Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные	Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения	Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки)

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2198462
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

English

Имя заявителя: Куркин Павел Васильевич
Имя изобретателя: Куркин П.В.; Кудряшов В.Ф.; Куркин В.П.; Энзель Э.А.; Богомолов Г.М. 
Имя патентообладателя: Куркин Павел Васильевич
Адрес для переписки: 462432, Оренбургская обл., г. Орск, ул. Юлина, 6 б, кв.20, П.В.Куркину
Дата начала действия патента: 2000.08.17

Двигатель предназначен для использования в энергетике. Двигатель содержит неподвижную часть - индуктор и вращающуюся часть - укрепленные на валу якорь и коллектор, причем якорь выполнен в виде листов электротехнической стали и обмотки, укрепленной на сердечнике, а концы обмотки соединены с изолированными от вала медными пластинами коллектора, подключенного к источнику напряжения. Индуктор изготовлен из сегментов электротехнической стали, укрепленных на основании из алюминиевых сплавов; вращающаяся часть выполнена из посаженных на вал колес с электромагнитами, взаимодействующими поочередно с индуктором. Вал установлен вертикально в подшипниках на двух кронштейнах. Изобретение обеспечивает повышение КПД.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к энергомашиностроению и предназначено для преобразования электрической энергии в механическую и наоборот.

Наиболее близким к изобретению является электромагнитный двигатель, содержащий корпус и/или основание, по меньшей мере, одну неподвижную часть, выполненную в виде индуктора, по меньшей мере, одну вращающуюся часть, включающую коллектор, посредством электрощеток подключенный к источнику напряжения, и вал отбора мощности (Вальдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов высших учебных заведений. "Энергия", Ленинградское отделение, 1978, с.27).

Недостатками этого двигателя являются: сложная технология изготовления, невысокий КПД.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение технологии изготовления двигателя и повышение КПД.

Поставленная задача решается за счет того, что в электромагнитном двигателе, содержащем корпус и/или основание, по меньшей мере, одну неподвижную часть, выполненную в виде индуктора, по меньшей мере, одну вращающуюся часть, включающую коллектор, посредством электрощеток подключенный к источнику напряжения, и вал отбора мощности, индуктор выполнен в виде отдельных сегментов из электротехнической стали, укрепленных на основании, выполненном из алюминиевых сплавов, вращающаяся часть выполнена в виде посаженных на вал колес с электромагнитами, установленными с возможностью поочередного взаимодействия с индуктором, вал установлен в подшипниках на двух кронштейнах, а электромагниты подключены к источнику напряжения посредством коллектора, установленного на валу.

Вал может быть размещен в полом цилиндре в вертикальной плоскости, а его подшипники - расположены в основании цилиндра и в его крышках. Колеса снабжены тремя и более электромагнитами и установлены с возможностью вращения в вертикальной плоскости и с возможностью взаимодействия своими электромагнитами с двумя и более индукторами, закрепленными на внутренней поверхности цилиндра. Коллектор снабжен медными пластинами в количестве, равном числу электромагнитов на всех колесах, а количество электрощеток превышает число индукторов, установленных для одного колеса, на одну минусовую электрощетку.

Изобретение поясняется чертежами, где

Фиг.1 схематично изображен описываемый электромагнитный двигатель на основании, разрез А-А на фиг.2	Фиг. 2 - вид по стрелке В на фиг.1
Фиг.3 - колесо с электромагнитами	Фиг. 4 - разрез С-С на фиг.3
Фиг.5 - коллектор, разрез E-E; на фиг.6	Фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг.5
Фиг.7 - индуктор на основании	Фиг.8 - корпус с вертикально расположенным валом
Фиг.9 - разрез Б-Б на фиг.8

Электромагнитный двигатель содержит корпус (цилиндр) и/или основание 14, по меньшей мере, одну неподвижную часть, выполненную в виде индуктора 9, по меньшей мере, одну вращающуюся часть, включающую коллектор 10, посредством электрощеток 11, 13 подключенный к источнику напряжения (условно не показан), и вал 7 отбора мощности.

