RU2156191C2 - Motorized wheel - Google Patents

Motorized wheel Download PDF

Info

Publication number
RU2156191C2
RU2156191C2 RU98122496A RU98122496A RU2156191C2 RU 2156191 C2 RU2156191 C2 RU 2156191C2 RU 98122496 A RU98122496 A RU 98122496A RU 98122496 A RU98122496 A RU 98122496A RU 2156191 C2 RU2156191 C2 RU 2156191C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnets
coils
axis
sections
wheel
Prior art date
Application number
RU98122496A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98122496A (en
Inventor
В.Е. Волегов
Original Assignee
Волегов Виктор Евгеньевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Волегов Виктор Евгеньевич filed Critical Волегов Виктор Евгеньевич
Priority to RU98122496A priority Critical patent/RU2156191C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2156191C2 publication Critical patent/RU2156191C2/en
Publication of RU98122496A publication Critical patent/RU98122496A/en

Links

Images

Landscapes

  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; vehicles. SUBSTANCE: noncontact communication motorized wheel has control voltage source, disk rotor and stator furnished with magnets and rows of electric units. These units have coil section and rotor position pickups, for instance, Hall generators. EFFECT: provision of high specific power at unification of units and parts. 5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве мотор-колеса транспортных, дорожных и других передвижных средств. The invention relates to mechanical engineering and can be used as a motor-wheel of transport, road and other mobile vehicles.

Известен мотор-колесо, содержащий встроенную в колесо асинхронную электрическую машину, при этом статор с магнитопроводом неподвижно закреплен на оси колеса, на магнитопроводе статора размещены магнитные элементы, ротор установлен подвижно на оси колеса и имеет магнитопровод с короткозамкнутыми обмотками (см. Патент СССР N 1725780). A motor wheel is known that contains an asynchronous electric machine integrated in the wheel, while a stator with a magnetic circuit is fixedly mounted on the axis of the wheel, magnetic elements are placed on the magnetic circuit of the stator, the rotor is mounted movably on the axis of the wheel and has a magnetic circuit with short-circuited windings (see USSR Patent N 1725780 )

Известный мотор-колесо имеет ряд недостатков: недостаточный пусковой момент, сложную систему управления и низкий КПД. The well-known motor wheel has several disadvantages: insufficient starting torque, a complex control system and low efficiency.

Известен мотор-колесо, содержащий обод, вал, электропривод с электродвигателем и источником регулируемого напряжения, статор электродвигателя жестко закреплен на полом валу, на статоре размещены катушки обмоток, ротор соединен с ободом колеса и подвижно закреплен на подшипниках и на валу, имеет магнитопровод с постоянными магнитами, размещенными равномерно с чередующейся полярностью магнитов, две группы коллекторов, электрически подключенных к источнику питания (см. Патент России N 2035114, М.Кл H 02 K 23/00, B 60 K 7/00, БИ 13, 1995 г.). A motor wheel is known, comprising a rim, a shaft, an electric drive with an electric motor and an adjustable voltage source, an electric motor stator is rigidly fixed to the hollow shaft, winding coils are placed on the stator, the rotor is connected to the wheel rim and movably mounted on bearings and on the shaft, has a magnetic circuit with constant magnets placed uniformly with alternating polarity of the magnets, two groups of collectors electrically connected to a power source (see Russian Patent N 2035114, M. Cl H 02 K 23/00, B 60 K 7/00, BI 13, 1995) .

Существенными недостатками, также являются сложность конструкции, низкий КПД и значительные нагрузки на подшипники вала. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является "Мотор-колесо" (См. Патент России N 2035115, М.Кл. H 02 K 23/00, B 60 K 7/00, БИ 13, 1995 г. ), содержащий обод, полую ось, электропривод с электродвигателем и источником регулируемого напряжения, электродвигатель, состоящий из жестко закрепленного на оси статора с катушками обмоток, размещенных группами, с фиксированным угловым расстоянием между осями катушек, для каждой группы катушек имеется распределительный коллектор, образованный расположенными по окружности изолированными токопроводящими пластинами, расположенными на статоре, и токосъемниками на роторе колеса, ротор соединен с ободом колеса и подвижно закреплен на подшипниках на оси, магнитопровод ротора имеет постоянные магниты с чередующейся полярностью. Significant disadvantages are also design complexity, low efficiency and significant loads on the shaft bearings. The closest in technical essence to the proposed technical solution is the "Motor Wheel" (See Russian Patent N 2035115, M. Cl. H 02 K 23/00, B 60 K 7/00, BI 13, 1995), containing a rim, a hollow axis, an electric drive with an electric motor and an adjustable voltage source, an electric motor, consisting of a coil fixed to the stator axis with coils of windings placed in groups, with a fixed angular distance between the axes of the coils, for each group of coils there is a distribution collector formed by an insulator arranged around the circumference en conductive plates disposed on the stator and rotor slip rings on the wheel, the rotor connected to the wheel rim and is fastened movably on bearings on the axis magnetic rotor has permanent magnets with alternating polarity.

