RU2340994C1 - Induction motor (versions) - Google Patents
Induction motor (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2340994C1 RU2340994C1 RU2007120942/09A RU2007120942A RU2340994C1 RU 2340994 C1 RU2340994 C1 RU 2340994C1 RU 2007120942/09 A RU2007120942/09 A RU 2007120942/09A RU 2007120942 A RU2007120942 A RU 2007120942A RU 2340994 C1 RU2340994 C1 RU 2340994C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- electric motor
- electromagnets
- teeth
- rotor
- Prior art date
Links
Images
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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электродвигателей постоянного тока, в частности безредукторным коллекторным электродвигателям низкого напряжения, и может быть использовано в качестве мотор-колес в транспортных средствах: электроприводных скутерах, мотоциклах, электро-автомобилях и т.д., а также в иных областях техники.The invention relates to the field of DC motors, in particular gearless collector electric motors of low voltage, and can be used as motor wheels in vehicles: electric scooters, motorcycles, electric cars, etc., as well as in other areas of technology.
Широкое применение в технике, в том числе и на транспорте, нашли электродвигатели, имеющие ряд преимуществ по сравнению с двигателями внутреннего сгорания, являясь экологически чистыми, надежными и экономичными.Electric motors have found wide application in technology, including transport, having a number of advantages compared to internal combustion engines, being environmentally friendly, reliable and economical.
Наиболее перспективными являются безредукторные мотор-колеса, у которых вращение колеса вызывается непосредственно электромагнитным взаимодействием магнитных систем ротора и статора. Известен встроенный электродвигатель (WO 93/08999 А1, 13.05.93), содержащий две основные части: неподвижный статор, закрепленный на оси и имеющий магнитопровод с постоянными магнитами, размещенными равномерно; и подвижный ротор, несущий обод и содержащий, по крайней мере, две группы электромагнитов, а также распределительный коллектор, закрепленный на статоре и имеющий токопроводящие пластины, соединенные с источником постоянного тока. На роторе закреплены токосъемники, имеющие электрический контакт с пластинами распределительного коллектора.The most promising are gearless motor wheels, in which the rotation of the wheel is caused directly by the electromagnetic interaction of the magnetic systems of the rotor and stator. A built-in electric motor is known (WO 93/08999 A1, 05/13/93), comprising two main parts: a fixed stator fixed on an axis and having a magnetic circuit with permanent magnets arranged uniformly; and a movable rotor bearing a rim and containing at least two groups of electromagnets, as well as a distribution manifold mounted on a stator and having conductive plates connected to a direct current source. On the rotor are fixed current collectors having electrical contact with the plates of the distribution manifold.
Указанное мотор-колесо имеет различные модификации и варианты исполнения (US 6384496 B1, 07.05.2002; US 6617746 B1, 09.09.2003; RU 2129965 C1, 10.05.1999; RU 2172261 C1, 20.08.2001). К преимуществам такого устройства относятся: отсутствие редуктора, использование низковольтных источников питания, отсутствие дополнительных электронных схем, возможность рекуперации энергии, небольшие габариты и вес. Комбинирование основных элементов мотор-колеса в сочетании с дополнительными устройствами позволяет создавать аналогичные по принципу работы и обладающие указанными преимуществами мотор-колеса.The specified motor wheel has various modifications and options (US 6384496 B1, 05/07/2002; US 6617746 B1, 09/09/2003; RU 2129965 C1, 05/10/1999; RU 2172261 C1, 08/20/2001). The advantages of such a device include: the absence of a gearbox, the use of low-voltage power sources, the absence of additional electronic circuits, the possibility of energy recovery, small dimensions and weight. The combination of the main elements of the motor wheel in combination with additional devices allows you to create similar in principle to the work and having the indicated advantages of the motor wheel.
