EA025966B1 - Brushless dc motor for aircrafts - Google Patents
Brushless dc motor for aircrafts Download PDFInfo
- Publication number
- EA025966B1 EA025966B1 EA201201332A EA201201332A EA025966B1 EA 025966 B1 EA025966 B1 EA 025966B1 EA 201201332 A EA201201332 A EA 201201332A EA 201201332 A EA201201332 A EA 201201332A EA 025966 B1 EA025966 B1 EA 025966B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- stator
- rotor
- brushless
- motor
- aircraft
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
(57) Изобретение относится к электрическим двигательным установкам, в частности к электрическим движителям с воздушным винтом для легких пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов. Предлагаемый бесколлекторный двигатель постоянного тока для летательных аппаратов состоит из внешнего ротора, содержащего постоянные магниты, и внутреннего статора с электрической обмоткой, содержащего внутреннюю полость, максимальный внутренний размер которой ограничен внутренним диаметром электрической обмотки и размерами магнитопровода этой электрической обмотки и в которой располагаются магистрали и оборудование летательного аппарата. Также статор является силовой частью фюзеляжа летательного аппарата. Предлагаемый бесколлекторный двигатель имеет особенность в том, что механическая связь между ротором и статором осуществляется по меньшей мере одним подшипником.(57) The invention relates to electric propulsion systems, in particular to electric propellers with a propeller for light manned and unmanned aerial vehicles. The proposed DC brushless motor for aircraft consists of an external rotor containing permanent magnets and an internal stator with an electric winding containing an internal cavity, the maximum internal size of which is limited by the internal diameter of the electric winding and the dimensions of the magnetic circuit of this electric winding and in which the mains and equipment are located aircraft. Also, the stator is a power part of the fuselage of the aircraft. The proposed brushless motor has a feature in that the mechanical connection between the rotor and the stator is carried out by at least one bearing.
025966 Β1025 966 Β1
025966 В1025966 B1
Изобретение относится к электрическим двигательным установкам, в частности к электрическим движителям с воздушным винтом для легких пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов.The invention relates to electric propulsion systems, in particular to electric propellers with a propeller for light manned and unmanned aerial vehicles.
Развитие электротехники и электроники привело к возникновению класса бесколлекторных электродвигателей постоянного тока. Известно, что применение электродвигателей такого класса позволяет, в частности, осуществлять регулировку частоты вращения приводимых ими в движение машин в широком диапазоне, при этом с минимальной потерей в передаваемой мощности. Созданные на бесколлекторном принципе двигатели постоянного тока, в том числе асинхронные, линейные, позволяют уменьшить негативное воздействие механических сил трения и повысить точность движения электромеханических устройств.The development of electrical engineering and electronics has led to the emergence of a class of brushless DC motors. It is known that the use of electric motors of this class allows, in particular, to adjust the speed of the machines they drive in a wide range, with a minimum loss in transmitted power. Created on a brushless principle, DC motors, including asynchronous, linear, can reduce the negative effects of mechanical friction and increase the accuracy of the movement of electromechanical devices.
Известен электродвигатель постоянного тока с полым ротором, содержащий полый немагнитный ротор с якорной обмоткой, магнитную систему на основе одного или нескольких постоянных магнитов, при этом ротор включает электронный коммутатор с внутренним выпрямителем, закрепленный на валу электродвигателя, соединенный с якорной обмоткой, питающийся переменным напряжением от вторичной обмотки вращающегося трансформатора, установленной на валу электродвигателя, первичная обмотка которого установлена на статоре электродвигателя и предназначена для подключения к внешнему источнику питания через преобразователь частоты [1].Known DC motor with a hollow rotor containing a hollow non-magnetic rotor with an anchor winding, a magnetic system based on one or more permanent magnets, the rotor includes an electronic switch with an internal rectifier, mounted on the motor shaft, connected to the anchor winding, powered by an alternating voltage from the secondary winding of a rotating transformer mounted on a motor shaft, the primary winding of which is mounted on a motor stator and is intended Connector for connecting to an external power source via a frequency converter [1].
