RU126879U1

RU126879U1 - ELECTRIC MACHINE

Info

Publication number: RU126879U1
Application number: RU2012132789/07U
Authority: RU
Inventors: Борис Андреевич Шахов
Original assignee: Борис Андреевич Шахов
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2013-04-10

Abstract

1. Электромашина, содержащая корпус, размещенный в корпусе на своем валу якорь в виде пустотелого цилиндра с разнополюсными электромагнитами на цилиндрической поверхности, имеющий токосъемное устройство, электрические магнитные индукторы, в виде разнополюсных электромагнитов, установленных также на цилиндрической поверхности пустотелого цилиндра, размещенного внутри цилиндра якоря с возможностью вращения на своем валу, причем цилиндры якоря и магнитных индукторов расположены коаксиально друг другу, и цилиндр якоря является статором, цилиндр магнитных индукторов ротором, отличающаяся тем, что цилиндр статора выполнен с одной стороны с открытым торцом снаружи цилиндра статора коаксиально последнему дополнительно установлен на своем валу цилиндр ротора большего диаметра, таким образом, что статор коаксиально расположен в кольцевом зазоре между двумя роторами, на цилиндрической поверхности дополнительного ротора размещены электромагниты, причем электромагниты смежных цилиндрических поверхностей ротора и статоров установлены разнополюсно, статор установлен неподвижно, роторы установлены с возможностью вращения навстречу друг другу, а токосъемное устройство выполнено в виде бесконтактного индуктивного контура, каковым является электрическая обмотка статора, закрепленного неподвижно на корпусе.2. Электромашина по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что группы «цилиндр ротора - цилиндр статора - цилиндр ротора» концентрически размещены относительно центральной оси в количестве «n+1».3. Электромашина по п.1, отличающаяся тем, что группы состоят из «цилиндр статора - цилиндр ротора - цилиндр статора».1. An electric machine comprising a housing, an anchor in the housing on its shaft in the form of a hollow cylinder with opposite-pole electromagnets on a cylindrical surface, having a current collector, electric magnetic inductors, in the form of opposite-pole electromagnets mounted also on the cylindrical surface of a hollow cylinder, located inside the armature cylinder with the possibility of rotation on its shaft, and the cylinders of the armature and magnetic inductors are coaxial to each other, and the armature cylinder is a stator , a cylinder of magnetic inductors with a rotor, characterized in that the stator cylinder is made on one side with an open end outside the stator cylinder coaxially with the latter; a larger diameter rotor cylinder is additionally mounted on its shaft, so that the stator is coaxially located in the annular gap between the two rotors, on a cylindrical the surface of the additional rotor is placed electromagnets, and the electromagnets of adjacent cylindrical surfaces of the rotor and stators are installed in different polarity, the stator is installed IG Petritskaya rotors are installed rotatably toward each other, and the slip device is a contactless inductive circuit, which is the electric winding of the stator, is fixedly secured to korpuse.2. An electric machine according to claims 1 and 2, characterized in that the groups "rotor cylinder - stator cylinder - rotor cylinder" are concentrically placed relative to the central axis in the amount of "n + 1" .3. The electric machine according to claim 1, characterized in that the groups consist of "stator cylinder - rotor cylinder - stator cylinder".

Description

Полезная модель относится к энергетическому машиностроению и может быть использован при производстве электрических машин, например, электродвигателей или генераторов электрического тока и может быть применена в качестве генератора электрического тока или в качестве электродвигателя.The utility model relates to power engineering and can be used in the manufacture of electric machines, for example, electric motors or electric current generators, and can be used as an electric current generator or as an electric motor.