Однако описанное мотор-колесо и его разновидности имеют ряд недостатков, главный из которых заключается в необходимости больших пусковых и переходных токов при трогании и ускорении транспортного средства. Это приводит к быстрому износу и порче аккумуляторов и ухудшению теплового режима. Другим недостатком является недостаточно эффективное возвращение и использование электроэнергии. Также названные электродвигатели имеют низкий крутящий момент, что существенно ограничивает область их практического использования.However, the described motor wheel and its varieties have a number of disadvantages, the main of which is the need for high starting and transient currents when starting and accelerating the vehicle. This leads to rapid wear and deterioration of the batteries and the deterioration of the thermal regime. Another disadvantage is the inefficient return and use of electricity. Also called electric motors have low torque, which significantly limits the scope of their practical use.
Известные технические решения, направленные на устранение указанных недостатков, связаны с применением высоковольтных источников питания и сложных схем управления, что делает их дорогостоящими и малонадежными в эксплуатации (US 6791226 B1, 14.09.2004; US 6727668 B1, 27.04.2004; US 6355996 B1, 12.03.2002).Known technical solutions aimed at eliminating these drawbacks are associated with the use of high-voltage power supplies and complex control circuits, which makes them expensive and unreliable in operation (US 6791226 B1, 09/14/2004; US 6727668 B1, 04/27/2004; US 6355996 B1, 03/12/2002).
Известен также электродвигатель (RU 2285997 С1), содержащий статор с круговым магнитопроводом, на котором закреплено четное количество постоянных магнитов с одинаковым шагом, ротор, отделенный от статора воздушным промежутком и несущий четное число электромагнитов, распределительный коллектор, закрепленный на корпусе статора, токосъемники, установленные с возможностью контакта с пластинами коллектора. К преимуществам такого устройства относятся: возможность рекуперировать электроэнергию, пониженный уровень искрения на токосъемниках, а также реверсивность при сохранении простоты конструкции и улучшении эксплуатационных характеристик.Also known is an electric motor (RU 2285997 C1), comprising a stator with a circular magnetic circuit, on which an even number of permanent magnets with the same pitch is fixed, a rotor separated by an air gap from the stator and carrying an even number of electromagnets, a distribution manifold mounted on the stator housing, current collectors installed with the possibility of contact with the collector plates. The advantages of such a device include: the ability to recover electricity, a low level of sparking on current collectors, as well as reversibility while maintaining simplicity of design and improving operational characteristics.
Настоящее изобретение направлено на снижение себестоимости электродвигателя, повышение его экономичности, исключение искрения и реактивности, создание условий для свободного инерционного хода и большой скорости вращения электродвигателя при сохранении относительной простоты конструкции и надежности.The present invention is aimed at reducing the cost of the electric motor, increasing its efficiency, eliminating sparking and reactivity, creating conditions for a free inertial stroke and high speed of rotation of the electric motor while maintaining the relative simplicity of design and reliability.
Индукторный электродвигатель, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, содержит:An induction motor made in accordance with the present invention contains:
- обод, на котором с одинаковым шагом располагаются зубцы, выполненные из магнитомягкого материала;- a rim on which teeth are made with the same pitch made of soft magnetic material;
- круговую раму, несущую четное число подковообразных (П-образных) электромагнитов, расположенных попарно напротив друг друга и имеющих по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки;- a circular frame that carries an even number of horseshoe-shaped (U-shaped) electromagnets located in pairs opposite each other and having two coils with a successively opposite direction of the winding;
- средство подачи на электромагниты электрических импульсов одинаковой полярности.- a means of supplying to the electromagnets of electrical pulses of the same polarity.
Количество зубцов на ободе, равное n, удовлетворяет соотношению:The number of teeth on the rim, equal to n, satisfies the ratio:
n=10+4k, где k - целое число, принимающее значения 0, 1, 2, 3 и т.д.n = 10 + 4k, where k is an integer taking the values 0, 1, 2, 3, etc.
