98.png

Объяснить принцип работы перспективного типа ДВС можно на примере устройства более раннего концепта волнового дискового двигателя. По окружности диска расположены небольшие тоннели изогнутой формы. По внутреннему радиусу тоннелей находятся форсунки, подающие топливную смесь. В центре каждого тоннеля смесь возгорается, вследствие чего образуется ударная волна, толкающая ротор вперед.20110317_2_1.jpg

owalon.com

Турбореактивный дисковый двигатель

 

Турбореактивный дисковый двигатель, относящийся к области авиадвигателестроения, содержит нижний корпус с впускным устройством и реактивным соплом. Внутри нижнего корпуса размещен вал с установленным на нем компрессором и газовой турбиной. Вал механически соединен с редуктором. Редуктор в передней части нижнего корпуса выполнен поворотным, размещен в корпусе впускного устройства и посредством вертикального вала соединен с верхним редуктором, размещенным внутри, в средней части верхнего корпуса, установленного над нижним корпусом и смещенного вперед относительно продольной оси нижнего корпуса. На выходных валах верхнего редуктора закреплены диски, каждый из которых имеет переднюю гладкую отполированную поверхность, а на такой же задней поверхности каждого из них выполнены каналы круглого или квадратного сечения, расположенные по концентрическим окружностям в четном количестве в каждой из них. Продольная ось каждого из каналов наклонена и образует угол с плоскостью, проходящей через центр вращения. Дно каждого из каналов выполнено параллельно передней и задней поверхностям диска, вследствие чего площади противоположных боковых сторон каждого из каналов равны в продольном и поперечном направлениях. Изобретение позволяет повысить эксплуатационные качества реактивного двигателя. 12 ил.

Настоящее изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в качестве авиационного двигателя.

Известен турбореактивный двигатель, содержащий корпус, имеющий воздухозаборник, компрессор, закрепленный на одном валу с газовой турбиной, камеры сгорания, расположенные между компрессором и газовой турбиной, реактивное сопло. (Авиация, энциклопедия, гл. ред. Г.П.Свищев, изд. Большая Российская энциклопедия. Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора H.E. Жуковского, М., 1994, с. 593). Недостатками известного турбореактивного двигателя являются: большой расход топлива, снижение тяги при малых скоростях полета и ее зависимость от температуры и скорости истечения газа. Указанные недостатки обусловлены конструкцией турбореактивного двигателя. Известен также турбовинтовой двигатель, содержащий цилиндрический корпус, в котором расположены впускное устройство, компрессор, находящийся на одном валу с турбиной, реактивное сопло, редуктор, входной вал которого соединен с компрессором, а выходной вал соединен о воздушным винтом, камера сгорания, размещенная между компрессором и турбиной (там же, с. 592). Известный турбовинтовой двигатель, как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату, принят за прототип. Недостатками известного турбовинтового двигателя, принятого за прототип, являются низкий КПД винта, его большие размеры, малая отдача при большой подводимой мощности, а также все недостатки присущие турбореактивному двигателю. Указанные недостатки обусловлены конструкцией двигателя. Целью настоящего изобретения является повышение эксплуатационных качеств реактивного двигателя. Указанная цель согласно изобретению обеспечивается тем, что понижающий редуктор и воздушный винт заменены поворотным редуктором, размещенным в конусе впускного устройства нижнего корпуса, верхним корпусом, установленным над нижним корпусом и смещенным вперед относительно продольной оси последнего, скрепленных двумя боковыми накладками, причем внутри верхнего корпуса, в его средней части, размещен верхний редуктор, входной вал которого соединен с выходным валом поворотного редуктора, а выходные валы размещены внутри вдоль продольной оси верхнего корпуса и закреплены в подшипниках конусов впускного и выпускного устройств и на них, закреплены на некотором расстоянии друг от друга, диски, каждый из которых имеет переднюю гладкую отполированную поверхность, а на такой же задней поверхности каждого из них выполнены каналы круглого или квадратного сечения, расположенные по концентрическим окружностям в четном количестве в каждой из них, кроме того продольная ось каждого из каналов наклонена и образует угол с плоскостью, проходящей через центр вращения, причем дно каждого из каналов выполнено параллельно передней и задней поверхностям диска, вследствие чего площади противоположных боковых сторон каждого из каналов равны в продольном и поперечном направлениях. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображен общий вид турбореактивного дискового двигателя; на фигуре 2 - вид на турбореактивный дисковый двигатель опереди; на фигуре 3 - вид на турбореактивный двигатель сзади; на фигуре 4 - схема устройства турбореактивного дискового двигателя в разрезе; на фигуре 5 - устройство поворотного редуктора; на фигуре 6 - устройство верхнего редуктора; на фигуре 7 - общий вид диска; на фигуре 8 - вид на диск спереди; на фигуре 9 - вид на диск сзади; на фигуре 10 - вид на передний диск с частичным разрезом; на фигуре 11 - вид на задний диск с частичным разрезом; на фигуре 12 - схема создания тяги на диске. Турбореактивный дисковый двигатель содержит нижний корпус 1 и верхний корпус 2, смещенный вперед относительно нижнего корпуса в продольном направлении. Оба корпуса соединены между собой накладками 3 и 4. В нижнем корпусе расположены: впускное устройство 5, в центре которого установлен на кронштейнах 6 конус 7, который является поворотным редуктором и опорой компрессора 8, соединенного валом 9 с двухрядной газовой турбиной 10, подшипником которой является выходной конус 11, прикрепленный кронштейнами 12 к корпусу и расположенный в реактивном сопле 13. Между компрессором и газовой турбиной размещены камеры сгорания 14 с топливными форсунками 15 и устройством зажигания, не показанным на чертеже. Внутри верхнего корпуса, в его средней части, размещен верхний редуктор 16, установленный на кронштейнах 17, ведущий вал которого посредством вертикального вала 18 с соединительными муфтами 19 связан с ведомым валом поворотного редуктора. Передний выходной вал 20 верхнего редуктора своим передним концом вставлен в подшипник конуса 21, размещенного во входном устройстве 22 верхнего корпуса. Задний выходной вал 23 своим задним концом вставлен в подшипник конуса 24, установленного на кронштейнах 25 выпускного устройства 26, а конус впускного устройства установлен на кронштейнах 27. На переднем выходном валу закреплены передние диски 28, выполненные из легкого и прочного материала и имеющие гладкую и отполированную переднюю поверхность, а на задней поверхности такой же отполированной выполнены каналы 29 круглого или квадратного сечения, установленные под углом
равным сорока пяти градусам к плоскости, проходящей через центр вращения, причем каналы размещены по концентрическим окружностям в четном количестве в каждой из них. На заднем выходном валу закреплены задние диски 30, выполненные из легкого и прочного материала и имеющие гладкую и отполированную переднюю поверхность, а на задней поверхности такой же отполированной выполнены каналы 31 круглого или квадратного сечения, установленные под углом равным сорока пяти градусам к плоскости, проходящей через центр вращения, причем каналы размещены по концентрическим окружностям в четном количестве в каждой из них. Дно каждого из каналов, как передних так и задних дисков, выполнено параллельно передней и задней поверхностям диска, вследствие чего площади противоположных боковых сторон каждого канала равны в продольном и поперечном направлениях. Поворотный редуктор содержит корпус, являющийся конусом впускного устройства турбореактивного двигателя, в подшипнике 32 которого закреплен ведущий вал 33, соединенный муфтой 34 с валом компрессора. На ведущем валу закреплена ведущая шестерня 35, входящая в зацепление с ведомой шестерней 36, закрепленной на ведомом валу 37, вставленным в подшипник крышки 38. Верхний редуктор содержит корпус, в подшипнике 39 которого установлен вертикальный ведущий вал 40, на котором закреплена ведущая шестерня 41, входящая в зацепление с ведомыми шестернями 42 и 43, закрепленными на переднем и заднем продольных выходных валах, концы которых вставлены в подшипники 44 и 45 корпуса, закрытого крышкой 46. Турбореактивный двигатель содержит также системы охлаждения, подачи топлива, запуска и управления (не показаны). Работа турбореактивного дискового двигателя. После проверки всех вспомогательных систем производится запуск турбореактивного дискового двигателя. Стартером, не показанным на чертеже, раскручивается вал компрессора 8 и газовой турбины 10. При этом компрессор 8 сжимает воздух и подает его в камеры сгорания 14, куда также насосами через форсунки 15 подается топливо, которое поджигается и сгорает при температуре 1500 - 1700 oC. Раскаленная газовая струя вырывается из реактивного сопла 13, приводя в движение турбину 10. После запуска двигателя стартер отключается и двигатель выводится на нужный режим, создавая необходимую тягу за счет реакции, вытекающей из реактивного сопла струи газа. При этом вместе с валом компрессора 8 вращается ведущий вал 33 и ведущая шестерня 35 поворотного редуктора 7, которая передает вращение ведомой шестерне 36, ведомому валу 37 и далее вертикальному валу 18 и входному валу 40 верхнего редуктора 16. Входной вал приводит во вращение ведущую шестерню 41, которая через ведомые шестерни 42 и 43 приводит во вращение в противоположные стороны и с меньшей скоростью передний 20 и задний 23 выходные валы, а вместе с ними и передние 28 и задние 30 диски. При вращении дисков на их передних и задних поверхностях образуются движущиеся пограничные слои воздуха, вследствие прилипания частиц воздуха к поверхностям дисков. По Закону Бернулли в движущемся потоке воздуха давление всегда меньше, чем в прилегающих неподвижных слоях. Следовательно на передних и задних поверхностях дисков 28 и 30 создается разрежение. Причем на передних поверхностях дисков оно в два раза больше, чем на задних поверхностях потому, что площадь задней поверхности каждого из дисков в два раза меньше передней поверхности за счет площади каналов 29 и 31. Таким образом к передней части каждого из дисков 28 и 30 приложена сила Fп, а к задней части приложена сила Fз в два раза меньшая. При вращении дисков 28 и 30 из пограничного слоя часть воздуха поступает в каналы 29 и 31 и создает там давление. Силы давления F и F1 на переднюю и заднюю стенки каналов равны и уравновешивают друг друга потому, что площади их равны l= l1. Силы, действующие на боковые поверхности в поперечном направлении также равны так, как площади, на которые действуют эти силы также равны (на чертеже не показано). Силы давления Fд на дно каждого из каналов ничем не уравновешены и по направлению совпадают с силами Fп. Равнодействующая этих сил Fр = Fп + Fд - Fз (фиг. 12). Равнодействующие силы Fр каждого диска складываются и через передний 20 и задний 23 выходные валы приложены к верхнему корпусу 2 и стремятся сдвинуть его вперед. Таким образом при работе турбореактивного дискового двигателя общая тяга двигателя складывается из тяги, создаваемой за счет реакции, вытекающего из реактивного сопла 13 раскаленного газа и за счет разрежения, создаваемого на передних поверхностях дисков 28 и 30, а также давления на дно каждого из каналов 29 и 31 упомянутых дисков. Количество каналов в каждой из окружностей должно быть четным, иначе возникнет дисбаланс, который приведет к вибрации, разрушению подшипников и выходу двигателя из строя. Такие системы двигателя, как подачи топлива, охлаждения, управления работают обычным способом и на чертежах не показаны. Положительный эффект изобретения - более полное использование мощности газовых турбин, меньший шум, большая безопасность и меньший расход топлива.