Недостатком устройства, как и аналогов, является сложность конструкции, низкий КПД и значительные нагрузки на подшипники оси. The disadvantage of the device, as well as analogues, is the design complexity, low efficiency and significant loads on the axle bearings.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание мотор-колеса с высоким КПД, простой конструкции, малыми нагрузками на подшипники оси, обеспечивающими высокую надежность. The objective of the invention is to remedy these disadvantages and create a motor wheel with high efficiency, simple design, low loads on the axle bearings, providing high reliability.

Задача решается тем, что предлагаемый мотор-колесо, содержащий обод, полую ось, электропривод с источником регулируемого напряжения и электродвигателем, состоящим из закрепленного на полой оси статора с катушками обмоток, размещенных группами с фиксированным угловым расстоянием между катушками, ротор, соединенный с ободом колеса и подвижно закрепленный на подшипниках на оси, имеющий магнитопровод с основными, с чередующейся полярностью, постоянными магнитами, размещенными равномерно на магнитопроводе, коллектор, которые подключены к выходам источника регулируемого напряжения, отличается тем, что электродвигатель снабжен датчиками положения ротора, дополнительными магнитами, размещенными между основными магнитами, а статор снабжен расположенными в пространстве между магнитами рядами электрических блоков, каждый из которых содержит диэлектрическое кольцо с контактами и радиатор, в пазах которого установлены секции катушек с обмотками и датчики положения ротора, выводы которых присоединены к контактам диэлектрического кольца и объединены в фазовые секции, при этом все магниты установлены в обоймах, соединены между собой и с ободом колеса, с образованием зазоров, в пространстве которых размещены электрические блоки, причем чередующиеся магнитные поля магнитов направлены навстречу друг другу, а коллектор выполнен в виде блока переключения фазовых секций и блока управления направлением и скоростью вращения двигателя, при этом выводы датчиков положения ротора подключены к контактам колец и через отверстия колец и полой оси подключены к управляющим входам блока управления, а фазовые секции катушек подключены к контактам диэлектрических колец, а в рядах электрических блоков соединены последовательно или параллельно или последовательно-параллельно и через отверстия колец полой оси присоединены к блоку переключения фазовых секций, выходы которого подключены к блоку управления направлением и скоростью вращения колеса. The problem is solved in that the proposed motor wheel containing a rim, a hollow axis, an electric drive with an adjustable voltage source and an electric motor consisting of a stator fixed to the hollow axis with coils of windings placed in groups with a fixed angular distance between the coils, a rotor connected to the wheel rim and movably mounted on bearings on an axis, having a magnetic circuit with main, alternating polarity, permanent magnets placed uniformly on the magnetic circuit, a collector that is connected to the outputs of the adjustable voltage source, characterized in that the electric motor is equipped with rotor position sensors, additional magnets located between the main magnets, and the stator is equipped with rows of electrical units located in the space between the magnets, each of which contains a dielectric ring with contacts and a radiator, in the slots of which are installed sections of coils with windings and rotor position sensors, the conclusions of which are connected to the contacts of the dielectric ring and combined into phase sections, while m all magnets are mounted in cages, interconnected and with the wheel rim, with the formation of gaps in the space of which electrical units are placed, and alternating magnetic fields of magnets are directed towards each other, and the collector is made in the form of a phase section switching unit and a direction control unit and engine speed, while the conclusions of the rotor position sensors are connected to the contacts of the rings and through the holes of the rings and the hollow axis are connected to the control inputs of the control unit, and the phase sections of the coils connected to the contacts of the dielectric rings, and in the rows of electrical blocks are connected in series or parallel or sequentially-parallel and through the holes of the rings of the hollow axis are connected to the phase section switching unit, the outputs of which are connected to the control unit for the direction and speed of rotation of the wheel.