Предпочтительно, чтобы количество электромагнитов, расположенных на круговой раме, удовлетворяло соотношению: m=4+2L, где L - любое целое число, удовлетворяющее условию 0≤L≤k. Наиболее часто используемые соотношения количества зубцов и электромагнитов следующие: n=10, m=8; n=14, m=6; n=18, m=8; n=22, m=10 и т.д. Обмотки катушек смежных электромагнитов соединены последовательно, а выводы обмоток противоположных электромагнитов, не подключенные к средству подачи электрических импульсов, соединены между собой.Preferably, the number of electromagnets located on the circular frame satisfies the relation: m = 4 + 2L, where L is any integer satisfying the condition 0≤L≤k. The most commonly used ratios of the number of teeth and electromagnets are as follows: n = 10, m = 8; n = 14, m = 6; n is 18, m is 8; n = 22, m = 10, etc. The windings of the coils of adjacent electromagnets are connected in series, and the terminals of the windings of the opposite electromagnets, not connected to the means for supplying electrical pulses, are interconnected.
Такое соотношение числа электромагнитов и зубцов магнитомягкого материала, их взаиморасположение и используемая схема коммутации электромагнитов обеспечивает резонанс токов, текущих через обмотки диаметрально противоположных электромагнитов, и, как следствие, уменьшает скачки напряжения (электропотребление) при трогании и разгоне электродвигателя и улучшает его динамические характеристики.This ratio of the number of electromagnets and teeth of soft magnetic material, their relative position and the used switching circuit of the electromagnets provides a resonance of the currents flowing through the windings of diametrically opposite electromagnets, and, as a result, reduces voltage surges (power consumption) when starting and accelerating the electric motor and improves its dynamic characteristics.
В настоящем изобретении может быть использована также любая другая схема соединения обмоток электромагнитов, отвечающая вышеназванным условиям и позволяющая достичь заявленного результата.In the present invention can also be used any other circuit for connecting the windings of electromagnets that meets the above conditions and allows to achieve the claimed result.
Индукторный электродвигатель, в соответствии с настоящим изобретением, может быть выполнен в двух вариантах.The inductor motor in accordance with the present invention can be made in two versions.
В первом варианте роль средства подачи на электромагниты электрических импульсов выполняет коллектор. В этом случае упомянутый обод с зубцами, выполненными из магнитомягкого материала, расположен на статоре электродвигателя. Ротор, отделенный от статора воздушным промежутком, содержит круговую раму, несущую четное число подковообразных электромагнитов, расположенных попарно напротив друг друга. Коллектор, закрепленный на статоре, имеет расположенные на изоляционной основе токопроводящие пластины, разделенные диэлектрическими промежутками. Токопроводящие пластины соединены с одним полюсом источника постоянного тока. Другой полюс источника постоянного тока соединен с корпусом электродвигателя.In the first embodiment, the role of the means of supply to the electromagnets of electrical pulses is performed by the collector. In this case, said rim with teeth made of soft magnetic material is located on the stator of the electric motor. The rotor, separated from the stator by the air gap, contains a circular frame that carries an even number of horseshoe-shaped electromagnets located in pairs opposite each other. The collector mounted on the stator has conductive plates located on an insulating base, separated by dielectric gaps. The conductive plates are connected to one pole of a direct current source. The other pole of the DC source is connected to the motor housing.
Электродвигатель содержит также токосъемники, установленные с возможностью контакта с пластинами коллектора. Каждый из токосъемников подключен к одноименным выводам: или только к началу каждой обмотки, или только к концу каждой обмотоки соответствующих электромагнитов. Выводы обмоток противоположных электромагнитов, не подключенные к токосъемникам, замкнуты на корпус.The electric motor also contains current collectors installed with the possibility of contact with the collector plates. Each of the current collectors is connected to the terminals of the same name: either only at the beginning of each winding, or only at the end of each winding of the corresponding electromagnets. The findings of the windings of the opposite electromagnets, not connected to the current collectors, are closed to the housing.
Общее число токопроводящих пластин коллектора равно числу зубцов статора. При этом осевые линии диэлектрических промежутков коллектора ориентированны по осевым линиям зубцов статора. Конструкция выполнения коллектора может быть торцевой или радиальной.The total number of collector conductive plates is equal to the number of stator teeth. The axial lines of the dielectric gaps of the collector are oriented along the axial lines of the stator teeth. The design of the collector may be end or radial.
