RU13007U1 - MOTOR WHEEL AND MOBILE ELECTRIC DRIVE - Google Patents
MOTOR WHEEL AND MOBILE ELECTRIC DRIVE Download PDFInfo
- Publication number
- RU13007U1 RU13007U1 RU99118265/20U RU99118265U RU13007U1 RU 13007 U1 RU13007 U1 RU 13007U1 RU 99118265/20 U RU99118265/20 U RU 99118265/20U RU 99118265 U RU99118265 U RU 99118265U RU 13007 U1 RU13007 U1 RU 13007U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tips
- poles
- motor
- stator
- ferromagnetic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
Abstract
1. Мотор-колесо, содержащее ось, ротор, статор, полюса с ферромагнитными наконечниками и переключаемые обмотки, размещенные на наконечниках, и полюса прямоугольного сечения, расположенные по окружности над полюсами с ферромагнитными наконечниками с возможностью магнитного взаимодействия с ними, отличающееся тем, что на оси установлен статор, на котором размещены полюса с ферромагнитными наконечниками, имеющими П-образное сечение, обращенное перекладиной в сторону оси, переключаемые обмотки выполнены кольцевыми и размещены в углублениях наконечников, а полюса прямоугольного сечения выполнены ферромагнитными и размещены на роторе.2. Мотор-колесо по п. 1, отличающееся тем, что при использовании его в качестве ведущего колеса транспортного средства стойки наконечников в полюсах статора выполнены более протяженными, чем перекладины.3. Мотор-колесо по п. 1, отличающееся тем, что при использовании его в качестве приводного барабана конвейера перекладины наконечников в полюсах статора выполнены более протяженными, чем стойки.4. Электропривод передвижной установки, содержащий трехфазные мотор-колеса, каждое из которых выполнено по любому из пп. 1-3 и подключено к шинам питания постоянного тока через соответствующую группу фазных электронных ключей и датчиков тока, регуляторы тока мотор-колес, в каждом из которых один из входов через усилитель соединен с включенными в разомкнутый треугольник выходными обмотками датчиков тока данного мотор-колеса, другой вход через блок формирования тока - с выходом соответствующего регулятора скорости, а выход - через соответствующую группу сумматором - с управляющими входами со�1. A motor wheel containing an axis, a rotor, a stator, poles with ferromagnetic tips and switchable windings located on the tips, and poles of rectangular cross-section, located around a circle above the poles with ferromagnetic tips with the possibility of magnetic interaction with them, characterized in that a stator is installed on the axis, on which poles with ferromagnetic tips are placed, having a U-shaped cross section facing the crossbar towards the axis, the switched windings are made circular and placed in recesses x tips, and the poles of rectangular cross-section are made ferromagnetic and placed on the rotor. 2. The motor wheel according to claim 1, characterized in that when using it as a driving wheel of a vehicle, the tips of the tips in the stator poles are made longer than the crossbars. 3. The motor wheel according to claim 1, characterized in that when using it as a drive drum of the conveyor, the crossbars of the tips in the stator poles are made longer than the racks. An electric drive of a mobile installation containing three-phase motor-wheels, each of which is made according to any one of paragraphs. 1-3 and connected to the DC power bus through the appropriate group of phase electronic keys and current sensors, current regulators of the motor-wheels, in each of which one of the inputs through the amplifier is connected to the output windings of the current sensors of this motor-wheel included in an open triangle, another input through the current generating unit - with the output of the corresponding speed controller, and the output - through the corresponding group by the adder - with control inputs with
Description
Мотор-колесо и злека ропривод передвижной установки.Motor-wheel and wheel drive of a mobile unit.
Группа полезных моделей относится к приводным устройствам передвижных установок и предназначено для использования, например, в транспортных средствах, а также ленточных или цепных конвейерах.A group of utility models relates to drive devices of mobile units and is intended for use, for example, in vehicles, as well as belt or chain conveyors.
Известно мотор-колесо, содержащее ротор, установленный на оси с возможностью вращения и выполненный в виде концентрично расположенных оболочек с размещенными на них один против другого постоянными магнитами противоположной полярности с чередованием последней, и статор, установленный между постоянными магнитами ротора и имеющий катушки с сердечниками и обмотками (RU 2074761, А 63 С 17/12, 10.03.97).It is known a motor wheel containing a rotor mounted on an axis with the possibility of rotation and made in the form of concentric shells with permanent magnets of opposite polarity placed on them opposite each other with alternating the latter, and a stator mounted between the permanent magnets of the rotor and having coils with cores and windings (RU 2074761, A 63 C 17/12, 03/10/97).