Формула изобретения

Турбореактивный дисковый двигатель, содержащий нижний корпус с впускным устройством и реактивным соплом, внутри которого размещен вал с установленными на нем компрессором и газовой турбиной, который механически соединен с редуктором, камеры сгорания с форсунками и устройством зажигания, системы охлаждения, подачи топлива, запуска и управления, отличающийся тем, что редуктор в передней части нижнего корпуса выполнен поворотным, размещен в конусе впускного устройства и посредством вертикального вала соединен с верхним редуктором, размещенным внутри, в средней части верхнего корпуса, имеющего впускное и выпускное устройства, установленного над нижним корпусом и смещенного вперед относительно продольной оси нижнего корпуса, причем на выходных валах верхнего редуктора, установленных в подшипниках внутри верхнего корпуса, закреплены диски, каждый из которых имеет переднюю гладкую отполированную поверхность, а на такой же задней поверхности каждого из них выполнены каналы круглого или квадратного сечения, расположенные по концентрическим окружностям в четном количестве в каждой их них, кроме того, продольная ось каждого из каналов наклонена и образует угол с плоскостью, проходящей через центр вращения, причем дно каждого из каналов выполнено параллельно передней и задней поверхностям диска, вследствие чего площади противоположных боковых сторон каждого из каналов равны в продольном и поперечном направлениях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12

www.findpatent.ru

Дисковое универсальное мотор-колесо смирнова

 

Использование: в транспортных средствах, автоматике. Сущность изобретения: ступицы 1 колеса с расположенными в них постоянными магнитами 2 являются источником многополюсного осевого магнитного поля. Двусторонний дисковый статор с зубцовыми обмотками 7, расположенными на выступах порошкового магнитопровода 6, крепятся на подшипниковых щитах 3 с двух сторон ротора. На внутренней поверхности подшипниковых щитов 3 расположены датчик и приемник оптопары. При работе на переменном токе оптопара является определителем направления вращения и датчиком частоты вращения. На постоянном токе оптопара является датчиком положения ротора, определителем направления вращения и полярности полюсов. На основе предложенных мотор-колес основывается концепция гибридных автомобилей без коробок передач, без механической трансмиссии, без мостов и дифференциалов и концепция электромобиля без двигателя внутреннего сгорания и даже без рулевой колонки. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно, к торцевым электрическим машинам с короткозамкнутыми роторами или постоянными магнитами и двумя статорами и может найти применение в электроприводе промышленных роботов, транспорте, робокарах или в электрокарах и электромобилях.