В другом варианте изобретения индукторный электродвигатель выполнен в соответствии с бесколлекторной схемой. В этом случае электродвигатель содержит:In another embodiment of the invention, the induction motor is made in accordance with a brushless circuit. In this case, the electric motor contains:
- статор с круговой рамой, несущей четное число подковообразных (П-образных) электромагнитов, расположенных попарно напротив друг друга и имеющих по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки;- a stator with a circular frame carrying an even number of horseshoe-shaped (U-shaped) electromagnets located in pairs opposite each other and having two coils with a successively opposite direction of the winding;
- ротор, отделенный от статора воздушным промежутком, на роторе расположен обод с зубцами, выполненными из магнитомягкого материала;- a rotor separated from the stator by an air gap, a rim with teeth made of soft magnetic material is located on the rotor;
- электронную систему управления напряжением, которая генерирует импульсы постоянного тока;- an electronic voltage control system that generates direct current pulses;
- датчик углового положения ротора, который подает сигнал на электронную схему для запитывания или обесточивания катушек электромагнитов при прохождении мимо них зубцов ротора.- a sensor of the angular position of the rotor, which sends a signal to an electronic circuit for energizing or de-energizing the coils of electromagnets when passing the teeth of the rotor.
При бесколлекторном варианте исполнения индукторного электродвигателя конструкция электромагнитов и способ их коммутации аналогичен описанному выше.With a brushless version of the induction motor, the design of the electromagnets and their switching method are similar to those described above.
Датчик положения ротора (ДПР) реализует обратную связь по положению ротора, он выполняет ту же функцию, что и коллектор в двигателе постоянного тока. Его работа может быть основана на разных физических принципах: фотоэлектрическом, индуктивном, на эффекте Холла и т.д. Наибольшую популярность приобрели датчики Холла и фотоэлектрические, поскольку они практически безынерционны и позволяют избавиться от запаздывания в канале обратной связи.The rotor position sensor (DPR) provides feedback on the position of the rotor, it performs the same function as the collector in a DC motor. His work can be based on various physical principles: photoelectric, inductive, Hall effect, etc. Hall sensors and photoelectric sensors have gained the most popularity, since they are practically inertialess and allow you to get rid of lag in the feedback channel.
Система управления содержит силовые ключи, часто тиристоры или силовые транзисторы с изолированным затвором. Из них собирается генератор импульсного напряжения. Сигналы датчиков преобразуются управляющим устройством в комбинацию управляющих напряжений, которые управляют силовыми ключами так, что в каждый такт работы электродвигателя включены соответствующие электромагниты. Система управления ключами обычно реализуется на основе использования микроконтроллера.The control system contains power switches, often thyristors or power transistors with an insulated gate. A pulse voltage generator is assembled from them. The sensor signals are converted by the control device into a combination of control voltages that control the power switches so that corresponding electromagnets are included in each cycle of the electric motor. A key management system is usually implemented using a microcontroller.
Вместо электронной схемы и датчика углового положения ротора для своевременной подачи и снятия питания с электромагнитов статора может использоваться поданная по обратной связи информация о противо-ЭДС и RISC-микроконтроллер, либо любой другой способ, позволяющий достичь заявленного результата.Instead of an electronic circuit and a rotor angular position sensor for timely supply and removal of power from the stator electromagnets, feedback information on the counter-EMF and RISC microcontroller, or any other method that can achieve the stated result, can be used.
Конструктивно оба варианта электродвигателя могут быть выполнены так, что ротор будет расположен с внешней стороны статора или ротор будет расположен внутри статора.Structurally, both versions of the electric motor can be made so that the rotor is located on the outside of the stator or the rotor is located inside the stator.
Отсутствие в конструкции электродвигателя постоянных магнитов снижает конечную стоимость, исключает реактивность и искрение, создает условия для свободного инерционного хода и большой скорости вращения.The absence of permanent magnets in the motor design reduces the final cost, eliminates reactivity and arcing, creates the conditions for a free inertial stroke and a high speed of rotation.
