Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ELECTROMAGNETIC ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/173882
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to electromagnetic engines that generate linear propulsive force, and can be used, in particular, for powering a vehicle. The technical result of the invention, which consists in a simplified design and increased tractive force, is achieved by an electromagnetic engine comprising a non-magnetic semicircular housing in which two movable electromagnets are disposed symmetrically relative to one another, each of which comprises a magnetic core made according to an arced design and equipped with windings, wherein, according to the invention: triangular metal frames are mounted in the front parts of the electromagnets; thick plates are fastened to outer surfaces of the electromagnets, a plurality of recesses for accommodating sliding balls being provided above said plates, and edge parts of a plate are configured as rounded protuberances; two semi-annular grooves are provided along a rear wall of the housing for the passage of the electromagnet protuberances; moreover, a square aperture, in which a controller is disposed, is provided in an upper part of the housing, and return springs are connected to a front wall of the housing from the inside.

Inventors:
AHMADOV, Balashirin Agasan (Salyan highway 30, flat 6Gobustan, Garadagh distric, Baku AZ1080, AZ1080, AZ)
Application Number:
AZ2018/000008
Publication Date:
September 19, 2019
Filing Date:
March 15, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
AHMADOV, Balashirin Agasan (Salyan highway 30, flat 6Gobustan, Garadagh distric, Baku AZ1080, AZ1080, AZ)
International Classes:
H02K33/00
Domestic Patent References:
WO2014094076A12014-06-26
Foreign References:
RU2353801C12009-04-27
JPH0984324A1997-03-28
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

Электромагнитный двигатель, содержащий немагнитный полукруглый корпус, в котором симметрично относительно друг друга расположены два подвижных электромагнита, каждый из которых содержит машито провод, выполненный по дугообразной конструкции, снабженный обмотками, отличающийся тем, что в передних частях электромагнитов смонтированы металлические рамки, выполненные в форме треугольника, к внешним поверхностям электромагнитов закреплены толстые пластины, над которыми выполнены многочисленные выемки, для размещения шариков скольжения, а крайние части пластины выполнены в виде круглых выступов, вдоль задней стены корпуса выполнены две полуколыдевых канавки, для перехода выступов электромагнитов при этом в верхней части корпуса выполнено квадратное отверстие, в котором размещен контроллер, а к передней стене корпуса изнутри соединены возвратные пружины.

Description:
Эдектромага ишый двигатель

Область техники, которой относится и зобретение

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам, в частности, к электромагнитным двигателям, генерирующим линейную движущую силу.

Во многих электромагнитных устройствах энергия магнитною поля используется для создания злекчромагнитных сил, вызывающих перемещение подвижных частей и совершающих механическую работу. Такие электромагнитные устройства называются электромагнитными двигателями, и эти двигатели не требуют дополнительные шестерёнчатые переда и для выполнения линейных перемещений.

Уровень техники

Ряд различных электромагнитных двигательных систем были запатентованы и образцовые примеры эти патентов описаны здесь.

В патенте США 5182958 на имя Black раскрыта электромагнитная двигательная система, которая включает в себя импульсный диск, имеющий раму с электромагнитными переключателями и ведущим элементом, расположенным на рельсовых дорожках. Электромагнитные переключатели размещены в каждом конце рамы и выполнены с возможностью к вождению ведущих элементов.

В патенте США 5782134 на имя I, Boocfen раскрыт электромагнитны двигатель, включающий в себя поворотный корпус с возможностью вращения и множество масс, соединенных с корпусом для вращения вокруг общей оси и также, электромагнитн й привод, функционально соединенный с каждой из масс, причем каждая масса перемещается между втянутым положением, образующим первый радиус от общей оси и выдвинутым положением, образующим второй более длинный радиус от общей оси. Электромагнитный привод перемещает массу из втянутого положения в выдвинутое и наоборот,

В патенте США 61181 3 на имя Morris раскрыт электромагнитны двигатель, содержащий инерционное кольцо, размещенное внутри кожуха, которое приводится в свободное вращение иод; действием: электромагнитных сил. Причем наружный кожух поддерживае пару первичных катушек, а инерционное кольцо несет множество вторичных катушек.

