RU2435286C1 - Multi-disc unipolar dc machine without sliding contacts - Google Patents
Multi-disc unipolar dc machine without sliding contacts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2435286C1 RU2435286C1 RU2010115498/07A RU2010115498A RU2435286C1 RU 2435286 C1 RU2435286 C1 RU 2435286C1 RU 2010115498/07 A RU2010115498/07 A RU 2010115498/07A RU 2010115498 A RU2010115498 A RU 2010115498A RU 2435286 C1 RU2435286 C1 RU 2435286C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrically conductive
- rotor
- contacts
- disks
- unipolar
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам постоянного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to electric DC machines.
Наиболее близким аналогом предложенной машины является униполярная машина (в дальнейшем УМ) постоянного тока с дисковым ротором со скользящими щеточными контактами или жидкометаллическим токосъемом.The closest analogue of the proposed machine is a unipolar DC machine (hereinafter referred to as UM) with a disk rotor with sliding brush contacts or liquid metal current collector.
Однако наличие у УМ не менее двух скользящих контактов или периферийного жидкометаллического токосъема на один диск ротора не только усложняет конструкцию, ухудшает ее электромеханические характеристики, но и заметно снижает надежность в работе и сужает область ее применения. Последнее связано и сравнительно низким рабочим напряжением машины.However, the presence of at least two sliding contacts or a peripheral liquid metal current collector per rotor disk not only complicates the design, worsens its electromechanical characteristics, but also significantly reduces the reliability of operation and narrows the scope of its application. The latter is due to the relatively low operating voltage of the machine.
Трение скольжения между неподвижными щетками и вращающимися кольцами довольно высокое и ведет к их износу, а из-за возрастания в связи с этим переходного сопротивления - к повышенному ее нагреву.The sliding friction between the fixed brushes and the rotating rings is quite high and leads to their wear, and due to an increase in the transition resistance due to this, to its increased heating.
Преодоление названных недостатков возможно с помощью жидкометаллического токосъема. К сожалению, создание надежно герметизированных конструкций периферийного жидкостного кольцевого токосъема, не позволяющих утечки паров электропроводящей жидкости, достаточно проблематично.Overcoming these shortcomings is possible with the help of liquid metal current collection. Unfortunately, the creation of reliably sealed peripheral fluid ring collector designs that do not allow the leakage of vapor of an electrically conductive fluid is quite problematic.
Техническим результатом заявленного изобретения является существенное улучшение электромеханических характеристик, повышение надежности износостойкости, повышение рабочего напряжения (в несколько раз) и соответственно расширение областей применения УМ постоянного тока.The technical result of the claimed invention is a significant improvement in electromechanical characteristics, increased reliability of wear resistance, increased operating voltage (several times) and, accordingly, the expansion of the scope of application of DC DC.
Технический результат достигается тем, что в конструкции предложенной УМ отсутствуют как скользящие механоэлектрические, так и жидкометаллические электрические контакты. В качестве них служат электропроводящие катящиеся ролики, у которых небольшое трение качения по сравнению с трением скольжения и которые легко позволяют включать электрически последовательно несколько роторных дисков, вращающихся вокруг общего вала в магнитных полях постоянных магнитов статора.The technical result is achieved by the fact that in the design of the proposed PA there are no sliding mechanoelectric or liquid metal electrical contacts. They are electrically conductive rolling rollers, which have low rolling friction compared to sliding friction and which easily allow several rotor disks to rotate electrically in series, rotating around a common shaft in the magnetic fields of the stator's permanent magnets.