Индуктор 9 выполнен в виде отдельных сегментов 1 из электротехнической стали, укрепленных на основании 14 из алюминиевых сплавов, вращающаяся часть выполнена в виде посаженных на вал 7 колес 23 с электромагнитами 2, установленными с возможностью поочередного взаимодействия с индуктором (индукторами) 9, вал установлен в подшипниках 6 на двух кронштейнах 24, а электромагниты 2 подключены к источнику напряжения посредством коллектора 10, установленного на валу 7 (фиг.1).

Вал может быть размещен в полом корпусе-цилиндре 14 в вертикальной плоскости, а его подшипники 6 - расположены в основании цилиндра и в его крышке 4 (фиг.8, 9). Колеса снабжены тремя (и более) электромагнитами 2 и установлены с возможностью вращения в горизонтальной плоскости и с возможностью взаимодействия своими электромагнитами 2 с двумя и более индукторами 9, закрепленными на внутренней поверхности цилиндра.

Коллектор 10 снабжен медными пластинами в количестве, равном числу электромагнитов 2 на всех колесах 23, а количество электрощеток превышает число индукторов 9, установленных для одного колеса, на одну минусовую электрощетку. Имеется балансировочный груз 8 на каждом колесе 23, распорные втулки 15, гайки 12, 19.

На фиг.1 представлен электромагнитный двигатель. На валу 7 жестко закреплены три колеса 23 с электромагнитами 2. Колесо 23 выполнено из алюминиевых сплавов или титана. На обод колеса в секторе 120 градусов наклепывается из листовой электротехнической стали сердечник 3, затем наносится изоляционный слой и наматывается провод - электромагнит 2. На противоположной стороне обода колеса крепится балансировочный груз 8 из ненамагничивающегося материала. Шпоночные пазы в колесах смещены на 120^o. Колеса 23 на вал 7 посажены через распорные втулки 15, а затем устанавливается коллектор 10 и прижимается гайкой 12. Таким образом, электромагниты колес смещены друг относительно друга на 120^o.

Коллектор 10 (фиг. 5, 6) имеет три медных пластины-сегмента по 120^o, изолированных друг от друга. Каждый сегмент соединен с одним концом обмотки электромагнита 2 колеса 23. Второй конец обмотки электромагнита 2 соединен с корпусом колеса 23. Подача постоянного напряжения на коллектор 10 производится от источника через электрощетки 11, 13. Медное кольцо 20 напрессовано на гайку 19 и через нее соединено с корпусом 14.

На основании 14 (фиг.1,2,7) закреплены три индуктора 9, для каждого колеса отдельно. Индуктор 9 в поперечном сечении представляет букву "С", но с прямыми углами, а вдоль обода колеса 23 занимает 120^o. При вращении колеса 23 корпус электромагнита свободно, с минимальным зазором, должен входить внутрь индуктора 9, а диск или спица колеса должны свободно проходить через разрез буквы "С" индуктора. При установке коллектора 10 необходимо учитывать расположение электромагнитов 2 относительно индуктора 9. Если, обратившись к чертежам, считать расположение колес слева направо (фиг.1), а вращение, как указано стрелкой (фиг.1, 7), то контакт щетки 13 с медным сегментом коллектора 10, который соединен с электромагнитом первого колеса, должен произойти раньше на величину диаметра "d" (фиг.7) витка соленоида-электромагнита 2, чем торец его подойдет к ближайшему торцу индуктора, а контакт щетки 13 с медным сегментом коллектора 10, который соединен с электромагнитом 2 второго колеса, должен прерваться прежде, чем первый торец по ходу вращения сравняется со вторым торцем индуктора второго колеса. Этого можно достичь, увеличивая или уменьшая ширину щетки 13 и поворачивая вокруг оси индуктор 10.

Таким образом, в основу электромагнитного двигателя заложен принцип втягивания электромагнита в индуктор.

Изменяя радиус "R" колеса или параметры, влияющие на магнитный момент соленоида-электромагнита, можем изменять момент вращения двигателя и тем самым влиять на его мощность.

