RU50731U1 - Электрическая машина - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к электрическим машинам, которые могут быть использованы в качестве двигателей и/или генераторов переменного или постоянного тока в промышленности и быту. Электрическая машина содержит источник питания, расположенные в корпусе магнитный индуктор с коллектором, закрепленный на валу, и два якоря, закрепленные на валах и имеющие коллектора и электрические щетки, причем якоря расположены со стороны торцов магнитного индуктора оппозитно друг другу

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к электрическим машинам, которые могут быть использованы в качестве двигателей и/или генераторов переменного или постоянного тока в промышленности и быту.

Известны генераторы электрического тока, дающие возможность производить электроэнергию при определенных условиях, а именно, генератор должен содержать статор, ротор, в пазах которых производится намотка и укладка соответствующего числа и определенной формы роторных и статорных обмоточных витков провода соответствующего сечения (RU 2112308).

Недостатком таких генераторов являются низкие физико-технические и механические показатели.

Известен электропривод, содержащий корпус с крышкой, электромотор, содержащий магнитопроводящий ротор, редуктор, закрепленный на валу электромотора и через высокоскоростные подшипники редуктора передающий вращение на выходной вал, выполнен планетарно-циклоидным, магнитопроводящий ротор выполнен в виде пружины, сваренной в общую конструкцию, образующую тор, магнитопривод электромотора имеет по всей боковой периферии круговые пазы, повторяющие круговой профиль витков пружины, и выполняет функцию неподвижного колеса ПЦР, функцию подвижного колеса которого выполняет постоянный магнит с круговыми пазами, повторяющими круговой профиль витков пружины, рабочий магнитный поток передается от статора на постоянный магнит выходного вала через контакт магнитопроводящего зацепления статора и ротора (RU 2206805 С2, 20.06.2003).

Недостатком данной конструкции является сложность изготовления.

Наиболее близким по существенным признакам и родовому понятию является электрическая машина, содержащая источник питания, якорь с коллектором и электрическими щетками, закрепленный на валу, окружающий его магнитный индуктор с коллектором, расположенный на валу (RU 2083051 С1, 27.06.1997).

Недостатками этой конструкции являются малые выходные параметры машины при громоздкости и сложности конструкции.

Технический результат, достигаемый в заявленной полезной модели, заключается в максимальной экономии и/или в максимальном производстве электроэнергии и/или

механической энергии в процессе работы электрооборудования при простоте и доступности изготовления.

Указанный технический результат достигается тем, что электрическая машина содержит источник питания, магнитный индуктор с коллектором, закрепленный на валу, и два якоря, закрепленные на валах и имеющие коллектора и электрические щетки, причем якоря расположены со стороны торцов магнитного индуктора оппозитно друг другу.

Электрическая машина может содержать дифференциал с механизмом блокировки, расположенный внутри магнитного индуктора, где шестерни закреплены на валах якорей, а сателлиты закреплены на валу корпуса дифференциала.

Электрическая машина может дополнительно содержать корпус, в котором располагаются якоря и магнитный индуктор.

В электрической машине один из якорей может являться ротором, а магнитный индуктор и второй якорь - статорами.

Также в электрической машине магнитный индуктор может быть статором, а два якоря - роторами.

Кроме того, в электрической машине два якоря могут являться статорами, а магнитный индуктор - ротором.

Кроме того, в электрической машине один из якорей может быть статором, магнитный индуктор и второй якорь - роторами.

Если электрическая машина имеет свой корпус с расположенными в нем якорями и магнитным индуктором, то это позволяет корпусу выполнять роль статора, а якорям и магнитному индуктору роль роторов.

Электрическая машина может содержать дополнительный магнитный индуктор с коллектором, который может быть либо ротором, либо статором, в зависимости от конструкции машины.

В электрической машине основной магнитный индуктор и дополнительный магнитный индуктор представляют собой одну и более пар разнополюсных электромагнитов, каждый из которых состоит из сердечника, имеющего две и более индукционные катушки - подключаемые к источнику и/или потребителю электрического тока независимо друг от друга.

В электрической машине магнитный индуктор может также представлять собой разнополюсный электромагнит, имеющий сердечник в виде пустотелого цилиндра и

намотанные на сердечнике одну и более индукционные катушки, подключаемые к источнику и/или потребителю электрического тока независимо друг от друга.

Коллектор магнитного индуктора имеет кольца, соединенные с катушками, щетки, через которые производится управление электрическим током и, соответственно, электромагнитным полем на катушках индуктора.

В варианте электрической машины с двумя магнитными индукторами, их коллекторы выполнены в виде сегментов, содержат также щетки, соединенные в катушками, через которые производится управление электрическим током на катушках, изменяя электрическое поле и полюсность сердечников.

В варианте электрической машины с двумя магнитными индукторами также имеется дифференциал с механизмом блокировки, расположенный внутри магнитных индукторов, шестерни которого закреплены на валах магнитных индукторов, а сателлиты - на корпусе дифференциала.