Известное устройства характеризуется конструктивной сложностью. Кроме того, в процессе его функционирования на радиальном магнитопроводе создается ряд гармоник, препятствующих линейному перемещению передвижной установки.The known device is characterized by structural complexity. In addition, during its operation on the radial magnetic circuit, a number of harmonics are created that impede the linear movement of the mobile unit.
Известно мотор-колесо, содержащее несущий обод ротор с магнитными элементами, установленный на оси с возможностью вращения, и жестко закрепленный на ней статор с электромагнитами, взаимодействующими с магнитными элементами ротора (SU 1725780, В 60 К 7/00, 07.04.82).A motor wheel is known, comprising a rotor-bearing rotor with magnetic elements mounted rotatably on an axis and a stator rigidly fixed to it with electromagnets interacting with the rotor magnetic elements (SU 1725780, 60 K 7/00, 04/07/82).
При эксплуатации известного устройства через распределительный коллектор и щетки протекает большой ток.During operation of the known device, a large current flows through the distribution manifold and brushes.
в 60 к 7/00at 60 to 7/00
обусловленный необходимостью создания мощных электромагнитов. Это предопределяет уменьшение срока службы и отказы устройства устройства из-за возможности пробоя и кругового огня.due to the need to create powerful electromagnets. This determines the reduction of the service life and device failures due to the possibility of breakdown and all-round fire.
Наиболее близким к предложенному является мотор-колесо, содержащее установленный на оси ротор с, по крайней мере, двумя равноудаленными концентрическими рядами полюсов, имеющих ферромагнитные наконечники Т-образного сечения и переключаемые обмотки, размещенные на боковой поверхности наконечников, а также установленный на подшипниках статор с, по крайней мере, двумя рядами магнитных полюсов прямоугольного сечения, расположенных по окружности над полюсами ротора с возможностью магнитного взаимодействия с ними (RU 2129965, В 60 К 7/00, 10.05.99) .Closest to the proposed one is a motor wheel containing a rotor mounted on the axis with at least two equidistant concentric rows of poles having T-shaped ferromagnetic tips and switched windings located on the side surfaces of the tips, as well as a stator with bearings at least two rows of magnetic poles of rectangular cross section located circumferentially above the poles of the rotor with the possibility of magnetic interaction with them (RU 2129965, 60 K 7/00, 05/10/99).
Недостатки указанного устройства, в котором ротор размещен внутри статора, связаны с необходимостью реализации коллекторной подачи тока в обмотки, что отрицательно сказывается на общей надежности работы, а также с использованием постоянных магнитов, которые являются низко технологичными , дорогими и ограничивают использование моторколеса по мощности.The disadvantages of this device, in which the rotor is located inside the stator, are associated with the need to implement a collector supply of current to the windings, which negatively affects the overall reliability of operation, as well as with the use of permanent magnets, which are low-tech, expensive and limit the use of motor wheels in power.
Техническр1Й результат заключается в упрощении конструкции, повышении эксплуатационной надежности подобного устройства и обеспечение возможности использования мотор-колеса для большей мощности при высокой технологичности изготовления.The technical result is to simplify the design, increase the operational reliability of such a device and provide the possibility of using a motor wheel for greater power with high manufacturability.
Технический результат достигается тем, что в мотор-колесе, содержащем ось, ротор, статор, полюса с ферромагнитными наконечниками и переключаемые обмотки, размещенные наThe technical result is achieved by the fact that in the motor wheel containing the axle, rotor, stator, poles with ferromagnetic tips and switchable windings located on
наконечниках, и магнитные полюса прямоугольного сечения, расположенные по окружности над полюсами с ферромагнитными наконечниками с возможностью магнитного взаимодействия с ними, на оси установлен статор, на котором размещены полюса с ферромагнитными наконечниками, имеющими П-образное сечение, обращенное перекладиной в сторону оси, переключаемые обмотки выполнены кольцевыми и размещены в углублениях наконечников, а полюса прямоугольного сечения выполнены ферромагнитными и размещены на роторе.tips, and magnetic poles of rectangular cross-section, located around a circle above the poles with ferromagnetic tips with the possibility of magnetic interaction with them, a stator is installed on the axis, on which are placed poles with ferromagnetic tips having a U-shaped cross-section facing the crossbar towards the axis, switchable windings made circular and placed in the recesses of the tips, and the poles of rectangular cross-section are made ferromagnetic and placed on the rotor.