Известна электрическая машина, содержащая корпус, источник питания, расположенный на валу электрический магнитный индуктор, закрепленный на валу якорь, имеющий коллектор и электрические щетки и окружающий электрический магнитный индуктор, а также дополнительный магнитный индуктор, расположенный внутри электрического магнитного индуктора и закрепленный на своем валу, причем якорь и магнитные индукторы расположены коаксиально друг другу (см. патент RU №2313885 C2, МПК H02K 16/00, H02K 21/00, опубл. 27.12.2007).A known electric machine, comprising a housing, a power source, an electric magnetic inductor located on the shaft, an anchor mounted on the shaft, having a collector and electric brushes and surrounding an electric magnetic inductor, as well as an additional magnetic inductor located inside the electric magnetic inductor and mounted on its shaft, moreover, the armature and magnetic inductors are located coaxially to each other (see patent RU No. 2313885 C2, IPC H02K 16/00, H02K 21/00, publ. 12/27/2007).

Недостатком такого технического решения является ограниченная эффективность работы электрической машины обусловленная ограничениями использования полярности электромагнитов электромашины, и некачественным контактным устройством съема и подачи электроэнергии.The disadvantage of this technical solution is the limited efficiency of the electric machine due to restrictions on the use of the polarity of the electromagnets of the electric machine, and poor-quality contact device for the removal and supply of electricity.

Задачей полезной модели является повышение эффективности работы электрической машины путем наиболее полного использования полярности электромагнитов электрической машины и обеспечения качественного контакта для съема и подачи электроэнергии.The objective of the utility model is to increase the efficiency of the electric machine by making the most use of the polarity of the electromagnets of the electric machine and ensuring high-quality contact for the removal and supply of electricity.

1. Поставленная задача достигается тем, что электромашина, содержащая корпус, размещенный в корпусе на своем валу якорь в виде пустотелого цилиндра с разнополюсными электромагнитами на цилиндрической поверхности, имеющий токосъемное устройство, электрические магнитные индукторы, в виде разнополюсных электромагнитов, установленных также на цилиндрической поверхности пустотелого цилиндра, размещенного внутри цилиндра якоря с возможностью вращения на своем валу, причем цилиндры якоря и магнитных индукторов расположены коаксиально друг другу, и цилиндр якоря является статором, цилиндр магнитных индукторов ротором, согласно полезной модели отличается тем, что цилиндр статора выполнен с одной стороны с открытым торцом снаружи цилиндра статора коаксиально последнему дополнительно установлен на своем валу цилиндр ротора большего диаметра, таким образом, что статор коаксиально расположен в кольцевом зазоре между двумя роторами, на цилиндрической поверхности дополнительного ротора размещены электромагниты, причем электромагниты смежных цилиндрических поверхностей ротора и статоров установлены разнополюсно, статор установлен неподвижно, роторы установлены с возможностью вращения навстречу друг другу, а токосъемное устройство выполнено в виде бесконтактного индуктивного контура, каковым является электрическая обмотка статора, закрепленного неподвижно на корпусе.1. The task is achieved in that the electric machine containing the housing, the anchor placed in the housing on its shaft in the form of a hollow cylinder with opposite-pole electromagnets on a cylindrical surface, having a current collector, electric magnetic inductors, in the form of opposite-pole electromagnets mounted also on the cylindrical surface of the hollow a cylinder placed inside the cylinder of the armature with the possibility of rotation on its shaft, and the cylinders of the armature and magnetic inductors are located coaxially to a friend, and the armature cylinder is a stator, the magnetic inductor cylinder by the rotor, according to a utility model, is characterized in that the stator cylinder is made on one side with an open end outside the stator cylinder, the larger rotor cylinder is additionally coaxial to the latter, so that the stator coaxially located in the annular gap between the two rotors, electromagnets are placed on the cylindrical surface of the additional rotor, the electromagnets of adjacent cylindrical surfaces the torus and stators are installed in different polarity, the stator is fixedly mounted, the rotors are mounted to rotate towards each other, and the current collector is made in the form of a contactless inductive circuit, which is the electric winding of the stator fixedly mounted on the housing.

Электромашина может отличаться тем, что группы состоят из «цилиндр статора - цилиндр ротора - цилиндр статора».An electric machine may differ in that the groups consist of "stator cylinder - rotor cylinder - stator cylinder".

