RU82074U1

RU82074U1 - MOTOR-Flywheel

Info

Publication number: RU82074U1
Application number: RU2008144763/22U
Authority: RU
Inventors: Цезари Георгиевич Надараиа
Original assignee: Цезари Георгиевич Надараиа
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2009-04-10

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, и может быть использована как электропривод в технологических процессах и устройствах не допускающих мгновенной остановки в связи с отключением электроэнергии. Достигаемый результат - накопление значительного количества энергии с последующим инициированием большого крутящего момента, относительная простота конструкции, надежность функционирования, технологичность изготовления и использования. Результат достигается тем, что в электродвигателе-маховике, включающем статор с электрообмоткой, ротор с постоянными магнитами, согласно решению ротор представляет собой маховик, набранный из жестко закрепленных между собой плоских дисков, а постоянные магниты выполнены в виде трапециидальных призм с возможностью крепления в маховике соединением «ласточкин хвост» и разделены с маховиком изоляционным слоем, а плоские диски выполнены с перфорациями и закреплены между собой шпильками. (2 доп.п. ф-лы, 2 илл.).The utility model relates to electrical engineering, and can be used as an electric drive in technological processes and devices that do not allow an instant stop due to a power outage. The achieved result is the accumulation of a significant amount of energy with the subsequent initiation of a large torque, the relative simplicity of the design, reliable operation, manufacturability and manufacturing. The result is achieved in that in the flywheel electric motor, including the stator with electric winding, the rotor with permanent magnets, according to the solution, the rotor is a flywheel composed of flat discs rigidly fixed to each other, and the permanent magnets are made in the form of trapezoidal prisms with the possibility of mounting in the flywheel by connecting “Dovetail” and are separated with a flywheel by an insulating layer, and flat disks are made with perforations and fixed to each other by studs. (2 additional items, 2 ill.).

Description

Полезная модель относится к электротехнике, и может быть использована как электропривод в технологических процессах и устройствах не допускающих мгновенной остановки в связи с отключением электроэнергии.The utility model relates to electrical engineering, and can be used as an electric drive in technological processes and devices that do not allow an instant stop due to a power outage.

Известен вентильный электродвигатель, содержащий расположенный на роторе 2р-полюсный индуктор с постоянными магнитами с чередующимися полярностью полюсами, статор в виде сегментов с явно выраженными полюсами, охватывающими полюса индукторов, на спинке сегментов размещена обмотка якоря, подключенная к цепи питания через бесконтактные ключи управления, управляющие цепи которых связаны с выходом датчика положения ротора, связанного с ротором, отличающийся тем, что индуктор выполнен в виде отдельных постоянных магнитов, не имеющих общих путей для замыкания магнитных потоков полюса сегментов, охватывают постоянные магниты индуктора в направлении намагничивания, причем одна из пар полюсов сегментов статора имеет длину полюсов большую, чем полюсный шаг постоянных магнитов индуктора, а другая пара полюсов сегментов статора имеет длину полюсов меньшую, чем полюсный шаг постоянных магнитов индуктора. /RU Патент №2216843, 2003 г./A valve motor is known that comprises a 2p-pole inductor with permanent magnets with alternating poles located on the rotor, a stator in the form of segments with pronounced poles spanning the poles of the inductors, an armature winding connected to the power circuit via contactless control keys controlling whose chains are connected with the output of the rotor position sensor associated with the rotor, characterized in that the inductor is made in the form of separate permanent magnets that do not have common The paths for locking the magnetic fluxes of the pole of the segments encompass the permanent magnets of the inductor in the direction of magnetization, moreover, one of the pairs of poles of the stator segments has a pole length longer than the pole pitch of the permanent magnets of the inductor, and the other pair of poles of the stator segments has a pole length shorter than the pole pitch of the constant inductor magnets. / RU Patent No. 2216843, 2003 /

Известный двигатель не обладает возможностью накопления энергии и последующим функционированием в режиме привода при отключении внешнего питания.The known engine does not have the ability to accumulate energy and subsequent operation in drive mode when the external power is turned off.