Недостатком такого электродвигателя постоянного тока с полым ротором является то, что полый ротор предназначен фактически для лучшего взаимодействия якорной обмотки ротора с полем постоянного магнита, а вращающийся коммутатор усложняет конструкцию электродвигателя.The disadvantage of such a DC motor with a hollow rotor is that the hollow rotor is actually designed for better interaction of the anchor winding of the rotor with the field of a permanent magnet, and a rotating commutator complicates the design of the electric motor.
Известно также использование бесколлекторных двигателей постоянного тока в оборудовании для механической обработки деталей больших диаметров [2]. Бесколлекторный электропривод таких станков состоит из внешнего статора с управляющей электрической обмоткой и ротора с магнитами. Большой внутренний диаметр ротора позволяет обрабатывать на таких станках детали больших диаметров.It is also known the use of brushless DC motors in equipment for machining large diameter parts [2]. The brushless electric drive of such machines consists of an external stator with a control electric winding and a rotor with magnets. The large inner diameter of the rotor allows you to process large diameters on such machines.
Недостатком таких устройств можно считать ограниченность их назначения и энергоемкость.The disadvantage of such devices can be considered limited by their purpose and energy intensity.
Применение бесколлекторных электродвигателей постоянного тока для летательных аппаратов, в частности для беспилотных, выгодно отличается от других типов двигателей тем, что современные технологии позволили создать более легкие и энергоемкие источники электропитания, позволяющие отказываться от двигателей внутреннего сгорания.The use of DC brushless electric motors for aircraft, in particular for unmanned ones, compares favorably with other types of engines in that modern technologies have made it possible to create lighter and more energy-intensive power sources that allow you to abandon internal combustion engines.
Известны бесколлекторные электродвигатели постоянного тока для летательных аппаратов производства фирмы Плеттенберг (Р1ейеиЬет§), которые широко используются в качестве движителей с воздушным винтом для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) [3]. При этом конструкция предусмотрена таким образом, что в процессе полета охлаждение двигателя осуществляется встречным потоком воздуха [4].Known brushless DC motors for aircraft manufactured by the company Plettenberg (P1eyeyet§), which are widely used as propellers with a propeller for unmanned aerial vehicles (UAVs) [3]. Moreover, the design is provided in such a way that during the flight the engine is cooled by a counter flow of air [4].
Недостатком такого двигателя является то, что такая конструкция позволяет размещать его на БПЛА таким образом, что он создает проблемы с размещением рабочего оборудования, так как расположение в носовой части БПЛА двигателя затеняет переднюю полусферу обзора, а расположение двигателя в задней части БПЛА заставляет прибегать к другим конструктивным решениям компоновки планенра БПЛА. В обоих случаях такого размещения двигателя возникает необходимость особого конструирования шасси БПЛА или систем их посадки для избежания поломки БПЛА и размещенного на них рабочего оборудования.The disadvantage of this engine is that this design allows you to place it on the UAV in such a way that it creates problems with the placement of working equipment, since the location in the nose of the UAV of the engine obscures the front hemisphere, and the location of the engine in the rear of the UAV makes it necessary to resort to other design solutions layout UAV planenra. In both cases of this arrangement of the engine, there is a need for special design of the UAV chassis or landing systems to avoid damage to the UAV and the working equipment placed on them.
Наиболее близким по конструкции с предлагаемым техническим решением является бесколлекторный электродвигатель постоянного тока для летательных аппаратов производства фирмы Хакер (Наскег). Наряду с хорошими эксплуатационными характеристиками для использования его в качестве движителя для БПЛА, компоновка ротора и статора двигателя модели Наскег 080. наличие свободной полости в его статоре улучшает охлаждение [5].The closest in design to the proposed technical solution is a brushless DC motor for aircraft manufactured by Hacker (Naskeg). Along with good performance characteristics for using it as a propulsion unit for UAVs, the layout of the rotor and stator of the Naskeg 080 model engine. The presence of a free cavity in its stator improves cooling [5].
Недостатком такого двигателя является то, что он также не решает проблему с его размещения на летательном аппарате и требует дополнительных конструктивных решений.The disadvantage of such an engine is that it also does not solve the problem of its placement on the aircraft and requires additional structural solutions.
