Электродвигатель, имеющий диаметральную электромагнитную катушку

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение технологичности конструкции. Электродвигатель содержит дискообразный ротор, включающий соосные вал и диск, два или более постоянных магнитов на верхней части или в упомянутом диске, детали из ферромагнитного материала, которые расположены между по крайне мере двумя из упомянутых постоянных магнитов. Электродвигатель также содержит статор, включающий диаметральную электромагнитную катушку, которая расположена вдоль диаметра диска ротора. Указанная электромагнитная катушка содержит диаметральный прямоугольный каркас, имеющий прямоугольное отверстие, имеющее длину, немного превосходящую диаметр ротора, проводник, который намотан на упомянутый диаметральный каркас, и верхнее и нижнее отверстия в упомянутом каркасе для приема упомянутого вала таким образом, чтобы предоставить упомянутому ротору возможность вращения в упомянутом прямоугольном отверстии. 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Область Изобретения

Изобретение относится к области электродвигателей. Точнее, изобретение относится к электродвигателю, который содержит одну либо большее количество диаметральных электромагнитных катушек, которые расположены на статоре, и два либо большее количество постоянных магнитов, которые расположены на дискообразном роторе.

Уровень Техники

Электродвигатели вращательного типа хорошо известны и широко использовались на протяжении многих лет для преобразования электроэнергии в механическую энергию. Типичный электродвигатель содержит ротор и статор.

Ротор является подвижной частью электродвигателя и содержит вращающийся вал, который передает вращение к нагрузке. Ротор обычно имеет проводники, проложенные в нем, которые переносят токи, которые взаимодействуют с магнитным полем статора для создания сил, которые вращают вал. В другой альтернативе ротор содержит постоянные магниты, в то время как проводники расположены на статоре.

Статор, в свою очередь, является неподвижной частью электромагнитного контура электродвигателя и обычно имеет либо обмотки либо постоянные магниты. Каркас статора типично изготавливается с большого количества тонких металлических листов, названных наслоениями. Наслоения используются для снижения потерь энергии, которые должны, иным образом, иметь место, когда используют цельный каркас.

Электродвигатели также используются для выполнения обратной функции, состоящей в преобразовании механической энергии в электрическую энергию, и, в таком случае, электродвигатель, фактически, является электрогенератором.

Хотя электродвигатель работает для преобразования электроэнергии в механическую энергию, в нем вырабатывается паразитный магнитный поток, приводящий к созданию электрической силы, названной ПРОТИВОЭДС (Противоположная Электро-Движущая Сила), в добавок к вырабатыванию желаемой механической энергии. Эта паразитная электрическая сила (Закон Ленца), фактически, снижает общую механическую энергию, которая получается от электродвигателя. Вследствие ПРОТИВОЭДС паразитная электроэнергия, которая вырабатывается в электродвигателе, может достигать до 80% от общей энергии при скорости вращения 3000 об/мин и 20% - при скорости вращения 1000 об/мин. Все попытки устранить это количество паразитной энергии, которая свойственна для конструкции типичного электродвигателя, достигли некоторого предела, но они не могут полностью устранить эту паразитную энергию.

Документ US 8643227 (Takeuchi) раскрывает линейный электродвигатель, который использует постоянный магнит, который движется в электромагнитной катушке. Документ US 8030809 (Horng et al.) описывает статор для бесщеточного электродвигателя, который содержит кольцевое изоляционное кольцо. Документ US 6252317 раскрывает электродвигатель, который содержит электромагнитные катушки, сквозь которые проходит кольцевой ротор, имеющий установленные на нем магниты.

