Содержание:

1. Ротор.

2. Статор

3. Корпус

4. Контролер

5. Принцип работы

Заявленное изобретение относится к энергомашиностроению и электротехнике, а именно к устройствам, использующим энергию электромагнитов. Оно может быть

использовано в качестве привода с широким диапазоном мощности для более экологически чистых двигателей, электрогенераторов.

Задачей изобретения, является создание более эффективной конструкции

электромагнитного двигателя, который обладает не только лучшими тяговыми

характеристиками, но и экономическими показателями по потреблению электроэнергии с лучшим коэффициентом полезного действия. Предлагаемая конструкция должна обеспечить более эффективное преобразование магнитного поля электромагнитов в энергию движения. Еще одной задачей является расширение арсенала экологически чистых технических средств.

Наиболее близким по технической сущности является электромагнитный двигатель, содержащий ротор барабанного типа и статор, на которых равномерно по окружности установлены постоянные магниты, на торцах постоянных магнитов статора размещены радиально направленные электромагниты, соединенные с коммутатором, на роторе

размещены N+1 постоянных магнитов, число постоянных магнитов статора составляет N, постоянные магниты ротора установлены с наклоном 1 -75° в плоскости, перпендикулярной оси двигателя так, что вектор силы взаимодействия постоянных магнитов ротора и статора направлен в сторону вращения ротора (патент RU 2176845 С1 , Н 02 К 21/14, 37/14, 29/00 от 14.07.2000 г.)

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования конструкции двигателя, путем установки на статоре поляризованных или U-оборазных электромагнитов вместо имеющихся постоянных магнитов и электромагнитов, что позволяет наиболее рационально использовать магнитную энергию и максимально скомпенсировать присущие электрическим двигателям потери. Достигаемый при этом технический результат заключается в увеличении КПД двигателя.

Заявленный двигатель состоит из основных классических компонентов статора и ротора, корпуса, отличается от традиционного двигателя исполнением, уникальной конструкцией, в которой заключается прогрессивное и экономное распределение и действие магнитных полей на ротор в сравнении с стандартным двигателем.

1. РОТОР.

Ротор звездообразный с радиальными лучами (Рис.1. - 1.2. и Рис.2. - 2.2.) и наконечниками на концах, лучи и сам ротор выполнены из нейтрального по отношению к магнитным полям материала, с целью избежать намогничевания препятствующего и тормозящего вращение. Лучи выполнены под углом от центра, для наилучшей прочности и достижения динамической стойкости относительно вектора основного движения ротора, так же при необходимости не исключается использование движения в обратную сторону, как второстепенного. На концах лучей устанавливаются овальные наконечники из ферромагнетиков (Рис 1. - 1.1. и Рис 2. - 2.1. ), которые служат основными процессуальными рабочими компонентами ротора. Количество лучей, и размер наконечников зависят от требуемой мощности и вычисляются расчетами, с целью достижения конечной требуемой тяговой силы. Ротор крепится со статором в корпусе. Вал крепится в центре ротора, отверстие для вала выполнено зазубренным для возможности прочной фиксации и избежания прокручивания вала (Рис.1. - 1.3. и Рис.2. - 2.4.), и передачи кинетической энергии вращения. Центр ротора и место установки вала подвергается наибольшим нагрукам, в связи с чем основание «отверстия» укрепляется более прочним пьедесталом (Рис.2. - 2.3.). Ротор может быть как литым так и сборным.

2. СТАТОР.

Корпус статора (Рис.4. - 4.3.) выполнен из изоляционного, абсолютно неэластичного материала в виде круга, в форме круглой «автомобильной шины» с бороздой внутри для работы наконечников ротора. По всему периметру с наружи в корпус, по окружности статора устанавливаются U-образные электромагниты (Рис.3, и Рис.4. - 4.4.), которые состоят из двух обмоток (Рис.3. - 3.2. ), катушек-соленоидов, соединенных между собой и установленные на, изолированную U-образную сердцевину из метала с большой магнитной проницаемостью (Рис.3. - 3.1.). Электромагниты монтируются и фиксируются в корпусе статора таким образом, что рабочие части сердечников электромагнитов выступают с внутренней стороны, в борозде статора, при этом сохроняя рабочий зазор, воздушную подушку в 1-2 мм., между