Задачей, на которое направлено настоящее техническое решение, является создание конструкции бесколлекторных электродвигателей постоянного тока для летательных аппаратов, в частности для беспилотных, позволяющей иметь внутренние свободные полости для размещения магистралей летательного аппарата, рабочей аппаратуры и оборудования.The objective of this technical solution is to create a design of brushless DC motors for aircraft, in particular for unmanned ones, which allows you to have internal free cavities to accommodate the main lines of the aircraft, working equipment and equipment.
Поставленная задача решается тем, что в бесколлекторном двигателе постоянного тока для летательных аппаратов, состоящем из внешнего ротора, содержащего постоянные магниты, и внутреннего статора с электрической обмоткой, при этом ротор и статор имеют механическую связь между собой посредством подшипников, статор содержит свободную внутреннюю полость, максимальный внутренний размер которой ограничен внутренним диаметром электрической обмотки и размерами магнитопровода этой электрической обмотки. Также статор является силовой частью фюзеляжа летательного аппарата, а в свободной внутренней полости статора располагают магистрали и оборудование летательного аппарата. Ротор предлагаемого бесколлекторного двигателя постоянного тока для летательных аппаратов снабжен по меньшей мере двумя лопастями воздушного винта, при этом в одном из вариантов лопасти воздушного винта смонтированы на роторе с возможностью поворота вокруг осей, перпендикулярных продольной оси ротора, от положения лопастей вдоль оси ротора до упора в положение прямого угла с осьюThe problem is solved in that in a brushless DC motor for aircraft, consisting of an external rotor containing permanent magnets, and an internal stator with electric winding, while the rotor and stator are mechanically connected to each other through bearings, the stator contains a free internal cavity, the maximum internal size of which is limited by the internal diameter of the electric winding and the dimensions of the magnetic circuit of this electric winding. Also, the stator is a power part of the fuselage of the aircraft, and the trunk and equipment of the aircraft are located in the free internal cavity of the stator. The rotor of the proposed DC brushless motor for aircraft is equipped with at least two blades of the propeller, while in one embodiment, the blades of the propeller are mounted on the rotor with the possibility of rotation around axes perpendicular to the longitudinal axis of the rotor, from the position of the blades along the axis of the rotor to the stop in right angle position with axis
- 1 025966 ротора. Предлагаемый бесколлекторный двигатель постоянного тока для летательных аппаратов имеет особенность в том, что механическую связь между ротором и статором осуществляют по меньшей мере одним подшипником.- 1,025,966 rotors. The proposed DC brushless motor for aircraft has a feature in that the mechanical connection between the rotor and the stator is carried out by at least one bearing.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид в разрезе бесколлекторного двигателя постоянного тока для летательных аппаратов; фиг. 2, на которой бесколлекторный двигатель постоянного тока представлен как составная часть фюзеляжа летательного аппарата; на фиг. 3 представлен эскиз бесколлекторного двигателя постоянного тока в разрезе; на фиг. 4 представлен трехмерный эскиз бесколлекторного двигателя с вырезом КThe proposed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a cross-sectional view of a brushless DC motor for aircraft; FIG. 2, in which a brushless DC motor is presented as part of an aircraft fuselage; in FIG. 3 is a sectional drawing of a brushless DC motor; in FIG. 4 shows a three-dimensional sketch of a brushless motor with a cutout K
На корпусе статора 1, в виде полой втулки, располагают магнитопровод 2 с обмоткой 3 и внутреннюю обойму подшипника 4. Соосно, спереди и сзади, на статор 1 крепят переднюю крышку статора 5 и заднюю крышку статора 6, центральные отверстия которых соразмерны по диаметру с внутренним диаметром полости корпуса статора 1. На внешней обойме подшипника 7 закреплен корпус ротора 8 и расположен таким образом, что закрепленные на корпусе ротора 8 магниты 9 и магнитопровод 10 находятся над магнитопроводом статора 2. Подшипник закрывают крышкой 11, а на внешней поверхности корпуса ротора 8 закрепляют лопасти 12 воздушного винта летательного аппарата.On the stator housing 1, in the form of a hollow sleeve, a magnetic circuit 2 with a winding 3 and an inner race of the bearing 4 are arranged. Coaxially, front and rear, on the stator 1 are attached the front cover of the stator 5 and the back cover of the stator 6, the central holes of which are proportional in diameter to the the diameter of the cavity of the stator housing 1. On the outer race of the bearing 7, the rotor housing 8 is fixed and located so that the magnets 9 and the magnetic circuit 10 fixed to the rotor housing 8 are located above the stator magnetic circuit 2. The bearing is closed by a cover 11, and on the outer the surface of the rotor body 8 is fixed to the blades 12 of the aircraft propeller.
