RU50353U1 - Электрическая машина - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к электрическим машинам, которые могут быть использованы в качестве двигателей и/или генераторов переменного или постоянного тока в промышленности и быту. Электрическая машина содержит источник питания, закрепленный на валу якорь, имеющий коллектор и электрические щетки, расположенный на валу магнитный индуктор мс коллектором, окружающий якорь, а также содержит дополнительный якорь, имеющий коллектор и электрические щетки, выполненный так, что магнитный индуктор расположен между первым внутренним и вторым внешним якорями.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к электрическим машинам, которые могут быть использованы в качестве двигателей и/или генераторов переменного или постоянного тока в промышленности и быту.

Известны генераторы электрического тока, дающие возможность производить электроэнергию при определенных условиях, а именно, генератор должен содержать статор, ротор, в пазах которых производится намотка и укладка соответствующего числа и определенной формы роторных и статорных обмоточных витков провода соответствующего сечения (RU 2112308).

Недостатком таких генераторов являются низкие физико-технические и механические показатели.

Известен электропривод, содержащий корпус с крышкой, электромотор, содержащий магнитопроводящий ротор, редуктор, закрепленный на валу электромотора и через высокоскоростные подшипники редуктора передающий вращение на выходной вал, выполнен планетарно-циклоидным, магнитопроводящий ротор выполнен в виде пружины, сваренной в общую конструкцию, образующую тор, магнитопривод электромотора имеет по всей боковой периферии круговые пазы, повторяющие круговой профиль витков пружины, и выполняет функцию неподвижного колеса ПЦР, функцию подвижного колеса которого выполняет постоянный магнит с круговыми пазами, повторяющими круговой профиль витков пружины, рабочий магнитный поток передается от статора на постоянный магнит выходного вала через контакт магнитопроводящего зацепления статора и ротора (RU 2206805 С2, 20.06.2003).

Недостатком данной конструкции является сложность изготовления.

Наиболее близким по существенным признакам и родовому понятию является электрическая машина, содержащая источник питания, якорь с коллектором и электрическими щетками, закрепленный на валу, окружающий его магнитный индуктор с коллектором, расположенный на валу (RU 2083051 С1, 27.06.1997).

Недостатками этой конструкции являются малые выходные параметры машины при громоздкости и сложности конструкции.

Технический результат, достигаемый в заявленной полезной модели, заключается в максимальной экономии и/или в максимальном производстве электроэнергии и/или

механической энергии в процессе работы электрооборудования при простоте и доступности в изготовления.

Указанный технический результат достигается тем, что электрическая машина, содержащая источник питания, закрепленный на валу якорь, имеющий коллектор и электрические щетки, расположенный на валу магнитный индуктор с коллектором, окружающий якорь, согласно заявленной полезной модели, содержит дополнительный якорь, имеющий свои коллектор и электрические щетки, причем дополнительный якорь выполнен так, что магнитный индуктор расположен между первым внутренним и вторым внешним якорями.

Электрическая машина может быть дополнена планетарной передачей, где центральная шестерня закреплена на валу внутреннего якоря, сателлиты закреплены на валу магнитного индуктора, а внешняя шестерня закреплена на внешнем якоре.

Электрическая машина может быть выполнена так, что внутренний якорь является ротором, магнитный индуктор является также ротором, а внешний якорь является статором.

Кроме того, в электрической машине внутренний якорь может являться статором, а внешний якорь и магнитный индуктор - роторами.

Кроме того, внутренний и внешний якоря могут быть роторами, а магнитный индуктор - статором.

Кроме того, в электрической машине внутренний и внешний якоря могут являться статорами, а магнитный индуктор - ротором.

Кроме того, в электрической машине внутренний якорь является ротором, а внешний якорь и магнитный индуктор - статорами.

Кроме того, в электрической машине внутренний якорь и магнитный индуктор являются статорами, а внешний якорь - ротором.

Магнитный индуктор может представлять собой одну и более пар разнополюсных электромагнитов, каждый из которых состоит из сердечника, имеющего две и более индукционные катушки, подключаемые к источнику и/или потребителю электрического тока независимо друг от друга.