Известно универсальное мотор-колесо с возбуждением от постоянных магнитов, содержащее два подшипниковых щита, закрепленных на внутренней поверхности подшипниковых щитов дисковые магнитопроводы с выступающими зубцами для размещения обмоток, между которыми с зазором размещены намагниченные аксиально постоянные магниты чередующейся полярности, установленные в держателе, а также колесо с ободом. /см. заявку PCT N 0 091/033385, B 60 K 7/00, фиг.5, 1991 г. Недостатком известного мотор-колеса является наличие двух подвижных статоров. Целью изобретения является устранение этого недостатка и повышение надежности. В предлагаемых безредукторных мотор-колесах число пар полюсов должно быть p 7, что возможно только при обмотках, наматываемых с зубцовым шагом. Именно такие обмотки по форме получаются простыми с минимальным вылетом лобовых частей, прижатым к зубцам в максимальной мере. Например, если мотор-колесо питается от сети переменного тока частотой f = 50 Гц и имеет высоту оси вращения h=150 мм для приемлемой линейной скорости v = 10 км/ч, что соответствует быстрой ходьбе человека, должно быть p = 13. Такое выполнение ротора вполне невозможно. Например, при тех же условиях но для v = 15 км/ч число пар полюсов p = 11. Следует отметить, что линейная скорость перемещения мотор-колеса зависит от высоты оси вращения. При уменьшении этой величины также удается уменьшить число пар полюсов. По крайней мере нет никаких проблем для конструирования ротора с большим p7 и для конструирования обмоток на такое большое число пар полюсов. Число пазов на полюс и фазу в таких обмотках должно быть меньше единицы Как показывает опыт проектирования обмоток q Таким образом, вполне промышленно выполнимо мотор-колесо торцевого типа с двумя статорами с зубцовыми обмотками на магнитопроводах с применением порошковой формовки. Магнитопровод имеет выступающие зубцы для обмоток, как показано на фиг. 1. Для фиксации обмоток можно предусмотреть ферромагнитные листы толщиной 0,5-1 мм как крайние фиксирующие детали. Для согласования моментов двух половин статоров обмотки статора сдвинуты по отношению друг к другу ровно на одно полюсное деление постоянных магнитов. Конструкция предлагаемого безредуктороного двустороннего мотор-колеса ясна из эскиза фиг. 1.2 Как видно из чертежа, синхронный, асинхронный или вентильный мотор-колесо состоит из одного ротора, выполненного из прочной стали в виде ступиц. Одновременно ступицы 1 являются держателями постоянных магнитов 2, расположенных между ступицами 1. Ступицы переходят в обод 8, на который насажен резиновый корд 9, легко восстанавливаемый в процессе износа. Между подшипниковым щитом 3 и ступицей предусмотрены специальные окна для прохождения луча оптоэлектронной пары. Сами датчики и приемник оптоэлектронной пары расположены на внутренней стороне подшипниковых щитов 3. Подшипниковые щиты с подшипниками 4 крепятся к корпусу 5. Корпус выполнен открытым в секторе 35 - 40o со стороны поверхности качения - пола для соприкосновения и качения колеса. На внутренней стороне подшипниковых щитов 3 закреплены два дисковых магнитопровода 6 из электротехнической стали или из порошкового магнитопровода. На зубцах выступах магнитопровода расположена зубцовая обмотка 7 с q Между подшипниковым щитом и ступицей в окна проходит луч оптоэлектронной пары. На кольце с внутренней стороны левого подшипникового щита расположен оптодатчик, а на таком же кольце правого щита расположен оптоприемник. Положение как приемника, так и датчика регулируемы поворотом кольца. Мотор-колесо может работать в режиме питания как переменным током, так и постоянным током. В последнем случае обмотки соединены в многоугольник с включением в них управляемых полупроводниковых элементов. Направление вращения на постоянном токе определяется полярностью напряжения, и на переменном токе - порядком чередования фаз. Ротор асинхронного мотор-колеса состоит из ступиц и заполненных между ними порошкового магнитопровода. Во время трогания с места ступицы являются мощной клеткой. Для улучшения пускового режима статор может быть включен по 6 или 12-фазной схеме. При работе на переменном токе оптопара является простым счетчиком частоты вращения. При работе на постоянном токе оптопара является датчиком положения ротора и определителем полярности полюсов и находится между полюсами. Сигнал с оптодатчиков может быть усилен при значительных мощностях и моментах. В ступицах колеса расположены аксиально постоянные магниты чередующейся полярности. При питании от сети переменного тока частота перемагничивания магнитопровода f = 50 Гц. При использовании мотор-колеса в электромобилях с линейной скоростью v = 100 км/ч частота возрастает до 500 Гц. При таких частотах возникает проблема охлаждения мотор-колеса. Для этой цели магнитопровод с обмоткой статора со всеми управляемыми полупроводниковыми элементами может помещен в специальную капсулу, состоящую из двух частей при одном роторе. Капсулы заполняются специальной смесью из трансформаторного масла с керосином для уменьшения вязкости. Все утилизированное тепло может быть подано на обогрев салона и лобового стекла, с принудительной или естественной циркуляцией. В условиях использования таких мотор-колес в электромобилях в целях дробления мощности можно использовать двойные, тройные секции. Например, двойные секции мотор-колеса состоят из двух роторов и из четырех статоров с магнитопроводами и обмотками, причем средние части магнитопроводов на общем подшипниковом щите могут быть капсулированы в общую капсулу. При мощности 20 кВт одна секция мотор-колеса на одну сторону имеет мощность 10 кВт, а при двухсекционном исполнении только 5 кВт. При гибридном исполнении дизель-двигатель может быть сочленен с маховиком генератором такой же конструкции, но без корда и с выпрямителями. Выпрямленное напряжение подается в борт сети постоянного тока и работает совместно с аккумуляторной батареей. Мощность такого дизель генераторного устройства может быть уменьшена в полтора-два раза. При такой компановке полностью отпадает необходимость в маховике с коробкой передач, в карданной трансмиссии и заднего моста с дифференциалом. Даже пропадает необходимость в рулевой колонке, ибо изменения направления движения можно достичь форсировкой и торможением правых и левых колес или наоборот. Наиболее трудным в техническом отношении является сохранение двустороннего воздушного зазора между ротором и двумя статорами. Для защиты этого зазора от пыли и грязи следует предусмотреть лабиринтные канавки между ободом и магнитопроводом с нижней, открытой части мотор-колеса в секторе 40 - 50o. Таким образом происходит двойное капсулирование мотор-колеса. При жесткой конструкции внешней капсулы и при использовании мощных амортизаторов подвески (верхней или боковой) корпус мотор-колесо будет перемещаться только в вертикальной плоскости, сохраняя двусторонний воздушный зазор. При достаточной доработке конструкции мотор-колесо можно перейти к абсолютно экологически чистым конструкциям электромобилей без двигателей внутреннего сгорания с использованием энергии лобового сопротивления, спуска и подъема профиля дороги и энергии солнечных батарей на поверхности кузова. Принцип действия и функционирования мотор - колеса. При подаче на зубцовые обмотки перемешанного шестифазного напряжения и при соответствующей ориентации двух половин статоров с целью согласования моментов двусторонее вращающееся магнитное поле увлекает за собой дисковый ротор. Дисковый ротор мотор-колесо имеет порошковый магнитопровод и в этом порошковом магнитопроводе будут расположены ступицы, стержни замкнутые накоротко втулкой и ободом мотор-колеса. При питании переменным током двух половин статоров ротор-диск мотор-колеса может быть выполнен на постоянных магнитах, помещенных в промежутках ступиц колес постоянных магнитов чередующейся полярности. Для согласования моментов статоры с зубцовыми отботками должны быть сдвинуты на одно полюсное деление. В этом случае мотор-колесо работает как двусторонний синхронный двигатель. Для облегчения пускового режима возможен шестифазный пуск и в постоянных магнитах можно предусмотреть канавки как пусковой решетки, которые одновременно могут служить для фиксации постоянных магнитов в пространстве между ступицами мотор-колеса. Пуск такого синхронного двигателя - асинхронный. Датчик положения - простой счетчик частоты вращения. Мотор-колесо работает и как двигатель постоянного тока. На обмотку якоря, две половины которой так же сдвинуты на одно полюсное деление, в соответствии с полярностью и направлением вращения подается постоянное напряжение в соответствующий момент времени, определяемый датчиком положения ротора. При достаточном дроблении мощности сигнал от датчика положения ротора может непосредственно подавляться на управляемый полупроводниковый элемент, включающий данную зубцовую катушку. При больших мощностях необходимо промежуточное усиление сигнала. В этом случае мотор-колесо работает как двусторонний двигатель постоянного тока с питанием от борт-сети постоянного тока или от аккумуляторной батареи с управляемыми полупроводниковыми элементами. По существу двигатель является вентильным дисковым двусторонним двигателем постоянного тока. При линейной скорости автомобиля v = 200 км/ч или v = 55,4 м/с и при диаметре обода колеса d = 0,6 м частота вращения мотор-колеса При этом частота токов в обмотке f=pn-755=384 Гц. Как видно из расчетов, для транспортных средств еще достаточен запас по частоте. Обычно для транспортных средств частоту выбирают f=400 Гц. На фиг.5 показана схема 3 фазной обработки с зубцовым шагом. Соединение катушек A, B, C: фаза A - сплошная линия, фаза B - пунктирная линия, фаза C - штрихпунктирная линия. На фиг.3 показана векторная диаграмма токов фаз, а на фиг.4 пример построения векторов ЭДС катушек. Например, активные стороны катушки, лежащей на зубце 1 имеет вектор 1' и 1''. Сложением векторов 1' и -1'' образуется ЭДС катушки 1. При допущении, что ток в фазе A составляет две единицы тока, а в фазах B и C единица с отрицательным знаком, то на фиг.6 представлена ступенчатая кривая магнитодвижущей силы с выделением основной гармонической с 14 полосами, сто соответствует 14 брускам постоянных магнитов поочередной противоположной полярности полюсов. На фиг. 7 показано условно разрезанная и развернутая схема с направлениями токов в слоях. При питании постоянным током в каждую катушку включаются управляемый и не управляемый полупроводниковые элементы. Сами катушки могут быть включены по схеме многолучевой звезды с нулем или по схеме многоконтурного многоугольника. В двигательном режиме работают управляемые п/п элементы по сигналам датчиков опто-электронных пар, а в генераторном режиме - неуправляемые п/п элементы. Следовательно, мотор-колесо может работать как в двигательном, так и в генераторном режиме с рекуперацией электроэнергии.