Документы WO 2013/140400 и WO 2014/147612 того же заявителя и изобретателей что и в данном изобретении описывают кольцеобразные электродвигатели. В каждом из упомянутых электродвигателей ротор содержит постоянные магниты, которые расположены с образованием кольцеобразной структуры, в то время как вращение осуществляется с помощью электромагнитных катушек, которые расположены на статоре. Направление постоянного тока, проходящего сквозь каждую из катушек электродвигателя, должно меняться на противоположное несколько раз во время вращения каждого диска синхронно с полюсом постоянного магнита, который обращен к соответствующей электромагнитной катушке. Темп изменений направлений тока на противоположное четко возрастает с увеличением количества электромагнитных катушек и с увеличением скорости вращения электродвигателя (измеряемой в оборотах в минуту, об/мин). Поэтому, при высоких скоростях вращения (например, 3000 оборотов в минуту), темп изменения направления тока на противоположное становится очень высоким, приводя к увеличению денежной стоимости и усложнению контроллера электродвигателя. Кроме того, высокий темп изменения направления тока на противоположное, хотя и увеличивает скорость вращения электродвигателя, приводит к большей ПРОТИВОЭДС и к снижению КПД электродвигателя.

Поэтому, задачей изобретения является предоставление электродвигателя, имеющего простую и недорогую конструкцию. Точнее, изобретение предоставляет конструкцию электродвигателя, которая может работать даже с единственной электромагнитной катушкой на статоре.

Другой задачей данного изобретения является предоставления бесщеточного электродвигателя, имеющего простую конструкцию, который может передавать крутящий момент к внешней нагрузке без необходимости в использовании зубчатой передачи.

Другой задачей изобретения является уменьшение количества изменений направления подачи тока на обратное к электромагнитным катушкам электродвигателя для заданной скорости вращения электродвигателя, таким образом для снижения сложности и денежной стоимости контроллера электродвигателя.

Еще другой задачей данного изобретения является предоставления новой конструкции электродвигателя, в котором по существу устраняется паразитная энергия, которая вырабатывается в электродвигателях предыдущего уровня техники вследствие обратного магнитного потока (ПРОТИВОЭДС).

Еще иной задачей изобретения является предоставление электродвигателя, который может работать при большей скорости вращения по сравнению с электродвигателями предыдущего уровня техники в виду большего КПД и снижения ПРОТИВОЭДС.

Еще другой задачей изобретения является предоставление более безопасного электродвигателя, который требует подачу низкого тока к каждой из своих одной либо большего количества электромагнитных катушек.

Другие задачи и преимущества изобретения станут очевидными с нижеприведенного описания изобретения.

Краткое Описание Изобретения

Изобретение относится к электродвигателю, который содержит: (A) дискообразный ротор, который содержит: (a) соосные вал и диск; (b) два либо большее количество постоянных магнитов на верхней части либо в упомянутом диске; и (c) детали из ферро-магнитного материала, которые расположены между по крайней мере двумя из упомянутых постоянных магнитов; и (B) статор, который содержит (d) диаметральную электромагнитную катушку, которая расположена вдоль диаметра диска ротора, при этом диаметральная электромагнитная катушка содержит: (d1) диаметральный прямоугольный каркас, имеющий прямоугольное отверстие, имеющее длину, немного большую нежели диаметр ротора; (d2) проводник, который намотан на упомянутый диаметральный каркас; и (d3) верхнее и нижнее отверстия в упомянутом каркасе для приема упомянутого вала, таким образом для предоставления упомянутому ротору возможности вращения в упомянутом прямоугольном отверстии.

В варианте выполнения изобретения упомянутый ротор содержит неферромагнитный нижний диск и при этом упомянутые постоянные магниты расположены с одинаковым угловым и одинаковым радиальным расстоянием между собой на упомянутом нижнем диске с образованием частичной кольцеобразной структуры, и при этом детали из ферромагнитного материала расположены между по крайней мере двумя из упомянутых постоянных магнитов для формирования частичной либо замкнутой кольцеобразной структуры.

В одном варианте выполнения изобретения, когда используются два из упомянутых постоянных магнита, они расположены вдоль диаметра упомянутого нижнего диска.