Электромашина может отличаться тем, что группы «цилиндр ротора - цилиндр статора - цилиндр ротора» концентрически размещены относительно центральной оси в количестве «n+1».The electric machine may differ in that the groups "rotor cylinder - stator cylinder - rotor cylinder" are concentrically placed relative to the central axis in the amount of "n + 1".

Расположение одного неподвижного цилиндра статора между двумя цилиндрами роторов противоположного вращения используя «группу» цилиндров как электродвигатель дает возможность создать из двух роторов две электрические машины и контролировать скорость противоположного вращения цилиндров ротора, общая инертная масса роторов увеличит общую кинетическую энергию электромашины позволяет поддерживать устойчивое равномерное вращение двух цилиндров ротора, при этом гасит гироскопический эффект, а неподвижный цилиндр статора дает возможность передачи электроэнергии без токосъемного устройства. Используя «группу» цилиндров ка как генератор суммарный крутящий момент противоположного вращения цилиндров роторов увеличивает частоту пересечения электромагнитных полей ротора с статором, а следовательно увеличивает количество вырабатываемого электричества. Общая инертная масса противоположного вращения двух роторов увеличивает кинетическую энергию электромашины, Неподвижный контур статора позволяет передавать электричество прямым контактным соединением без токосъемного устройства. Противоположное вращение роторов гасит гироскопический эффект.The location of one fixed stator cylinder between two cylinders of opposite rotor rotors using a “group” of cylinders as an electric motor makes it possible to create two electric machines from two rotors and control the speed of the opposite rotation of the rotor cylinders, the total inert mass of the rotors will increase the total kinetic energy of the electric machine, which allows stable uniform rotation of the two rotor cylinders, while damping the gyroscopic effect, and a fixed stator cylinder makes it possible Power transmission without a current collector. Using the “group” of cylinders as a generator, the total torque of the opposite rotation of the rotor cylinders increases the frequency of intersection of the electromagnetic fields of the rotor with the stator, and therefore increases the amount of electricity generated. The total inertial mass of the opposite rotation of the two rotors increases the kinetic energy of the electric machine. The fixed stator circuit allows the transmission of electricity by direct contact connection without a current collector. The opposite rotation of the rotors dampens the gyroscopic effect.

Электрическая машина также может иметь группу, состоящую из двух цилиндров статора противоположного вращения и расположенного между ними одного неподвижного цилиндра с электромагнитами ротора, такое расположение электромагнитов позволит использовать вторую полярность ротора, применяя электромашину как генератор: воздействие двух полярностей электромагнитов неподвижного цилиндра ротора на электромагниты статоров, расположенных в двух цилиндрах противоположного вращения дает возможность создать две генерирующие системы в двух цилиндрах статора, установленных в одном генераторе. В таком случае для передачи электроэнергии применяется токосьемное устройство. На электрической машине в качестве электродвигателя или генератора электрического тока могут также применяться постоянные магниты.An electric machine can also have a group consisting of two opposite-rotation stator cylinders and one fixed cylinder with rotor electromagnets located between them, this arrangement of electromagnets will allow using the second polarity of the rotor, using the electric machine as a generator: the effect of two polarities of the electromagnets of the fixed rotor cylinder on the stators electromagnets, located in two cylinders of opposite rotation makes it possible to create two generating systems in two qi stator leads installed in one generator. In this case, a current collector is used to transfer electricity. On an electric machine, permanent magnets can also be used as an electric motor or electric current generator.

Концентрическое размещение групп цилиндров относительно центральной оси в количестве «n+1» дает возможность наращивать мощность и маховой момент электромашины за счет большего количества взаимодействующих с электрическим полем электромагнитов и увеличения диаметральных габаритов.The concentric arrangement of the cylinder groups relative to the central axis in the amount of "n + 1" makes it possible to increase the power and the flywheel of the electric machine due to the greater number of electromagnets interacting with the electric field and an increase in the diametrical dimensions.