Известен двигатель на постоянных магнитах, содержащий статор с постоянными магнитами, ротор с постоянными магнитами, отличающийся тем, что он снабжен машиной постоянного тока, питающейся от аккумулятора, и маховиком, расположенным на той же оси, что и два ротора, выполненные в A known permanent magnet motor comprising a stator with permanent magnets, a rotor with permanent magnets, characterized in that it is equipped with a DC machine powered by a battery, and a flywheel located on the same axis as the two rotors made in

виде жестко связанных с общей осью постоянных магнитов в форме дугообразных стержней с возможностью их втягивания в постоянные магниты П-образного поперечного сечения, содержащиеся на внутренней поверхности двух секций статора, при этом, указанные постоянные магниты ротора смещены относительно друг друга на некоторый угол, а указанная машина постоянного тока при вхождении магнитов ротора "в мертвую зону" работает в режиме двигателя, а при их выходе из нее - в режиме генератора./RU Патент №2248084, 2005 г./in the form of arched rods rigidly connected to the common axis in the form of arcuate rods with the possibility of drawing them into the permanent magnets of a U-shaped cross section contained on the inner surface of the two stator sections, while the said permanent rotor magnets are offset relative to each other by a certain angle, and the indicated a DC machine when the rotor magnets enter the "dead zone" operates in the engine mode, and when they exit from it - in the generator mode. / RU Patent No. 2248084, 2005 /

Известен электродвигатель-маховик, содержащий статор, ротор, кольцевой маховик, сопряженный с ротором, три электромагнитные опоры, состоящие из позиционных датчиков, блоков управления и электромагнитов радиальной и осевой стабилизации, снабженных магнитопроводами с обмотками возбуждения, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических характеристик каждая электромагнитная опора выполнена в виде двух электромагнитов радиальной стабилизации, одного электромагнита осевой стабилизации и постоянного магнита, маховик снабжен кольцевым выступом, расположенным с наружной поверхности по центру маховика, а каждая электромагнитная опора снабжена ярмом, соединяющим между собой магнито-проводы электромагнитов радиальной стабилизации, которые охватывают маховик с торцов и обращены рабочими поверхностями к наружной и внутренней цилиндрической поверхности маховика, а магнитопровод электромагнита осевой стабилизации охватывает кольцевой выступ, а между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью ярма расположен постоянный магнит, соприкасающийся с указанными поверхностями разноименными полюсами. /SU А.С. №1840218, 2006 г/.Known electric motor-flywheel containing a stator, rotor, an annular flywheel associated with the rotor, three electromagnetic bearings, consisting of position sensors, control units and electromagnets of radial and axial stabilization, equipped with magnetic circuits with field windings, characterized in that, in order to increase energy characteristics, each electromagnetic support is made in the form of two radial stabilization electromagnets, one axial stabilization electromagnet and a permanent magnet, the flywheel is equipped with with a circular protrusion located on the center of the flywheel from the outer surface, and each electromagnetic support is equipped with a yoke connecting the magnetic wires of the radial stabilization electromagnets, which cover the flywheel from the ends and face the outer and inner cylindrical surfaces of the flywheel, and the axial stabilization electromagnet covers an annular protrusion, and between its outer surface and the inner surface of the yoke is a permanent magnet in contact with the specified bubbled surfaces opposite poles. / SU A.S. No. 1840218, 2006 g /.

Известный электродвигатель-маховик не способен обеспечивать больших значений крутящего момента в течение значительного времени, конструктивно сложен и относительно дорог в изготовлении.Known electric flywheel motor is not able to provide large values of torque for a considerable time, structurally complex and relatively expensive to manufacture.