В патенте США 7936097 на имя Essex раскрыта электромагнитная двигательная система, включающая в себя множество сильных н слабых электромагнитов, установленных на раме, которые отталкивают друг друга. Таким способом создается дисбаланс между полями электромагнитов, которые создают однонаправленной напряжение между внутренней и внешней частью рампой конструкций,.

В патенте России 244066! на имя В, А, Каргина и др. раскрыт линейный эдектромаШйТймй двигатель, которы включает в себя цилиндрический корпус, в котором размещены статор, обмотки, два комбинированных якоря и возвратные пружины. Якоря иод действием электромагнитных сил, создаваемых обмотками, совершают возвратно-поступательные движения в статор, дискретно перемещая рабочий орган.

Кроме того, в европейском патенте 622867 раскрыт линейный шаговый двигатель, имеющий сердечник, который несет на себе постоянный магнит и может линейно смещаться посредством электромагнитов окружающего статора. Известен также электромагнитный двигатель, который содержит неподвижный магаитонровод, катушку возбуждения и подвижный якорь, совершающий возвратноцюступательиое перемещение.

Ни один из вышеуказанных изобретений и патентов, взятых по отдельности или в комбинации, не рассматривается для описания настоящего изобретения. Так как, ни в одном из вышеуказанных изобретений не выявлена конструкция элект омагаишот двигателя, где рабочие звенья имеют дугообразную форму, которые действуют одионанравяено, совершая параллельные удары. Более близким по технической сущности, принятым за про о гип является, эле громагнигпый двигатель, описанный в международной заявке PCT/AZ2012/000005 с номером .публикации WO2014/094076. В этой заявке описывается электромагнитный двигатель, который содержит корпус, выполненного в виде полукр га, двух подвижных: электромагнитов, выполненных в виде сегментов кольца с одинаковыми габаритными размерами и массой, а также упругие элементы, зафиксированные к задней стене корпуса, приче электромагниты расположены друг над друго между средней и задней стенами корпуса. При этом, электромагниты придерживаются в исходном состоянии упругими элементами и к внешним поверхностям электромагнитов закреплены криволинейные ребра, а над передней стеной корпуса установлены амортизаторы. Кроме того, к местам электрических выходов электромагнитов прикреплены трубки и соединяющие провода, проходя через эти трубки, связывают обмотки электромагнитов с системой управления, которая размещена в перегородке, находящейся между передней и средней стенами корпуса. [ 12]

В известном двигателе тяговое усилие создается посредством упругих ударов, производимых подвижными электромагнитами, причем оба электромагнита двигателя являются рабочими звеньями, которые кинематических не связанны Друг с другом.

Недостатками такой конструкции электромагнитного двигателя являются большие потери на трении во внутренних поверхностях электромагнитов при работе, малое тяговое усилие, значительная сложность конструкции и низкая эффективность применения. Причем сила трения, появляющаяся между электромагнитами возникает из-за того что, они расположены друг над другом без применении дополнительных поддерживающих элементов, впоследствии при перемещениях верхпестояший электромагнит давит к нижестоящему электромагниту со своей силой тяжести. Это приводит к снижению угловых скоростей электромагнитов и в итоге значительно понижается механическая мощность двигателя. Кроме того, подвижные электромагниты, вьшшшешше в виде сегментов кольца, имеют еще одни недостаток, причем при поступательных перемещениях перед совершение ударов, они отодвигают корпус назад, впоследствии укорачиваются рабочие ходы электромагнитов и тем уменьшается сила их ударов.

Технической задачей, которую решает данное изобретение, является минимизация потерь на трении, увеличение тягового усилия, упрощение конструкции и повышение надежности электромагнитного двигателя.