Электрическая машина дополнительно содержит потребители электрического тока, подключаемые к магнитному индуктору и/или к дополнительному магнитному индуктору.

Электрическая машина дополнительно содержит потребители механической энергии, подключаемые к валам якорей и/или магнитных индукторов.

Электрическая машина имеет блок управления электрическим током на якорях и магнитных индукторах.

Индуктор и якоря могут иметь возможность вращения друг относительно друга с обеспечением прохождения электрической энергии через проводники для обеспечения высокого выхода электрической и/или механической энергии.

Выполнение магнитного индуктора в виде пустотелого цилиндра позволяет исключить вихревые потоки, что значительно экономит потребляемую электроэнергию, в результате чего повышается коэффициент полезного действия машины.

Дополнение электрической машины вторым магнитным индуктором позволяет в несколько раз увеличить ее производительность.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 изображена схема электрической машины с магнитным индуктором в виде нескольких пар сердечников, на фиг.2 - вариант машины с дифференциалом, на фиг.3 - схематичное изображение электрической машины с магнитным индуктором в виде пустотелого цилиндра, на фиг.4 - вариант электрической машины с двумя магнитными индукторами.

На чертежах устройство показано со снятым корпусом.

Устройство содержит источник питания, якоря 1 и 2, закрепленные на своих валах, магнитный индуктор 3, с помощью которого создается магнитное поле. Якоря расположены со стороны торцов индуктора 3. Магнитный индуктор представляет собой либо разнополюсный электромагнит в виде пустотелого цилиндра с обмотками (см. фиг.3), либо одну и более пар сердечников в виде разнополюсного электромагнита 4 с индукционными катушками 5 (фиг.1) Индуктор закреплен на своем валу Якоря могут быть выполнены, например, в виде набора пластин, в пазах которых имеется намотка и укладка соответствующего числа и определенной формы обмоточных витков электрического проводника соответствующего сечения. Индуктор может содержать разное количество индукционных катушек 5 (см. фиг.2) различной формы и конфигурации, разного размера, обмотка катушек индуктивности может иметь различное количество витков и может быть выполнена из проводника разного диаметра и материала. Данные параметры индуктора варьируются в зависимости от получения желаемых выходных параметров электрической машины (выходная мощность, сопротивление, сила тока и т.п.). Обмотки индукционных катушек подключены к источникам питания и/или к источникам потребления энергии.

Электрическая машина может использоваться как двигатель (постоянного или переменного тока) и/или генератор переменного или постоянного тока.

На фиг.2 электрическая машина содержит дифференциал с механизмом Блокировки, в корпусе 6 которого расположены шестерни 7, закрепленные на валах якорей 1 и 2, и сателлиты 8. закрепленные на валу 9 корпуса дифференциала. Включение в конструкцию электрической машины дифференциала позволяет установить необходимое соотношение скоростей вращения якорей и магнитного индуктора. Механизм блокировки дифференциала позволяет плавно блокировать или затормаживать вращение выходного вала относительно корпуса дифференциала либо вращение корпуса дифференциала относительно корпуса магнитного индуктора или корпуса электрической машины, что позволяет вращение выходных валов осуществлять в различных направлениях.

Магнитный индуктор имеет сердечник 4 в виде разнополюсного электромагнита, на котором расположены индукционные катушки 5, имеющие выводы 10 (см. фиг.1) на

кольца коллектора {т чертеже не показано) магнитного индуктора, соединенные с источниками питания и/или источниками потребления. Количество индукционных катушек может быть разным (одна и более), количество витков катушек и толщина проводника могут быть как одинаковыми у всех катушек, так и разными в любой комбинации.

На фиг.4 показана схема машины с двумя магнитными индукторами, где 11 - дополнительный магнитный индуктор. В данном случае электрическая машина также может содержать свой дифференциал с механизмом блокировки (на чертеже не показан), который располагается внутри магнитных индукторов, его шестерни закреплены на валах магнитных индукторов, а сателлиты - на корпусе дифференциала.

Блок управления электрической машины позволяет регулировать параметры электрического тока на якорях и катушках магнитных индукторов. Пример использования машины в качестве электродвигателя. При использовании заявленной электрической машины в качестве электродвигателя к выходным валам машины (валам якорей и/или магнитного индуктора) подключаются любые потребители механической энергии. При подключении электрической машины к источнику тока или к источнику напряжения в обмотках якорей и магнитного индуктора возникает электрический ток, создается магнитное поле между индуктором и якорями. Под воздействием создаваемых магнитных полей приводятся в движение валы, соединенные с потребителями, то есть электрическая энергия преобразуется в механическую.

То есть, при одном источнике электроэнергии можно подключить несколько потребителей механической энергии, причем количество потребляемой ими электроэнергии будет равно количеству потребляемой энергии одним потребителем, подключенным к обычному электродвигателю (с одним якорем).