Наиболее близким является электродвигатель-маховик системы стабилизации космического аппарата, содержащий маховик, обращенный электродвигатель, электромагниты и магнитный стабилизатор аксиального и радиального положения маховика с датчиками перемещений, усилители-преобразователи, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения энергозатрат, маховик выполнен в виде цилиндра из магнитопроводящего материала, на внутренней стороне которого закреплен ротор двигателя, на внешней выполнены кольцевые полюса, а электромагниты выполнены каждый с тремя стержнями, на среднем из которых закреплены сегментные полюса, при этом стабилизатор аксиального положения маховика содержит не менее трех датчиков контроля перемещений с нереверсивными выходами, которые с обмотками связанных с ними электромагнитов соединены последовательно. /SU А.С. №1839912, 2006 г./The closest is the electric motor-flywheel of the spacecraft stabilization system, containing a flywheel, a reversed electric motor, electromagnets and a magnetic stabilizer of axial and radial position of the flywheel with displacement sensors, amplifiers-converters, characterized in that, in order to simplify the design and reduce energy consumption, the flywheel is made in in the form of a cylinder of magnetically conductive material, on the inside of which the rotor of the engine is fixed, ring poles are made on the outside, and the electromagnet Ita each formed with three rods, of which the middle segment fixed poles, the axial position of flywheel stabilizer contains at least three sensors with outputs Irreversible displacement control which windings with associated electromagnets connected in series. / SU A.S. No. 1839912, 2006 /

Задачей полезной модели является создание электродвигателя-маховика с возможностью накопления значительного количества энергии и последующего длительного инициирования большого крутящего момента, обеспечение относительной простоты конструктивного исполнения, надежности функционирования и снижения затрат на изготовление.The objective of the utility model is to create a flywheel electric motor with the possibility of accumulating a significant amount of energy and subsequent long-term initiation of large torque, ensuring the relative simplicity of the design, reliability of operation and lower manufacturing costs.

Задача решается тем, что в.электродвигателе-маховике, включающем статор с электрообмоткой, ротор с постоянными магнитами, согласно решению ротор представляет собой маховик, набранный из жестко закрепленных между собой плоских дисков, а постоянные магниты выполнены в виде трапециидальных The problem is solved in that in a flywheel electric motor, including a stator with electric winding, a rotor with permanent magnets, according to the solution, the rotor is a flywheel assembled from flat discs rigidly fixed to each other, and the permanent magnets are made in the form of trapezoidal

призм с возможностью крепления в маховике соединением «ласточкин хвост» и разделены с маховиком изоляционным слоем, а плоские диски выполнены с перфорациями и закреплены между собой шпильками. Отличительными признаками являются:prisms with the possibility of fastening in the flywheel by the dovetail connection and are separated with the flywheel by an insulating layer, and flat disks are made with perforations and secured with pins. Distinctive features are:

- ротор представляет собой маховик, набранный из жестко закрепленных между собой плоских дисков, (что обеспечивает механическую прочность, безопасность и надежность в работе);- the rotor is a flywheel, recruited from flat disks rigidly fixed to each other (which provides mechanical strength, safety and reliability in operation);

- постоянные магниты выполнены в виде трапециидальных призм с возможностью крепления в маховике соединением «ласточкин хвост» и разделены с маховиком изоляционным слоем, (что обеспечивает технологичность изготовления, безопасность и надежность в работе);- permanent magnets are made in the form of trapezoidal prisms with the possibility of mounting in the flywheel by the dovetail connection and are separated with the flywheel by an insulating layer (which ensures manufacturability, safety and reliability);

- плоские диски выполнены с перфорациями и закреплены между собой шпильками, (что обеспечивает технологичность и снижение трудоемкости изготовления, безопасность и надежность в работе);- flat disks are made with perforations and secured with each other with studs (which ensures manufacturability and reduction of the manufacturing complexity, safety and reliability);

Сравнение заявляемого решения с аналогами и другими известными решениями не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».Comparison of the proposed solutions with analogues and other known solutions did not allow to identify in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "inventive step".