Мотор-колесо может отличаться тем, что постоянные магниты и электрические блоки установлены с зазорами, параллельно оси (см. фиг. 6). The motor wheel may differ in that the permanent magnets and electrical units are installed with gaps parallel to the axis (see Fig. 6).

При такой конструкции обеспечивается реализация малогабаритных изделий. With this design, the implementation of small-sized products.

Мотор-колесо может отличаться также тем, что постоянные магниты и электрические блоки могут быть установлены зазорами под углом к оси. Такая конструкция обеспечивает реализацию обода колеса, например, конической формы (см. фиг. 7). The motor wheel can also differ in that the permanent magnets and electrical units can be installed with gaps at an angle to the axis. This design provides the implementation of the wheel rim, for example, conical shape (see Fig. 7).

Кроме того, мотор-колесо отличается тем, что обмотки катушек выполнены из электропроводной ленты, например сверхпроводящего материала, покрытого изоляцией. При изготовлении обмоток из ленты катушки приобретают высокую прочность и плотность укладки. Применение сверхпроводящих материалов дает возможность значительно увеличить КПД и мощность мотор-колеса. Кроме того, мотор-колесо может отличаться тем, что постоянные магниты выполнены в виде набора секций постоянных магнитов. In addition, the motor-wheel is characterized in that the windings of the coils are made of electrically conductive tape, for example a superconducting material coated with insulation. In the manufacture of windings from tape, the coils acquire high strength and density of laying. The use of superconducting materials makes it possible to significantly increase the efficiency and power of the motor wheel. In addition, the motor-wheel may differ in that the permanent magnets are made in the form of a set of sections of permanent magnets.

Конструкция и принцип работы мотор-колеса поясняются чертежами, где:
- на фиг. 1 показан один из вариантов реализации мотор-колеса, состоящего из обода, закрепленного на обоймах, в которых установлены три тороидальных магнита с двумя чередующимися с магнитами электрическими блоками, жестко закрепленными на полой оси статора и через отверстия колец и полой оси подключены к блоку управления направлением и скоростью вращения и к блоку переключения фазовых секций, к источнику регулируемого напряжения;
- на фиг. 2 приведена схема электрическая, принципиальная мотор-колеса с блокам управления направления и скоростью вращения, блоком переключения фазовых секций и источником регулируемого напряжения;
- на фиг. 3 - конструкция электрического блока, содержащего диэлектрическое кольцо с контактами и радиатор, в пазах которого установлены ленточные катушки и датчики положения ротора, например датчики Холла;
- на фиг. 4 - топология контактов диэлектрического кольца, обеспечивающая коммутацию катушек, соединенных в секции, и соединение датчиков положения между собой;
- на фиг. 5 - эпюры напряжения в электрических блоках в зависимости от положения секций катушек и чередующегося магнитного поля постоянных магнитов ротора, направленных навстречу друг другу;
- на фиг. 6 представлена схема размещения магнитов и электрических блоков, установленных в тopoидальныx зазорах параллельно оси вала;
- на фиг. 7 представлена схема размещения магнитов и электрических блоков, установленных в тороидальных зазорах под углом к оси.The design and principle of operation of the motor wheel are illustrated by drawings, where:
- in FIG. 1 shows one embodiment of a motor wheel consisting of a rim mounted on cages in which three toroidal magnets are mounted with two electrical blocks alternating with magnets rigidly fixed to the hollow axis of the stator and connected to the direction control unit through the holes of the rings and the hollow axis and speed of rotation and to the block switching phase sections, to a source of adjustable voltage;
- in FIG. 2 shows an electric circuit diagram of a motor wheel with direction and rotation speed control units, a phase section switching unit and an adjustable voltage source;
- in FIG. 3 - design of an electrical unit containing a dielectric ring with contacts and a radiator, in the grooves of which are mounted ribbon coils and rotor position sensors, for example Hall sensors;
- in FIG. 4 - the topology of the contacts of the dielectric ring, providing switching coils connected in sections, and the connection of position sensors to each other;
- in FIG. 5 - voltage plots in electrical units depending on the position of the coil sections and the alternating magnetic field of the permanent rotor magnets directed towards each other;
- in FIG. 6 shows the layout of magnets and electrical units installed in toroidal gaps parallel to the axis of the shaft;
- in FIG. 7 shows the layout of magnets and electrical units installed in toroidal gaps at an angle to the axis.

