BE867436A

BE867436A - Elektrische motor

Info

Publication number: BE867436A
Application number: BE2057001A
Authority: BE
Original assignee: Clippel Lucien De
Priority date: 1978-05-25
Filing date: 1978-05-25
Publication date: 1978-09-18

Description

"Elektrische motor"

De uitvinding betreft een elektrische motor met een rotorgedeelte en een statorgedeelte, waarvan een van deze gedeelten 2 n magneetpolen heeft die afwisselend Noord- en Zuidpolen zijn en die gelijkmatig verdeeld zijn over een naar het andere gedeelte gerichte omtrek die concentrisch is met de rotoras, welk ander gedeelte 2 n kernen heeft die gelijkmatig verdeeld zijn over een omtrek die naar de magneetpolen gericht is, welke omtrek eveneens concentrisch is met de rotoras, waarbij deze kernen voorzien zijn van wikkelingen die zodanig zijn en op zulke wijze in een elektrische kring staan dat opeenvolgende kernen in tegengestelde zin gemagnetiseerd worden, terwijl middelen voorzien zijn om de magnetiseringszin om te keren wanneer de rotor een rotatie heeft ondergaan over 360[deg.] . 2 n.

De uitvinding heeft tot doel een elektrische motor

te verschaffen waarvan het rendement bijzonder hoog ligt.

Een ander doel van de uitvinding is een elektrische motor te verschaffen waarvan het gemakkelijk is de omkering van de magnetiseringszin van de kernen te regelen.

Nog een doel van de uitvinding is het verschaffen

van e en elektrische motor waarvan het omkeren van de magnetiseringszin verloopt zonder storende beïnvloeding van de werking van de motor.

Een doel van de uitvinding is ook een elektrische motor van de gedoelde soort te verschaffen die op een eenvoudige wijze kan worden geconstrueerd.

Tot dit doel is op de rotoras een element gemonteerd met 2 n middelen waarvan de verplaatsing voorbij een vast punt van het statorgedeelte hogergedoelde magnetiseringszin omkeert.

In een voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding is op de rotoras een schijf gemonteerd met 2 n openingen, is aan de ene zijde van de schijf een vaste lichtbron opgesteld en is aan de andere zijde van de schijf een fotogevoelig element opgesteld dat onder invloed van licht hoger gedoelde magnetiseringszin omkeert.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn hoger gedoelde kernen benen van U-vormige stukken en behoren zij twee aan twee tot een zelfde U-vormig stuk.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding

zijn hogergedoelde kernen radiale uitsteeksels van een ring.

Bij voorkeur zijn de kernen naar het middelpunt van de ring gericht.

In een doelmatige uitvoeringsvorm van de uitvinding

kernen tot het statorgedeelte.

In een zeer voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding behoren de magneetpolen tot permanente magneten.

Andere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hier volgende beschrijving van twee uitvoeringsvormen van een elektrische motor volgens de uitvinding; deze beschrijving wordt enkel als voorbeeld gegeven

de hieraan toegevoegde tekeningen.

Figuur 1 stelt een langsdoorsnede voor van een elektrische motor volgens de uitvinding. Figuur 2 stelt een aanzicht voor van het rotorgedeelte van de motor volgens de lijn II-II uit figuur 1. Figuur 3 stelt een aanzicht voor van het statorgedeelte van de motor volgens de lijn III-III uit figuur 1. Figuur 4 stelt een ontwikkeling voor in een vlak van de magnetische kringen uit de motor volgens de vorige figuren. Figuur 5 is een vereenvoudigd elektrisch schema van een gedeelte van de motor volgens de vorige figuren. Figuur 6 is een zijaanzicht van een tweede elektrische motor volgens de uitvinding. Figuur 7 stelt een doorsnede voor volgens de lijn VII-VII uit figuur 6.

In de verschillende figuren hebben dezelfde verwijzingscijfers betrekking op dezelfde elementen.

De in de figuren 1 tot 5 voorgestelde elektrische motor bevat een statorgedeelte en een rotorgedeelte.

Het statorgedeelte bevat twee steunen van magnetisch permeabel materiaal, bij voorbeeld van ijzer. De eerste steun bestaat uit een voet 1, een daarmee verbonden

draagplaat 2 en een in deze draagplaat gemonteerd leger 3.