Передняя крышка статора 5 и задняя крышка статора 6 служат для закрепления двигателя на фюзеляже 13 летательного аппарата.The front cover of the stator 5 and the rear cover of the stator 6 are used to secure the engine on the fuselage 13 of the aircraft.
Опытный образец бесколлекторного электродвигателя постоянного тока с полым ротором по предлагаемому техническому решению имеет следующие характеристики.The prototype of a brushless direct current DC motor with a hollow rotor according to the proposed technical solution has the following characteristics.
Характеристики двигателя.Engine specifications.
Характеристики двигателя при максимальной мощности.Engine performance at maximum power.
• Потребляемый ток (при максимальных оборотах): 28 А • Тяга двигателя: 4 кг • Мощность двигателя:• Current consumption (at maximum speed): 28 A • Engine thrust: 4 kg • Engine power:
Характеристики двигателя при крейсерском полете.Engine performance during cruise flight.
• Потребляемый ток:• Current consumption:
• Тяга двигателя:• Engine thrust:
• Мощность двигателя:• Engine power:
600 Вт600 watts
12А 1.5 кг12A 1.5 kg
204 Вт204 watts
Беспилотный летательный аппарат с бесколлекторным электродвигателем постоянного тока с полым ротором по предлагаемому техническому решению, общим весом 3 кг, находился в полете 42 мин.An unmanned aerial vehicle with a hollow rotor brushless DC electric motor according to the proposed technical solution, with a total weight of 3 kg, was in flight for 42 minutes.
Источники информации.Information sources.
1. Патент РФ № 2382476 С1, приоритет 20.11.2008 г., опубликовано 20.02.2010 г.1. RF patent No. 2382476 C1, priority November 20, 2008, published February 20, 2010
2. 11Цр://\у\у\у.опоптоЮг.пагоб.ги/рпуоб.1Цпг Прямой привод. Высокомоментные бесколлекторные двигатели с постоянными магнитами.2. 11Cr: // \ y \ y \ y.opoptoYug.pagob.gi / rpuob.1Cpg Direct drive. High-torque permanent magnet brushless motors.
3. 1и1р://\у\у\у.с1сс1пс\утсрпап.со1п/р1сЦспЬсгс1-ргсба1ог-30-08.а5р.\.3. 1i1p: // \ y \ y \ u.s1ss1ps \ utsrpap.so1p / p1sTsSPsgs1-rgsba1og-30-08.a5r. \.