В варианте выполнения изобретения, когда используются два из упомянутых постоянных магнита, одинаковые полюса постоянных магнитов, соответственно, обращены друг к другу.

В варианте выполнения изобретения, когда формируется частичная кольцеобразная структура, между каждой одной либо каждой из большего количества пар постоянных магнитов предоставляется воздушное пространство.

В варианте выполнения изобретения ротор дополнительно содержит верхний диск с неферромагнитного материала для усиления своей конструкции.

В варианте выполнения изобретения упомянутый дискообразный ротор содержит диск из ферромагнитного материала, при этом два либо большее количество постоянных магнитов расположены на одинаковом угловом и на одинаковом радиальном расстоянии друг от друга в специальных пазах в упомянутом диске.

В варианте выполнения изобретения электродвигатель дополнительно содержит контроллер для периодического изменения направления постоянного тока, который подается к упомянутой электромагнитной катушке.

В варианте выполнения изобретения электродвигатель дополнительно содержит один либо большее количество датчиков угловой ориентации для подачи соответствующего сигнала ориентации к упомянутому контроллеру электродвигателя.

В варианте выполнения изобретения упомянутый один либо большее количество датчиков угловой ориентации расположены на валу электродвигателя.

В варианте выполнения изобретения упомянутый один либо большее количество датчиков угловой ориентации расположены в каркасе диаметральной электромагнитной катушки.

В варианте выполнения изобретения электродвигатель содержит двухуровневый ротор, при этом все компоненты второго уровня ротора, включая его постоянные магниты и его диаметральную электромагнитную катушку, смещены на 90° относительно подобных компонентов на первом уровне ротора.

Краткое Описание Чертежей

На чертежах:

- Фиг. 1 изображает главную конструкцию электродвигателя согласно варианту выполнения изобретения;

- Фиг. 2a и 2b изображают основную конструкцию ротора электродвигателя согласно первому варианту выполнения изобретения;

- Фиг. 3 изображает основную конструкцию ротора электродвигателя согласно второму варианту выполнения изобретения;

- Фиг. 4a и 4b изображают конструкцию 220 ротора согласно третьему варианту выполнения изобретения;

- Фиг. 5 изображает вид спереди каркаса электромагнитной катушки изобретения;

- Фиг. 6 изображает конструкцию двухуровневого ротора согласно четвертому варианту выполнения изобретения; и

- Фиг. 7 изображает конструкцию электродвигателя изобретения, который описывается в Примере 1.

Детальное Описание Преимущественных Вариантов Выполнения

Как отмечено выше, темп изменений направления подачи тока к электромагнитным катушкам электродвигателя на противоположное должен увеличиваться, когда количество электромагнитных катушек на статоре увеличивается, и когда скорость вращения ротора увеличивается. Это увеличение темпа изменения направления тока требует более сложного и дорогого контроллера электродвигателя и приводит к снижению КПД электродвигателя. Точнее, увеличенная частота переключения требует более мощного силового привода в контроллере электродвигателя, что неизбежно увеличивает потери мощности во время изменения направления тока. Поэтому, задачей изобретения является предоставление электродвигателя, который может работать даже с единственной электромагнитной катушкой на статоре, в котором темп изменения направления тока на противоположное существенно снижается для заданной скорости вращения (в оборотах в минуту).

Фиг. 1 изображает главную конструкцию электродвигателя 10 согласно варианту выполнения изобретения. Фиг. 2a и 2b изображают основную конструкцию ротора 20 электродвигателя согласно первому варианту выполнения изобретения. Фиг. 3 изображает основную конструкцию ротора 20 электродвигателя согласно второму варианту выполнения изобретения.