De tweede steun bestaat uit een voet 4, een daarmee verbonden draagplaat 5 en een in deze draagplaat gemonteerd

leger 6. Op de draagplaten 2 en 5 zijn de elektromagnetische kernen bevestigd die verder beschreven staan. Tot de rotor behoort de as 7 die gelegerd is in de legers 3 en 6 en waarvan het vrije einde 8 een niet voorgesteld mechanisme kan aandrijven. Tot de rotor behoren ook de op de as 7 vast bevestigde schijven 9 en 10. De schijven 9 en 10 zijn van

een materiaal met slechte magnetische permeabiliteit, bij voorbeeld van een aluminiumlegering.

Co-axiaal met de as 7 en dus met de schijven 9 en 10

is tussen deze schijven een ring 11 bevestigd. Deze ring 11

is van een materiaal met goede magnetische permeabiliteit,

bij voorbeeld van ijzer.

In elk van de schijven 9 en 10 zijn acht staafmagneten ingewerkt. De magneten van schijf 9 werden met het verwijzingscijfer 14 aangeduid en de magneten van de schijven 10 werden

met het verwijzingscijfer 15 aangeduid. De magneten 14 en 15 zijn gemagnetiseerd in de richting van de as 7. De magneten

van een zelfde schijf zijn afwisselend met de Noordpool en

met de Zuidpool van de ring 11 afgekeerd. In de schijven 9

en 10 zijn de magneten 14 en 15 gelijkmatig verdeeld.

Hieruit volgt dat de tot de rotor behorende schijf

9 acht magneetpolen heeft die afwisselend Noord- en Zuidpolen zijn en die gelijkmatig verdeeld zijn over een omtrek op de schijf 9 die naar de tot de stator behorende draagplaat 2 gericht is.

Op dezelfde wijze heeft de tot de rotor behorende

schijf 10 acht magneetpolen die afwisselend Noord- en Zuidpolen zijn en die gelijkmatig verdeeld zijn over een omtrek op de schijf 10 die naar de tot de stator behorende draagplaat 5 gericht is.

Op elk van de draagplaten 2 en 5 zijn vier U-vormige weekijzeren stukken bevestigd. Elk van deze stukken heeft een basis 16 en twee benen 17 en 18. De benen 17 en 18 van de U-vormige stukken die op de draagplaat 2 bevestigd zijn zijn gericht naar de schijf 9 en de benen 17 en 18 van de U-vormige stukken die op de draagplaat 5 bevestigd zijn, zijn gericht naar de schijf 10.

De U-vormige stukken zijn zodanig uitgevoerd en zodanig geplaatst dat de afstand tussen naburige benen van U-vormige stukken op een zelfde draagplaat gelijk is aan de afstand tussen naburige magneten 14 of 15 op een zelfde schijf 9 of 10. Dit geldt zowel voor de benen 17 en 18

die tot een zelfde U-vormig stuk behoren als voor naburige benen 17 en 18 van verschillende U-vormige stukken. Dit blijkt het duidelijkst uit figuur 4.

De benen van de U-vormige stukken die op een zelfde draagplaat bevestigd zijn hebben hun einden verdeeld over een gelijkaardige omtrek als deze waarover de polen in

een schijf van de rotor verdeeld zijn.

De benen 17 en 18 van de U-vormige stukken zijn elk voorzien van twee wikkelingen 19 en 20. De wikkelingen 19 en
20 die om een zelfde been 17 of 18 zitten, hebben een verschillende wikkelzin. De wikkelingen 19 die op naburige benen 17 en 18 zitten hebben eveneens een verschillende wikkelzin. Alle wikkelingen 19 van de U-vormige stukken die op een zelfde draagplaat 2 of 5 bevestigd zijn, zijn in serie geschakeld.

Ook de wikkelingen 20 die op naburige benen 17 en 18 zitten, hebben een verschillende wikkelzin. Alle wikkelingen
20 van de U-vormige stukken die op een zelfde draagplaat 2 of 5 bevestigd zijn, zijn in serie geschakeld.