Кроме того, при использовании данного мотор-колеса в качестве ведущего колеса транспортного средства стойки наконечников в полюсах статора целесообразно выполнять более протяженными/ чем перекладины.In addition, when using this motor wheel as the driving wheel of a vehicle, it is advisable to carry out the tip racks in the stator poles more extended than the crossbars.
Кроме того, при использовании данного мотор-колеса в качестве приводного барабана конвейера перекладины наконечников в полюсах статора целесообразно выполнять более протяженными, чем стойки.In addition, when using this motor wheel as a drive drum of the conveyor, it is advisable to perform the crossbars of the tips in the stator poles longer than the racks.
Технический результат достигается также тем, что электропривод передвижной установки содержит трехфазные моторколеса, каждое из которых выполнено как описано вьше и подключено к шинам питания постоянного тока через соответствующую группу фазных электронных ключей и датчиков тока, регуляторы тока мотор-колес, в каждом из которых один из входов через усилитель соединен с включенными в разомкнутый треугольник выходными обмотками датчиков тока данного моторколеса, другой вход через блок формирования тока - с выходом соответствующего регулятора скорости, а выход - черезThe technical result is also achieved by the fact that the electric drive of the mobile unit contains three-phase motor wheels, each of which is made as described earlier and connected to the DC power buses through the corresponding group of phase electronic keys and current sensors, motor-wheel current regulators, in each of which one of the inputs through the amplifier are connected to the output windings of the current sensors of the motor wheel included in the open triangle, the other input through the current generation unit - with the output of the corresponding reg speed controller, and the output through
соответствующую группу сумматоров - с управляющими входами соответствующей группы электронных ключей, микроконтроллер/ командные входы которого подключены к пульту управления, сигнальные входы - к выходам соответствующих датчиков положения ротора на валу, соединенных с первыми входами соответствующих регуляторов скорости, задающие выходы - со вторыми входами последних, а управляющие выходы - с управляющими входами всех групп сумматоров.the corresponding group of adders - with the control inputs of the corresponding group of electronic keys, the microcontroller / command inputs of which are connected to the control panel, the signal inputs - to the outputs of the corresponding rotor position sensors on the shaft, connected to the first inputs of the corresponding speed controllers, the output outputs - with the second inputs of the latter, and control outputs - with control inputs of all adder groups.
На фиг.1 и 2 показано одно из возможных исполнений предложенного мотор-колеса (вид спереди в разрезе и вид сбоку) для случая применения в качестве ведущего колеса транспортного средства, на фиг.З и 4 - другое его исполнение (вид спереди в разрезе и эскиз) для случая применения в качестве приводного барабана конвейера, а на фиг.5 - приведена электрическая схема трехфазного привода с предложенным мотор-колесом.Figures 1 and 2 show one of the possible designs of the proposed motor wheel (front view in section and side view) for the case of using a vehicle as a drive wheel, in Figs. 3 and 4, another embodiment thereof (front view in section and sketch) for the case of use as a drive drum conveyor, and figure 5 - shows the electrical diagram of a three-phase drive with the proposed motor wheel.
На фиг.1 - 4 обозначены: 1 - колесная ось, 2 - ступица, 3 - спицы, 4 - обод, 5 - статор, б - полюса статора, 7 - Побразные ферромагнитные наконечники полюсов статора со стойками протяженностью h и перекладинами протяженностью Ь, 8 - обмотки полюсов статоров, 9 - ротор, 10 - ферромагнитные полюса ротора, 11 - подшипники. В исполнении по фиг.1, 2 выбрано h Ь, а в исполнении по фиг.3, 4 - Ь h.Figures 1 to 4 designate: 1 — wheel axle, 2 — hub, 3 — spokes, 4 — rim, 5 — stator, b — stator poles, 7 — Figurative ferromagnetic tips of the stator poles with struts of length h and crossbars of length b, 8 - windings of the poles of stators, 9 - rotor, 10 - ferromagnetic poles of the rotor, 11 - bearings. In the design of FIGS. 1, 2, h b is selected, and in the design of FIGS. 3, 4, h h is selected.