Статор 30 электродвигателя содержит диаметральную электромагнитную катушку 11, которая установлена на прочном несущем основании 12. Диаметральная электромагнитная катушка 11 установлена на диаметре диска 25a и охватывает весь диаметр диска ротора. Как изображено на Фиг 1 и 5, диаметральная электромагнитная катушка 11 содержит по существу прямоугольный каркас 13 (в виде спереди), имеющий прямоугольное отверстие 14 длиной, немного большей нежели диаметр ротора. Например, для ротора, имеющего диаметр 300 мм, длина отверстия 14 может составлять 305 - 310 мм.

Согласно данному изобретению ротор 20 является дискообразным ротором. Под дискообразным ротором понимают ротор, содержащий либо нижний диск (такой как нижний диск 25a, изображенный на Фиг. 1), на котором установлены постоянные магниты, либо, альтернативно, ротор, содержащий диск (такой как диск 225с Фиг. 4a), имеющий радиальные пазы, каждый из который содержит один постоянный магнит.

Фиг. 2a изображает главную конструкцию ротора 10 согласно первому варианту выполнения изобретения. Фиг. 2b изображает способ расположения магнитов в роторе 10. Ротор содержит вал 21 и два постоянных магнита 24a и 24b, которые установлены на нижнем диске 25a. Упомянутые два постоянных магнита расположены симметрично вдоль диаметра единственного диска 25a, в то время как одинаковые полюса двух магнитов обращены друг к другу, а именно: полюс N магнита 24a обращен к полюсу N магнита 24b и, подобным образом, полюс S магнита 24a обращен к полюсу S магнита 24b. Необязательный верхний диск 25b, когда он присутствует, улучшает механическую прочность ротора. Нижний диск 25a и верхний диск 25b (когда он присутствует) изготавливаются из неферромагнитного материала, такого как алюминий либо пластмасса. Вал 21 проходить сквозь верхнее и нижнее отверстие в верхней и, соответственно, нижней части каркаса 13 (на Фиг. 1 изображено только верхнее отверстие 27a). Фиг. 2b изображает каким образом два постоянных магнита 24a и 24b расположены на нижнем диске 25a. Как показано, одинаковые полюса двух магнитов обращены друг к другу (в частности, полюс N магнита 24a обращен к полюсу N магнита 24b и, подобным образом, полюс S магнита 24a обращен к полюсу S магнита 24b). Преимущественно, две необязательные дугообразные детали 28a и 28b из ферромагнитного материала (такого как железо) расположены между двумя постоянными магнитами 24a и 24b. Как будет далее обсуждаться, упомянутые дугообразные ферромагнитные детали 28a и 28b (изображены только на Фиг. 2b), когда они присутствуют, значительно снижают ПРОТИВОЭДС электродвигателя.

Фиг. 3 изображает второй вариант выполнения ротора изобретения, как альтернатива к расположению магнитов на Фиг. 2b. Ротор 120 с Фиг. 3 по конструкции подобен ротору 20 с Фиг 2b, однако, в то же время ротор 20 с Фиг. 2a и 2b содержит два постоянных магнита, ротор 120 с Фиг. 3 содержит четыре постоянных магнита 124a-124d. Постоянный магнит 24a с Фиг. 2b разделен на два меньшего размера постоянных магнита 124a и 124c, а постоянный магнит 24b с Фиг. 2b разделен на два меньшего размера постоянных магнита 124b и 124d для формирования структуры с Фигуры. 2а. Общий объем двух меньших магнитов 124a и 124c меньший нежели объем магнита 24a (с Фиг. 2b) и, подобным образом, общий объем магнитов 124b и 124d меньший нежели объем магнита 24b (с Фиг. 2b). Между каждой из пар отдельных меньших магнитов 124a-124c и 124b- 124d в структуре с Фиг. 3 предусмотрены воздушные зазоры 122a и 122b. Такое деление каждого "большого" постоянного магнита 24a и 24b на две пары меньших магнитов 124a- 124c и 124b-124d значительно снижает общую денежную стоимость постоянных магнитов, которые используются в роторе 120, и, в результате чего, общая денежная стоимость ротора 120 снижается по сравнению с денежной стоимостью ротора 20 с Фиг. 2b. Было обнаружено, что рабочие характеристики электродвигателя, имеющего структуру ротора 120 с Фиг. 3, приблизительно такие же как и у структуры ротора 20 с Фиг. 2b.