Использование данной электрической машины в качестве электродвигателя позволяет значительно снизить потери электричества.

Заявленная электрическая машина может также одновременно использоваться в качестве генератора электрической энергии, если: механическую энергию приложить к одному из валов якорей, то электрическую энергию можно потреблять с катушек магнитного индуктора.

Наличие дифференциала позволяет один якорь и соответствующую ему сторону магнитного индуктора использовать как электродвигатель, а другой якорь и соответствующую ему другую сторону магнитного индуктора использовать как генератор электрической энергии.

Заявленная полезная модель позволяет подключать несколько потребителей механической энергии при одновременной выработке электроэнергии, либо вырабатывать электроэнергию без механических потребителей, что позволяет значительно уменьшить затраты электроэнергии.

Claims (24)

1. Электрическая машина, содержащая источник питания, магнитный индуктор с коллектором, закрепленный на валу, и два якоря, закрепленные на валах и имеющие коллектора и электрические щетки, причем якоря расположены со стороны торцов магнитного индуктора оппозитно друг другу.

2. Электрическая машина по п.1, которая содержит дифференциал с механизмом блокировки, расположенный внутри магнитного индуктора, где шестерни закреплены на валах якорей, а сателлиты закреплены на валу корпуса дифференциала.

3. Электрическая машина по п.1, которая имеет корпус.

4. Электрическая машина по п.2, которая имеет корпус.

5. Электрическая машина по одному из пп.1-4, в которой один из якорей является ротором, а магнитный индуктор и второй якорь являются статорами.

6. Электрическая машина по одному из пп.1-4, в которой магнитный индуктор является статором, а два якоря - роторами.

7. Электрическая машина по одному из пп.1-4, в которой два якоря являются статорами, а магнитный индуктор - ротором.

8. Электрическая машина по одному из пп.1-4, в которой один из якорей является статором, магнитный индуктор и второй якорь - роторами.

9. Электрическая машина по п.3 или 4, в которой якоря и магнитный индуктор являются роторами, а корпус - статором.

10. Электрическая машина по п.1 или 3, которая содержит дополнительный магнитный индуктор с коллектором.

11. Электрическая машина по п.10, в которой дополнительный магнитный индуктор является ротором или статором.

12. Электрическая машина по п.10, которая имеет дифференциал с механизмом блокировки, расположенный внутри магнитных индукторов, шестерни дифференциала закреплены на валах магнитных индукторов, а сателлиты - на корпусе дифференциала.

13. Электрическая машина по одному из пп.1-4, в которой магнитный индуктор представляет собой одну и более пар разнополюсных электромагнитов, каждый из которых состоит из сердечника, имеющего две и более индукционные катушки, подключаемые к источнику и/или потребителю электрического тока независимо друг от друга.

14. Электрическая машина по п.10, в которой дополнительный магнитный индуктор представляет собой одну и более пар разнополюсных электромагнитов, каждый из которых состоит из сердечника, имеющего две и более индукционные катушки, подключаемые к источнику и/или потребителю электрического тока независимо друг от друга.

15. Электрическая машина по одному из пп.1-4, в которой магнитный индуктор представляет собой разнополюсный электромагнит, имеющий сердечник в виде пустотелого цилиндра и намотанные на сердечнике одну и более индукционные катушки, подключаемые к источнику и/или потребителю электрического тока независимо друг от друга.

16. Электрическая машина по п.13, в которой коллектор магнитного индуктора имеет кольца, соединенные с катушками, щетки, через которые производится управление электрическим током и, соответственно, электромагнитным полем на катушках индуктора.

17. Электрическая машина по п.15, в которой коллектор магнитного индуктора имеет кольца, соединенные с катушками, щетки, через которые производится управление электрическим током и, соответственно, электромагнитным полем на катушках индуктора.

18. Электрическая машина по п.14, в которой коллектора магнитных индукторов выполнены в виде сегментов, также содержат щетки, соединенные с катушками, через которые производится управление электрическим током на катушках, изменяя электрическое поле и полюсность сердечников.

19. Электрическая машина по одному из пп.1-4, которая дополнительно содержит потребители электрического тока, подключаемые к магнитному индуктору.

20. Электрическая машина по п.10, которая дополнительно содержит потребители электрического тока, подключаемые к магнитным индукторам.

21. Электрическая машина по одному из пп.1-4, которая дополнительно содержит потребители механической энергии, подключаемые к валам якорей и/или магнитного индуктора.

22. Электрическая машина по п.11, которая дополнительно содержит потребители механической энергии, подключаемые к валам якорей и/или магнитных индукторов.

23. Электрическая машина по одному из пп.1-4, которая имеет блок управления электрическим током на якорях и магнитном индукторе.

24. Электрическая машина по п.10, которая имеет блок управления электрическим током на якорях и магнитных индукторах.