RU89301U1 - Магнитодинамический двигатель с бесконтактной коммутацией - Google Patents
Магнитодинамический двигатель с бесконтактной коммутацией Download PDFInfo
- Publication number
- RU89301U1 RU89301U1 RU2009131846/22U RU2009131846U RU89301U1 RU 89301 U1 RU89301 U1 RU 89301U1 RU 2009131846/22 U RU2009131846/22 U RU 2009131846/22U RU 2009131846 U RU2009131846 U RU 2009131846U RU 89301 U1 RU89301 U1 RU 89301U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- solenoids
- permanent magnets
- direct current
- Prior art date
Links
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
1. Магнитодинамический двигатель с бесконтактной коммутацией, содержащий источник постоянного тока, статор с равномерно расположенными по его окружности соленоидами, ротор с постоянными магнитами и распределительный коллектор, отличающийся тем, что соленоиды соединены с источником постоянного тока параллельно, постоянные магниты соединены между собой одноименными полюсами, при этом двигатель дополнен закрепленным на статоре оптическим датчиком и взаимодействующими с ним светоотражающими полосами на роторе, а распределительный коллектор выполнен в виде электронных ключей, включенных в цепь питания соленоидов и управляемых через микропроцессор сигналами с оптического датчика. ! 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что длина каждого соленоида равна длине постоянного магнита.
Description
Полезная модель касается конструкции электродвигателей постоянного тока и может быть использована в качестве мотор-колес на транспорте или иных областях техники.
Известен встроенный электродвигатель (WO 93/08999, 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.
Однако описанный электродвигатель и его разновидности имеют ряд недостатков, главный из которых заключается в необходимости больших пусковых и переходных токов при начале движения и ускорении транспортного средства. Это приводит к быстрому износу и порче аккумуляторов и ухудшению теплового режима. Также названные электродвигатели имеют низкий крутящий момент, что существенно ограничивает область их практического использования.
Известны аналогичные электродвигатели по патентам на изобретения №2248657 от 2003 г., №2285997 от 2005 г. и №2303536 от 2006 г. Указанные электродвигатели содержат статор, на котором размещены с одинаковым шагом постоянные магниты. На роторе закреплено четное число электромагнитов, которые расположены попарно напротив друг друга. Каждый электромагнит содержит две катушки с последовательно встречным направлением обмоток. Распределительный коллектор закреплен на корпусе статора и состоит из токопроводящих пластин, которые расположены по окружности, разделены диэлектрическими промежутками и соединены с чередованием полярности с источником постоянного тока. С пластинами коллектора контактируют токосъемники, при этом каждый из них подключен к одноименному выводу обмоток соответствующих электромагнитов. Обмотки катушек смежных электромагнитов соединены последовательно, а выводы обмоток противоположных электромагнитов, не подключенные к токосъемникам, соединены между собой. Алгоритм работы указанных двигателей, а также их эксплуатационно-технические характеристики не обеспечивают эффективной и надежной работы.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому импульсно-инерционному двигателю можно считать двигатель по патенту РФ на полезную модель №83372. Электродвигатель содержит:
источник постоянного тока,
статор с равномерно расположенными по его окружности электромагнитами, каждый в виде двух катушек с обмотками, соединенных с источником постоянного тока,
ротор с расположенными по окружности чередующимися постоянными магнитами и
распределительный коллектор, жестко соединенный с ротором и состоящий из токопроводящих пластин, которые разделены между собой диэлектрическими промежутками и соединены друг с другом проводниками, а
также токосъемные щетки, установленные с возможностью контакта с токопроводящими пластинами коллектора,
Однако при таком схемном решении в электромагнитах используются классические сердечники из магнитомягких материалов, которые в процессе работы двигателя требуют дополнительного времени и энергии для перемагничивания, что приводит к ограничению количества оборотов и снижает надежность работы.
Задача предлагаемого решения - повышение эксплуатационно-технических характеристик.
Для решения поставленной задачи предложена новая схема электродвигателя, в котором изменены конструкция отдельных узлов и связи между узлами. Двигатель содержит источник постоянного тока, статор с расположенными по его окружности катушками (соленоидами), которые имеют вытянутую вдоль окружности форму, ротор с постоянными магнитами и распределительный коллектор.