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:
на Фиг.1 изображена схема электродвигателя, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, у которого статор расположен снаружи ротора;figure 1 shows a diagram of an electric motor made in accordance with the present invention, in which the stator is located outside the rotor;
на Фиг.2 изображена принципиальная электрическая схема электродвигателя;figure 2 shows a circuit diagram of an electric motor;
на Фиг.3 изображена схема электродвигателя, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, у которого статор электродвигателя расположен внутри ротора;figure 3 shows a diagram of an electric motor made in accordance with the present invention, in which the stator of the electric motor is located inside the rotor;
на Фиг.4 изображена схема бесколлекторного электродвигателя, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, у которого статор расположен внутри ротора.figure 4 shows a diagram of a brushless motor made in accordance with the present invention, in which the stator is located inside the rotor.
На Фиг.1 представлен электродвигатель, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, который может быть использован в качестве электрического привода в различных областях науки и техники. Электродвигатель содержит обечайку 1, выполняющую роль защитного кожуха. Статор 2 электродвигателя расположен снаружи ротора 3. Статор 2 имеет круговую раму 4, на которой располагается четное количество зубцов 5 из магнитомягкого материала с одинаковым шагом. В данном случае четырнадцать зубцов. Зубцы могут представлять собой металлические пластины (выполненные отдельно из мягкой стали, например марки Э10890), закрепленные в пазах статора 2. Или, как в данном случае, весь статор вместе с зубцами набирается из шихтованных пластин (выполненных, например, из электротехнической стали 2412). Ротор 3 отделен от статора воздушным промежутком и несет четное число электромагнитов 6. В данном случае шесть. Электромагниты расположены попарно напротив друг друга и образуют три пары. Каждый из указанных электромагнитов имеет по две катушки 7 с последовательно встречным направлением обмотки (то есть, если одна из катушек намотана по часовой стрелке, то другая - против часовой). Между собой катушки одного электромагнита соединены последовательно, конец обмотки первой катушки электромагнита соединен с началом обмотки второй катушки электромагнита. На Фиг.1 начало обмотки первой катушки обозначено буквой «Н», конец обмотки второй катушки обозначен буквой «К».Figure 1 shows an electric motor made in accordance with the present invention, which can be used as an electric drive in various fields of science and technology. The electric motor contains a shell 1, acting as a protective casing. The stator 2 of the electric motor is located outside the rotor 3. The stator 2 has a circular frame 4, on which there is an even number of teeth 5 of soft magnetic material with the same pitch. In this case, fourteen teeth. The teeth can be metal plates (made separately of mild steel, for example, grade E10890), fixed in the grooves of the stator 2. Or, as in this case, the entire stator together with the teeth is drawn from lamellar plates (made, for example, of electrical steel 2412) . The rotor 3 is separated from the stator by an air gap and carries an even number of electromagnets 6. In this case, six. The electromagnets are arranged in pairs opposite each other and form three pairs. Each of these electromagnets has two
При работе электродвигателя катушки 7 электромагнитов 6 запитываются от источника постоянного тока (не показан) через распределительный коллектор 8 и токосъемники 9. Распределительный коллектор 8 неподвижен относительно статора, а токосъемники 9 связаны с ротором и при его вращении перемещаются относительно токопроводящих пластин 10. Указанные токопроводящие пластины соединены с положительным полюсом источника постоянного тока и разделены диэлектрическими промежутками 11. Количество токопроводящих пластин в коллекторе соответствует числу зубцов статора и в данном случае равно четырнадцати.When the electric motor of the
Каждый из токосъемников 9 подключен к одноименным выводам обмоток одного из электромагнитов 6. На фиг.1 изображен вариант подключения к началу обмотки первой катушки электромагнита, обозначенной буквой «Н». (Возможен также вариант подключения токосъемников к концу обмотки второй катушки, обозначенной буквой «К», в этом случае двигатель будет вращаться в ту же сторону.) Направление вращения электродвигателя определяется углом опережения между токосъемниками и токопроводящими пластинами коллектора.Each of the
Между собой электромагниты 6 соединены по следующей схеме:Between themselves, the electromagnets 6 are connected as follows:
обмотки катушек смежных электромагнитов соединены последовательно, то есть вывод обмотки «К» одного электромагнита соединяется с выводом «Н» соседнего электромагнита; а выводы обмоток противоположных электромагнитов, не подключенные к токосъемникам, в данном случае «К», соединены между собой и замкнуты на корпус.winding coils of adjacent electromagnets are connected in series, that is, the output of the winding "K" of one electromagnet is connected to the output "H" of an adjacent electromagnet; and the conclusions of the windings of the opposite electromagnets, not connected to the current collectors, in this case "K", are interconnected and closed to the housing.