Формула изобретения

1. Универсальное мотор-колесо с возбуждением от постоянных магнитов, содержащее два подшипниковых щита, закрепленных на корпусе, закрепленные на внутренней поверхности подшипниковых щитов дисковые магнитопроводы с выступающими зубцами для размещения обмоток, между которыми с зазором размещены намагниченные аксиально постоянные магниты чередующейся полярности, установленные в держателе, колесо с ободом, отличающееся тем, что держатель магнитов является ротором и выполнен в виде колеса со ступицами и ободом из немагнитной стали, в которых размещены постоянные магниты, подшипниковые щиты корпуса статора открыты в секторе 30 - 40o со стороны поверхности качения для соприкосновения ротора-колеса с полом, а специальные многофазные, многополюсные обмотки статоров выполнены с числом пазов на полюс и фазу q 2. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком положения ротора, выполненным в виде оптоэлектронной пары, датчик и приемник которой расположены на внутренней поверхности подшипниковых щитов статора, а в ступице ротора выполнены окна для прохождения ее луча. 3. Мотор-колесо по п.1 или 2, отличающееся тем, что со стороны плоскости качения в секторе 40 - 50o выполнены лабиринтные уплотнители-канавки между внутренней поверхностью обода и внешней поверхностью магнитопровода дисковых статоров и осуществлено капсюлирование магнитопровода с обмотками и полупроводниковыми элементами обоих статоров и капсула заполнена охлаждающей изолирующей жидкостью и обеспечивает с принудительной или естественной циркуляцией обогрев салона и ветрового стекла. 4. Мотор-колесо по п.1 или 2, отличающееся тем, что на обод насажен бескамерный резиновый корд с цилиндрической поверхностью качения. 5. Мотор-колесо по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно может быть применено в любом транспортном средстве как с верхней, так и боковой автономной подвеской в проушинах корпуса на коротком валу на мощных амортирирующих устройствах и жесткого корпуса, с помощью которых при любых неровностях поверхности качения сохраняется двусторонний воздушный зазор. 6. Мотор-колесо по п.3, отличающееся тем, что оно выполнено по крайней мере двухсекционным с по меньшей мере двумя дисковыми роторами-колесами и по меньшей мере с четырьмя дисковыми статорами, активные части магнитопроводов и обмоток двух соседних секций выполнены с общей капсулой с изолирующей-охлаждающей жидкостью или выполнены совсем без капсюлирования с естественным воздушным охлаждением. 7. Мотор-колесо по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно может быть использовано в электромобилях с суточным пробегом до 500 км в качестве автономного электропривода колес с питанием от аккумуляторных батарей без механической трансмиссии, без коробки передач, без мостов и дифференциалов, без громоздкого двигателя внутреннего сгорания и даже без рулевой колонки или в гибридных автомобилях с двигатель-генераторной установкой с безредукторным приводом мотор-колес с электрическим регулированием частоты вращения их.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7

www.findpatent.ru

Мотор-колесо с дисковым электродвигателем

 

Основная область применения: электроприводные транспортные средства, в частности электромобили, где двигатель встроен в колесо без редуктора. Для увеличения момента такого электродвигателя обмотка статора с радиальными стержнями должна иметь минимальные лобовые вылеты, что обеспечивается обмоткой с шагом 2/3 полюсного деления. Статор выполнен с двухрядной обмоткой, причем стержни одноименных фаз статорной обмотки второго ряда смещены на половину шага стержней статорной обмотки первого ряда. Такое выполнение электродвигателя позволяет снизить потери, обусловленные четными пространственными гармониками м.д.с. в зазоре электродвигателя и повысить его КПД. 4 ил.

Область применения - тяговые транспортные средства, например электромобили, которые найдут применение в недалеком будущем.