Hieruit volgt dat bij doorgang van een gelijkstroom door de in serie geschakelde wikkelingen 19 van de U-vormige stukken die op een zelfde draagplaat bevestigd zijn, alle benen 17 bij voorbeeld Noordpolen vormen en alle benen 18 <EMI ID=3.1>

dezelfde zin door de wikkelingen 20 worden alle benen 17

dan Zuidpolen en alle benen 18 dan Noordpolen. De magnetiseringszin w ordt dus omgekeerd wanneer de stroomdoorgang door de wikkelingen 19 onderbroken wordt en de stroomdoorgang door de wikkelingen 20 ingeschakeld wordt of omgekeerd.

De werking van de motor berust op het feit dat de naar de draagplaat 2 gerichte polen van de magneten 14 uit de schijf 9 door de zich in de nabijheid daarvan bevindende gelijknamige polen van de benen 17 of 18 van de U-vormige stukken die zich op de draagplaat 2 bevinden afgestoten worden, respectievelijk door zulke ongelijknamige polen aangetrokken worden. De werking van de motor berust natuurlijk ook op het feit dat de naar de draagplaat 5 gerichte polen van de magneten 15 uit de schijf 10 door

de zich in de nabijheid daarvan bevindende gelijknamige polen van de benen 17 of 18 van de U-vormige stukken die zich op de draagplaat 5 bevinden afgestoten worden, respectievelijk door zulke ongelijknamige polen aangetrokken worden. Bijgevolg moet de magnetisatie van de benen 17 of

18 zoveel keer per omwenteling van de rotor veranderd worden als er magneetpolen op de schijf 9, respectievelijk op

de schijf 10, naar de draagplaat 2, respectievelijk naar

de draagplaat 5, gericht zijn, dus achtmaal.

Dit wordt bewerkt door middel van een elektrisch apparaat 21 dat aan zijn ingang 22 elektrische energie ontvangt, hetzij van een wisselspanningsnet hetzij \an een gelijkspanningsnet, en met zijn uitgangen 23 en 24 aangesloten is bij de wikkelingen 19, respectievelijk bij de wikkelingen 20. Verder wordt het app araat 21 bestuurd door een fotogevoelig element 25 dat telkens het een lichtimpuls ontvangt de schakeling wijzigt, zodat in

functie van de lichtimpulsen achtereenvolgens een gelijk-

<EMI ID=4.1> wikkelingen 20 wordt gestuurd. Daar de wikkelingen 19 en

20 in verschillende zin gewikkeld zijn zal elke lichtimpuls op het element 25 de benen 17 van Noordpolen in Zuidpolen doen veranderen of omgekeerd.

Opdat er acht veranderingen per omwenteling van

de rotoras 7 zouden plaatsvinden is op de as 7 een schijf

12 bevestigd waaruit op een omtrek tegenover het fotoelektrisch element 25 acht openingen uitgespaard zijn. Aan de andere zijde van de schijf 12 is tegenover het element

25 een lichtbron 13 aangebracht. Telkens een opening van

de schijf 12 voorkomt tussen de lichtbron 13 en het lichtgevoelig element 25 ontvangt dit element een lichtimpuls

en bewerkt dit bijgevolg een overgang in het apparaat 21

van stroomdoorgang aan de uitgang 23 naar de uitgang 24 of omgekeerd. Per omwenteling van de as 7 worden dus vier keer de wikkelingen 19 bekrachtigd en vier keer de wikkelingen 20 bekrachti gd, zodat per omwenteling van de as 7 de benen 17 vier keer Noordpolen vormen en daartussen vier keer Zuidpolen vormen, terwijl de benen 18 vier keer Zuidpolen vormen met daartussen vier keer Noordpolen. Door de gepaste instelling van de schijf 12 op de as 7 kan men het juiste ogenblik van omschakeling van Noordpool op Zuidpool en omgekeerd regelen.

De magnetische kringen zijn telkens gesloten aan

een zijde over een U-vormig stuk dat bevestigd is op de draagplaat 2, over twee magneten 14 en over de ring 11

en aan de andere, in figuur 4 niet voorgestelde zijde, over een U-vormig stuk dat bevestigd is op de draagplaat 5

over twee magneten 15 en over de ring 11.

De uitvoeringsvorm volgens de figuren 6 en 7 verschilt in hoofdzaak van de uitvoeringsvorm volgens de figuren 1

tot 5 door de hierna beschreven bijzonderheden.

De legers 6 behoren niet tot draagplaten die ook

nog stukken dragen die tot een magnetische kring behoren.