Общее число зубцов на статоре - n, равное четырнадцати, и количество электромагнитов - m, равное шести, удовлетворяют соотношениям:The total number of teeth on the stator - n, equal to fourteen, and the number of electromagnets - m, equal to six, satisfy the relations:
n=10+4k,n = 10 + 4k,
m=4+2L, где k=L=1.m = 4 + 2L, where k = L = 1.
Принцип действия электродвигателя, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, основан на силах электромагнитного притяжения, возникающих при взаимодействии электромагнитов 6 ротора и зубцов 5 статора. После прохождения электромагнитом положения, когда его ось расположена между осей зубцов, через токосъемник запитываются катушки электромагнита, таким образом, электромагнит притягивается к последующему зубцу. При прохождении электромагнитом положения напротив оси зубца он обесточен, поскольку токосъемник располагается напротив диэлектрического промежутка. Это положение электромагнит проходит за счет «тяги» других фаз, геометрически сдвинутых относительно друг друга.The principle of operation of the electric motor, made in accordance with the present invention, is based on the forces of electromagnetic attraction arising from the interaction of the electromagnets 6 of the rotor and the teeth 5 of the stator. After the electromagnet passes the position when its axis is located between the axes of the teeth, the electromagnet coils are fed through the current collector, thus, the electromagnet is attracted to the subsequent tooth. When the electromagnet passes the position opposite the axis of the tooth, it is de-energized, since the current collector is located opposite the dielectric gap. This position of the electromagnet is due to the "traction" of other phases, geometrically shifted relative to each other.
Распределительный коллектор 8 подключен к источнику 13 постоянного тока (Фиг.2). Ключ 14 осуществляет общее включение-выключение питания. Кроме того, электрическая схема может включать дополнительные блоки (не показаны) для стабилизации и управления электрическим током. Например, для ускорений и трогания с места может быть использован накопитель-хемотрон, имеющий импульсный разряд большой емкости и высокую надежность.
Число витков в обмотках катушек противоположных электромагнитов может быть различно. Для усиления резонансных явлений предпочтительно, чтобы эта разница составляла величину 1/2p от общего числа витков в одной из катушек, где р=2, 3, 4, 5 и т.д. Например, если суммарное количество витков в катушках одного электромагнита равно 128 и р=5, то суммарное количество витков в катушках диаметрально противоположного электромагнита будет 124. Если р=4, то суммарное количество витков в катушках диаметрально противоположного электромагнита будет равно 120 и т.д.The number of turns in the windings of the coils of opposite electromagnets can be different. To enhance resonance phenomena, it is preferable that this difference be 1/2 p of the total number of turns in one of the coils, where p = 2, 3, 4, 5, etc. For example, if the total number of turns in the coils of one electromagnet is 128 and p = 5, then the total number of turns in the coils of a diametrically opposite electromagnet will be 124. If p = 4, then the total number of turns in the coils of a diametrically opposite electromagnet will be 120, etc. .