В отличие от известных схем, в предлагаемом двигателе соленоиды соединены с источником постоянного тока параллельно, а постоянные магниты соединены одноименными полюсами Кроме того двигатель дополнен закрепленным на статоре оптическим датчиком и взаимодействующими с ним светоотражающими полосами на роторе, а распределительный коллектор выполнен в виде электронных ключей, включенных в цепь питания катушек и управляемых через микропроцессор сигналами с оптического датчика.
Длина каждого соленоида равна длине постоянного магнита.
В предлагаемом схемном решении отсутствуют магнитомягкие сердечники катушек, а также исключен механический контакт токосъемных щеток с токопроводящими пластинами коллектора, который заменен набором быстродействующих электронных ключей, что при сохранении направления вращения ротора уменьшает затраты энергии, позволяет повысить число оборотов двигателя и расширить сферу его применения.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1, где показано схематичное изображение электродвигателя, вид сбоку,
На оси 1 жестко закреплен статор 2 (фиг.1) и ротор 3. На неподвижной окружности статора равномерно расположены соленоиды (катушки) 4, в данном случае 3 соленоида. Каждый из указанных соленоидов имеет вытянутую вдоль окружности статора форму. Один конец обмотки соленоида соединен с полюсами двупопярного источника питания, а второй конец соленоида подключен параллельно к разным полюсам источника питания через силовые ключи 5.1-5.6. Также на статоре 2 закреплен N-канальный оптический датчик 6 и оси зубчатых колес 7.
Концентрично статору смонтирован ротор 3 двигателя, который представляет собой зубчатое колесо из немагнитного материала, выполненное с возможностью взаимодействия с зубчатыми колесами 7, оси которых закреплены на статоре 2. За счет этого взаимодействия вращающий момент ротора 3 передается на внешний обод 8, являющийся ободом колеса. На внутренней стороне ротора 3 установлены 4 постоянных магнита N-S 9, которые соединены между собой одноименными полюсами.
Электромагнитные поля соленоидов 4 статора имеют одинаковое направление с полями постоянных магнитов 9 ротора 3. Длина каждой катушки 4 равна длине одного постоянного магнита 9.
На внутренней поверхности ротора дополнительно нанесены светоотражающие полосы 10. Полосы 10 нанесены так, чтобы сигналы с них могли быть получены фотодатчиком 6, который соединен с микроконтроллером (не показан).
В предлагаемой схеме коллектор выполнен в виде набора описанных выше электронных ключей 5.1-5.6.
Принцип действия предлагаемого электродвигателя основан на силах электромагнитного притяжения и отталкивания, возникающих при взаимодействии соленоида 4 статора 2 и постоянных магнитов 9 ротора 3. При включении источника питания ток проходит через соленоиды 4, в результате создаются электромагнитные поля. Постоянные магниты 9, направление поля которых в данный момент одинаково с направлением полей соленоидов втягиваются внутрь обмоток соленоидов. Одновременно магниты, поля которых имеют противоположное направление с полями соленоидов, выталкиваются из них. Возникает момент силы и ротор проворачивается. Сигнал со светоотражающей полоски 10 поступает на фотодатчик 6, благодаря чему фиксируется положение ротора (магнитов). В заданном положении магнитов 9 с микроконтроллера после обработки сигнала с фотодатчика 6 поступает сигнал на один из ключей 5.1-5.6 и осуществляется обесточивание одного из соленоидов, а затем смена полярности включения его обмотки за счет включения другого ключа этого соленоида.
При смене полярности соленоидов происходит выталкивание одних магнитов и втягивание других. Вращение ротора продолжается. Далее обесточивается и меняется направление поля следующего соленоида. Движение продолжается, при этом ротор продолжает двигаться в ту же сторону.
В предлагаемом двигателе коллектор, регулирующий поступление тока на соленоиды, выполнен в виде набора электронных ключей, что позволило снизить время и потребляемую энергию на перемагничивание катушек соленоидов. Управление двигателем осуществляется бесконтактно, электронным способом (светоотражающие полоски - фотодатчик - микроконтроллер - ключи), что обеспечивает большую надежность по сравнению с контактным управлением в прототипе.
Управление ключами может быть отрегулировано для решения определенной задачи, определенного алгоритма работы двигателя: определенного режима движения, определенной динамики, для создания экономичного режима и т.д.)