В реализованных конструкциях электромобилей колесо вращается электродвигателем через редуктор [1]. Однако известны предложения, в которых редуктор в приводе колеса исключен и асинхронный дисковый электродвигатель встроен непосредственно в колесо. Диск со статорной обмоткой расположен внутри колеса и закреплен на неподвижной оси, а роторные обмотки встроены в элементы обвода колеса и расположены по обе стороны статорного диска [2]. Для того чтобы иметь наибольшие активную длину 1а и диаметр Да статора, целесообразно иметь обмотку статора с шагом 2/3 , где - угол полюсного деления, равный 180o эл. Часть такой многополюсной трехфазной обмотки, витки фаз А, В и С, которых охватывают стержни 1 из ферромагнитного материала, показана на фиг.1, где указаны: угол полюсного деления - ; размеры, определяющие активную зону машины 1а и Да; угол шага обмотки - y, равный 2/3 . Из фиг.1 следует, что лобовые вылеты для такой обмотки минимальны. Это позволяет иметь при заданных габаритных ограничениях наибольшие размеры 1а и Да, сократить расход меди на обмотку статора и уменьшить потери в ней. На фиг.2, приведена кривая м.д.с. обмотки с шагом 2/3 (сплошные линии) и выделены пунктиром первая гармоника фазной м.д.с. - F1. Недостаток этой обмотки - появление значительных пространственных гармоник фазных м.д.с., причем вторая гармоника м.д.с. составляет половину первой, что приводит к большим потерям в роторных обмотках. Указанный недостаток прототипа можно значительно ослабить, если применить двухрядную обмотку статора со смещением одноименных фаз - А', В', С' - обмотки второго ряда на половину шага обмотки, т.е. на 1/3 . Расположение фаз обмотки А', В', С' второго ряда указано на фиг.1 пунктиром, а на фиг.3 дан вид сечения по радиусу расположения обмоток и ферромагнитных стержней 1 для обоих рядов. На фиг.4 приведена суммарная э.д.с. фазы от двух рядов обмоток при одинаковых суммарных ампервитках с вариантом одной обмотки прототипа. Разложение в гармонический ряд такой кривой показывает, что при небольшом уменьшении первой гармоники м. д.с. - F1, вторая гармоника м.д.с. уменьшается почти в два раза по сравнению с м.д.с. однорядной статорной обмоткой прототипа. Преимущество предложенной двухрядной обмотки статора дискового электродвигателя мотор-колеса состоит в том, что значительное ослабление четных гармоник фазных м.д.с., прежде всего второй, позволяет резко сократить добавочные потери в роторных обмотках. Технологических трудностей изготовления двухрядной обмотки статора не возникает, поскольку блоки обмоток одного ряда с магнитопроводами могут изготавливаться отдельно, как для однорядной обмотки, а затем состыковываться с нужным смещением, как показано на фиг.3, где смещение одноименных фаз обмоток двух рядов составляет 1/3. Источники информации 1. "Электрические трансмиссии пневмоколесных транспортных средств". Ефимов И.С. и др., "Энергия", 1976. 2. "Мотор-колесо". Курбасов А.С. и др. Свид. 628008, приоритет 11 мая 1971, опублик. 15.10.78. Бюл. 38.

Формула изобретения

Мотор-колесо с дисковым асинхронным трехфазным короткозамкнутым двигателем, встроенным в колесо без редуктора, статорная обмотка которого выполнена с шагом 2/3 от полюсного деления, отличающееся тем, что статор выполнен с двухрядной обмоткой со смещением одноименных фаз второго ряда на половину шага обмоток первого ряда.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

Похожие патенты:

Изобретение относится к электромеханике, в частности к униполярным бесконтактным электрическим машинам постоянного тока

Изобретение относится к конструкциям транспортных средств

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано в мотор-колесах транспортных средств, перемещающихся по рельсовому, рельсострунному или дорожному полотну

Изобретение относится к области энергомашиностроения

Изобретение относится к транспортному средству, приводимому в движение мышечной силой, в частности к креслам-коляскам

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве мотор-колеса транспортных средств

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника энергии для электропривода

Изобретение относится к приводным устройствам для передвижных средств, и может быть использовано при изготовлении роликовых платформ, инвалидных колясок и комплектующих их приводных мотор-колес

Изобретение относится к электротехнике, а именно, к торцевым электрическим машинам с короткозамкнутыми роторами или постоянными магнитами и двумя статорами и может найти применение в электроприводе промышленных роботов, транспорте, робокарах или в электрокарах и электромобилях

Изобретение относится к области транспортного машиностроения

Изобретение относится к конструкциям поршневых двигателей внутреннего сгорания, а именно к ротативным двигателям с оппозитным расположением поршней, и может быть использовано в автомобилестроении

Изобретение относится к конструктивным узлам автомобилей и предназначено для использования при построении карьерных автомобилей-самосвалов

Изобретение относится к области электротехники, а именно – к особенностям конструктивного выполнения электродвигателей, предназначенных для безредукторного привода преимущественно транспортных средств

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкции колес

Изобретение относится к области электротехники и машиностроения и касается особенностей конструктивного выполнения электродвигателей, преимущественно для транспортных средств

Изобретение относится к области транспорта и предназначено для легковых автомобилей

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к гидростатическим ступичным приводам

Изобретение относится к области электротехники, а именно, к электрическим машинам, и может быть использовано для промышленных механизмов, требующих регулирования скорости

Мотор-колесо с дисковым электродвигателем, электродвигатели д, мотор колесо com, мотор колесо для электромобиля

www.findpatent.ru

Дисковый электростатический мотор

Первый Эксперимент

Принцип Электростатической машины Influenzmaschine является обратимым. Если две машины связать друг с другом, одна может быть генератором а другая мотором Motor. Несколько улучшенный и более простой принцип только с одним диском и без Нейтрализаторов применен в этом простом опыте. Диск - здесь это печатная плата из фольгированного стеклотекстолита 13 см диаметром, на котором вытравлено 20 сегментов. Подшипник - это очень легко трущийся пластиковый подшипник. Напряжение подают с обеих сторон на жесть и одновременно на дуги из проволоки в верхнюю часть диска так чтобы они касались его поверхности и при вращении сегментов.

Проволочки-иголки лежат точно в направлении движения (в направлении против часовой стрелки) выше уголка из сетчатой жести. В проволочке-иголке возникает коронный разряд, вследствие чего заряды переносятся на сегмент диска. Затем он отталкивает себя от одноименно заряженной жестянки. Вследствие этого раскручивается сам мотор. На противоположной стороне заряды обратной полярности откачиваются проволочкой из секторов которые и отталкиваются также заряженной жестью, прежде чем заряд снова перенесется проволочкой-острием обратной полярности и вновь отталкивание возобновляется. Принцип можно формировать для демонстрационной четырехполюсной модели гораздо более эффективно. Сверх этого будут всегда два смежных электрода подающих с различной полярностью. Равнополюсные электроды лежат друг напротив друга. Четырехполюсное исполнение является компенсированным, так как заряженный сегмент имеет более значительный заряд по отношению к следующему электроду, таким образом действие его более мощно.

Второй комплект коронирующих заостренных электродов которые кое-что кончаются в середине электродов между двумя обкладками, имеют функцию выбрасывать заряды еще эффективнее на сегменты. Так как непосредственно под первым коронирующим электродом находится одноименно заряженный диск. Вследствие этого много зарядов отталкиваются и таким образом многие не могут собраться на сегменте. В середине между обоими сегментами начинает действовать уже сила отталкивания следующего электрода Косым положением коронирующих электродов достигают, что бы заряды стекали

несколько косо, более по касательной к радиусу диска, к направляющей его вращения и таким образом заряды отсасываются на сегменты более действенно.Все же и короткий электрод важен, чтобы появилась сила отталкивания, а неодноименные заряды удалялись точно тогда, когда сегмент прешел край электрода . Потому что сила отталкивания была бы направлена против направления вращения диска и тормозила бы его. Эта функция может быть сравнима например с Нейтрализатором, в Электрофорной машине, Influenzmaschine только что заряды отводятся здесь не относительно земли, а одинаково на противоположные полюса.