Устройство электромашины поясняется схемами: на фиг.1 показан продольных разрез электромашины; на фиг.2 показан принцип работы «второй полярности» - разнополюсной установки электромагнитов на смежных цилиндрических поверхностях статора относительно роторов.The device of the electric machine is illustrated by diagrams: figure 1 shows a longitudinal section of an electric machine; figure 2 shows the principle of operation of the "second polarity" - a multi-pole installation of electromagnets on adjacent cylindrical surfaces of the stator relative to the rotors.

Электромашина например, электродвигатель или генератор электрического тока, содержит корпус 1, размещенный в корпусе 1 статор в виде пустотелого цилиндра 2 с разнополюсными электромагнитами 3 на цилиндрической поверхности, имеющий токосъемное устройство 4, роторы, в виде пустотелых цилиндров 5, 6 с разнополюсными электромагнитами 7, установленными также на их цилиндрической поверхности с возможностью вращения на своих валах, причем цилиндры 2 статора и роторов 5, 6 расположены коаксиально друг другу. Цилиндр 2 статора выполнен с одной стороны с открытым торцом, снаружи цилиндра 2 статора коаксиально последнему дополнительно установлен на своем валу цилиндр 6 ротора большего диаметра, таким образом, что статор 2 коаксиально расположен в кольцевом зазоре между двумя роторами, 5, 6. Электромагниты 3 и 7 смежных цилиндрических поверхностей статора 2 и ротор 5, 6 установлены разнополюсно (см. фиг.2). Статор 2 в корпусе 1 установлен неподвижно, роторы 5, 6 установлены с возможностью вращения навстречу друг другу на соосных валах 8, 9 а токосъемное устройство 4 выполнено в виде бесконтактного индуктивного контура, каковым является электрическая обмотка цилиндра 2 статора закрепленного неподвижно на корпусе 1.An electric machine, for example, an electric motor or an electric current generator, comprises a housing 1, a stator located in the housing 1 in the form of a hollow cylinder 2 with different-pole electromagnets 3 on a cylindrical surface, having a current collector 4, rotors, in the form of hollow cylinders 5, 6 with different-polar electromagnets 7, mounted also on their cylindrical surface with the possibility of rotation on their shafts, and the cylinders 2 of the stator and rotors 5, 6 are coaxial to each other. The stator cylinder 2 is made on one side with an open end; outside the stator cylinder 2, a larger diameter rotor cylinder 6 is additionally mounted coaxially with the latter, so that the stator 2 is coaxially located in the annular gap between the two rotors, 5, 6. Electromagnets 3 and 7 adjacent cylindrical surfaces of the stator 2 and the rotor 5, 6 are installed opposite pole (see figure 2). The stator 2 in the housing 1 is fixedly mounted, the rotors 5, 6 are mounted to rotate towards each other on the coaxial shafts 8, 9 and the current collector 4 is made in the form of a contactless inductive circuit, which is the electrical winding of the cylinder 2 of the stator fixedly mounted on the housing 1.

Варианты электромашины: группы состоят из «цилиндр статора - цилиндр ротора - цилиндр статора»; группы «цилиндр ротора - цилиндр статора - цилиндр ротора» концентрически размещены относительно центральной оси в количестве «n+1».Electric machine options: groups consist of "stator cylinder - rotor cylinder - stator cylinder"; groups "rotor cylinder - stator cylinder - rotor cylinder" are concentrically placed relative to the central axis in the amount of "n + 1".

На электрической машине электродвигатель или генератор электрического тока могут иметь постоянные магниты.On an electric machine, an electric motor or electric current generator may have permanent magnets.

Электрическая машина работает как генераторе следующим образом.The electric machine operates as a generator as follows.