Коллектор магнитного индуктора имеет кольца, соединенные с катушками, щетки, через которые производится управление электрическим током и, соответственно, электромагнитным полем на катушках индуктора.

В электрической машине выводы якорей в коллекторы могут быть выполнены разной длины, а машина может содержать дополнительные электрические щетки, подключаемые к источнику питания независимо друг от друга, скользящие по выводам,

при этом щетки расположены на расстоянии, соответствующем длине выводов и радиально под соответствующим углом относительно якорей.

Электрическая машина может дополнительно содержать потребители электрического тока, подключаемые к магнитному индуктору.

Электрическая машина может дополнительно содержать потребители механической энергии, подключаемые к валу и/или валам якорей и/или магнитного индуктора.

Электрическая машина имеет блок управления электрическим током на внутреннем, внешнем якорях и магнитном индукторе.

Индуктор и якоря могут иметь возможность вращения друг относительно друга с обеспечением прохождения электрической энергии через проводники для обеспечения высокого выхода электрической и/или механической энергии.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 изображена электрическая схема машины - вид сверху, на фиг.2 - то же, что на фиг.1 - вид спереди, на фиг.3 - вариант машины с планетарной передачей, на фиг.4 - вариант выполнения сердечника магнитного индуктора, на фиг.5 - показано расположение электрических щеток относительно выводов якорей в коллектор - вид спереди, на фиг.6 - то же, что на фиг.5 - вид сбоку.

Устройство содержит источник питания, внутренний якорь 1 в виде рамки из проводника, закрепленный на валу 2. Магнитный индуктор 3, с помощью которого создается магнитное поле, представляет собой либо разнополюсные магниты (см. фиг.1), либо сердечники с магнитными катушками (фиг.4). Индуктор закреплен на своем валу. Дополнительный внешний якорь 4 в виде рамки из проводника окружает индуктор 3 и закреплен также на своем валу.

Якоря могут быть выполнены, например, в виде набора пластин, в пазах которых имеется намотка и укладка соответствующего числа и определенной формы обмоточных витков электрического проводника соответствующего сечения. Индуктор может содержать разное количество индукционных катушек различной формы и конфигурации, разного размера, обмотка катушек индуктивности может иметь различное количество витков и может быть выполнена из проводника разного диаметра и материала. Данные параметры индуктора варьируются в зависимости от получения желаемых выходных параметров электрической машины (выходная мощность, сопротивление, сила тока и т.п.).

Обмотки индукционных катушек подключены к источникам питания и/или к источникам потребления энергии.

Электрическая машина может использоваться как двигатель (постоянного или переменного тока) и/или генератор переменного или постоянного тока.

На фиг.3 электрическая машина содержит планетарную передачу, где центральное колесо 5 расположено на валу ротора 1 (внутренний якорь) сателлиты 6 расположены на валу магнитного индуктора 3 (ротор), а внешнее колесо 7 закреплено на внешней рамке 4. Включение в конструкцию электрической машины планетарной передачи позволяет установить необходимое соотношение скоростей вращения внутреннего, внешнего якорей и магнитного индуктора.

На фиг.4 магнитный индуктор имеет сердечник 8 в виде двухполюсного магнита, на котором расположены индукционные катушки 9, имеющие выводы 10 на кольца коллектора магнитного индуктора, соединенные с источниками питания и/или источниками потребления. Количество индукционных катушек 9 может быть разным (одна и более), количество витков катушек 9 и толщина проводника могут быть как одинаковыми у всех катушек, так и разными в любой комбинации. На фиг.5 электрические щетки 11 могут иметь выход к своему источнику питания и/или потребителю энергии, поз.12 - рамки (катушки) якоря.

На фиг.6 под позицией 13 показаны выводы якоря в коллектор, выполненные разной длины, электрические щетки 11, подключаемые к источнику питания независимо друг от друга, скользят по выводам 13, при этом щетки расположены на расстоянии, соответствующем длине выводов и радиально под соответствующим углом относительно якорей.