Это видео показывает, как мотор запитывается Электрофорной машиной, Influenzmaschine . Уже после нескольких оборотов он начинает раскручиваться самостоятельно. Разгон сопровождается сильным шелестом, который растет с увеличением числа оборотов. Это нужно приписывать очень незначительному току при разгоне. Вследствие этого исходное напряжение Электрофорной машины может быть вначале гораздо более высоко, чем позднее, когда мотор потребляет уже больший ток.

Если мотор запитывается от строчного трансформатора Zeilentrafo то разгон гораздо сильнее, так как он выдает больший ток. В фоновом режиме можно слышать звуки после включения строчного трансформатора. Также здесь мотор шелестит в начале гораздо сильнее, так как в этом случае напряжение без тока нагрузки поднимается легко. Напряжение было установлено при этом видео немного ниже напряжения пробоя и равнялось 18 кВ.

Конструирование:

При конструировании этой модели необходимо придерживаться нескольких важных пунктов:

Размеры:

Основание:

Плексиглас (Makrolon) 15x15cm 6mm толщиной

Ротор:

Стеклотекстолит 13 cm диаметром, 1,5mm толщиной20 сегментов, 30mm длиной, снаружи 7mm, внутри 5mm толщиной, закругленные по краям

Подшипник:

Синтетический, Type: CM626, не смазываемыйID: 6mm, AD:19mm

Штанги:

5mm толщины Алюминиевый стержень20mm промежуток друг меду другом

Коронирующие электроды:

4mm толщина Алюминиевый стержень, ca. 60° заточка.короткий электрод: 30mm длиныдлинный электрод: 50mm длины

Пластинчатый электрод:

1,5mm толщины Алюминиевый лист, с закругленными краями40mm длины, снаружи 25mm, внутри 20mm ширины

Топологический чертеж ротора

Ротор изготовлен травлением из односторонней покрытой медью платы из стеклотекстолита. Габариты ограничительного квадрата составляют 140x140mm. Белые площади будут вытравлены, черные останутся. Диск вырезается по внешнему кругу. Нужно обращать внимание, чтобы это кольцо меди не осталось, так как может дойти до коронных разрядов и коротких замыканий. В крайнем случае медь должна быть спилена по краю.

Наблюдения и измерения

Это странное поведение исследовалось следующими измерениями. Для этих диаграмм строчный трансформатор Zeilentrafoс более постоянным напряжением нагружался 4-х полярным мотором. Ток мерился в земляном проводе микроамперметром (µA), а число оборотов бесконтактным методом при помощи оптического датчика. Отдельные кривые показывают ток для постоянного напряжения при поднимающейся вплоть до максимума числа оборотов. Повышение тока разгона, как в случае с электромагнитными моторами, отсутствует полностью.Далее следует учесть, что продолжая кривую для 17 кВ, она не пересечет координату тока в нуле. Из этого следует, что здесь присутствует уже около 2µA потерь на коронные разряды, которые не встречают сегменты. При около 18 кВ происходят уже первые электропробои.

В эту диаграмму вносились достигнутые максимальные числа оборотов с соответствующими этому токами при различных напряжениях. Отчетливо можно определить, что число оборотов возрастает линейное с напряжением, ток растет, однако в квадрате к числу оборотов. Из тока и напряжения ожидаемая кривая вычисленной мощности нагрузки похожа по существу на кривую движения в воздухе. (имеются очевидно ввиду потери на трение в воздухе [MSN]) Похоже на характеристики вентилятора где она возрастает пропорционально числу оборотов.

Из этого можно сделать вывод, который очень важен: для электростатического мотора ток для числа оборотов, а напряжения для крутящего момента. Наоборот как в случае с электромагнитным мотором. Более высокое напряжение вызывает более сильное и мощное действие на сегменты и таким образом получается более высокий крутящий момент. Однако, тем не менее, ток поднимается только как последствие более высокого числа оборотов и связанной вместе с тем повышенной нагрузки. Это также прекрасно указывает пример с электростатическим цилиндрическим двигателем Walzenl?ufer который нуждается более чем в 10 кратном токе. Для мощного действия ток не ответственен никоим образом. Он является только побочным продуктом и возникает, когда заряды переносятся на сегменты (похожий случай как при проблеме конденсатора Kondensatorproblem и нужно сравнивать с EMK в случае электромагнитного мотора.

Реакция тока могла бы быть убрана, если не отводить заряды, а только перебрасывать

их вокруг зон коллектора, при этом, однако, речь не идет об источниках напряжения.

Для этого можно было бы воспользоваться эффектом чаши фарадея Faraday Faraday-Bechers

которая может принимать все заряды предмета и сохранять. Этот эффект мог бы

применяться, чтобы удалять заряды после прохождения электрода с сегментов диска, а

затем сохранять его и передавать снова на противоположную сторону.

Всем этим странным, необратимым поведением неизвестны электромагнитные моторы. Они ведут себя частично и даже полностью противоположно этому. Одно из этих поведений с действием диода могло бы указывать на то, что в электростатике скрыт принцип Свободной энергии. Testatika показывает нам это.

Источник: http://www.hcrs.at/ELSTAT.HTM

alternatefuel.ru

Дисковый кольцевой роторный двигатель внутреннего сгорания

 

Использование: дисковый кольцевой роторный двигатель внутреннего сгорания может быть использован как двигатель внутреннего сгорания, компрессор или насос. Сущность изобретения: цилиндры выполнены на диске, подвижно закрепленном на оси и соединенном с полым ротором так, что они вращаются с одинаковой угловой скоростью; поршни выполнены на разделительных пластинах, подвижно закрепленных на полом роторе и оси так, что обеспечивается движение пара поршень цилидр относительно друг-друга; ось и полый цилиндрический ротор своими концами подвижно закреплены в торцевых крышках, цилиндрические шайбы полого ротора крепятся друг к другу спицами, образуя "беличье колесо". 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к роторно-поршневым двигателям и может быть использовано в качестве двигателя внутреннего сгорания, компрессора или насоса.