В генераторе электрического тока, состоящем из неподвижного статора 2, роторов 5, 6 и электромагнитов 3, 7, при воздействии крутящего момента на соосные валы 8, 9 роторы 5, 6 приводятся в противовращение и при возбуждении электромагнитных катушек разнополюсных электромагнитов 7 создаются электромагнитные поля, воздействующие на две полярности разнополюсных электромагнитов 3 статора 2. При пересечении электромагнитных полей роторов 5, 6 и статора 2 создается электрическое напряжение. Суммарный крутящий момент противоположного вращения цилиндров роторов 5, 6 увеличивает частоту пересечения электромагнитных полей, а следовательно увеличивает количество вырабатываемого электричества. Общая инертная масса противоположного вращения двух роторов 5, 6 увеличивает кинетическую энергию электромашины, Неподвижный контур статора 2 позволяет передавать электричество прямым контактным соединением без токосъемного устройства. Противоположное вращение цилиндров роторов 5, 6 обеспечивает активной вентиляцией, а значит, интенсивно охлаждает генератор. Противоположное вращение роторов 5, 6 гасит гироскопический эффект в генераторе.In the electric current generator, consisting of a fixed stator 2, rotors 5, 6 and electromagnets 3, 7, when the torque acts on the coaxial shafts 8, 9, the rotors 5, 6 are brought into counter-rotation and when the electromagnetic coils of multi-pole electromagnets 7 are excited, electromagnetic fields are created, acting on two polarities of opposite-pole electromagnets 3 of stator 2. When the electromagnetic fields of rotors 5, 6 and stator 2 intersect, an electric voltage is created. The total torque of the opposite rotation of the cylinders of the rotors 5, 6 increases the frequency of intersection of electromagnetic fields, and therefore increases the amount of electricity generated. The total inertial mass of the opposite rotation of the two rotors 5, 6 increases the kinetic energy of the electric machine. The fixed circuit of the stator 2 allows the transmission of electricity by direct contact connection without a current collector. The opposite rotation of the cylinders of the rotors 5, 6 provides active ventilation, and therefore, intensively cools the generator. The opposite rotation of the rotors 5, 6 extinguishes the gyroscopic effect in the generator.

Электрическая машина как электродвигатель, работает следующим образом. При подаче электроэнергии в неподвижный статора 2, создается электромагнитное поле в электромагнитах 3 с противоположным вектором действия на внутренней и наружной части цилиндра статора 2 за счет разной полярности. При возбуждении электромагнитных полей электромагнитов 7 роторов 5, 6, обладающих разной полярностью относительно электромагнитного поля статора 2 создается взаимно притягивающая сила между электромагнитами 3 статора 2 и электромагнитами 7 двух роторов 5, 6. Создается противоположное вращение роторов 5, 6, что дает возможность создать из двух цилиндров роторов два электродвигателя противоположного вращения, а также повысить общий крутящий момент двух цилиндров роторов 5, 6, являющихся двумя электродвигателями. Электромагнитное поле статора 3 позволит контролировать скорость противоположного вращения роторов 5, 6 Общая инертная масса двух цилиндров роторов 5, 6 увеличит кинетическую энергию электродвигателя, противоположное вращение будет также гасить гироскопический эффект, а неподвижный цилиндр 2 статора обеспечит возможностью передачи электричества прямым контактным соединением без токосъемного устройства.An electric machine as an electric motor works as follows. When power is supplied to the fixed stator 2, an electromagnetic field is created in the electromagnets 3 with the opposite action vector on the inner and outer parts of the cylinder of the stator 2 due to different polarity. Upon excitation of electromagnetic fields of electromagnets 7 of rotors 5, 6, having different polarity relative to the electromagnetic field of stator 2, a mutually attractive force is created between electromagnets 3 of stator 2 and electromagnets 7 of two rotors 5, 6. An opposite rotation of rotors 5, 6 is created, which makes it possible to create two cylinders of rotors two electric motors of opposite rotation, and also increase the total torque of two cylinders of rotors 5, 6, which are two electric motors. The electromagnetic field of the stator 3 will allow you to control the speed of the opposite rotation of the rotors 5, 6 The total inert mass of the two cylinders of the rotors 5, 6 will increase the kinetic energy of the electric motor, the opposite rotation will also extinguish the gyroscopic effect, and the fixed cylinder 2 of the stator will provide the ability to transfer electricity by direct contact connection without a current collector .