Фиг. 4a и 4b изображают конструкцию ротора 220 согласно третьему варианту выполнения изобретения. Ротор 220 содержит два постоянных магнита 224a и 224b, которые присоединены к железному диску 225 в двух специальных пазах. Полюса магнитов указаны на Фиг. 4a. Влияние этой структуры из постоянных магнитов и железного диска с Фиг. 4a с точки зрения снижения ПРОТИВОЭДС подобно влиянию структур с Фиг. 2b и 3 (где между двумя парами постоянных магнитов предусмотрены две железные детали 28a и 28b либо, соответственно, 128a и 128b). Точнее, во всех троих вариантах выполнения ротора присутствие железных деталей между каждой парой постоянных магнитов предоставляет, соответственно, электродвигатель со значительно сниженной ПРОТИВОЭДС по сравнению с эквивалентными электродвигателями предыдущего уровня техники.

Ссылаясь на Фиг. 1, видим, что обмотка 40 диаметральной электромагнитной катушки 11 типично содержит 10 - 20 витков. Контроллер 35 электродвигателя подает постоянный ток к электромагнитной катушке 40 с помощью отверстия 31. Для обеспечения непрерывного вращения ротора (20, 120 либо 220, который как угодно используется), направление входного тока в электромагнитную катушку должно периодически изменяться на противоположное синхронно с полюсом постоянного магнита, который расположен вблизи электромагнитной катушки. Синхронизация осуществляется с использованием датчика 41, например датчика Холла, который устанавливается на валу 21, как наилучшим образом видно на Фиг. 3. Датчик 41 может альтернативно размещаться в каркасе 13, как показано на Фиг. 5. Датчик 41 может либо измерять угловую ориентацию вала 21 (и в случае размещения возле вала) либо близкое расположение постоянного магнита (и в таком случае расположен в месте, которое периодически находится вблизи постоянного магнита). Цепь 42 датчика посылает сигнал синхронизации к контроллеру 35 электродвигателя, который, в свою очередь, соответственно, меняет направление подачи постоянного тока. Как отмечено, датчик 41 измеряет угловую ориентацию ротора 20, в частности ориентацию его постоянных магнитов относительно диаметральной электромагнитной катушки 11. Ориентация 43 ротора (либо близости к магниту), как она измерена, передаётся к контроллеру 35 электродвигателя, который, в свою очередь, синхронизирует вращения электродвигателя путем подачи периодического постоянного тока в надлежащем направлении к электромагнитной катушке 40. Подача постоянного тока к электромагнитной катушке 40 прилагает тянущее усилие к одному из постоянных магнитов 24a, 124a либо, соответственно, 224a, и толкающее усилие к другому магниту 24b, 124d либо, соответственно, 224b. Как ранее упоминалось, при каждом прохождении постоянного магнита сквозь отверстие 14 каркаса 13 (Фиг. 5), присутствие постоянного магнита обнаруживается датчиком 41, что приводить к изменению направления постоянного тока на противоположное (альтернативно, присутствие постоянного магнита в отверстии 14 может обнаруживаться из ориентации вала 21). Таким образом часть электромагнитной катушки 11, которая ранее тянула магнит 24a, 124a либо, соответственно, 224a, теперь толкает его и наоборот - противоположная часть электромагнитной катушки 11, которая ранее тянула другой магнит 24b, 124d либо 224b, теперь толкает его, приводя к непрерывному вращению ротора 20.