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен вид сбоку, на фиг.2 - сечение по А-А.The utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a side view, and Fig. 2 is a section along AA.

Электродвигатель-маховик содержит статор 1 с электрообмоткой, ротор 2 из плоских дисков 3 постоянные магниты 4, шпильки 5, центральный вал 6.The flywheel electric motor comprises a stator 1 with electric winding, a rotor 2 of flat disks 3, permanent magnets 4, studs 5, and a central shaft 6.

Электродвигатель-маховик работает следующим образом.The flywheel electric motor operates as follows.

Запуск в работу осуществляется при отключении центрального вала 6 от нагрузки (раскрутка ведется на холостом ходу). Напряжение, подаваемое на электрообмотку статора 1 возбуждает электромагнитное поле, взаимодействующее с магнитным полем постоянных магнитов 4, что инициирует вращение ротора 2. После набора достаточного количества оборотов, включается Start-up is carried out when the central shaft 6 is disconnected from the load (promotion is carried out at idle). The voltage supplied to the electrical winding of the stator 1 excites an electromagnetic field that interacts with the magnetic field of the permanent magnets 4, which initiates the rotation of the rotor 2. After a sufficient number of revolutions, it turns on

рабочий решим с подключением нагрузки на центральный вал 6.Выполнение последнего в виде дисков 3, стянутыми шпильками 5 обеспечивает снижение вибраций и повышение механической прочности, а закрепление постоянных магнитов соединением «ласточкин хвост» позволяет избежать лишних деталей крепления и дисбалансных проявлений от последних, что в свою очередь позволяет выводить маховик на высокоскоростной режим со значительным запасом кинетической энергии. Электродвигатель-маховик особенно необходим при условии изменяющихся нагрузок на центральный вал и одновременно необходимостью относительно стабильного вращения вала.the worker will solve it by connecting the load to the central shaft 6. Performing the latter in the form of disks 3 by tightened studs 5 provides vibration reduction and increased mechanical strength, and the fastening of permanent magnets with a dovetail connection avoids unnecessary attachment details and unbalanced manifestations from the latter, which in turn, the flywheel can be brought to high speed with a significant supply of kinetic energy. The flywheel electric motor is especially necessary under the condition of changing loads on the central shaft and at the same time the need for relatively stable rotation of the shaft.

Для изготовления ротора в собранном виде перфорируют отверстия под шпильки, стягивают шпильками диски и, в собранном пакете, фрезеруют пазы под трапециидальные призмы. При установке трапециидальных призм (постоянных магнитов 4) контактные поверхности изолируются полимерным самотвердеющим клеем.For the manufacture of the rotor in the assembled form, the holes for the studs are perforated, the discs are pulled together with the studs and, in the assembled package, the grooves for the trapezoidal prisms are milled. When installing trapezoidal prisms (permanent magnets 4), the contact surfaces are insulated with a polymer self-hardening adhesive.

Электродвигатель-маховик обеспечивает накопление значительного количества энергии с последующим инициированием большого крутящего момента, вместе с тем, при относительной простоте конструктивного исполнения, обеспечивает надежности функционирования и технологичность изготовления и использования.The flywheel electric motor provides the accumulation of a significant amount of energy with the subsequent initiation of a large torque, at the same time, with the relative simplicity of the design, it ensures reliable operation and manufacturability.

Claims

1. The flywheel electric motor, comprising a stator with electric winding, a rotor with permanent magnets, characterized in that the rotor is a flywheel composed of flat discs rigidly fixed to each other, and the permanent magnets are made in the form of trapezoidal prisms with the possibility of mounting in the flywheel.

2. The flywheel electric motor according to claim 1, characterized in that the flat discs are made with perforations and are fixed to each other by pins.

3. The flywheel electric motor according to claim 1, characterized in that the permanent magnets are fixed by a dovetail connection and are separated from the flywheel by an insulating layer.