Раскрытие изобретения

Поставленная задача ори осуществлении изобретени достигается тем, что в известном электромагнитном двигателе, содержащий немагнитный полукруглый корпус, в котором симметрично относительно друг друга расположены два подвижных электромагнита, каждый из которых содержит магиитопровод, выполнены но дугообразной конструкций, снабжены обмотками, согласно изобретению к передни частям электромагнитов смонт ированы металлические рамки, выполнены в форме треугольника, к внешним поверхностям электромагнитов закреплены толстые пластины, над которыми выполнены многочисленные выемки для размещения шариков скольжения, крайние части пластины выполнены в виде круглых выступов, в задней стене корпуса выполнены две полу кол паевые канавки для перехода выступов электромагнитов, к передней стене корпуса соединены возвратные пружины, в верхней части корпуса выполнено квадратное отверстие для размещения контроллера.

Сущность изобретения заключается в создании электромагнитного двигателя, в которо достигается максимальное значение тяговой характеристики за счет изменения в форме злектрома нтов и исключени соприкосновений внутренних поверхностей электромагнитов друг другу. Более конкретно, для предотвращения отрицательного действия электромагнитов к корпусу двигателя, при посту пате ьных перемещениях, целесообразно выполнять их в виде секторов круга. Приче такая форма позволяет электромагнитам занимать всю ширину корпуса, что исключает раздвижение корпуса в заднем направлении и в /гоже время создает условие для создания тягово! о усилия.

Краткое описание чертежей Заявленное изобретение поясняется чертежами, где: На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого электромагнитного двигателя при виде сбоку с разрезом; На фиг 2 показан предлагаемый двигатель при виде сверху с разрезом; На фиг. 3 показан продольный разрез электромагнитного двигателя вдоль оси симметрии; На фиг. 4 представлена конструкция мапштонровода электромагнитов; На фиг, 5 показано расположение контактов контроллера; На фиг ё показан крайний выступ электромагнитов.

Здесь; 1 корпус двигателя, 2 верхний электромагнит, 3 . нижний электромагнит, 4 - рамка электромагнита, 5 - контроллер, 6 - возвратная пружина, 7 ~ демпферная пружина, 8 ~ защитная крышка пружины, 9 . обмотка электромагнита, 10 ···· магшешпровод электромагнита, 1 толстая пластина 12 шарики скольжения, 13 ВЫСТ УП пластины, 14 - прокладка, 15

- V-образный контакт, 1ё - цилиндрически стержень, 17 . тайка стержня, 18

. кожух контроллера, 19 - передняя стена корпуса, 20 - задняя стена корпуса,

21 канавки в задней стене, 22 - ось симметрии

Описание конструкции двигател

Предлагаемая конструкция шехтромагнтноге двигателя содержи немагнитный корпус 1, выношенный в виде полукруга, двух подвижных электромагнитов 2 и 3, выполненных в виде секторов круга с одинаковыми габаритными размерами и массой; Магнитоороводы Ш электромагнитов выполнены по дугообразной конструкции, а их полюсные наконечники выполнены в боковой стороне, а обмотки 9 возбуждения установлены в наконечниках машитоироводов. К передним частям магштонроводов 10 электромагнитов смонтированы металлические рамки 4, выполненные в форме треугольника К внешним поверхностям электромагнитов 2 и 3 закреплены толстые стальные пластины I I, над которыми выполнены многочисленные выемки, для размещения в них шариков скольжения 12, а крайние части пластины 1 1 выполнены в виде круглых выступов 13, причем во вн у тренней стороне этих выступов выполнены последовательные выемки, для размещения шариков скольжения 12 Вдоль задней стены корпуса 20, в верхней и нижней частях выполнены полукольцевые канавки 21, для перехода выступов 13 электромагнитов. Причем, при переходе выступов 13 электромагнитов через канавки 21, между эле тромагнитами 2 и 3 появляется небольшо воздушный зазор, наличие этого зазор позволяет: исключить соприкосновение внутренних поверхностей электромагнитов друг другу при перемещениях.

