Способ бесконтактного (бесподшипникового) вращения обода колеса и устройство для его осуществления
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве мотора-колеса транспортных, дорожных и других передвижных средств. Способ бесконтактного (бесподшипникового) вращения обода колеса заключается в том, что происходит центрирование кругового цилиндрического магнитопровода и находящегося внутри него цилиндрического электромагнита, внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра магнитопровода, при условии прохождения магнитного потока через имеющийся между ними зазор. При этом электромагнит содержит два цилиндрических магнитопровода, которые соединяются с намотанными на них катушками, равноудаленными от центра, расположенными под одинаковыми углами парными перемычками, причем каждая пара перемычек расположена на прямой, проходящей через центр а, магнитопровод электромагнита жестко связан с неподвижным валом. Технический результат – повышение КПД мотор-колеса за счет исключения использования в нем подшипников. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве мотора-колеса транспортных, дорожных и других передвижных средств.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является Российский патент №2035114, в котором механическая энергия движения транспортного средства передается от статора к ротору через подшипники, что приводит к значительному снижению КПД при движении транспортного средства.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение КПД за счет исключения подшипников в мотор-колесе.
Этот результат достигается тем, что круговой цилиндрический магнитопровод и находящийся внутри его цилиндрический электромагнит, внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра магнитопровода, происходит их центрирование при условии прохождении магнитного потока через имеющийся между ними зазор.
На фиг. 1 показано устройство без контактного (без подшипникового) вращения обода 9 колеса. Оно содержит магнитопровод 10, имеющий цилиндрическую форму, который механически связан с ободом 9, имеющим возможность вращения относительно неподвижного магнитопровода 12 меньшего диаметра с некоторым зазором 11 между ними при их центрировании. Магнитопровод 12 состоит из двух магнитопроводных дисков, связанных равномерно распределенными в нашем случае под углом 45 градусов перемычками 15, каждая из которых содержит по одной катушки 1, которые электрически соединены последовательно или параллельно. Оси катушек также имеют равные углы, в нашем случае 45 градусов. Неподвижный вал 14 с помощью жесткой связи 13 связан с магнитопроводом 12.
Устройство, состоящее из четырех колес, связанных валами с салоном, может использоваться при наличии аккумулятора в качестве инвалидной коляски или как транспортное средство, в котором вырабатывается электроэнергия или используется подводимая электроэнергия, например в электропоездах метро, троллейбусах, электричках, в качестве вагонов в поездах дальнего следования.
Работа устройства заключается в том, что при подаче на катушки постоянного напряжения или выпрямленного импульсного в магнитопроводах возникает магнитный поток, который приводит к возникновению радиальных сил, выравнивающих воздушный зазор по всему сечению, в результате чего получаем возможность бесконтактного механического вращения. При сравнении с электромагнитным краном можно сказать, что сила удержания равномерного зазора может достигать тонны. Для получения ведущего колеса для вращения обода механически соединяем его с ротором, а вал 14 со статором электродвигателя. При механическом соединении ротора электродвигателя с валом, а статора с ободом получаем вращение статора электродвигателя. При использовании патента №2565795 эффективность транспортного средства значительно повышается.
В результате увеличения веса транспортного средства равномерность зазора может изменяться. С целью исключения этого явления используем катушку обратной связи. У нас катушка 1 играет роль входной первичной обмотки трансформатора. На катушку обратной связи, играющую роль как дополнительно первичной, подаем напряжение от вторичной выходной катушки трансформатора. Устройство работает следующим образом. В результате увеличения веса транспортного средства зазор 11 внизу уменьшается, вверху увеличивается, в связи с чем плотность магнитного потока внизу увеличивается, вверху уменьшается, что вызывает в первом случае увеличение тока во вторичной нижней катушке и уменьшение тока в верхней вторичной катушке. Поэтому катушку обратной связи нижнего трансформатора размещаем в верхнем трансформаторе и наоборот катушку обратной связи верхнего трансформатора размещаем в нижнем трансформаторе. Таким образом, каждую катушку обратной связи одного трансформатора размещаем на другом трансформаторе, при этом эта пара трансформаторов расположенном линейно и симметрично относительно центра вращения.
1. Способ бесконтактного (бесподшипникового) вращения обода колеса, отличающийся тем, что происходит центрирование кругового цилиндрического магнитопровода и находящегося внутри него цилиндрического электромагнита, внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра магнитопровода, при условии прохождения магнитного потока через имеющийся между ними зазор.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электромагнит содержит два цилиндрических магнитопровода, которые соединяются с намотанными на них катушками, равноудаленными от центра, расположенными под одинаковыми углами парными перемычками, причем каждая пара перемычек расположена на прямой, проходящей через центр, а магнитопровод электромагнита жестко связан с неподвижным валом.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что магнитопровод с намотанной на него входной катушкой и добавочной выходной представляет трансформатор, который дополнительно содержит катушку обратной связи, электрически связанной с выходной катушкой трансформатора, причем катушка обратной связи одного трансформатора размещена на другом трансформаторе, при этом эта пара трансформаторов расположена линейно и симметрично относительно центра вращения.