Мотор-колесо, содержащий обод 1, ось 2, электропривод с электродвигателем и источником 3 регулируемого напряжения, электродвигатель, состоящий из закрепленного на полой оси 2 статора с катушками 4 обмоток, размещенных группами с фиксированным угловым расстоянием между катушек 4, ротор, соединенный с ободом 1 колеса и подвижно закрепленный на подшипниках 5 на полой оси 2, имеет магнитопровод 6 с постоянными магнитами 7, электродвигатель снабжен датчиками 8 положения ротора, блоком 9 переключения фазовых секций и блоком 10 управления направлением и скоростью вращения электродвигателя, в электродвигателе установлены дополнительные постоянные магниты 7. Все магниты установлены в обоймах 11, соединенных с ободом колеса и магнитопроводами 6, установленными на подшипниках 5 полой оси. Статор снабжен двумя рядами электрических блоков 12, чередующимися с тремя рядами постоянных магнитов 7, установленных в обоймах 11. Электрические блоки 12 содержат диэлектрическое кольцо 13 с контактами 15 и радиатор 14, в пазах которого установлены секции ленточных катушек 4 с обмотками и датчики 8 положения ротора, например датчики Холла. Секции катушек 4 смещены друг относительно друга на 60, а датчики положения на 120 градусов. Катушки 4 секций и датчики 8 положения установлены в пазах радиатора 14, который обеспечивает отвод тепла и механическую прочность электрических блоков 12. Диэлектрическое кольцо 13 с контактами 15 электрически соединяет шесть ленточных катушек 4 в три пары фазовых секций, которые через отверстия кольца и полой оси подключены к переключателям П1, П2 и П3 блока 9 переключения фазовых секций. Переключатели синхронизированы между собой, имеют четыре состояния, соответствующие четырем режимам работы мотор-колеса:
а - мотор-колесо отключено от источника 3 регулируемого напряжения;
б - все фазовые секции катушек 4 подключены к силовым ключам 18 блока 10 управления, т.е. мотор-колесо имеет максимальные обороты и мощность;
в - фазовые секции катушек 4 первого электрического блока 12 подключены к силовым ключам 18 блока 10 управления, фазовые секции катушек 4 второго электрического блока 12 работают в режиме генератора и через выпрямитель 16 подключены на нагрузку, к источнику 3 регулируемого напряжения, для преобразования и накопления энергии;
г - все фазовые секции электрических блоков 12 работают в режиме генератора, подключены блоком 9 через выпрямитель 16 на нагрузку - к источнику 3, для преобразования и накопления энергии, т.е. для рекуперации энергии инерционного движения в электрическую энергию в режиме например, торможения транспортного средства. Обоймы 11 с магнитами 7 соединены между собой и с магнитопроводами 6 с образованием тороидальных зазоров 17, в пространстве которых размещены электрические блоки 12, при этом тороидальные зазоры 17 установлены под прямым углом к оси, причем чередующиеся магнитные поля постоянных магнитов 7 направлены навстречу друг другу, выводы датчиков 8 положения ротора и секции обмоток катушек 4 в рядах электрических блоков 12 соединены последовательно-параллельно и через отверстия 15 колец 13 и полой оси 2 подключены через блок 10 управления и блок 9 переключения фазовых секций к источнику 3 регулируемого напряжения.A motor wheel containing a rim 1, axis 2, an electric drive with an electric motor and a variable voltage source 3, an electric motor consisting of a stator fixed to a hollow axis 2 with coils 4 windings placed in groups with a fixed angular distance between the coils 4, a rotor connected to the rim 1 wheel and movably mounted on bearings 5 on the hollow axis 2, has a magnetic circuit 6 with permanent magnets 7, the electric motor is equipped with rotor position sensors 8, a phase section switching unit 9 and a direction control unit 10 and the rotational speed of the electric motor, additional permanent magnets 7 are installed in the electric motor 7. All magnets are mounted in cages 11 connected to the wheel rim and magnetic circuits 6 mounted on the bearings 5 of the hollow axis. The stator is equipped with two rows of electrical units 12, alternating with three rows of permanent magnets 7 installed in the clips 11. The electrical units 12 contain a dielectric ring 13 with contacts 15 and a radiator 14, in the grooves of which sections of tape coils 4 with windings and rotor position sensors 8 are installed e.g. Hall sensors. The sections of the coils 4 are offset relative to each other by 60, and position sensors by 120 degrees. Coils of 4 sections and position sensors 8 are installed in the grooves of the radiator 14, which provides heat dissipation and mechanical strength of the electrical units 12. A dielectric ring 13 with contacts 15 electrically connects six tape coils 4 into three pairs of phase sections, which are connected through the holes of the ring and the hollow axis to the switches P1, P2 and P3 of the block 9 switching phase sections. The switches are synchronized with each other, have four states corresponding to four modes of operation of the motor-wheel:
a - the motor-wheel is disconnected from the source 3 of the regulated voltage;
b - all phase sections of the coils 4 are connected to power keys 18 of the control unit 10, i.e. motor-wheel has maximum speed and power;
c - the phase sections of the coils 4 of the first electrical unit 12 are connected to power keys 18 of the control unit 10, the phase sections of the coils 4 of the second electrical unit 12 operate in generator mode and are connected through the rectifier 16 to the load, to a regulated voltage source 3, to convert and store energy ;
d - all phase sections of electrical units 12 operate in generator mode, are connected by unit 9 through a rectifier 16 to the load, to source 3, for converting and storing energy, i.e. to recover the energy of inertial motion into electrical energy in the mode of, for example, vehicle braking. The cages 11 with magnets 7 are connected to each other and to the magnetic cores 6 with the formation of toroidal gaps 17, in the space of which electrical blocks 12 are placed, while the toroidal gaps 17 are installed at right angles to the axis, and the alternating magnetic fields of the permanent magnets 7 are directed towards each other, the conclusions of the sensors 8 of the position of the rotor and section of the windings of the coils 4 in the rows of electrical units 12 are connected in series and parallel and through the holes 15 of the rings 13 and the hollow axis 2 are connected through the control unit 10 and the switching unit 9 Ia phase sections 3 to a source of regulated voltage.