Электромагниты 2 и 3 размещены симметрично относительно друг друга внутри корпуса 1, с возможностью возвратно-шэсту дательного (маятникового) и углового перемещения, а их магнитопроводы 10 обращены друг другу полюсными наконечниками. Обмотки 9 электромагнитов соединены между собой в том порядке, чтобы при исходном состоянии электромагнитов 2 и 3 между их противоположно стоящими полюсами возникали одноименные магнитные силы а между удаленно стоящими полюсами, разноименные магнитные силы. Электромагниты 2 и 3 кинематических не связаны, ни между собой и ни с корпусом 1 двига теля, при этом они удерживаются в исходном состоянии посредством возвратных пружин 6, которые соединены с передней стеной 19 корпуса. Кроме того, к передней стене корпуса, изнутри в местах нанесения ударов установлены демпферные пружины 7, причем в качестве возвратных пружин были использованы пружины кручения:, а для смягчения жесткости ударов были использованы пружины сжатия, при этом к передним сторонам демпферных пружин 7 смонтированы защитные крышки 8, выполненные из немагнитного материала. В промежутке, находящемся между передней стеной корпус 19 и копнами рамок 4 электромагнитов установлена прокладка 14, а в передней части верхней стены корпуса на оси симметрии 22 выполнена квадратное отверстия, для размещения контроллера 5, приче из этого отверстие, наружу выходит головная часть цшншдрйческого стержня 16, которая закреплена гайкой 17 рамке верхнего электромагнита 2. Стержень 16 находится между сторонами V -образного контакта 15, который горизонт ально зафиксирован в кожухе ! 8 контроллера V-образный контакт поворотаспособный и имеет две позиции перехода, а стержень может передвигаться по дугообразной траектории в обе стороны. Кожух 18 контроллера выполнен нз диэлектрического материала, стержень 16 и V- образный контакт 15 из проводящего материала и при исходном положений верхнего электромагнита 2 стержень 16 становится на оси симметрии 22 двигателя. Контроллер 5 прослеживает за изменениями в угловых перемещениях электромагнитов и в соответствии тем изменениям: формирует электрические сигналы для управления работой релейного механизм (не показано). Релейный механизм состоит из обычного реле любых известных видов и у станавливается во внешней цепи двигателя, при этом он электрически связан с контроллером 5, а его функцией являются включени п выключение рабочих токов электропитания (не показана) к обмоткам: 9 электромагнитов. Электропитание двигателя: может осуществляться как от цепи переменного, так и постоянного тока. Общий объем элект омагнитов 2 и 3 занимают- до 55% внутреннего пространства корпуса 1 , а остальная пустая част ь предназначена для перемещения электромагнитов. Для улучшения скольжения электромагнитов 2 и 3 внутри корпуса 1 налито небольшое количество технического масла.