Как отмечено, две необязательные дугообразные детали из ферромагнитного материала (такого как железо) 28a (либо 128a) и, соответственно, 28b (либо 228b) расположены между двумя постоянными магнитами 24a (либо 124a) и 24b (либо 124b), как наилучшим образом изображено на Фиг. 2b и, соответственно, 3. Альтернативно, в третьем варианте выполнения с Фиг. 4a железный диск 225 служит тем же объектом что и упомянутые железные детали с Фиг. 2a и 3.

Как показано, электродвигатель изобретения, как описывалось до сих пор, содержит только единственную диаметральную электромагнитную катушку. Поэтому, темп изменения направления подачи тока к электромагнитной катушке на противоположное минимизируется.

В четвертом варианте выполнения электродвигателя изобретения, изображенном на Фиг. 6, две диаметральные электромагнитные катушки 11a и 111b расположены на угловом расстоянии 90° одна относительно другой. Ротор 20, фактически, является двухуровневым ротором, то есть, каждая из структур ротора, состоящих из диска и постоянных магнитов (с Фиг. 2b, 3 и, соответственно, 4a), является сдвоенной в двухуровневом роторе 29a и, соответственно, 29b. Более того, компоненты (электромагнитная катушка и постоянные магниты) нижнего уровня 29b расположены на угловом расстоянии 90° относительно таких соответствующих компонентов верхнего уровня 29a ротора. Постоянные токи подаются к обмоткам двух электромагнитных катушек 11a и 111b. Хотя темп изменений направления тока на противоположное в конструкции четвертого варианта выполнения является удвоенным по сравнению с темпом в первом, втором и третьем вариантах выполнения, все еще конструкция электродвигателя остается очень простой в виду использования диаметральных электромагнитных катушек.

Как ранее упоминалось, типичные электродвигатели предыдущего уровня техники страдают от существенного паразитного магнитного потока, который приводит к генерированию обратной ЭДС (ПРОТИВОЭДС) в дополнение к ЭДС, которую должен вырабатывать электродвигатель. Такая генерация паразитной электрической силы приводит к значительной потери энергии.

Электродвигатель данного изобретения очень существенно снижает такие потери энергии с одновременным использованием подачи относительно низкого тока и относительно высокого напряжения. Как отмечено, в преимущественном варианте выполнения изобретения две ферримагнитные (например, железные) дугообразные детали 28a и 28b (либо 128a и 128b) расположены между соответствующими двумя постоянными магнитами 24a и 24b (либо 124a и 124b), как показано на Фиг. 2b и 3. Альтернативно, ферромагнитный диск с Фиг. 4a служит для той же цели. Поэтому, набор постоянных магнитов вместе с двумя ферромагнитными дугообразными деталями либо диском 225 формируют круглую структуру, которая проходит сквозь отверстие 14 каркаса 13, соответственно, позволяя свободное вращение диска ротора. Как отмечено, было обнаружено, что добавленные ферромагнитные детали (либо диск 225) между парой постоянных магнитов являются очень важными, поскольку эта структура делает вклад в очень существенное снижение паразитной ПРОТИВОЭДС по сравнению с предыдущим уровнем техники. Тот же эффект получается также в четвертом варианте выполнения, который содержит две электромагнитные катушки 11, расположенные на угловом расстоянии 90° друг относительно друга, соответственно, на двух уровнях ротора.

Как отмечено, было обнаружено, что во всех четырех вариантах выполнения электродвигателя изобретения паразитные магнитные потери, в частности ПРОТВОЭДС, являются чрезвычайно низкими по сравнению с эквивалентными электродвигателями традиционных конструкций предыдущего уровня техники. Хотя в традиционных электродвигателях уровень ПРОТИВОЭДС типично достигает 80%-90%, было обнаружено, что уровень ПРОТИВОЭДС в электродвигателе изобретения составляет 10% - 12%.

