MD650Z

MD650Z - Motor electrostatic

Info

Publication number: MD650Z
Application number: MDS20120149A
Authority: MD
Inventors: Владимир ШКИЛЁВ; Мирча БОЛОГА; Игорь КОЖЕВНИКОВ
Original assignee: Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2014-01-31
Also published as: MD650Y

Abstract

Invenţia se referă la electrotehnică, în special la motoarele electrice de dimensiuni mici şi poate fi utilizată în automatică şi construcţia aparatelor.Motorul electrostatic include un corp dielectric (5), în interiorul căruia sunt amplasaţi coaxial cu joc (3) un stator (1) şi un rotor (2). Rotorul (2) este executat din material dielectric, pe care sunt instalaţi electrozi (4) în formă de plăci metalice, longitudinal lui, cu pas egal, iar pe perimetrul interior al statorului (1) sunt instalaţi electrozi (6) cu un număr de două ori mai mare decât electrozii (4) rotorului (2), longitudinal statorului (1), cu pas egal, care sunt conectaţi peste unul la acelaşi pol al sursei de tensiune înaltă (7). Totodată electrozii (6) statorului (1) sunt executaţi cu adâncituri şi dotaţi cu proeminenţe ascuţite (9). Raportul dintre dimensiunea transversală a electrozilor (6) statorului (1) şi dimensiunea transversală a electrozilor (4) rotorului (2) S2/S1 este în intervalul 1,1…1,8. Proeminenţele ascuţite (9) sunt executate în formă de ace sau lame.

Description

Invenţia se referă la electrotehnică, în special la motoarele electrice de dimensiuni mici şi poate fi utilizată în automatică şi construcţia aparatelor.

Este cunoscut motorul electrostatic cu rotor cav mobil, care include acoperiri conductoare şi neconductoare [1].

Dezavantajul acestui motor constă în aceea că efectul principal într-un aşa motor apare numai în urma formării „vântului electric” în el.

Este cunoscut motorul electrostatic, care include un stator, în interiorul căruia este amplasat un rotor, executat din material dielectric şi electrozi, totodată statorul este conectat la electrozi.

Dezavantajul acestui motor constă în aceea că el funcţionează numai de la surse complicate de tensiune înaltă, care creează un câmp electric rotativ [2].

Cea mai apropiată soluţie este motorul electrostatic, care include un corp dielectric, în interiorul căruia sunt amplasaţi coaxial cu joc un stator şi un rotor, totodată rotorul este executat din material dielectric, pe care sunt instalaţi electrozi în formă de plăci metalice [3].

Dezavantajul acestui motor constă în aceea că el se referă la clasa motoarelor, ce funcţionează de la surse de tensiune trifazice, care creează un câmp electric rotativ. Un aşa motor de la o simplă sursă de tensiune înaltă nu va funcţiona.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în perfecţionarea construcţiei motorului electrostatic, care va permite funcţionarea de la o simplă sursă de tensiune înaltă.

Motorul, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include un corp dielectric, în interiorul căruia sunt amplasaţi coaxial cu joc un stator şi un rotor, rotorul este executat din material dielectric, pe care sunt instalaţi electrozi în formă de plăci metalice, longitudinal lui, cu pas egal, iar pe perimetrul interior al statorului sunt instalaţi electrozi cu un număr de două ori mai mare decât electrozii rotorului, longitudinal statorului, cu pas egal, care sunt conectaţi peste unul la acelaşi pol al sursei de tensiune înaltă. Totodată electrozii statorului sunt executaţi cu adâncituri şi dotaţi cu proeminenţe ascuţite. Raportul dintre dimensiunea transversală a electrozilor statorului şi dimensiunea transversală a electrozilor rotorului S2/S1 este în intervalul 1,1…1,8. Proeminenţele ascuţite sunt executate în formă de ace sau lame.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-3, care reprezintă:

- fig. 1, schema motorului electrostatic;

- fig. 2, schema motorului electrostatic cu raportul dintre dimensiunea transversală a electrozilor statorului şi dimensiunea transversală a electrozilor rotorului S2/S1;

- fig. 3, schema motorului electrostatic cu electrozii rotorului deplasaţi la un prag egal cu o jumătate din dimensiunea transversală a lor.

Motorul electrostatic include un corp dielectric 5, în interiorul căruia sunt amplasaţi coaxial cu joc 3 un stator 1 şi un rotor 2, instalat în rulmentul 8. Rotorul 2 este executat din material dielectric, pe care sunt instalaţi electrozi 4 în formă de plăci metalice, longitudinal lui, cu pas egal, iar pe perimetrul interior al statorului 1 sunt instalaţi electrozi 6 cu un număr de două ori mai mare decât electrozii 4 rotorului 2, longitudinal statorului 1, cu pas egal, care sunt conectaţi peste unul la acelaşi pol al sursei de tensiune înaltă 7. Totodată electrozii 6 statorului 1 sunt executaţi cu adâncituri şi dotaţi cu proeminenţe ascuţite 9. Raportul dintre dimensiunea transversală a electrozilor 6 statorului 1 şi dimensiunea transversală a electrozilor 4 rotorului 2 S2/S1 este în intervalul 1,1…1,8. Proeminenţele ascuţite 9 sunt executate în formă de ace sau lame.

Motorul electrostatic funcţionează în felul următor.