Блок управления электрической машины позволяет регулировать параметры электрического тока на якорях и катушках магнитного индуктора.

Пример использования машины в качестве электродвигателя.

При использовании заявленной электрической машины в качестве электродвигателя к выходным валам машины подключаются любые потребители механической энергии или

несколько. При подключении электрической машины к источнику тока или к источнику напряжения в обмотках якорей и магнитного индуктора возникает электрический ток, создается магнитное поле между индуктором и внутренним якорем и между индуктором и внешним якорем. Под воздействием создаваемых магнитных полей приводятся в движение валы, соединенные с потребителями, то есть электрическая энергия преобразуется в механическую.

То есть, при одном источнике электроэнергии можно подключить несколько потребителей механической энергии, причем количество потребляемой ими электроэнергии будет равно количеству потребляемой энергии одним потребителем, подключенным к обычному электродвигателю (с одним якорем).

Заявленная электрическая машина может также одновременно использоваться в качестве генератора электрической энергии, если внутренний якорь и внутренние катушки индуктора использовать как электродвигатель, а внешний якорь и внешние катушки индуктора соответственно как генератор для выработки электроэнергии, либо наоборот, внутренний генератор - внешний электродвигатель.

Заявленная полезная модель позволяет подключать несколько потребителей механической энергии при одновременной выработке электроэнергии, либо вырабатывать электроэнергию без механических потребителей, что позволяет значительно уменьшить затраты электроэнергии.

Claims (14)

1. Электрическая машина, содержащая источник питания, закрепленный на валу якорь, имеющий коллектор и электрические щетки, расположенный на валу магнитный индуктор с коллектором, окружающий якорь, отличающаяся тем, что содержит дополнительный якорь, имеющий коллектор и электрические щетки, выполненный так, что магнитный индуктор расположен между первым внутренним и вторым внешним якорями.

2. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что содержит планетарную передачу, где центральная шестерня закреплена на валу внутреннего якоря, сателлиты закреплены на валу магнитного индуктора, а внешняя шестерня закреплена на внешнем якоре.

3. Электрическая машина по п.2, отличающаяся тем, что внутренний якорь является ротором, магнитный индуктор является также ротором, а внешний якорь является статором.

4. Электрическая машина по п.2, отличающаяся тем, что внутренний якорь является статором, а внешний якорь и магнитный индуктор - роторами.

5. Электрическая машина по п.2, отличающаяся тем, что внутренний и внешний якоря являются роторами, а магнитный индуктор - статором.

6. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что внутренний и внешний якоря являются статорами, а магнитный индуктор - ротором.

7. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что внутренний якорь является ротором, а внешний якорь и магнитный индуктор - статорами.

8. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что внутренний якорь и магнитный индуктор являются статорами, а внешний якорь - ротором.

9. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что магнитный индуктор представляет собой одну и более пар разнополюсных электромагнитов, каждый из которых состоит из сердечника, имеющего две и более индукционные катушки, подключаемые к источнику и/или потребителю электрического тока независимо друг от друга.

10. Электрическая машина по п.7, отличающаяся тем, что коллектор магнитного индуктора имеет кольца, соединенные с катушками, щетки, через которые производится управление электрическим током и, соответственно, электромагнитным полем на катушках индуктора.

11. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что выводы якорей в коллекторы выполнены разной длины, а машина содержит дополнительные электрические щетки, подключаемые к источнику питания независимо друг от друга, скользящие по выводам, при этом щетки расположены на расстоянии, соответствующем длине выводов и радиально под соответствующим углом относительно якорей.

12. Электрическая машина по одному из пп.1-8, отличающаяся тем, что дополнительно содержит потребители электрического тока, подключаемые к магнитному индуктору.

13. Электрическая машина по одному из пп.1-8, отличающаяся тем, что дополнительно содержит потребители механической энергии, подключаемые к валам одного из якорей и/или магнитного индуктора.

14. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что имеет блок управления электрическим током на внутреннем, внешнем якорях и магнитном индукторе.