RU2650178C1 - Engine-flywheel - Google Patents
Engine-flywheel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650178C1 RU2650178C1 RU2017131262A RU2017131262A RU2650178C1 RU 2650178 C1 RU2650178 C1 RU 2650178C1 RU 2017131262 A RU2017131262 A RU 2017131262A RU 2017131262 A RU2017131262 A RU 2017131262A RU 2650178 C1 RU2650178 C1 RU 2650178C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inductor
- flywheel
- engine according
- flywheel engine
- armature
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000027311 M phase Effects 0.000 claims abstract 2
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/02—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в электродвигателях. В частности, устройство может использоваться в электродвигателях-маховиках большого диаметра, применяемых для систем ориентации и стабилизации космических аппаратов, а также для систем «курс-вертикаль» атмосферных летательных аппаратов.The invention relates to mechanical engineering and can be used in electric motors. In particular, the device can be used in large-diameter flywheel motors used for orientation and stabilization systems of spacecraft, as well as for vertical-directional systems of atmospheric aircraft.
Известен управляющий двигатель-маховик (Патент на полезную модель №134517, МПК B64G 1/28), включающий корпус, привод, колесо маховичное, подшипниковый узел, отличающийся тем, что в качестве привода содержит малогабаритный электродвигатель, для передачи крутящего момента от электродвигателя колесу дополнительно содержит сильфонную муфту. Недостатком аналога является неоптимальность конструкции, поскольку электродвигатель и маховичное колесо не объединены в одно устройство для получения минимальной массы устройства в целом.Known control engine-flywheel (Utility Model Patent No. 134517,
Прототипом настоящего изобретения является Бесконтактная магнитоэлектрическая машина (Патент на изобретение №2354032, МПК H02K 21/12, H02K 29/00), содержащая якорь с числом зубцов Z1=m⋅Z1m⋅c, где m=2, 3, 4, 5, 6 … - число фаз обмотки якоря, каждая из фаз состоит из катушек, охватывающих по одному зубцу якоря, и индуктор с полюсами, отличающаяся тем, что катушечная группа фазы обмотки якоря состоит из одной катушки, сердечник индуктора состоит из скрепленных между собой первого и второго сердечников и намагниченного в осевом направлении постоянного магнита, расположенного между сердечниками индуктора, первый и второй сердечники индуктора размещены относительно друг друга так, что ось каждого зубца первого сердечника совпадает с осью каждого паза второго сердечника индуктора, бесконтактная магнитоэлектрическая машина состоит из модулей - «элементарных машин», число зубцов на любом сердечнике индуктора Z2N=Z2S=(m⋅Z1m±1)⋅c, где с=1, 2, 3, 4 … - число модулей, Z1m=l, 2, 3, 4 … - число зубцов фазы якоря в одном модуле. Недостатком прототипа является большая масса, связанная с наличием сердечника якоря. Обычно сердечник якоря необходим для улучшения магнитной проводимости якоря для магнитного потока индуктора и, в конечном итоге, для увеличения потокосцепления, ЭДС якоря и электромагнитной мощности двигателя-маховика. Применение современных высокоэнергетичных постоянных магнитов, создающих большой магнитный поток, позволяет обойтись без сердечника якоря.The prototype of the present invention is a non-contact magnetoelectric machine (Patent for invention No. 2354032, IPC H02K 21/12, H02K 29/00) containing an anchor with the number of teeth Z 1 = m⋅Z 1m ⋅c, where m = 2, 3, 4, 5, 6 ... - the number of phases of the armature winding, each phase consists of coils covering one tooth of the armature, and an inductor with poles, characterized in that the coil group of the armature winding phase consists of one coil, the core of the inductor consists of the first and the second cores and axially magnetized permanent magnet, p memory location between the cores of the inductor, the first and second cores of the inductor are arranged relative to each other so that the axis of each tooth of the first core coincides with the axis of each slot of the second core inductor contactless magnetoelectric machine consists of modules - "basic machine", the number of teeth on any core inductor Z 2N = Z 2S = (m⋅Z 1m ± 1) ⋅c, where c = 1, 2, 3, 4 ... is the number of modules, Z 1m = l, 2, 3, 4 ... is the number of teeth of the armature phase in one module . The disadvantage of the prototype is the large mass associated with the presence of the core of the anchor. Typically, the core of the armature is necessary to improve the magnetic conductivity of the armature for the magnetic flux of the inductor and, ultimately, to increase the flux linkage, EMF of the armature and the electromagnetic power of the flywheel engine. The use of modern high-energy permanent magnets that create a large magnetic flux allows you to do without the core of the armature.
Важными характеристиками двигателя-маховика являются: большой момент инерции ротора и высокая электромагнитная мощность, позволяющая создавать значительные положительные и отрицательные ускорения ротора. Одним из ограничивающих ускорение факторов является трение (механические потери) ротора.Important characteristics of the flywheel engine are: a large moment of inertia of the rotor and high electromagnetic power, which allows you to create significant positive and negative acceleration of the rotor. One of the factors limiting the acceleration is the friction (mechanical loss) of the rotor.