La aplicarea tensiunii la electrozii 6, conectaţi peste unul la acelaşi pol al sursei de tensiune înaltă 7, electrozii 4, datorită descărcării prin efect corona de la proeminenţele ascuţite 9 ale electrozilor 6, se încarcă cu acelaşi potenţial, ca şi al electrozilor 6. Electrozii 4 şi 6 având aceeaşi polaritate încep a se respinge, ceea ce duce la deplasarea lor spre stânga şi dreapta. Schema, conform fig. 1, reprezintă motorul electrostatic în momentul când nu este posibil de a determina direcţia rotaţiei. Totul depinde de o nerespectare a simetriei în amplasarea electrozilor 4 şi 6. Evident, la toţi electrozii 4 concomitent apare tendinţa de a se apropia de următorul electrod 6 cu potenţial opus. Pe măsura deplasării spre acesta, toţi electrozii 4, datorită descărcării prin efect corona de la proeminenţele ascuţite 9 ale electrodului următor 6, conectat la alt pol al sursei de tensiune, îşi pierd sarcina precedentă şi obţin sarcina acelui electrod spre care se deplasează. Numai la un raport calculat al numărului de electrozi ai statorului 1 şi rotorului 2, când numărul de electrozi 6 ai statorului 1 este de două ori mai mare decât cel al electrozilor 4 rotorului 2 şi aceştia sunt amplasaţi cu pas egal longitudinal statorului 1, se observă o concordanţă a acţiunilor electrozilor, care generează o viteză de rotaţie maxim admisibilă. La un raport întâmplător al numărului de electrozi de pe stator 1 şi rotor 2, o parte din electrozii 4 şi 6 funcţionează inconsecvent, ceea ce duce la micşorarea momentului de rotaţie al rotorului 2.

Datorită descărcării prin efect corona de la proeminenţele ascuţite 9 ale electrozilor 6, se obţine o reîncărcare rapidă a electrozilor 4 de pe rotorul 2 şi, prin urmare, aceasta influenţează asupra vitezei de rotaţie a rotorului 2. Proeminenţele ascuţite 9 se amplasează în adânciturile electrozilor 6. Totodată electrozii 6 îndeplinesc şi funcţia de diafragmă sau de lentilă electrostatică de focalizare, ceea ce la fel contribuie la reîncărcarea rapidă a electrozilor 4.

Totodată apare o oarecare contrazicere tehnică. Conform teoriei inducţiei electrostatice jocul 3 dintre statorul 1 şi rotorul 2 trebuie să fie minimal, însă proeminenţele ascuţite 9 amplasate pe electrozii statorului 1 pot împiedica. Din aceste considerente proeminenţele ascuţite 9 se amplasează în adânciturile electrozilor 6 şi nu mai există careva restricţii asupra jocului 3 dintre statorul 1 şi rotorul 2 şi se menţine posibilitatea reîncărcării rapide a electrozilor 4.

În cazul când toţi electrozii 4 rotorului 2 sunt deplasaţi la un prag egal cu o jumătate din dimensiunea transversală a lor nu există o nedeterminare în alegerea direcţiei de rotaţie a rotorului 2. La deplasarea electrozilor, conform fig. 3, rotorul permanent se va roti în direcţia acelor de ceasornic, iar la deplasarea electrozilor în direcţie opusă direcţia de rotaţie a rotorului va fi opusă acelor de ceasornic.

Este de menţionat faptul că toate variantele enumerate sunt caracteristice numai pentru motoarele alimentate de la transformatoare de tensiune înaltă. Pentru motoarele alimentate de la sursa care creează câmp electric rotativ aceşti indici sunt neesenţiali. Direcţia de rotaţie a acestor motoare depinde de direcţia de rotaţie a câmpului electric.

În cazul când raportul dintre dimensiunea transversală a electrozilor 6 statorului 1 şi dimensiunea transversală a electrozilor 4 rotorului 2 S2/S1 este într-un interval mai mic de 1,1, atunci momentul de rotaţie a motorului scade, iar în cazul când acest raport este cuprins într-un interval mai mare de 1,8, atunci asupra electrozilor 4 rotorului 2 concomitent acţionează electrozii 6 statorului 1 încărcaţi pozitiv şi negativ, ceea ce de asemenea acţionează asupra momentului de rotaţie al motorului. Proeminenţele ascuţite 9 sunt executate în formă de ace şi lame.

Astfel s-a propus un motor electrostatic, alimentat de la o sursă de tensiune ieftină, care poate fi utilizat în automatică şi construcţia de aparate în calitate de dispozitiv de acţionare, în sistemele de răcire a aparatajului energetic de tensiune înaltă, în special în sistemele de răcire a emiţătoarelor de radiaţie roentgen.

1. Дядюкин Д.А. Электродинамика. Открытие нового физического эффекта: "Явление вращения тел в электрическом поле движущихся зарядов". Physics of consciousness and life, cosmology and astrophysics. No. 1, 2007, c. 52-59

2. SU 594568 A1 1978.02.25

3. SU 1452427 A1 1994.12.30

Claims

1. Motor electrostatic, care include un corp dielectric (5), în interiorul căruia sunt amplasaţi coaxial cu joc (3) un stator (1) şi un rotor (2); rotorul (2) este executat din material dielectric, pe care sunt instalaţi electrozi (4) în formă de plăci metalice, longitudinal lui, cu pas egal, iar pe perimetrul interior al statorului (1) sunt instalaţi electrozi (6) cu un număr de două ori mai mare decât electrozii (4) rotorului (2), longitudinal statorului (1), cu pas egal, care sunt conectaţi peste unul la acelaşi pol al sursei de tensiune înaltă (7), totodată electrozii (6) statorului (1) sunt executaţi cu adâncituri şi dotaţi cu proeminenţe ascuţite (9).

2. Motor, conform revendicării 1, în care raportul dintre dimensiunea transversală a electrozilor (6) statorului şi dimensiunea transversală a electrozilor (4) rotorului (2) S2/S1 este în intervalul 1,1…1,8.

3. Motor, conform revendicării 1, în care proeminenţele ascuţite (9) sunt executate în formă de ace sau lame.