4. 1Шр ://\у\у\у.р1сиспЬсгс.1-то1огсп. сот/иК//иргеб. Пт.4. 1Sp: // \ y \ y \ u.r1ssispSsgs.1-then1ogsp. cell / IR // irgeb. Fri
5. 1Шр ://ууу.йаскег-то1ог-8Йор.сот/еуепйо.рЬр?8Йор=Ьаскег&§е88Юпи=&а=аг1ю1е&Ргой№=38798520&1=3&с=2986& р=2986.5. 1Sp: //yyy.yaskeg-to1og-8Yyor.Sot/eyepyo.pyp?8Yyor = Laskeg & §88Up = & a = a1u1e & Prgoi = 38798520 & 1 = 3 & c = 2986 & p = 2986.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201201332A EA025966B1 (en) | 2012-08-24 | 2012-08-24 | Brushless dc motor for aircrafts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201201332A EA025966B1 (en) | 2012-08-24 | 2012-08-24 | Brushless dc motor for aircrafts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201201332A1 EA201201332A1 (en) | 2014-02-28 |
EA025966B1 true EA025966B1 (en) | 2017-02-28 |
Family
ID=50185118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201201332A EA025966B1 (en) | 2012-08-24 | 2012-08-24 | Brushless dc motor for aircrafts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA025966B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109760844A (en) * | 2019-03-19 | 2019-05-17 | 陈定超 | The motor of the default subcenter setting ball collar of rotor seat is arranged in outer rotor outer circle |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU500363A1 (en) * | 1974-03-18 | 1976-01-25 | Предприятие П/Я А-1528 | Wind turbine |
SU526720A1 (en) * | 1975-03-04 | 1976-08-30 | Предприятие П/Я А-1528 | Wind turbine |
SU612062A1 (en) * | 1975-07-31 | 1978-06-25 | Предприятие П/Я А-1528 | Wind motor |
US4701104A (en) * | 1986-06-18 | 1987-10-20 | Sundstrand Corporation | Ram air turbine |
GB2257477A (en) * | 1991-07-10 | 1993-01-13 | Dowty Aerospace Gloucester | Auxiliary power equipment |
RU2374743C1 (en) * | 2008-03-28 | 2009-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "МоторЭлектро" | Non-contact synchronous machine having smooth anchor with slotless active zone and constant magnets on rotor |
-
2012
- 2012-08-24 EA EA201201332A patent/EA025966B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU500363A1 (en) * | 1974-03-18 | 1976-01-25 | Предприятие П/Я А-1528 | Wind turbine |
SU526720A1 (en) * | 1975-03-04 | 1976-08-30 | Предприятие П/Я А-1528 | Wind turbine |
SU612062A1 (en) * | 1975-07-31 | 1978-06-25 | Предприятие П/Я А-1528 | Wind motor |
US4701104A (en) * | 1986-06-18 | 1987-10-20 | Sundstrand Corporation | Ram air turbine |
GB2257477A (en) * | 1991-07-10 | 1993-01-13 | Dowty Aerospace Gloucester | Auxiliary power equipment |
RU2374743C1 (en) * | 2008-03-28 | 2009-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "МоторЭлектро" | Non-contact synchronous machine having smooth anchor with slotless active zone and constant magnets on rotor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201201332A1 (en) | 2014-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210039798A1 (en) | Propulsion system and methods of use thereof | |
JP5563642B2 (en) | Helicopter electric tail rotor | |
RU2589532C1 (en) | Hybrid aircraft | |
US20220185452A1 (en) | Aircraft propulsion unit | |
WO2014021798A3 (en) | Vertical take off/landing and balance system for aerial vehicles | |
KR102274446B1 (en) | hoverable aircraft | |
US11738876B2 (en) | Electrical propulsion unit for an aircraft and method for using such a propulsion unit | |
RU2566590C2 (en) | Power supply for devices supported by aircraft engine rotor | |
RU2015103073A (en) | DEVICE FOR VENTILATION AND POWER SUPPLY OF COMPUTER DEVICE OF AIRCRAFT ENGINE ENGINE | |
KR101733159B1 (en) | Aircraft motor-integrated power generation equipment | |
CN112469969A (en) | Thrust producing split flywheel gyroscope method and apparatus | |
EA025966B1 (en) | Brushless dc motor for aircrafts | |
RU2733306C1 (en) | Screw for aircraft capable of hovering | |
CA2794077A1 (en) | Electrical powered tail rotor of a helicopter | |
CN106787436B (en) | Flywheel type generator | |
WO1980000825A1 (en) | Thrusters for airship control | |
US20210039777A1 (en) | Electric tip-jet engines for aircraft rotors | |
RU223661U1 (en) | Unmanned aerial vehicle propeller with integrated electric motor | |
RU220566U1 (en) | UNMANNED AIRCRAFT PROPELLER WITH AN INTEGRATED ELECTRIC MOTOR | |
US11509197B2 (en) | Electric propellor drive and vehicle using the same | |
RU214229U1 (en) | Aircraft propulsion | |
WO2009125290A2 (en) | Electromechanical rocket | |
RU2663194C2 (en) | Blade multi-phase electromagnetic propulsor | |
CN113078787A (en) | Coaxial reverse axial magnetic motor for electric aircraft | |
GB2574826A (en) | Generating thrust |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG TJ TM |