В данной схеме электродвигателя достигнуто уменьшение скачков напряжения (электропотребление) при разгоне электродвигателя и улучшены его динамические характеристики. Электродвигатель работает без изменения направления поля, уменьшена длина пути, которую ротор проходит по инерции, что позволило снизить его энергоемкость. Предлагаемая схема позволила при тех же энергетических затратах увеличить число оборотов двигателя и расширить тем самым область его применения. Настоящее предложение позволило улучшить эксплуатационно-технических характеристик электродвигателя при сохранении относительной простоты конструкции и надежности.
Claims (2)
1. Магнитодинамический двигатель с бесконтактной коммутацией, содержащий источник постоянного тока, статор с равномерно расположенными по его окружности соленоидами, ротор с постоянными магнитами и распределительный коллектор, отличающийся тем, что соленоиды соединены с источником постоянного тока параллельно, постоянные магниты соединены между собой одноименными полюсами, при этом двигатель дополнен закрепленным на статоре оптическим датчиком и взаимодействующими с ним светоотражающими полосами на роторе, а распределительный коллектор выполнен в виде электронных ключей, включенных в цепь питания соленоидов и управляемых через микропроцессор сигналами с оптического датчика.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009131846/22U RU89301U1 (ru) | 2009-08-12 | 2009-08-12 | Магнитодинамический двигатель с бесконтактной коммутацией |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009131846/22U RU89301U1 (ru) | 2009-08-12 | 2009-08-12 | Магнитодинамический двигатель с бесконтактной коммутацией |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU89301U1 true RU89301U1 (ru) | 2009-11-27 |
Family
ID=41477355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009131846/22U RU89301U1 (ru) | 2009-08-12 | 2009-08-12 | Магнитодинамический двигатель с бесконтактной коммутацией |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU89301U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2470442C2 (ru) * | 2010-09-27 | 2012-12-20 | Вячеслав Викторович Кияшко | Электромагнитный двигатель |
RU2732511C2 (ru) * | 2016-04-04 | 2020-09-18 | Вастек Холдингз Лтд. | Электродвигатель |
-
2009
- 2009-08-12 RU RU2009131846/22U patent/RU89301U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2470442C2 (ru) * | 2010-09-27 | 2012-12-20 | Вячеслав Викторович Кияшко | Электромагнитный двигатель |
RU2732511C2 (ru) * | 2016-04-04 | 2020-09-18 | Вастек Холдингз Лтд. | Электродвигатель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1461854B1 (en) | Electrical machine | |
CN108964396B (zh) | 定子分区式交替极混合励磁电机 | |
CN101662193A (zh) | 双转子轴向磁通切换型混合励磁同步发电机 | |
WO1994026018A1 (en) | Motor-generator using permanent magnets | |
CN101277088A (zh) | 电机的驱动电路 | |
CN201549999U (zh) | 轴向磁通切换型混合励磁同步发电机 | |
RU89301U1 (ru) | Магнитодинамический двигатель с бесконтактной коммутацией | |
EP2279552A2 (en) | Electromagnetic motor and equipment to generate work torque | |
KR100975326B1 (ko) | 분할 코일부를 갖는 회전원반과 분할 자석체를 갖는고정판에 의한 발전장치 | |
CN101567588B (zh) | 一种圆柱型直线电机 | |
RU2571955C1 (ru) | Вентильно-индукторная электрическая машина | |
CN110417223A (zh) | 一种永磁电机调磁机构及其调磁方法 | |
JP2019110752A (ja) | 管状コイルとそれを用いたモータおよび発電機 | |
RU83372U1 (ru) | Импульсно-инерционный электродвигатель | |
RU85274U1 (ru) | Импульсный электродвигатель | |
RU2507667C2 (ru) | Магнитный генератор | |
CN113809900A (zh) | 电磁铁永久磁铁混合吸斥动力机 | |
KR101069953B1 (ko) | 회전속도에 따른 유동식 회전판을 갖는 전동장치 | |
RU2340994C1 (ru) | Индукторный электродвигатель (варианты) | |
RU2516270C1 (ru) | Магнитоэлектрическая машина | |
RU2609524C1 (ru) | Многофазный мотор-генератор с магнитным ротором | |
RU2490773C2 (ru) | Электромагнитная машина постоянного тока | |
RU2506689C2 (ru) | Электромагнитный двигатель | |
NZ548372A (en) | Switched DC electrical machine without mechanical commutator | |
CN214380579U (zh) | 一种转动机构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120813 |