ПРИМЕР

Был создан электродвигатель согласно изобретению, конструкция которого изображена на Фиг. 7. Электродвигатель состоял из единственной диаметральной электромагнитной катушки 11 и шести постоянных магнитов 321a-321f. Шесть железных деталей 325 располагались между каждой парой постоянных магнитов. Точнее:

1. Конструкция ротора: одноуровневая конструкция, как показано на Фиг. 7;

2. Количество диаметральных электромагнитных катушек: 1;

3. Количество постоянных магнитов: 6;

4. Количество железных деталей между каждой парой постоянных магнитов: 6;

5. Количество витков в каждой электромагнитной катушке: 10-20;

6. Диаметр проводника, который используется в электромагнитной катушке: 10мм (LITZ);

7. Уровень подаваемого напряжения: 6-8В (напряжение постоянного тока);

8. Уровень тока: 300-400А;

9. Мощность электродвигателя: до 20кВт;

10. Достигаемое количество оборотов в минуту: до 20000 об/мин;

11. Диаметр диска: до 300мм.

Для вышеупомянутой конструкции электродвигателя было обнаружено, что ПРОТИВОЭДС при скорости вращения 3000об/мин составляла не более чем 10%.

Хотя некоторые варианты выполнения изобретения были описаны в виде иллюстрации, будет очевидно, что изобретение может реализовываться на практике со многими модификациями, изменениями и адаптациями, и с использованием многочисленных эквивалентов либо альтернативных решений, которые попадают в правовой объем данного изобретения без выхода за рамки изобретения либо за рамки формулы изобретения.

1. Электродвигатель, содержащий:

(A) дискообразный ротор, который содержит:

a. соосные вал и диск;

b. два либо большее количество постоянных магнитов на верхней части либо в упомянутом диске; и

c. детали из ферромагнитного материала, которые расположены между по крайней мере двумя из упомянутых постоянных магнитов; и

(B) статор, который содержит:

d. диаметральную электромагнитную катушку, которая расположена вдоль диаметра диска ротора, при этом электромагнитная катушка содержит:

(d1) диаметральный прямоугольный каркас, имеющий прямоугольное отверстие, имеющее длину, немного превышающую диаметр ротора;

(d2) проводник, намотанный на упомянутый диаметральный каркас; и

(d3) верхнее и нижнее отверстие в упомянутом каркасе для приема упомянутого вала, таким образом, для предоставления упомянутому ротору возможности вращения в упомянутом прямоугольном отверстии.

2. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый ротор содержит неферромагнитный нижний диск и при этом упомянутые постоянные магниты расположены на одинаковом угловом и радиальном расстоянии на упомянутом нижнем диске с образованием частичной кольцеобразной структуры, и при этом детали из ферромагнитного материала расположены между по крайней мере двумя из упомянутых постоянных магнитов для формирования частичной либо замкнутой кольцеобразной структуры.

3. Электродвигатель по п. 2, отличающийся тем, что в нем используют два из упомянутых постоянных магнитов, которые расположены вдоль диаметра упомянутого нижнего диска.

4. Электродвигатель по п. 2, отличающийся тем, что одинаковые полюса постоянных магнитов, соответственно, обращены друг к другу.

5. Электродвигатель по п. 2, отличающийся тем, что сформирована частичная кольцеобразная структура, при этом между каждой из одной либо большего количества пар постоянных магнитов предусмотрено воздушное пространство.

6. Электродвигатель по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит верхний диск из неферромагнитного материала для усиления конструкции ротора.

7. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый дискообразный ротор содержит диск из ферромагнитного материала, при этом упомянутые два либо большее количество постоянных магнитов расположены на одинаковом угловом и радиальном расстоянии в специальных пазах в упомянутом диске.

8. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит контроллер для периодического изменения направления постоянного тока, который подается к упомянутой электромагнитной катушке.

9. Электродвигатель по п. 8, отличающийся тем, что дополнительно содержит один либо большее количество датчиков угловой ориентации для передачи соответствующего сигнала угловой ориентации в упомянутый контроллер электродвигателя.