Электромагнитный двигатель работает следующим образом

В исходном состоянии, когда ток электропитания отсутствует, электромагниты 2 и 3 под действие усилия возвратных пружин 6 находятся в центральной части корпуса 1 и при этом состоянии контакты контроллера 5 являются зам нуть! м. Поэтому при подключении источника тока (не показана) в цепи двигателя, реле сразу срабатывает и включает рабочий ток к обмоткам 9 электромагнитов. Впоследствии этого вокруг полюсных наконечников электромагнитов возникаю! агнитные поля, причем их полярность между противоположно стоящим наконечником становятся одпоименны, а между удаленно стоящим наконечником, равноименным. Таким обратом, между электромагнитами 2 и 3 появляются отталкивающие и притягивающие магнитные силы и ш>д действием этих сил электромагниты 2 и 3 начинают новоротно перемещаться в противоположные стороны. В этот момент в контроллере 5 стержень 16 переводит V-образный контакт 15 в другую позицию, в результате, контакты контроллера разъединяются. При этом управляющий сигнал , идущий от контроллера 5 к релейному механизму прерывается и последний, в свою очередь, отключает источник ток от цепи обмоток 9 электромагнитов. При снят ии тока с обмоток электромагнитов 2 и 3, магнитные силы, существующие между наконечниками электромагнитов исчезают, но электромагниты 2 и 3, приобретавшие большие инерционные силы, продолжают свои угловые нершещешя и в конце хода наносят удары по передней стене корпуса 19. Из -за полукруглой формы корпуса 1, траектории перемещений электромагн итов 2 и 3 постепенно искривляются и перед ударами становятся параллельными друг с другом. После совершения ударов электромагниты 2 и 3 оттал иваются назад демпферными пружинами 7, а также возвратными пружинами 6. Таким образом, после совершения рабочего хода электромагниты 2 и 3 возвращаются в исходное состояние и по инерции, переходят в наступательное перемещение с противоположных сторон. Одновременно в контроллере 5 стержень 16 возвращается на свое исходное положение ш начинает вступать в контакт с другой стороной V- образного контакта 15 В результа те этого контроллер 5 снова отправляе сиг нал релейному механизму, а реле, в свою очередь, включает рабочий ток в цени электромагнитов 2 и 3. Далее между электромагнитами 2 и 3 снова возникают отталкивающие и прит яг ивающие магнитные силы, теперь эти силы: ускоряют расхождения электромагнитов друг от друга в другие направления.

Таким образом, после возвращения электромагнитов 2 и 3 в исходное состояние, цикл образования тягового усилия повторяется в других направлениях и каждый раз после совершения ударов вышеописанные процессы повторяются с новой силой. В результате сложения этих равнодействующих ударных сил от двух подвижных электромагнитов получается результирующая сила, равная геометрической сумме импульсов инерционных сил, обеспечивающих количество движения, необходимое для осуществления перемещения в заданно направлении. Посредством изменения напряжения и силы тока, подаваемого па обмотках электромагнитов задается закон перемещения электромагнитного двигателя.

Очевидно, что предложенное устройство характеризуется предельной простотой, высокой надежностью, малыми потерями механической энергии. Использование заявляемого т ехнического решения: позволит упростить коне г рукцшо электромагнитного двигателя, максимально повысить его тяговую характеристику, увеличит ь ресурс работы и повысит надежность. Кроме того, предлагаемый двигатель изготавливается из материалов имеющие низкую себестоимость и не требует сложных методов изготовления.

Источник информации

1. Патент США Ш Xs 5182958, Black J. W., юс ЕОЗШ/90, оиубд. 02.02.1993

2. Патент США Щ Ш 5782134, Booden J. D., кл. FO3G3/0O, оиубл, 21.07.1998

3. Патент Morris R. Ж, о. 2К7/02, оиубл. 12.09.2000

4. Патент США Ш 7936097, Essex I. О., кл. Н02КЗЗ/00, оиубл. 03.05.2011

5. Патент США US JNL* 6193194, Mmovttch М., кл. F03H1/00, оиубл. 27.02.2001

6. Патент США Ш Ш 8459002, McLean .1. Р., кл. F03H1/00, оиубл. 11.06.2013

7. Патент США US20150022031 , Hamid В., ют Н02К41/025 оиубл. 22.01.2015

8. Патент Японии > JPH01268467, Terashda А ., кл. H02N11/00, он. 26.10.1989

9. Европейский патент ЕР 622887, Satoml Н., кл. Н02К41/03, оп. 07.16.1997

10. Патент России RU 2440661 , Каргин В. А. и др., МПК Ш2К43/03, опубл. 20. 1.2012

1 1. 1 1атент России RU Ш 2567872, ошкин В.И. и др., МПК Н02К41 /035 12. Международная заявка PCT/AZ2012/000005, номер публикации WO2 14/094076, Ахмедов Б, А. оиубл. 26.06.2014 (прототип).