Мотор-колесо предлагаемой конструкции работает следующим образом. The motor wheel of the proposed design works as follows.

В режиме "а" источник 3 регулируемого напряжения отключен от электропривода мотор-колеса. In the "a" mode, the adjustable voltage source 3 is disconnected from the electric motor-wheel drive.

В режиме "б" состояние переключателей П1, П2 и П3 блока 9 подсоединяет источник 3 регулируемого напряжения и подает напряжение на электрические блоки 12. Ротор приходит во вращение, поскольку предложенное объединение рядов электрических блоков 12 и расположение тороидальных магнитов 7, установленных в обоймах 11 с чередующейся полярностью формирует в зазоре 17 суммарную напряженность магнитного поля всех магнитов, которое вызывает срабатывание датчиков положения 8 и соответственно происходит срабатывание силовых ключей 18, которые создают импульсные токи I1, I2, I3 в подключенных обмотках секций катушек 4 (фиг. 5). При этом возникает сила, действующая между секциями катушек 4 и магнитным полем тороидального зазора 17. В результате ротор приходит во вращение, которое передается ободу и соответственно колесу.In mode "b", the state of the switches P1, P2 and P3 of block 9 connects a regulated voltage source 3 and supplies voltage to the electrical units 12. The rotor comes into rotation, since the proposed combination of the rows of electrical units 12 and the location of the toroidal magnets 7 installed in the clips 11 s alternating polarity forms in the gap 17 the total magnetic field strength of all the magnets, which causes the triggering of position sensors 8 and, accordingly, the triggering of the power keys 18, which create imp pulse currents I 1 , I 2 , I 3 in the connected windings of the sections of the coils 4 (Fig. 5). When this occurs, the force acting between the sections of the coils 4 and the magnetic field of the toroidal gap 17. As a result, the rotor comes into rotation, which is transmitted to the rim and, accordingly, the wheel.