На фиг. 8, 9 изображен вариант выполнения двигателя с двумя колесами, установленными вертикально на валу 7 и подшипниках 6 в основании корпуса-цилиндра 14 и в крышке 4. Каждое колесо 23 имеет по четыре электромагнита 2 и по три индуктора 9, которые крепятся на внутренних стенках цилиндра 14 и разнесены друг от друга по окружности на 120^o. Колеса 23 устанавливаются одно над другим на шпоночное соединение. Шпоночные пазы в колесах смещены относительно друг друга и должны находиться на диаметральной линии симметрии у одного колеса, проходящей через середину электромагнита, а у другого - через середину промежутка между электромагнитами. Коллектор 10 имеет восемь изолированных друг от друга пластин и каждая нечетная пластина соединена с одним концом обмотки электромагнита верхнего колеса, а каждая четная пластина соединена с одним концом обмотки электромагнита нижнего колеса. Жгут из восьми проводов пропущен через осевое отверстие вала, а у ступиц колес - через радиальные отверстия выведены к электромагнитам. Вторые концы обмотки электромагнитов соединены с корпусом. Постоянное напряжение подается через три электрощетки 13, которые касаются пластин коллектора 10 и расположены по окружности через 120^o против индукторов 9. Второй полюс постоянного напряжения подается через электрощетку 11, которая касается медного кольца 20 на коллекторе и соединена с корпусом. Работает такой двигатель аналогично вышеописанному (фиг. 9). Электромагниты во время вращения колес должны подключаться к источнику напряжения через электрощетки в тот момент, когда электромагнит приблизится к торцу индуктора на расстояние, равное среднему диаметру витка соленоида-электромагнита. На таком расстоянии электромагнитное поле начинает взаимодействовать с индуктором и электромагнит будет втягиваться в индуктор; когда электромагнит полностью войдет в индуктор, контакт щетки 13, принадлежащей одному из индукторов, должен прерваться с медной пластиной коллектора, которая соединена с электромагнитом. Этого можно добиться путем вращения коллектора и подбирая ширину щеток (щетки). Таким образом, все электромагниты верхнего и нижнего колес за один оборот пройдут через все индукторы.

Электромагнитный двигатель дает возможность достигать значительных скоростей и при упрощении технологии изготовления обеспечивает повышение КПД.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Электромагнитный двигатель, содержащий корпус и/или основание, по меньшей мере, одну неподвижную часть, выполненную в виде индуктора, по меньшей мере, одну вращающуюся часть, включающую коллектор, посредством электрощеток подключенный к источнику напряжения, и вал отбора мощности, отличающийся тем, что индуктор выполнен в виде отдельных сегментов из электротехнической стали, укрепленных на основании, выполненном из алюминиевых сплавов, вращающаяся часть выполнена в виде посаженных на вал колес с электромагнитами, установленными с возможностью поочередного взаимодействия с индуктором, вал установлен в подшипниках на двух кронштейнах, а электромагниты подключены к источнику напряжения посредством коллектора, установленного на валу.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что вал размещен в полом цилиндре в вертикальной плоскости, а его подшипники расположены в основании цилиндра и в его крышке.

3. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что колеса снабжены тремя и более электромагнитами и установлены с возможностью вращения в горизонтальной плоскости и с возможностью взаимодействия своими электромагнитами с двумя и более индукторами, закрепленными на внутренней поверхности цилиндра.

4. Двигатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что коллектор снабжен медными пластинами в количестве, равном числу электромагнитов на всех колесах.

5. Двигатель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он снабжен электрощетками в количестве, превышающем число индукторов, установленных для одного колеса, на одну минусовую электрощетку.

Версия для печати
Дата публикации 28.12.2006гг

НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ
	Технология изготовления универсальных муфт для бесварочного, безрезьбового, бесфлянцевого соединения отрезков труб в трубопроводах высокого давления (имеется видео)
	Технология очистки нефти и нефтепродуктов
	О возможности перемещения замкнутой механической системы за счёт внутренних сил
	Свечение жидкости в тонких диэлектрических каналох
	Взаимосвязь между квантовой и классической механикой
	Миллиметровые волны в медицине. Новый взгляд. ММВ терапия
	Магнитный двигатель
	Источник тепла на базе нососных агрегатов