Целью настоящего изобретения является создание двигателя-маховика, в котором индуктор (ротор) создан из скрепленных между собой сердечников и намагниченных в осевом направлении постоянных магнитов, расположенных между сердечниками индуктора, при этом сердечник якоря и подшипники отсутствуют.The aim of the present invention is to provide a flywheel engine in which the inductor (rotor) is made up of cores bonded together and axially magnetized permanent magnets located between the cores of the inductor, while the armature core and bearings are absent.
Техническим результатом настоящего изобретения является создание двигателя-маховика, обладающего уменьшенной массой при сохранении значительного момента инерции индуктора (ротора) и высокой электромагнитной мощности.The technical result of the present invention is the creation of a flywheel engine with a reduced mass while maintaining a significant moment of inertia of the inductor (rotor) and high electromagnetic power.
Конструкция двигателя-маховика показана на фигурах чертежей 1-6. Двигатель-маховик состоит из корпуса 1 из немагнитного материала, в форме полого тора кольцевого сечения, который жестко крепится к внешней конструкции. Внутри корпуса 1 выполнена камера, в камеру помещены постоянные магниты 2, намагниченные в осевом направлении. Между постоянными магнитами имеются магнитные (ферромагнитные) сердечники (вставки) в виде шариков 3.The design of the flywheel engine is shown in figures 1-6. The flywheel engine consists of a
На корпусе 1 двигателя-маховика жестко крепится обмотка статора 4. В качестве примера, на фигурах 1, 2, 3, 4 показана трехфазная обмотка статора 4, соединенная в звезду, где А, В, С - начала соответствующих фаз. Однако число m фаз обмотки может отличаться от трех (в частности, m=2, 4, 5, 6 …), число катушек обмотки статора также может быть другим и определяться при инженерном проектировании двигателя-маховика.On the
Намагниченные в осевом направлении постоянные магниты 2 могут иметь форму цилиндров (фиг. 1, 3, 5) или цилиндрических колец (фиг. 2, 4, 6). Катушки обмотки 4 якоря могут быть равномерно распределены по окружности корпуса 1 (фиг. 1, 2) или распределены внутри сектора (фиг. 2, 3).
Двигатель-маховик собирается следующим образом. Из четного числа постоянных магнитов 2 и четного числа сердечников, представляющих собой магнитные шарики 3, составляют развернутую в линию заготовку индуктора (ротора), которая составляет единое целое благодаря силам магнитного притяжения. Заготовкой для корпуса 1 служит труба круглого сечения из немагнитного материала, внутренний диаметр которой больше диаметра постоянных магнитов так, чтобы обеспечить свободное перемещение индуктора. Далее заготовку индуктора вставляют в заготовку корпуса и сворачивают их в форме тора. При этом концы заготовки индуктора соединяются сами посредством магнитных сил, а концы заготовки корпуса необходимо соединить между собой пайкой, сваркой или клеем. Для снижения трения индуктора (ротора) о корпус 1 внутрь него закладывается смазка 5 (фиг. 5, 6). Однако традиционная смазка, как правило, обеспечивает «всплывание» и низкий коэффициент трения индуктора о корпус 1 лишь при высоких скоростях вращения индуктора. По этой причине режим запуска двигателя-маховика является одним из самых тяжелых с точки зрения трения. В качестве смазки двигателя-маховика может быть также использована магнитная жидкость, используемая для создания Устройства для гашения низкочастотных вибраций (Патент на полезную модель №144547, МПК F16F 9/53, F16F 6/00). При обволакивании магнита магнитной жидкостью удается обеспечивать низкий коэффициент трения покоя индуктора (ротора) двигателя-маховика, а также низкий коэффициент трения при низких скоростях движения (вращения) индуктора. За счет этого у индуктора (ротора) двигателя-маховика с магнитной жидкостью в качестве смазки индуктора будут существенно уменьшены потери на трение о корпус 1 (механические потери) при нулевой и низких скоростях.The flywheel engine is assembled as follows. Out of an even number of
Технический результат настоящего изобретения достигается следующим образом. При подаче напряжения на катушки фаз обмотки 4 якоря (статора) по ним протекает ток, образуется магнитодвижущая сила (МДС) статора. При взаимодействии МДС статора с магнитным потоком высокоэнергетичных постоянных магнитов 2 индуктора, на индуктор действует электромагнитная сила, а поскольку индуктор представляет собой тор, состоящий из скрепленных между собой постоянных магнитов 2 и сердечников в виде шариков 3, то и вращающий момент. Под действием вращающего момента, индуктор вращается. Поскольку полярность постоянных магнитов чередующаяся, то магнитный поток постоянных магнитов 2 индуктора, сцепленный с обмоткой 4 якоря, изменяется от максимального положительного до максимального отрицательного значения, вследствие чего в обмотке 4 наводится ЭДС. Электромагнитная мощность представляет собой произведение тока обмотки 4 якоря на ЭДС. Потери на трение индуктора о корпус 1 минимальны благодаря применению смазки 5, в качестве которой может использоваться магнитная жидкость. Поскольку в предложенной конструкции отсутствует сердечник якоря и подшипники, то масса двигателя-маховика будет значительно меньше, чем у аналогичных электрических машин.The technical result of the present invention is achieved as follows. When voltage is applied to the coils of the phases of the winding 4 of the armature (stator), current flows through them, and a magnetomotive force (MDS) of the stator is formed. When the stator MDS interacts with the magnetic flux of high-energy