Известен роторно-поршневой двигатель Ванкеля, где степень герметизации рабочей камеры достаточно высокая, но конструкция сложна в изготовлении [1] Известна роторно-пластинчатая машина, которая может работать в режиме двигателя, содержащая неподвижный корпус с внутренней цилиндрической расточкой, полый цилиндрический ротор установлен в расточке с эксцентриситетом к ее оси. Расточка имеет окна подвода и отвода рабочей среды. В роторе выполнены профилированные радиальные пазы с установленными в них вкладышами, в которых размещены разделительные пластины. Разделительные пластины установлены в проушинах, охватывающих ось, совпадающую с осью расточки. Недостатком данной конструкции является малая степень герметизации рабочих камер [2] Для устранения указанных недостатков предлагается конструкция дискового кольцевого роторного двигателя, в котором на разделительных пластинах с двух сторон крепятся поршни, а цилиндры выполнены на диске, подвижно сидящем на оси, так что поршни входят в цилиндры, обеспечивая движение пары поршень-цилиндр относительно друг-друга. Полый ротор подвижно крепится с двух сторон к левой и правой торцевой крышкам корпуса, на нем выполнено зубчатое колесо для отбора крутящего момента. Аналогичным образом также к торцевым крышкам крепится и ось. Диск соединен с полым ротором шатуном или с использованием сателлитного зубчатого колеса, так что диск и полый ротор вращаются с одинаковой угловой скоростью. На фиг. 1 показан предложенный дисковой кольцевой двигатель, выполненный в виде двигателя внутреннего сгорания, поперечный разрез: на фиг. 1 то же, продольный разрез. Дисковый кольцевой роторный двигатель содержит ось 1, подвижно закрепленную в фасонных торцевых крышках 7 и 8, на ось с помощью проушин 9 одним концом крепятся разделительные пластины 2, на разделительной пластине с двух сторон выполнен поршень 4, на оси 1 также подвижно закреплен диск 12 с цилиндрами 3 так, что поршни соседних пластин входит в цилиндр, образуя камеру сгорания 11; диск 12 скользит по поверхности 21 торцевой крышки 7; в диске имеются окна 13, через которые проходят вкладыши 5 и спицы 17. Разделительная пластина 2 с помощью вкладыша 5 с пазом сопрягается с эксцентрично расположенным относительно оси 1 полым ротором 6, состоящим из двух цилиндрических шайб 15 и 16, скрепленных друг с другом спицами 17, образуя таким образом "беличье колесо". Своими цилиндрическими шайбами 15 и 16 полый ротор 6 подвижно закреплен в левой 7 и правой 8 торцевых крышках, на цилиндрических шайбах крепятся зубчатые колеса 18 и 19 для отбора крутящего момента. Диск 12 соединен с полым ротором 6 шатуном 22; в торцевой крышке 8 имеется окно 14 для продувки камеры сгорания и 10 для подачи топливной смеси, а также крепится топливный насос или свечи зажигания. Дисковый кольцевой роторный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. При движении полого ротора 6 по часовой стрелке сжатие воздуха (для дизельного варианта) или топливной смеси происходит в правой половине двигателя в камере 11, объем которой по мере поворота полого ротора 6 уменьшается. Когда камера сгорания 11 достигает своего нижнего положения, происходит впрыск топлива (в дизельном варианте), воспламенение смеси горючее-воздух от свечи зажигания (не показана). В левой половине двигателя продукты сгорания, воздействуя на стенки камеры сгорания, поворачивают полый ротор 6 по часовой стрелке и, когда камера сгорания достигает своего верхнего положения, через окно 14 проводится ее продувка, наполнение камеры сгорания топливной смесью через окно 10. Далее процесс повторяется.

Формула изобретения

1. Дисковый кольцевой роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с осью, окна подвода и отвода рабочей среды, полый цилиндрический ротор с пазами, эксцентрично размещенный по отношению к оси, установленные во вкладышах разделительные пластины, на одном конце которых выполнены проушины, охватывающие ось, отличающийся тем, что на пластинах с двух ее сторон выполнен поршень, а цилиндры выполнены на диске, подвижно закрепленном на оси так, что обеспечивается движение пары поршень-цилиндр относительно друг друга, образуя из пар поршень-цилиндр кольцо. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что диск соединен с полым ротором так, что они вращаются с одинаковой угловой скоростью. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что ось и полый цилиндрический ротор своими концами подвижно закреплены в торцевых крышках. 4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что цилиндрические шайбы полого ротора крепятся друг к другу спицами, образуя "беличье колесо". 5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде двух торцевых крышек, соединенных между собой крепежными деталями, на крышках расположены окна подвода и отвода рабочей среды, а также свеча зажигания или насос для впрыска топлива.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, может быть использовано в качестве гидравлических насосов

Изобретение относится к роторным двигателям внутреннего сгорания с ротором совершающим плоско-параллельное движение и предназначено для использования, например, на транспорте

Изобретение относится к роторно-лопастным двигателям внутреннего сгорания

Изобретение относится к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания и позволяет получить рациональный рабочий цикл

Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторным машинам объемного расширения

Изобретение относится к энергетике, в часности к двигателям "РДК-8", предназначенным для преобразования энергии сгоревшего топлива в механическую энергию, двигатель может быть использован в качестве ДВС для транспортных средств, а также для привода электрогенераторов

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано на транспорте

Изобретение относится к энергомашиностроению и предназначено для использования в качестве стационарных энергетических установок и силовых установок транспортных средств

Изобретение относится к силовым установкам для легкомоторной авиации на базе роторно-поршневого двигателя Ванкеля и может быть использовано на транспортных средствах (суда на воздушной подушке и др.)

Изобретение относится к роторно-поршневым двигателям и может быть использовано в качестве двигателя внутреннего сгорания, компрессора или насоса

Изобретение относится к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания и позволяет использовать продолженное расширение

Изобретение относится к энергомашиностроению касается усовершенствования роторных двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в автомобилях, тракторах, тепловозах, на электростанциях кораблей морского и речного флота, в самолетах, вертолетах и боевых машинах, а также в газокомпрессорных установках газопроводов, промышленных и энергетических предприятий, в том числе на газотурбинных установках электростанций

Изобретение относится к области энергомашиностроения и предназначено для использования в качестве стационарных энергетических установок и силовых установок транспортных средств

Изобретение относится к роторным двигателям внутрення сгорания и позволяет повысить эффективность работы двигателя, его КПД, а также упростить конструкцию, уменьшить вес и повысить компактность

Изобретение относится к области двигателестроения, особенно к устройству внутреннего сгорания, в котором топливо горит дважды, причем при его использовании без топлива оно служит компрессором

Изобретение относится к роторно-поршневым двигателям и может быть использовано в качестве двигателя внутреннего сгорания, компрессора или насоса

www.findpatent.ru

Техно-РЭДОС - НАШИ РАЗРАБОТКИ

Приветствую Вас, Гость · RSS 06.07.2018, 10:50

Конструктивные и технологические особенности разъемных электродвигателей с дисковым печатным якорем

Электродвигатели постоянного тока с дисковым печатным якорем имеют форму плоского диска различного диаметра и толщины в зависимости от мощности.

Основным элементом, определяющим конструкцию и характеристики данных электродвигателей, является дисковый якорь с печатной обмоткой.

Якорь представляет собой тонкий диск, изготовленный по технологии многослойных печатных плат, а обмотка, которая одновременно выполняет функцию коллектора, – методом штамповки или травления (напыления).

Якорь имеет унифицированные посадочные и крепежные отверстия для его универсальной установки в двигателе.

Это позволяет получить:

  • идентичность;
  • полностью автоматизированный процесс изготовления;
  • высокий процент использования стандартного оборудования;
  • большой объем выпуска при малых затратах.

Для дисковой конструкции якоря характерно отсутствие в нем магнитопроводов, малый вес, низкая индуктивность, малое сопротивление, большое количество коллекторных пластин, геометрически правильное расположение проводников в магнитном поле, механическая прочность и высокая термостойкость.