На Фиг.3 представлен электродвигатель, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, который может быть использован как мотор-колесо для различных транспортных средств, например скутер с электроприводом, мотоцикл или электромобиль. Электродвигатель содержит обечайку 14, выполняющую роль защитного кожуха и непосредственно передающую вращение на колесо. Обечайка соединена посредством спиц с ободом колеса (не показано). Статор 15 электродвигателя расположен внутри ротора 16. Статор 15 имеет круговую раму 17, на которой с одинаковым шагом располагается четное количество зубцов 18. В данном случае четырнадцать зубцов. Ротор 16 отделен от статора воздушным промежутком и несет четное число электромагнитов 19. В данном случае шесть. При работе электродвигателя катушки электромагнитов 19 запитываются от источника постоянного тока (не показан) через коллектор 20 и токосъемники 21. Коллектор 20 неподвижен относительно статора, а токосъемники 21 связаны с ротором и при его вращении перемещаются относительно токоведущих пластин 22.Figure 3 presents the electric motor made in accordance with the present invention, which can be used as a motor wheel for various vehicles, for example, an electric scooter, motorcycle or electric car. The electric motor contains a
Конструктивное исполнение и принцип действия у этого электродвигателя аналогичен описанному выше.The design and operation principle of this electric motor is similar to that described above.
На Фиг.4 представлен бесколлекторный двигатель, выполненный в соответствии с другим вариантом настоящего изобретения. Электродвигатель содержит обечайку 23, выполняющую роль защитного кожуха. Статор 24 электродвигателя расположен снаружи ротора 25. На статоре 24 с одинаковым шагом располагается четное число электромагнитов 26. В данном случае шесть электромагнитов. Электромагниты расположены попарно напротив друг друга и образуют три пары (фазы). Ротор 25 отделен от статора воздушным промежутком и несет четное число зубцов 27. В данном случае 14. Конструктивно исполнение электромагнитов и схема их коммутации аналогичны описанному выше. Электродвигатель также содержит датчик 29 углового положения ротора, который подает сигнал на электронную схему 28 для запитывания или обесточивания катушек электромагнитов 26 при прохождении мимо них зубцов 27 ротора.Figure 4 shows a brushless motor made in accordance with another embodiment of the present invention. The electric motor contains a
Пример реализацииImplementation example
Электродвигатель, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, демонстрирует высокие эксплутационные характеристики и надежность конструкции.An electric motor made in accordance with the present invention exhibits high performance and reliability.
Электродвигатель имеет 14 зубцов статора (изготовлен из шихтованных пластин, сталь 2412), шесть электромагнитов ротора, обмотка каждой катушки электромагнита содержит 90 витков проводом ПЭТФ диаметром 1,06 мм. При этом электродвигатель обладает следующими параметрами:The electric motor has 14 stator teeth (made of laminated plates, 2412 steel), six rotor electromagnets, the winding of each electromagnet coil contains 90 turns of PETF wire with a diameter of 1.06 mm. In this case, the electric motor has the following parameters:
габариты - диаметр 250 мм, ширина 100 мм;dimensions - diameter 250 mm, width 100 mm;
вес - 6,5 кг;weight - 6.5 kg;
напряжение питания - 36 В;supply voltage - 36 V;
среднее значение тока - 12 А;the average current value is 12 A;
крутящий момент - 15 Н/м;torque - 15 N / m;
КПД - 77-81%Efficiency - 77-81%
Данный электродвигатель был установлен в качестве мотор-колеса на скутер с диаметром колеса 14 дюймов. В качестве источника питания были использованы три аккумуляторные батареи по 12 В и емкостью 20 А/ч. Скутер с электрическим приводом на трековых испытаниях показал следующие характеристики:This electric motor was installed as a motor wheel on a scooter with a wheel diameter of 14 inches. Three rechargeable batteries of 12 V and a capacity of 20 A / h were used as a power source. An electric scooter on track tests showed the following characteristics:
грузоподъемность - 160 кг;carrying capacity - 160 kg;
крейсерская скорость - до 60 км/ч;cruising speed - up to 60 km / h;
длина пробега - до 100 км (при разряде батарей до уровня 10,5 В).mileage - up to 100 km (when discharging batteries to 10.5 V).