10. Электродвигатель по п. 9, отличающийся тем, что упомянутый один либо большее количество датчиков угловой ориентации расположены на вале электродвигателя.

11. Электродвигатель по п. 9, отличающийся тем, что упомянутый один либо большее количество датчиков угловой ориентации расположены в каркасе диаметральной электромагнитной катушки.

12. Электродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что содержит двухуровневый ротор, в котором все компоненты второго уровня, включая его постоянные магниты и его диаметральную электромагнитную катушку, смещены на 90° относительно подобных компонентов на первом уровне ротора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение эффективности генератора.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение КПД, улучшение эксплуатационных характеристик, уменьшение пускового момента и уровня шума.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение КПД и удельной мощности генератора.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение технологичности производства.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в транспортных средствах. Технический результат - повышение напряжения и мощности двигательной установки.

Изобретение относится к электротехнике, к низкооборотным бесколлекторным электрическим машинам, преобразующим механическое вращательное движение в переменный электрический ток, и может быть использовано в энергетике, на транспорте или в качестве автономного источника электрического тока.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к статору электрической машины. Технический результат – улучшение электрических и термических свойств статора.

Изобретение относится к машиностроению. Мотор-колесо с повышенным магнитным сцеплением содержит колесо со встроенным в него электродвигателем, выполненным в виде асинхронной электромашины, статор которой закреплен на неподвижной оси колеса, и подвижный короткозамкнутый ротор.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкциям обмоток статоров машин переменного тока. Техническим результатом является повышение энергетических характеристик электрических машин переменного тока с числом пазов на полюс и фазу q=3.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к синхронным реактивным электрическим генераторам. Технический результат состоит в упрощении конструкции с соответствующим повышением надежности генератора и повышении точности поддержания его выходного напряжения.

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, а также в авиационной отрасли в качестве стартер-генератора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в транспортных средствах. Технический результат - повышение напряжения и мощности двигательной установки.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в уменьшении нагрева деталей магнитопровода.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – обеспечение простым и надежным образом предотвращения передачи крутящего момента от вала двигателя на ротор синхронной машины с возбуждением от постоянных магнитов в случае короткого замыкания обмотки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано как на электростанциях, так и в автономных электоровырабатывающих комплексах. Технический результат - повышение работоспособности, ресурса и срока службы, а также электрической мощности электрогенерирующего устройства.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение технологичности конструкции.

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно, к бесконтактным синхронным электрическим машинам с комбинированным возбуждением. Технический результат –повышение массоэнергетических и эксплуатационных показателей электрической машины.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к вращающейся электрической машине, оснащенной механизмом регулирования магнитного потока, и предназначено изменять магнитный поток, направленный от постоянного магнита к обмотке статора, без использования специального актуатора.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к бесколлекторным электрическим машинам. Технический результат – обеспечение возможности регулирования выходной мощности за счет подключения/отключения отдельных модулей.

Изобретение относится к области электротехники и машиностроения, в частности к многосекционным вентильным электродвигателям погружных насосных нефтедобывающих установок.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в повышении надежности без повреждения места пайки соединения.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение технологичности конструкции. Электродвигатель содержит дискообразный ротор, включающий соосные вал и диск, два или более постоянных магнитов на верхней части или в упомянутом диске, детали из ферромагнитного материала, которые расположены между по крайне мере двумя из упомянутых постоянных магнитов. Электродвигатель также содержит статор, включающий диаметральную электромагнитную катушку, которая расположена вдоль диаметра диска ротора. Указанная электромагнитная катушка содержит диаметральный прямоугольный каркас, имеющий прямоугольное отверстие, имеющее длину, немного превосходящую диаметр ротора, проводник, который намотан на упомянутый диаметральный каркас, и верхнее и нижнее отверстия в упомянутом каркасе для приема упомянутого вала таким образом, чтобы предоставить упомянутому ротору возможность вращения в упомянутом прямоугольном отверстии. 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Наверх