Это обеспечивает:

  • плоскую конструкцию;
  • малый момент инерции;
  • высокие динамические возможности;
  • практически отсутствие реакции якоря;
  • низкое напряжение питания;
  • линейность механических характеристик;
  • высокие плотности тока в обмотке;
  • практически безыскровую коммутацию;
  • низкий уровень радиопомех;
  • незначительный уровень шумов и вибраций;
  • ненужность балансировки якоря;
  • высокую взаимозаменяемость;
  • работоспособность в большом диапазоне температур.

Электродвигатели с дисковым печатным якорем обладают рядом уникальных особенностей, отличающих их от других типов двигателей:

  • Размер.Двигатель значительно меньше и тоньше, чем обычные двигатели со стальным сердечником.
  • Быстрое ускорение и торможение.Тонкий якорь обладает малой инерцией и исключительно высоким крутящим моментом. Результатом этого являетсяэкстремально быстрое ускорение, так типичный плоский двигатель разгоняется от 0 до 3000 оборотов в минуту при повороте всего на 1/6 часть одного оборота. Для достижения быстрого ускорения и торможения максимальный момент, развиваемый в электродвигателе с дисковым печатным якорем, может в 10 раз превышать момент в номинальном режиме, что невозможно осуществить безопасно в двигателях со стальным сердечником.
  • Нулевые колебания.Электродвигатели с печатным якорем являются единственным в мире типом электродвигателей практически без пульсаций крутящего момента. Отсутствие стального сердечника в якоре, геометрическая конфигурация проводников и большое количество коллекторных пластин с их равномерным расположением и перемещением в стабильном магнитном поле, а также расположение щёток на коллекторе обеспечивают исключительно плавное вращение якоря в электродвигателе с дисковым печатным якорем на любой скорости без колебательного эффекта. Обычные электродвигатели с обмотками, намотанными на железный сердечник и имеющие стандартный кольцевой коллектор, имеют «мертвые зоны», что вызывает колебания крутящего момента.
  • Долгий срок службы щеток.Так как в электродвигателе с дисковым печатным якорем в якоре отсутствует стальной сердечник и обмотка имеет малое количество витков, то индукция якоря минимальна. В результате отсутствия накопления в якоре энергии, выделяющейся в процессе коммутации, плавного перехода коммутации за счет положения и количества коллекторных пластин и щеток, а также за счет плоского коллектора, обеспечивается практически безыскровая коммутация.В электродвигателях со стальным сердечником значительная энергия накапливается в магнитном поле каждой катушки. Когда это поле резко пропадает за счёт коммутации щеток по радиальному коллектору, накопленная энергия стремится разрядиться искровым разрядом через щётки, что ведёт к их износу.В зависимости от области применения, срок службы щёток в электродвигателях с печатным якорем приближается к сроку службы подшипников.
  • Надёжность при высокой скорости. В связи с отсутствием искрения электродвигатели с печатным якорем могут работать надёжно на высоких скоростях.
  • Мгновенное нарастание крутящего момента.Другим достоинством низкой индуктивности является быстрое нарастание тока в якоре (менее одной миллисекунды). Это обеспечивает мгновенное увеличение крутящего момента при изменении нагрузки на выходном валу.
  • Ровная кривая крутящего момента.Дисковый электродвигатель без железа в сердечнике имеет совершенно прямую кривую момента, тогда как у двигателей со стальным сердечником вследствие реакции якоря кривая момента заваливается.
  • Легко охлаждать.Поскольку электродвигатель с печатным якорем не содержит железа он также имеет низкую тепловую постоянную времени, что обеспечивает его простое воздушное или водяное охлаждение.
  • Превосходные электромагнитные показатели.Электродвигатели с печатным якорем обладают прекрасной электромагнитной совместимостью, что сводит к минимуму взаимодействие с соседними электронными приборами.
  • Широкий диапазон рабочих температур.Технологические и технические особенности электродвигателей с дисковым печатным якорем разрезной конструкции позволяют использовать их при внешних температурах от –50оС до +60оС.

Основной принцип построения предлагаемых электродвигателей – модульность конструкции и унификация основных узлов и элементов, что позволяет создавать электродвигатели разной мощности и встраивать их в различные изделия. Основным унифицированным элементом конструкции является магнитоэлектрический модуль в составе: дискового печатного якоря, магнитной системы с магнитами и щеточного узла со щетками.

Разрезная конструкция предлагаемых электродвигателей принципиально отличает их от аналогов и позволяет значительно упростить сборку при изготовлении и ремонт в процессе эксплуатации, значительно увеличивая срок службы, а также позволяет создавать многоякорные машины с целью наращивания их мощности.

Использование разрезного статора из легкого немагнитного теплопроводного материала позволяет:

  • значительно снизить вес двигателя
  • повысить теплоотдачу;
  • применить при изготовлении технологию штамповки и литья.

Разрезная конструкция электродвигателя обеспечивает:

  • сборку нескольких двигателей на один вал;
  • легкую встраиваемость в различные изделия;
  • простоту регулировки и контроля воздушного зазора;
  • контроль магнитного потока в процессе изготовления и эксплуатации;
  • простоту сборки, разборки и замены якоря;
  • исключение размагничивания магнитной системы при разборке;
  • ненужность обмотки намагничивания;
  • сборку различных двигателей по мощности из унифицированных деталей при одном и том же типоразмере якоря, магнитов, щеток, магнитопроводов и элементов статора;
  • возможность полной автоматизации конструирования, сборки и контроля;
  • широкий диапазон применения.

Электродвигатели с дисковым печатным якорем разрезной конструкции разработки ООО «Техно-РЭДОС» по динамическим и статическим характеристикам и конструктивно-технологическим особенностям превосходят все аналоги и могут использоваться в различных областях промышленности и в широком спектре товаров народного потребления, наиболее эффективно их применение в высокоточных следящих системах.

Предлагаемые новые модели электродвигателей, благодаря низкому напряжению питания при большой мощности, простой компановке, встраиваемости в изделия, малым габаритам и весу, варьированию мощностями при высоком уровне унификации, возможности работать в режиме генератора и высокой серийнопригодности, позволяют значительно увеличить диапазон их применения с расширением функциональных возможностей изделий.

Для обеспечения их работы в изделиях источником питания может быть как аккумулятор, так и преобразователь сетевого напряжения.

Простота конструкции, универсальность и высокая технологичность позволяют автоматизировать процессы изготовления, сборки и контроля, значительно увеличить объемы производства, существенно снизить стоимость и расширить области применения:

  • следящие системы;
  • системы угловой стабилизации высокой точности;
  • электроприводы станков с ЧПУ и робототехнических комплексов;
  • электроприводы исполнительных механизмов автомобильной, авиационной и космической техники;
  • медицинское приборостроение;
  • электрогенераторы различных электростанций, в том числе ветровых;
  • насосное оборудование для ЖКХ и железнодорожного транспорта;
  • водо- нефте- газозапорная арматура;
  • электроприводы подъемных устройств рольставен, ворот, шлагбаумов, лебедок;
  • электроприводы малых транспортных средств, электровелосипеды, электромобили, скутеры, транспортные тележки, инвалидные коляски.

На основные узлы конструкции электродвигателя разработана конструкторская и технологическая документация: для организации мелкосерийного, серийного и массового производства якорей, магнитоэлектрических модулей, электродвигателей и различных изделий на их основе.

Конструкторские и технологические решения запатентованы и содержат НОУ-ХАУ.

tredos.ucoz.ru


Смотрите также