На фиг.5 дополнительно обозначены: 12 - шины питания, 13 силовые электронные ключи, 14 - датчики тока, 15 - усилитель, 16 - регулятор тока, 17 - сумматоры, 18 - датчик положения ротора на валу, 19 - блок формирования тока, 20 - регуляторFigure 5 additionally designated: 12 - power bus, 13 power electronic keys, 14 - current sensors, 15 - amplifier, 16 - current regulator, 17 - adders, 18 - rotor position sensor on the shaft, 19 - current generating unit, 20 - regulator
скорости, 21 - микроконтроллер, 22 - пульт управления. Обмотки 8 полюсов б статора 5 распределены на три группы Wi, Wa и Wa.speed, 21 - microcontroller, 22 - control panel. The windings of the 8 poles of stator 5 are divided into three groups Wi, Wa and Wa.
Мотор-колесо и его электропривод работают следующим образом.The motor wheel and its electric drive operate as follows.
При подаче тока в обмотки 8 полюсов б статора 5 и создании с помощью ключей 13 в статоре 5 бегущего магнитного поля ферромагнитные полюса 10 ротора 9 за счет взаимодействия с указанным полем приходят в движение и обеспечивают вращение обода 4 колеса. Важно подчеркнуть, что при исполнении полюсов 6 по фиг.1 и 2 (с h Ь), несмотря на повышенные потоки рассеяния, достигается существенное уменьшение осевых габаритов колеса, что является особенно важным при использовании его в качестве ведущего колеса транспортного средства. При использовании же данного мотор-колеса в качестве приводного барабана конвейера вопрос об осевых габаритах не имеет особого значения и там предпочтительным с точки зрения технических характеристик оказывается исполнение полюсов б по фиг.З и 4 (с h Ь) .When a current is supplied to the windings of 8 poles of the bator 5 and the creation of a traveling magnetic field using the keys 13 in the stator 5, the ferromagnetic poles 10 of the rotor 9 are set in motion by the interaction with the specified field and provide the rotation of the wheel rim 4. It is important to emphasize that when performing the poles 6 of FIGS. 1 and 2 (with h b), in spite of the increased scattering fluxes, a significant reduction in the axial dimensions of the wheel is achieved, which is especially important when using it as a drive wheel of a vehicle. When using this motor wheel as a drive drum of the conveyor, the issue of axial dimensions is not of particular importance, and it is preferable from the point of view of technical characteristics to perform the poles b of FIGS. 3 and 4 (c h b).
При управлении мотор-колесом в приводе по фиг.5 питание на обмотки 8 Wi, Wa и Wa поступает от шин 12 через силовые электронные ключи 13 по сигналам управления от соответствующих сумматоров 17. Помимо указанной функции, ключи 13 обеспечивают быстрый переток запасенной в обмотках 8 Wi, №2 и Wa электроэнергии при их отключении от шин 12 питания. Подобный переток необходим для исключения опасных перенапряжений на самих ключах 13 и для организации процесса спадания токов вWhen controlling the motor wheel in the drive of FIG. 5, power is supplied to the windings 8 Wi, Wa and Wa from the buses 12 through power electronic keys 13 via control signals from the respective adders 17. In addition to this function, the keys 13 provide a quick transfer of the energy stored in the windings 8 Wi, No. 2 and Wa electricity when disconnected from the bus 12 power. Such an overflow is necessary to eliminate dangerous overvoltages on the keys 13 themselves and to organize the process of current decay in
обмотках 8 при их отключении с целью предотвращения возникновения тормозных моментов в мотор-колесе.windings 8 when they are disconnected in order to prevent the occurrence of braking moments in the motor wheel.
С включением соответствующей команды (вперед или назад) на пульте 22 управления по сигналу от микроконтроллера 21 через сумматоры 17 замыкаются ключи 13 в прямой или обратной последовательности/ и мотор-колесо начинает вращаться в ту или иную сторону.With the inclusion of the appropriate command (forward or backward) on the control panel 22, according to the signal from the microcontroller 21, through the adders 17, the keys 13 are closed in the forward or reverse sequence / and the motor wheel begins to rotate in one direction or another.