Электрическая машина имеющая несколько групп, состоящих из двух цилиндров статора противоположного вращения и расположенного между ними одного неподвижного цилиндра ротора позволит использовать вторую полярность цилиндра ротора, применяя электромашину как генератор используя воздействие двух полярностей электромагнитов неподвижного цилиндра ротора на электромагниты статоров. При воздействии крутящего усилия на соосные валы, установленные в корпусе генератора, усилия крутящего момента с соосных валов передаются на цилиндры статоров, принимающие крутящий момент противоположного вращения, при возбуждении электромагнитных полей статоров и роторов создадутся электромагнитные поля воздействующие двумя полярностями электромагнитов ротора, установленных в неподвижном цилиндре. При пересечении электромагнитных полей одного цилиндра ротора с двумя цилиндрами статоров противоположного вращения создается электрическое напряжение на двух цилиндрах статора, что позволит создать две отдельные генерирующие системы на двух цилиндрах статора, а значит позволит увеличить на генераторе количество вырабатываемой энергии. Общая инертная масса противоположного вращения двух статоров увеличивает кинетическую энергию электромашины в таком случае для передачи электроэнергии применяется токосьемное устройство, установленное на двух соосных валах.An electric machine having several groups consisting of two opposite-rotation stator cylinders and one fixed rotor cylinder located between them will allow using the second polarity of the rotor cylinder, using the electric machine as a generator using the action of two polarities of the stationary rotor cylinder electromagnets on the stators' electromagnets. When a torque force is applied to the coaxial shafts installed in the generator housing, the torque forces from the coaxial shafts are transmitted to the cylinders of the stators receiving the opposite torque, when electromagnetic fields of the stators and rotors are excited, electromagnetic fields are created that act by the two polarities of the rotor electromagnets installed in the fixed cylinder . When the electromagnetic fields of one rotor cylinder intersect with two cylinders of opposite rotation stators, an electric voltage is generated on the two stator cylinders, which will create two separate generating systems on the two stator cylinders, which means it will increase the amount of generated energy on the generator. The total inertial mass of the opposite rotation of the two stators increases the kinetic energy of the electric machine; in this case, a current collector mounted on two coaxial shafts is used to transmit electricity.

Промышленная применимость обеспечивается современными технологиями производства.Industrial applicability is provided by modern production technologies.

Claims

1. An electric machine comprising a housing, an anchor in the housing on its shaft in the form of a hollow cylinder with opposite-pole electromagnets on a cylindrical surface, having a current collector, electric magnetic inductors, in the form of opposite-pole electromagnets mounted also on the cylindrical surface of a hollow cylinder, located inside the armature cylinder with the possibility of rotation on its shaft, and the cylinders of the armature and magnetic inductors are coaxial to each other, and the armature cylinder is a stator , a cylinder of magnetic inductors with a rotor, characterized in that the stator cylinder is made on one side with an open end outside the stator cylinder coaxially with the latter; a larger diameter rotor cylinder is additionally mounted on its shaft, so that the stator is coaxially located in the annular gap between the two rotors, on a cylindrical the surface of the additional rotor is placed electromagnets, and the electromagnets of adjacent cylindrical surfaces of the rotor and stators are installed in different polarity, the stator is installed IG Petritskaya rotors are installed rotatably toward each other, and the slip device is a contactless inductive circuit, which is the electric winding of the stator, is fixedly secured to the housing.

2. The electric machine according to claims 1 and 2, characterized in that the groups "rotor cylinder - stator cylinder - rotor cylinder" are concentrically placed relative to the central axis in the amount of "n + 1".

3. The electric machine according to claim 1, characterized in that the groups consist of "stator cylinder - rotor cylinder - stator cylinder".