Предложенная многодисковая УМ постоянного тока без скользящих контактов, состоящая из статора и ротора, разделенных между собой воздушными зазорами, выполненная в виде последовательно установленных УМ постоянного тока с дисковыми роторами на общий вал вращения, отличается тем, что в качестве статора служит неподвижная магнитная система, состоящая из нескольких полых цилиндрических насаженных подшипниками друг за другом на общий изолированный вал вращения постоянных магнитов, продолжениями полюсов которых служат дискообразные с круглыми выемками большего и отверстиями меньшего диаметров по их серединам магнитопроводы, торцевые поверхности которых симметрично расположены по обе стороны вращающихся роторных дисков, и в качестве ротора служат несколько электрически последовательно соединенных вращающихся дисков, насаженных на внешние поверхности полых цилиндрических магнитов статора посредством электропроводящих роликовых подшипников, внутренние ближайшие и неподвижные обоймы которых попарно соединены между собой электрическими проводниками, проходящими через отверстие соответствующих смежных магнитопроводов, причем периферии средних дисков ротора попарно соединены электропроводящими полыми цилиндрами, установленными на вал вращения жестко диэлектрическими кругами, а периферия крайних дисков через такие же цилиндры, электропроводящие круги, насаженные на электропроводящие втулки концов общего вала вращения, и роликовые подшипники соответственно присоединены к положительной и отрицательной клеммам внешнего источника постоянного напряжения.The proposed multi-disk DC amplifier without sliding contacts, consisting of a stator and a rotor, separated by air gaps, made in the form of series-mounted DC amplifier with disk rotors on a common rotation shaft, differs in that a stationary magnetic system consisting of from several hollow cylindrical bearings mounted one after another on a common insulated shaft of rotation of permanent magnets, the continuation of the poles of which are disk-shaped with round openings of larger diameters and holes of smaller diameters in the middle of them are magnetic cores whose end surfaces are symmetrically located on both sides of the rotating rotor disks, and several electrically connected rotary disks mounted on the outer surfaces of the hollow cylindrical stator magnets by means of electrically conductive roller bearings serve as a rotor the nearest and stationary clips of which are pairwise interconnected by electrical conductors passing through cut the hole of the corresponding adjacent magnetic cores, with the periphery of the middle rotor disks pairwise connected by electrically conductive hollow cylinders mounted on the rotation shaft by rigidly dielectric circles, and the periphery of the extreme disks through the same cylinders, electrically conductive circles mounted on the electrically conductive bushings of the ends of the common rotation shaft, and roller bearings, respectively connected to the positive and negative terminals of an external constant voltage source.
На фиг.1 и 2 показаны соответственно продольные и поперечные разрезы предложенной УМ. На них приняты следующие обозначения:Figure 1 and 2 shows, respectively, longitudinal and transverse sections of the proposed CM. They adopted the following notation:
1 - электропроводящая втулка, 2 - крайний электропроводящий роликовый подшипник, 3 - общий вал вращения с изоляцией, 4 - электропроводящий круг, 5 - дискообразный магнитопровод, 6 - электропроводящий полый цилиндр, 7 - диск ротора, 8 - электрический проводник, 9 - средний электропроводящий роликовый подшипник, 10 - диэлектрический круг, 11 - ступица роторного диска, 12 - шариковый подшипник.1 - electrically conductive sleeve, 2 - extreme conductive roller bearing, 3 - common rotation shaft with insulation, 4 - electrically conductive circle, 5 - disk-shaped magnetic circuit, 6 - electrically conductive hollow cylinder, 7 - rotor disk, 8 - electric conductor, 9 - medium conductive roller bearing, 10 - dielectric circle, 11 - hub of the rotor disk, 12 - ball bearing.
Как видно из фиг.1, полые цилиндрические постоянные магниты 5 статора насажены на общий вал вращения 3 посредством шариковых подшипников 12 с полюсами соответствующих одинаковых полярностей друг к другу поочередно. На фигурах направления токов в дисках iя и вращения ротора показаны при работе УМ в режиме двигателя.As can be seen from figure 1, the hollow cylindrical
Предложенная многодисковая УМ постоянного тока без скользящих контактов может работать в обоих основных режимах.The proposed multi-disk DC amplifier without sliding contacts can operate in both main modes.
В режиме генератора она работает в следующем порядке. При вращении ротора УМ посторонним двигателем против часовой стрелки напротив указанным на фигурах угловой скоростью - ω, в электропроводящих дисках ротора 7 в радиальном направлении, напротив токов iя, указанных на фиг.1, в соответствии электромагнитной индукции, наводятся ЭДС, т.к. они при этом вращаются в постоянных магнитных полях статора, которые, суммируясь, создают на электрическом выводе УМ результирующее постоянное напряжение = U. Если при этом к указанным выводам присоединить некоторую нагрузку, то по секторам дисков 7 ротора в радиальном направлении, электропроводящим полым цилиндрам 6, электропроводникам 8, роликовым подшипникам 2 и 7 и нагрузку потечет ток - iя, напротив токам, указанным на фиг.1.In generator mode, it works in the following order. When the rotor of the AM rotor is rotated by an external motor counterclockwise opposite the angular velocity ω indicated in the figures, ω, in the electrically conductive disks of the
В двигательном режиме предложенный УМ работает следующим образом. При подключении электрических выводов УМ к внешним источнику постоянного напряжения = U ток iя потечет от положительной клеммы, через крайний электоропроводящий роликовый подшипник 2, втулку 1, круг 4, и полый цилиндр 6 по первому диску ротора 7 в радиальном направлении от его периферии к центру. Далее ток потечет через средний электропроводящий роликовый подшипник 9, электропроводники 8, следующий такой же подшипник 9 к следующему диску 7 и через его секторы, очередной полый цилиндр 6 - к периферии очередного диска 7. В дальнейшем, в таком же порядке, ток iя дотечет до отрицательной клеммы источника внешнего напряжения. При этом токи, протекающие по секторам дисков 7 от их краев к центрам, от центров к краям, будут взаимодействовать с постоянными магнитными полями, существующими между соответствующими торцевыми поверхностями магнитопроводов статора 5, и общий вал начнет вращаться по часовой стрелке с номинальной скоростью ω, как это показано на фигурах.In motor mode, the proposed PA operates as follows. When connecting the electrical terminals PA to the external DC voltage source = U current i I flows from the positive terminal through the extreme elektoroprovodyaschy roller bearing 2, the bushing 1, the circle 4, and a
Источники информацииInformation sources
1. Бертинов А.И. и др. Униполярные Эл. машины с жидкометаллическими токосъемами. - М.-Л.: Энергия, 1966.1. Bertinov A.I. et al. Unipolar El. machines with liquid metal current collectors. - M.-L.: Energy, 1966.