Режимом "г" предусмотрено движение транспортного средства по инерции. The "g" mode provides for the inertia of the vehicle.

В положении переключателей П1,П2 и П3 "г" происходит индуцирование напряжения в фазовых обмотках, т.е. двигатель переходит в режим генератора, и происходит рекуперация энергии, т.е. подзарядка источника тока. In the position of the switches P1, P2 and P3 "g", voltage is induced in the phase windings, i.e. the engine goes into generator mode and energy recovery occurs, i.e. recharging the current source.

Благодаря тому, что тороидальные магниты 7 установлены в обоймах 11 и с помощью магнитопроводов 6 и чередующихся магнитных полей, направленных навстречу друг другу, обеспечивается формирование электромагнитной подушки в тороидальных зазорах 17, в которых размещены два электрических блока 12. Взаимодействие суммарных электромагнитных полей дает снижение нагрузки на подшипники 5 оси 2. Потокосцепление магнитного поля магнитов 7 и электрического поля обмоток катушек 8 при прохождении через них токов изменяется

Figure 00000002
в зависимости от положения ротора, определяющего возникновение в обмотках электродвижущей силы U1, U2, U3.Due to the fact that the toroidal magnets 7 are installed in the cages 11 and with the help of the magnetic cores 6 and alternating magnetic fields directed towards each other, the formation of an electromagnetic cushion in the toroidal gaps 17, in which two electrical units 12 are placed, interaction of the total electromagnetic fields reduces the load on the bearings 5 of the axis 2. The flux linkage of the magnetic field of the magnets 7 and the electric field of the windings of the coils 8 when currents pass through them changes
Figure 00000002
depending on the position of the rotor, which determines the occurrence in the windings of an electromotive force U 1 , U 2 , U 3 .

Это приводит к возникновению магнитоэлектрических сил в каждом зазоре 17, обеспечивающих создание вращающего момента или индукцию напряжения в обмотках при автоматическом переключении обмоток катушек 4 с помощью датчиков положения 8, чередующегося магнитного поля ротора. This leads to the emergence of magnetoelectric forces in each gap 17, providing the creation of torque or induction of voltage in the windings when automatically switching the windings of the coils 4 using position sensors 8, the alternating magnetic field of the rotor.

Из эпюр фиг. 5 следует, что предложенная конструкция мотор-колеса обеспечивает суммирование электромагнитных полей в тороидальных зазорах 17, а чередующиеся ряды электрических блоков 12 и магнитов 7 создают суммарное электромагнитное поле. Оно создает вращающий момент на роторе или индукцию напряжения в обмотках катушек 4 при автоматическом переключении пространственных и временных фазовых сдвигов с помощью датчиков 8 положения ротора. From the diagrams of FIG. 5 it follows that the proposed design of the motor wheel provides the summation of electromagnetic fields in the toroidal gaps 17, and alternating rows of electrical units 12 and magnets 7 create a total electromagnetic field. It creates a torque on the rotor or induction voltage in the windings of the coils 4 when automatically switching spatial and temporal phase shifts using sensors 8 of the rotor position.

Суммирование в зазоре электромагнитных полей нескольких рядов электрических блоков и нескольких рядов магнитов дает возможность получить высокую удельную мощность электродвигателя или генератора, а электромагнитная подушка, возникающая между статором и ротором, позволяет значительно снизить нагрузки на подшипники вала и увеличить его надежность. Summing in the gap of the electromagnetic fields of several rows of electrical units and several rows of magnets makes it possible to obtain high specific power of an electric motor or generator, and the electromagnetic cushion arising between the stator and rotor can significantly reduce the load on the shaft bearings and increase its reliability.

Изобретение позволяет суммировать электромагнитные поля в тороидальных электромагнитных зазорах мотор-колеса путем набора необходимого количества стандартных электрических блоков и постоянных магнитов, таким образом получать заданную высокую удельную мощность при высоком уровне унификации узлов и деталей, приводящих к высокой конкурентоспособности на мировом рынке. The invention allows to summarize the electromagnetic fields in the toroidal electromagnetic gaps of the motor-wheel by dialing the required number of standard electrical units and permanent magnets, thus obtaining a given high specific power with a high level of unification of components and parts, leading to high competitiveness in the world market.