De as 7 draagt een wiel waarvan mistens de velg 26 van ferromagnetisch materiaal is. De spaken 27 en de

naaf 28 zijn niet noodzakelijk van ferromagnetisch materiaal. De rol van de velg 26 stemt overeen met de

rol van de ring 11 uit de uitvoeringsvorm volgens de figuren 1 tot 5. In deze velg 26 zijn permanente magneten
29 bevestigd. Deze permanente magneten zijn radiaal gericht, maar spelen overigens de rol van de permanente magneten 14 uit de uitvoeringsvorm volgens de figuren 1 tot 5. De zes permanente magneten 29 uit figuur 6 hebben afwisselend hun Noordpool en hun Zuidpool buitenwaarts, dit is van de as 7 weggericht. Ook hier behoren de permanente magneten dus tot het rotorgedeelte. Het statorgedeelte bevat in hoofdzaak een uitwendige ring 30 met binnenwaarts gerichte uitstekende kernen 31. Deze kernen spelen de rol van de benen 17 en 18 van de U-vormige stukken uit de uitvoeringsvorm volgens de figuren 1 tot 5. Ook om deze kernen zitten wikkelingen 19 en 20. Deze wikkelingen zijn op dezelfde

vorm volgens de figuren 1 tot 5. Deze kernen zijn dus ook radiaal gericht.

De uitvoeringsvorm volgens de figuren 6 en 7 bevat eveneens een schijf 12 die samenwerkt met een fotoëlektrisch element 25, een lichtbron 13 en een elektrisch apparaat

dat in functie van lichtimpulsen voor de omschakeling van

de wikkelingen 19 op de wikkelingen 20 instaat. Ook hier

stemt het aantal openingen in de schijf 12 overeen met het aantal permanente magneten van de rotor en met het aantal kernen van de stator, zodat in het voorgestelde geval zes openingen voorkomen in de schijf 12.

Het vereenvoudigd elektrischs-chema volgens figuur 5 geldt ook voor de elektrische motor volgens de figuren 6 en 7

en de ontwikkeling in een vlak van de magnetische kringen volgens figuur 4 geldt ook voor de elektrische motor volgens

de figuren 6 en 7. In dit geval evenwel worden de kernen niet gevormd door afzonderlijke U-vormige stukken, maar wel

door de radiaal uitstekende delen 31 van het ringvormig

stuk 30. Ook in de uitvoeringsvorm volgens de figuren 1

tot 5 draagt de draagplaat 2 of de draagplaat 5 bij tot sluiting van sommige magnetische kringen, alhoewel deze draagplaat niet opgenomen werd in de ontwikkeling volgens figuur 4.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen en binnen het raam van de octrooiaanvrage kunnen aan de beschreven uitvoeringen vele veranderingen worden aangebracht, onder meer wat betreft de vorm,

de samenstelling, de schikking en het aantal van de onderdelen die voor het verwezenlijken van de uitvinding worden gebruikt.

Natuurlijk moeten het aantal magneten p er schijf en

gelijk zijn aan acht, zoals dit voorgesteld is in de figuren 1 tot 4.

Ook in de uitvoeringsvorm volgens de figuren 6 en 7 zijn het aantal magneten, het aantal kernen met wikkelingen en het aantal openingen in de schijf niet noodzakelijk gelijk aan zes. De aantallen moeten wel even zijn.

In de uitvoeringsvorm volgens de figuren 1 tot 4 moeten niet noodzakelijk twee schijven met magneten tot de rotor behoren. Een schijf kan volstaan, maar er kunnen ook meer dan twee schijven zijn.

Ook in de uitvoeringsvorm volgens de figuren 1 tot 4 moeten de kernen die voorzien zijn van een wikkeling niet noodzakelijk behoren tot U-vormige stukken. Deze kernen kunnen ook uitsteeksels zijn van een schijf. De kernen kunnen ook voorkomen tussen twee schijven met magneten die bevestigd zijn op de rotoras. Zowel in de uitvoeringsvorm volgens

de figuren 1 tot 4 als in de uitvoeringsvorm volgens de figuren 6 en 7 moeten de kernen niet noodzakelijk voorzien zijn van twee wikkelingen die in verschillende zin gewikkeld zijn en achtereenvolgens in dezelfde zin door een gelijkstroom worden doorlopen.