наконечниками и электромагнитами и концентрируют магнитное поле на центр борозды под углом. Сердечники имеют сужающуюся форму от дуги и сужаясь к концам обмоток, таким образом векторные направления электромагнитных полей (Рис.3. - 3.3.) пересекается в центре борозды статора (Рис.4. - 4.1.) и центре наконечника ротора (Рис.4. - 4.2.) в тоже время. Для упрощения монтажа, сердцевину можно сделать сборной из двух частей. Электромагниты (Рис.4. - 4.4.) устанавливаются в 5 (пять) и более рядов (Рис.4, Рис.5, Рис.6), под наклоном в рторону движения ротора (Рис.4. - 4.5.) для оптимальной и эффективной работы тяговой силы магнитного поля на наконечники ротора. Ряды электромагнитов устанавливаются со

смещением по отношению к соседним таким образом, что на поперечной оси статора магниты стоят через один ряд, в шахматном порядке по отношению к друг другу (Рис 10), для

исключения мертвых зон и более оптимальной эффективности. Могут быть использованы как электромагниты постоянного тока так и электромагниты переменного тока, в зависимости от места применения двигателя и вида питающей сети и обеспечения необходимой тяговый силы посредством магнитного поля. Все обмотки электромагнитов соединяются с контроллером, для дальнейшей подачи тока и управления, соответствующими проводами. Так же в силу обеспечения необходимых параметров требуется расчитать правильный наклон установки электромагнитов и количество витков обмоток электромагнитов, учитывая материал сердечников и питающую сеть.

3. КОРПУС

Корпус - станина двигателя должна прочно фиксировать как ротор с валом так и статор. Ротор устанавливается в статор во время сборки статора (Рис.8). На выходе вала из корпуса используется подшипник. При этом основными задачами являются: сохранение рабочего зазора в борозде статора между наконечниками ротора и сердцевинами электромагнитов; ващита от влаги и пыли статора и ротора.

4. КОНТРОЛЛЕР

Для нормальной работы двигателя, требуется выполнение операционного контроля, а именно цикличная последовательная активация электромагнитов, посредством быстрой подачи тока и образования поочередного требуемого магнитного поля. Контроллер подачи тока активирует параллельно, в один момент смежные электромагниты из разных рядов начиная от верхнего ряда смещаясь на смежный электромагнит соседнего ряда, при этом в это же время активируются несколько столбцов электромагнитов по всему переметру статора в зависимости от количества наконечников. Следующими активируются соседние

электромагниты по такому же принципу, и так далее в такой же последовательности до завершения полного цикла и описания окружности. В примере (Рис.9, Рис.10), показаны места активируемых электромагнитов, очередность их активации. Зеленым цветом указаны электромагниты активированные в один момент, следующие активируются красные, следом активируются электромагниты выделенные голубым цветом и так далее по

последовательности в плоть до завершения полного цикла и снова повторяя цикл с

ускорением. Важный момент, что необходимые показатели электромагнитных полей будут достигнуты во первых расчетным количеством витков обмоток и составом сердечников. При этом скорость вращения ротора зависит от скорости активации электромагнитов по цикличности. Краткосрочность позволит подовать различные токи так и большие, позволяющие увеличить параметры магнитных полей, в зависимости от места использования и технических возможностей. Для замедления необходимо замедлить цикличность и для полного торможения или аварийной остановки активировать все магниты одновременно.

5. ПРИНЦИП РАБОТЫ

Активируя последовательно электромагниты по окружности в очень быстром режиме, со скоростью 3000 циклов в минуту и более, безпрерывно рециркулируя активацию, по факту образуется движущиеся электромагнитное поле в борозде статора в 4 и более точках.

Движущиеся концентрированные электромагнитные поля притягивая наконечники ротора приводят его в движение. По факту получается, что на момент работы двигателя в единицу времени в работе и под напряжением находятся 4-5 и более поперечных группах из 5-и электромагнитов, которые и потребляют энергию более экономно и эффективней, чем стандартный двигатель, так как постоянно потребляют электроэнергию не все электромагниты, а лишь указанные. В результате механическая энергия ротора передается на вал. В случае использования силы отталкивания электромагнитов, потребуется использование

диамагнетиков на концах ротора, и вместо U-образных электромагнитов использовать соленоиды с прямым сердечником и устанвливая его одно именным полюсом добиться отталкивания.