Claims (5)

1. Мотор-колесо, содержащее обод, полую ось, электропривод с источником регулируемого напряжения и электродвигателем, состоящим из закрепленного на полой оси статора с катушками обмоток, размещенными группами с фиксированным угловым расстоянием между катушками, ротора, соединенного с ободом колеса и подвижно закрепленного на подшипниках на оси, имеющего магнитопровод с основными, с чередующейся полярностью постоянными магнитами, размещенными равномерно на магнитопроводе, коллектор, который подключен к выходу источника регулируемого напряжения, отличающееся тем, что электродвигатель снабжен датчиками положения ротора, дополнительными магнитами, размещенными между основными магнитами, а статор снабжен расположенными в пространстве между магнитами рядами электрических блоков, каждый из которых содержит диэлектрическое кольцо с контактами и радиатор, в пазах которого установлены секции катушек с обмотками и датчики положения ротора, выводы которых присоединены к контактам диэлектрического кольца и объединены в фазовые секции, при этом все магниты установлены в обоймах, соединены между собой и с ободом колеса с образованием зазоров, в пространстве которых размещены электрические блоки, причем коллектор выполнен в виде блока переключения фазовых секций и блока управления направлением и скоростью вращения, причем выводы датчиков положения ротора подключены к контактам кольца и через отверстия колец и полой оси подключены к управляющим входам блока управления, а фазовые секции катушек подключены к контактам колец, а в рядах электрических блоков они соединены последовательно или параллельно или последовательно-параллельно и через отверстия колец и полой оси присоединены к блоку переключения фазовых секций, выходы которого подключены к блоку управления направлением и скоростью вращения колеса. 1. A motor wheel containing a rim, a hollow axis, an electric drive with an adjustable voltage source and an electric motor consisting of a stator fixed to the hollow axis with winding coils placed in groups with a fixed angular distance between the coils, a rotor connected to the wheel rim and movably fixed to bearings on an axis having a magnetic circuit with the main, alternating polarity permanent magnets placed uniformly on the magnetic circuit, a collector that is connected to the output of an adjustable voltages, characterized in that the electric motor is equipped with rotor position sensors, additional magnets located between the main magnets, and the stator is equipped with rows of electrical blocks located in the space between the magnets, each of which contains a dielectric ring with contacts and a radiator, in the slots of which are mounted coil sections with windings and rotor position sensors, the findings of which are connected to the contacts of the dielectric ring and combined into phase sections, while all the magnets are installed in max, connected to each other and to the rim of the wheel with the formation of gaps in the space of which the electrical units are placed, and the collector is made in the form of a block for switching phase sections and a control unit for direction and speed of rotation, and the terminals of the rotor position sensors are connected to the contacts of the ring and through the holes of the rings and the hollow axis are connected to the control inputs of the control unit, and the phase sections of the coils are connected to the contacts of the rings, and in the rows of electrical units they are connected in series or in parallel or edovatelno-parallel and through holes rings and hollow axle attached to the unit of phase shift sections, the outputs of which are connected to a direction control unit and wheel speed. 2. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что магниты и электрические блоки установлены с зазорами параллельно оси. 2. The motor wheel according to claim 1, characterized in that the magnets and electrical units are installed with gaps parallel to the axis. 3. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что магниты и электрические блоки установлены с зазорами под углом к оси. 3. The motor wheel according to claim 1, characterized in that the magnets and electrical units are installed with gaps at an angle to the axis. 4. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что обмотки катушек выполнены из электропроводной ленты, например сверхпроводящей, покрытой изоляцией. 4. The motor wheel according to claim 1, characterized in that the windings of the coils are made of electrically conductive tape, for example superconducting, coated with insulation. 5. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что магниты выполнены в виде набора секций магнитов. 5. The motor wheel according to claim 1, characterized in that the magnets are made in the form of a set of magnet sections.
RU98122496A 1998-12-04 1998-12-04 Motorized wheel RU2156191C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98122496A RU2156191C2 (en) 1998-12-04 1998-12-04 Motorized wheel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98122496A RU2156191C2 (en) 1998-12-04 1998-12-04 Motorized wheel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2156191C2 true RU2156191C2 (en) 2000-09-20
RU98122496A RU98122496A (en) 2000-09-27