Het is ook mogelijk gebruik te maken van één

zoveel maal per omwenteling te wijzigen als er magneten op een schijf bevestigd zijn.

De wijziging van de magnetiseringsrichting moet niet noodzakelijk bewerkt worden door middel van een lichtbron, een s chijf met gaatjes en een fotogevoelig element. De omschakeling kan ook bewerkt worden door een mechanisch element dat op de rotoras bevestigd is.

De as van de motor moet niet noodzakel ijk horizontaal zijn. De motor kan ook een verticale as hebben. Ook kan het einde 8 van de rotoras 7 aan de as van een dynamo gekoppeld zijn.

Claims

CONCLUSIES.

1. Elektrische motor met een rotorgedeelte en een statorgedeelte waarvan een van deze gedeelten 2 n magneetpolen heeft die afwisselend Noord- en Zuidpolen zijn en

die gelijkmatig verdeeld zijn over een naar het andere gedeelte gerichte omtrek die concentrisch is met de rotoras, welk ander gedeelte 2 n kernen heeft die gelijkmatig verdeeld zijn over een omtrek die naar de magneetpolen gericht is, welke omtrek eveneens concentrisch is met de rotoras, waarbij deze kernen voorzien zijn van wikkelingen die zodanig zijn en op zulke wijze in een elektrische ring staan dat opeenvolgende kernen in tegengestelde zin gemagnetiseerd worden terwijl middelen voorzien zijn om de magnetiseringszin om

te keren wanneer de rotor een rotatie heeft ondergaan over 360[deg.] . 2 n, m e t h e t k e n m e r k dat op de rotoras een element gemonteerd is met 2 n middelen waarvan de verplaatsing voorbij een vast punt van het statorgedeelte hogergedoelde mangetiseringszin omkeert. <EMI ID=8.1>

m e t h e t k e n m e r k dat op de rotoras een schijf gemonteerd is met 2 n openingen, aan de ene zijde van de schijf een vaste lichtbron opgesteld is en aan de andere zijde van de schijf een fotogevoelig element opgesteld is dat

onder invloed van licht hoger gedoelde magnetiseringszin omkeert.

3. Elektrische motor volgens een van de vorige conclusies, m e t h e t k e n m e r k dat hoger gedoelde kernen benen zijn van U-vormige stukken en dus twee aan twee tot een zelfde U-vormig stuk behoren.

4. Elektrische motor volgens vorige conclusie,

m e t h e t k e n m e r k dat de kernen die tot een

zelfde U-vormig stuk behoren naburige kernen zijn.

5. Elektrische motor volgens een van de conclusies

1 en 2, m e t h e t k e n m e r k dat de kernen radiale uitsteeksels zijn van een ring.

6. Elektrische motor volgens vorige conclusie, m e t h e t k e n m e r k dat de kernen naar het middelpunt van de ring zijn gericht.

<EMI ID=9.1>

conclusies, m e t h e t k e n m e r k dat de magneten tot het rotorgedeelte en de kernen tot het statorgedeelte behoren.

8. Elektrische motor volgens een van de vorige conclusies, m e t h e t k e n m e r k dat de magneetpolen tot permanente magneten behoren.

9. Elektrische motor volgens vorige conclusie,

m e t h e t k e n m e r k dat de permanente magneten

met een van hun polen gericht zijn naar het gedeelte waartoe zij niet behoren en met hun andere polen aansluiten bij

een ring van een materiaal met goede magnetische permeabiliteit.

10. Elektrische motor volgens een van de conclusies 8 en 9, m e t h e t k e n m e r k dat de permanente magneten staafmagneten zijn die evenwijdig zijn aan de

as van het rotorgedeelte.

11. Ele ktrische motor volgens conclusie 9, m e t h e t k e n m e r k dat aan weerszijden van een zelfde ring magneten aansluiten die gericht zijn naar verschillende gewikkelde kernen.

12. Elektrische motor volgens een van de vorige conclusies, m e t h e t k e n m e r k dat elke kern

twee wikkelingen bevat.

13. Elektrische motor volgens vorige conclusie, m e t h e t k e n m e r k dat de twee wikkelingen een verschillende wikkelzin hebben.

14. Elektrische motor zoals hiervoor beschreven

<EMI ID=10.1>