2. Бертинов А.И. Специальные электрические машины. - М.: Энергия, 1982.2. Bertinov A.I. Special electric cars. - M .: Energy, 1982.
3. Иродов И.А. Электромагнетизм. - М.: Бином, 2003.3. Herod I.A. Electromagnetism. - M .: Binom, 2003.
4. Калашников С.Г. Электричество. - М.: Наука, 1985.4. Kalashnikov S.G. Electricity. - M.: Science, 1985.
5. Копылов И.П. Электрические машины. - М.: Электроатомиздат, 1986.5. Kopylov I.P. Electric cars. - M .: Electroatomizdat, 1986.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010115498/07A RU2435286C1 (en) | 2010-04-19 | 2010-04-19 | Multi-disc unipolar dc machine without sliding contacts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010115498/07A RU2435286C1 (en) | 2010-04-19 | 2010-04-19 | Multi-disc unipolar dc machine without sliding contacts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2435286C1 true RU2435286C1 (en) | 2011-11-27 |
Family
ID=45318338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010115498/07A RU2435286C1 (en) | 2010-04-19 | 2010-04-19 | Multi-disc unipolar dc machine without sliding contacts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2435286C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586111C2 (en) * | 2011-12-07 | 2016-06-10 | Ротоникс Гонконг Лимитед | Unipolar motor generator |
-
2010
- 2010-04-19 RU RU2010115498/07A patent/RU2435286C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕРТИНОВ А.И. Специальные электрические машины. - М.: Энергия, 1982, с.310-318. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586111C2 (en) * | 2011-12-07 | 2016-06-10 | Ротоникс Гонконг Лимитед | Unipolar motor generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101248568B (en) | Monopole field electric motor generator | |
JP5204094B2 (en) | Electric machine | |
RU2395888C1 (en) | Unipolar dc machine with electroconducting belts | |
CN1848607A (en) | Multi-directional mixed permanent-magnetic energy-saving electric machine | |
CN107681854A (en) | A kind of axial permanent magnetic motor | |
CN111969823B (en) | Radial-axial air gap type three-phase disc type transverse flux permanent magnet motor | |
US7362026B2 (en) | Homopolar multi-frames (cylinders) generator-motor | |
RU2435286C1 (en) | Multi-disc unipolar dc machine without sliding contacts | |
RU2498485C1 (en) | Multi-disc unipolar dc electric machine | |
RU2478251C2 (en) | Multidisk unipolar direct current machine with two shafts | |
CN102738998A (en) | Brush DC motor | |
RU2396677C1 (en) | Unipolar direct current machine with rolling contacts | |
RU2147155C1 (en) | Current generator | |
RU98122496A (en) | MOTOR WHEEL | |
US10044249B2 (en) | Rotary electric machine | |
RU2471280C1 (en) | Unipolar dc machine of high voltage | |
RU2470447C1 (en) | Unipolar dc machine with combined discs | |
RU2396678C1 (en) | Unipolar machine with cylindrical rotor without sliding contacts | |
JP5491588B2 (en) | Motor with brush | |
JP4438022B1 (en) | DC motor | |
RU2501151C1 (en) | Multidisc unipolar machine with liquid current collection | |
JP6947953B1 (en) | Faraday paradox generator | |
JP5300339B2 (en) | Motor with brush | |
CN110994819A (en) | Single-stator spiral motion multiphase permanent magnet synchronous motor capable of fault-tolerant operation | |
JP2017504297A (en) | Contact commutator motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120420 |