Family

ID=20213346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98122496A RU2156191C2 (en) 1998-12-04 1998-12-04 Motorized wheel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2156191C2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU172854U1 (en) * 2016-07-01 2017-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЗЕТТА" HYBRID POWER UNIT
RU174835U1 (en) * 2016-11-15 2017-11-07 Вальдемар Олегович Вагнер ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE WITH INTEGRATION TO DIFFERENTIAL
RU2640916C2 (en) * 2013-12-10 2018-01-12 Сук Хо ЧАН Wheel with combined electromechanical tool generating electric energy and containing several auxiliary drive mechanisms
RU2653725C1 (en) * 2017-02-01 2018-05-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Motor wheel
RU2655098C1 (en) * 2017-05-04 2018-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Motor-wheel
RU2673587C1 (en) * 2017-12-18 2018-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Motor-wheel
RU2703704C1 (en) * 2018-12-03 2019-10-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Motor-wheel for aircraft
RU2706669C1 (en) * 2018-07-10 2019-11-19 Вальдемар Олегович Вагнер Asynchronous motor-wheel with increased magnetic coupling
RU2726627C1 (en) * 2020-03-16 2020-07-15 Вальдемар Олегович Вагнер Electric motor
RU2784743C1 (en) * 2022-02-01 2022-11-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреджение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Motor-in-wheel for an aircraft

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2640916C2 (en) * 2013-12-10 2018-01-12 Сук Хо ЧАН Wheel with combined electromechanical tool generating electric energy and containing several auxiliary drive mechanisms
RU2640916C9 (en) * 2013-12-10 2018-04-12 Сук Хо ЧАН Wheel with combined electromechanical tool generating electric energy and containing several auxiliary drive mechanisms
RU172854U1 (en) * 2016-07-01 2017-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЗЕТТА" HYBRID POWER UNIT
RU174835U1 (en) * 2016-11-15 2017-11-07 Вальдемар Олегович Вагнер ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE WITH INTEGRATION TO DIFFERENTIAL
RU2653725C1 (en) * 2017-02-01 2018-05-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Motor wheel
RU2655098C1 (en) * 2017-05-04 2018-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Motor-wheel
RU2673587C1 (en) * 2017-12-18 2018-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Motor-wheel
RU2706669C1 (en) * 2018-07-10 2019-11-19 Вальдемар Олегович Вагнер Asynchronous motor-wheel with increased magnetic coupling
RU2703704C1 (en) * 2018-12-03 2019-10-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Motor-wheel for aircraft
RU2726627C1 (en) * 2020-03-16 2020-07-15 Вальдемар Олегович Вагнер Electric motor
RU2784743C1 (en) * 2022-02-01 2022-11-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреджение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Motor-in-wheel for an aircraft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7898135B2 (en) Hybrid permanent magnet motor
US7134180B2 (en) Method for providing slip energy control in permanent magnet electrical machines
US6075302A (en) Brushless heteropolar inductor machine
KR100785276B1 (en) Permanent magnet excited transverse flux motor with out-rotor
US6639337B1 (en) Motor/generator with multiple rotors
EP0678968A3 (en) A reconfigurable electric power train for vehicles.
US5929541A (en) Synchronous machine
US9496757B2 (en) Electric machine with intermediate pieces having multiple air gaps and a 3D magnetic flux
US7843102B1 (en) Electrical machine
WO1989012347A1 (en) Electric motor with iron-cored disk armature
CN110994821B (en) Magnetic flux modulation stator structure using axial sectional type hysteresis loop
RU2156191C2 (en) Motorized wheel
EP0447257B1 (en) Two-stator induction synchronous motor
US8581465B2 (en) Generator
KR101471784B1 (en) System for generating power
RU2147155C1 (en) Current generator
RU2146849C1 (en) Overhung current generator
RU2047936C1 (en) Synchronous motor
RU2141159C1 (en) Permanent-magnet torque motor
JP3147920B2 (en) Low voltage motor
US20100194227A1 (en) Power generator
RU2771993C2 (en) Electric machine with rotor created according to halbach scheme
RU2283527C2 (en) Low-speed induction motor
RU2141158C1 (en) Face-mounted permanent-magnet torque motor
US5909076A (en) Magnetic commutation alternator, method of manufacture thereof and wireless infrastructure employing the same