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017131262A RU2650178C1 (en) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | Engine-flywheel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017131262A RU2650178C1 (en) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | Engine-flywheel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2650178C1 true RU2650178C1 (en) | 2018-04-11 |
Family
ID=61976450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017131262A RU2650178C1 (en) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | Engine-flywheel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2650178C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU218194U1 (en) * | 2023-03-06 | 2023-05-16 | Андрей Борисович Захаренко | RING MOTOR-FLYWHEEL |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU905950A1 (en) * | 1980-05-07 | 1982-02-15 | Московское Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана | Thyratron motor-flywheel with electromagnetic suspension of rotor |
SU1840218A1 (en) * | 1986-03-31 | 2006-08-10 | Государтсвенное научно-производственное предприятие "Полюс " | Ring electric motor-flywheel |
RU2354032C1 (en) * | 2007-11-21 | 2009-04-27 | Владимир Михайлович Чернухин | Contactless electromagnetic machine |
CN102594009A (en) * | 2012-03-14 | 2012-07-18 | 天津荣亨集团股份有限公司 | Rotor magnetic levitation structure for double-stator disc motor flywheel energy storage device |
RU134714U1 (en) * | 2013-04-23 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" | MOTOR-Flywheel |
WO2015192181A1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-12-23 | Heron Energy Pte Ltd | Electromagnetic device |
-
2017
- 2017-09-06 RU RU2017131262A patent/RU2650178C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU905950A1 (en) * | 1980-05-07 | 1982-02-15 | Московское Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана | Thyratron motor-flywheel with electromagnetic suspension of rotor |
SU1840218A1 (en) * | 1986-03-31 | 2006-08-10 | Государтсвенное научно-производственное предприятие "Полюс " | Ring electric motor-flywheel |
RU2354032C1 (en) * | 2007-11-21 | 2009-04-27 | Владимир Михайлович Чернухин | Contactless electromagnetic machine |
CN102594009A (en) * | 2012-03-14 | 2012-07-18 | 天津荣亨集团股份有限公司 | Rotor magnetic levitation structure for double-stator disc motor flywheel energy storage device |
RU134714U1 (en) * | 2013-04-23 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" | MOTOR-Flywheel |
WO2015192181A1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-12-23 | Heron Energy Pte Ltd | Electromagnetic device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU218194U1 (en) * | 2023-03-06 | 2023-05-16 | Андрей Борисович Захаренко | RING MOTOR-FLYWHEEL |
RU2799371C1 (en) * | 2023-03-06 | 2023-07-05 | Андрей Борисович Захаренко | Ring motor-flywheel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6965705B2 (en) | Rotating machine with variable magnetic flux mechanism | |
EP3726711A1 (en) | Brushless motor-generator | |
KR102156481B1 (en) | An axial motor including a magnetic levitation rotary body | |
KR20180089840A (en) | Two rotors using generators | |
RU123600U1 (en) | SYNCHRONOUS ELECTRIC MACHINE WITH PERMANENT MAGNETS | |
CN108288881A (en) | A kind of magneto | |
RU2534046C1 (en) | Electric power generator | |
RU2650178C1 (en) | Engine-flywheel | |
IL273764A (en) | Brushless motor generator | |
JPWO2017158710A1 (en) | Flywheel device and rotating electric machine | |
US2257824A (en) | Rotor | |
RU2380815C1 (en) | Contactless dc motor | |
WO2010126392A1 (en) | Permanent-magnet generator | |
JP2016039733A (en) | Flywheel device, and power generation and drive motor device | |
RU2393615C1 (en) | Single-phase contact-free electromagnetic generator | |
RU2658061C1 (en) | Flywheel with magnetic lubricant (options) | |
RU2716489C2 (en) | Electromechanical converter | |
JP7064728B2 (en) | Flywheel device and rotary electric machine | |
CN108365778B (en) | A kind of flying wheel battery four-degree-of-freedom permanent-magnetic electric machine with bearing | |
RU116714U1 (en) | MAGNETO-DISK MACHINE | |
RU2418351C1 (en) | Front wave electric motor | |
RU2647490C1 (en) | Air-gap wound synchronous generator with integrated magnetic suspension | |
RU2807680C2 (en) | Electric machine with additional movable self-directing stator | |
RU218194U1 (en) | RING MOTOR-FLYWHEEL | |
JPS59127566A (en) | Multipolar ac magnet generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190907 |