Для электродвигателя, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, отсутствие постоянных магнитов ведет к снижению конечной стоимости и улучшению масс-габаритных характеристик; отсутствие необходимости переключения полярности питания повышает экономичность электродвигателя, исключает искрение; отсутствие «залипания» на магнитах создает условия для свободного инерционного хода и большой скорости вращения электродвигателя, а уникальные технические характеристики электродвигателя достигаются также выбором строго определенного соотношения числа взаимодействующих электромагнитов и зубцов, их взаиморасположением и используемой схемой коммутации электромагнитов.For an electric motor made in accordance with the present invention, the absence of permanent magnets leads to a decrease in the final cost and an improvement in mass-dimensional characteristics; no need to switch the polarity of the power increases the efficiency of the electric motor, eliminates sparking; the absence of “sticking” on the magnets creates the conditions for a free inertial stroke and a high speed of rotation of the electric motor, and the unique technical characteristics of the electric motor are also achieved by choosing a strictly defined ratio of the number of interacting electromagnets and teeth, their relative position and the electromagnet switching circuit used.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120942/09A RU2340994C1 (en) | 2007-06-05 | 2007-06-05 | Induction motor (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120942/09A RU2340994C1 (en) | 2007-06-05 | 2007-06-05 | Induction motor (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2340994C1 true RU2340994C1 (en) | 2008-12-10 |
Family
ID=40194492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007120942/09A RU2340994C1 (en) | 2007-06-05 | 2007-06-05 | Induction motor (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2340994C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509665C1 (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-20 | Евгений Константинович Пучкин | Electric drive of carriers |
| RU2674993C1 (en) * | 2018-05-14 | 2018-12-14 | Рустем Февзиевич Халилов | Electronic control system of brushless electric motor (options) |
-
2007
- 2007-06-05 RU RU2007120942/09A patent/RU2340994C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509665C1 (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-20 | Евгений Константинович Пучкин | Electric drive of carriers |
| RU2674993C1 (en) * | 2018-05-14 | 2018-12-14 | Рустем Февзиевич Халилов | Electronic control system of brushless electric motor (options) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2290328C1 (en) | All-wheel-drive vehicle | |
| JP2705847B2 (en) | Independently driven wheels for wheeled vehicles | |
| US20100252341A1 (en) | Electric rotary machine | |
| US7285889B2 (en) | Pulsed-inertial electric motor | |
| US20090021099A1 (en) | Pulsed Inertial Electric Motor | |
| EP2288005A2 (en) | Bilayer magnetic electric motor | |
| CN102904404A (en) | Halbach-structure-based iron-core-free axial magnetic field brushless direct-current electromotor | |
| CN102005877A (en) | Energy-saving hub motor | |
| CN101345453A (en) | Mixed field excitation brushless synchronous motor with coordination structure | |
| US20150015126A1 (en) | Transverse Magnetic Flux Rotating Electrical Machine and Vehicle | |
| CN106300856A (en) | A kind of magneto multilayer board motor | |
| WO2019053675A2 (en) | Regenerative braking arrangement for electrical vehicles | |
| RU2303536C2 (en) | Electric motor | |
| RU2285997C1 (en) | Pulsed inertial motor | |
| RU2340994C1 (en) | Induction motor (versions) | |
| RU2708635C1 (en) | Motor-generator with magnetic concentrators | |
| CN106655562A (en) | Electric sliding plate driving permanent magnet motor | |
| CN102723837A (en) | Electrically-controlled magnetic motor | |
| CN1753289A (en) | Bisalient pole magnetic resistance wheel hub electric motor | |
| RU96294U1 (en) | ASYMMETRIC PULSE MOTOR | |
| RU2674993C1 (en) | Electronic control system of brushless electric motor (options) | |
| RU2800228C1 (en) | Low-voltage quantum electric motor | |
| RU89301U1 (en) | MAGNETODYNAMIC MOTOR WITH NON-CONTACT COMMUNICATION | |
| RU83372U1 (en) | PULSE-INERENT MOTOR | |
| RU2172261C1 (en) | Impulse motor for vehicle (design versions) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20111025 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20120829 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190114 |