Задание скорости осуществляется с пульта 22 управления путем подачи через микроконтроллер 21 задающего сигнала на один из входов регулятора 20.скорости, на другой вход которого поступает сигнал от датчика 18 положения ротора на валу , пропорциональный текущей скорости мотор-колеса. Регулятор 20 скорости, сравнивая этот сигнал с задающим, воздействует через блок 19 формирования тока на регулятор 16 тока. Последний, в свою очередь, сравнивает сигнал от регулятора 20 скорости и измеренные и усиленным усилителем 15 токовым сигналом от датчиков 14 и воздействует по соответствующему закону на сумматоры 17, поддерживая всегда токи в обмотках Wi, Wa и Wa на заданном уровне.The speed is set from the control panel 22 by supplying a micro-controller 21 of the driving signal to one of the inputs of the speed controller 20. The other input of which receives a signal from the rotor position sensor 18 on the shaft, which is proportional to the current speed of the motor-wheel. The speed controller 20, comparing this signal with the master, acts through the current generating unit 19 to the current controller 16. The latter, in turn, compares the signal from the speed controller 20 and the current signal from the sensors 14 measured by the amplified amplifier 15 and acts on the adders 17 according to the corresponding law, always maintaining the currents in the windings Wi, Wa and Wa at a given level.
Включение на пульте 22 управления команды торможение переводит мотор-колесо в генераторный режим с рекуперацией энергии в источник питания.The inclusion of the braking command on the control panel 22 puts the motor-wheel in the generator mode with energy recovery to the power source.
Исполнение команд вправо и влево предполагает работу с группой мотор-колес, находящихся в качестве ведущих колес на транспортном средстве. Например, два или четыре мотор-колеса могут реализовать поворот направо, налево, а также разворот на месте.Execution of commands to the right and left involves working with a group of motor wheels located as driving wheels on a vehicle. For example, two or four motor-wheels can realize a turn to the right, left, and also a turn on the spot.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99118265/20U RU13007U1 (en) | 1999-08-23 | 1999-08-23 | MOTOR WHEEL AND MOBILE ELECTRIC DRIVE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99118265/20U RU13007U1 (en) | 1999-08-23 | 1999-08-23 | MOTOR WHEEL AND MOBILE ELECTRIC DRIVE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU13007U1 true RU13007U1 (en) | 2000-03-20 |
Family
ID=48274292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99118265/20U RU13007U1 (en) | 1999-08-23 | 1999-08-23 | MOTOR WHEEL AND MOBILE ELECTRIC DRIVE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU13007U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018208188A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Алексей Федорович ХОРОШЕВ | Self-controlled wheel and operating method thereof |
-
1999
- 1999-08-23 RU RU99118265/20U patent/RU13007U1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018208188A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Алексей Федорович ХОРОШЕВ | Self-controlled wheel and operating method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7964978B1 (en) | Wind turbine having a blade ring using magnetic levitation | |
CA2375400C (en) | Electrical machine | |
CN102005877B (en) | Energy-saving hub motor | |
CN107154770A (en) | Power system for controlled motor | |
ES2050551T3 (en) | WHEEL HUB DYNAMO. | |
RU2014102869A (en) | DEVICE FOR ELECTRIC CURRENT GENERATION BY NON-CONTACT METHOD, IN PARTICULAR BICYCLE DYNAMO MACHINE, VEHICLE LIGHTING SYSTEM AND BICYCLE | |
US10218249B2 (en) | Brushless DC motorization apparatus | |
JP2008295284A (en) | Brushless electrical machine | |
US4160181A (en) | Method for generating auxiliary electric energy on a vehicle | |
MX2014000549A (en) | Wheel assembly defining a motor/generator. | |
RU166178U1 (en) | MOTOR WHEEL WITH INTEGRATION OF ASYNCHRONOUS MOTOR | |
CN102904405A (en) | Birotor synchronous generator | |
RU13007U1 (en) | MOTOR WHEEL AND MOBILE ELECTRIC DRIVE | |
CN202634041U (en) | Power generating device of bicycle | |
CN202209255U (en) | Driving and wind power generation device on bicycle | |
CN104967268A (en) | Switch reluctance motor of distributed multiple driving units | |
CN106787538B (en) | Hybrid magnetic suspension motor | |
KR101471784B1 (en) | System for generating power | |
CN210404981U (en) | Magnetic suspension bearing and high-performance servo motor | |
Gorbel et al. | Modelling approach of electric cars autonomy | |
CN215850773U (en) | Magnetic suspension trolley | |
CN113638992B (en) | Electromagnetic braking energy recovery device | |
Khergade et al. | Closed loop control of axial flux permanent magnet BLDC motor for electric vehicles | |
CN102651594B (en) | Switched reluctance generator with C-shaped stator cores | |
RU2390653C1 (en) | Gear-free wind electric plant |