PL233250B1 - Bezkomutatorowy silnik prądu stałego - Google Patents
Bezkomutatorowy silnik prądu stałegoInfo
- Publication number
- PL233250B1 PL233250B1 PL422805A PL42280517A PL233250B1 PL 233250 B1 PL233250 B1 PL 233250B1 PL 422805 A PL422805 A PL 422805A PL 42280517 A PL42280517 A PL 42280517A PL 233250 B1 PL233250 B1 PL 233250B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- ferromagnetic
- stator
- ring
- flat bars
- soft
- Prior art date
Links
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 43
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims abstract description 23
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007779 soft material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 101100311260 Caenorhabditis elegans sti-1 gene Proteins 0.000 claims description 9
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 7
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 10
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 2
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Brushless Motors (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Bezkomutatorowy silnik elektryczny prądu stałego BLCLDC SH zbudowany z wału (O1) mocowanego za pomocą łożysk (R1) i (R2) do elementów stojana (St1) i (St7), które mocowane są do korpusu stojana (St2), (St6) wykonanego z ferromagnetyka miękkiego połączeniem mechanicznym, charakteryzuje się tym, że do osadzonego na wale (O1) pierścienia wykonanego z ferromagnetyka miękkiego przymocowano serie magnesów trwałych namagnesowanych promieniowo, natomiast korpus stojana (St2) połączono mechanicznie z pierścieniem (St3) wykonanym z materiałów nieferromagnetycznych posiadającym otwory w ścianach bocznych, a korpus stojana (St6) połączono mechanicznie z pierścieniem (St5) wykonanym z materiałów nieferromagnetycznych posiadającym otwory w ścianach bocznych, do których to pierścieni (St3) i (St5) mocuje się mechanicznie korpus stojana (St4) wykonany z materiałów ferromagnetycznie miękkich, do którego mocuje się mechanicznie elementy stojana wykonane z materiałów nieferromagnetycznych, w których żłobkach osadzono odizolowane od siebie elektrycznie i od elementów stojana płaskowniki wykonane z materiałów ferromagnetycznie miękkich poprzekładane płaskownikami wykonanymi z miedzi pokrytej izolacją elektryczną, które to płaskowniki połączone są z magnesami trwałymi namagnesowanymi promieniowo za pośrednictwem podkładek nieferromagnetycznych będących izolatorami elektrycznymi, a które to magnesy osadzone są na wewnętrznej powierzchni elementu stojana (St4), przy czym zwroty namagnesowania dla serii magnesów są przeciwne do zwrotu namagnesowania dla serii magnesów, a które to płaskowniki wraz z płaskownikami mocowane są do pierścieni stojana (St3) i (St5) za pośrednictwem połączonych z nimi mechanicznie pierścieni (P2) i (P3) wykonanych z materiałów nieferromagnetycznych odizolowanych elektrycznie od płaskowników, a który to korpus stojana (St4) jest połączony mechanicznie bez szczeliny powietrznej z elementami stojana (St2) i (St6) naprzemiennie za pośrednictwem prętów, które wykonane są z materiałów ferromagnetycznie miękkich, na których nawinięto uzwojenia przewodem miedzianym w izolacji.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest maszyna elektryczna prądu stałego.
Obecny stan techniki, to zgłoszenie patentowe pt. „Bezkomutatorowy silnik elektryczny prądu stałego” zarejestrowane w Urzędzie Patentowym RP pod numerem P.420537, którego autorami są autorzy niniejszego zgłoszenia patentowego.
Zgłoszenie patentowe P.420537 ujawnia konstrukcję bezkomutatorowych silników elektrycznych prądu stałego charakteryzujących się tym, że nie wymagają stosowania komutatorów elektronicznych i falowników. Silniki tego typu można skalować poprzez zmianę grubości płytek Fei, będących jednocześnie elementami obwodów magnetycznych i elektrycznych.
Bezkomutatorowy silnik elektryczny prądu stałego według wynalazku, charakteryzuje się tym, że zbudowany jest z wału mocowanego za pomocą łożysk do elementów stojana, które mocowane są do korpusu stojana wykonanego z ferromagnetyka miękkiego połączeniem mechanicznym, a do osadzonego na wale pierścienia wykonanego z ferromagnetyka miękkiego są przymocowane serie magnesów trwałych namagnesowanych promieniowo, natomiast korpus stojana połączono mechanicznie z pierścieniem wykonanym z materiałów nieferromagnetycznych posiadającym otwory w ścianach bocznych, a korpus stojana połączono mechanicznie z pierścieniem wykonanym z materiałów nieferromagnetycznych posiadającym otwory w ścianach bocznych, do których to pierścieni mocuje się mechanicznie korpus stojana wykonany z materiałów ferromagnetycznie miękkich, do którego mocuje się mechanicznie elementy stojana wykonane z materiałów nieferromagnetycznych, w których żłobkach są osadzone odizolowane od siebie elektrycznie i od elementów stojana płaskowniki wykonane z materiałów ferromagnetycznie miękkich poprzekładane płaskownikami wykonanymi z miedzi pokrytej izolacją elektryczną, które to płaskowniki połączone są z magnesami trwałymi namagnesowanymi promieniowo za pośrednictwem podkładek nieferromagnetycznych będących izolatorami elektrycznymi, a które to magnesy są osadzone na wewnętrznej powierzchni elementu stojana, przy czym zwroty namagnesowania dla serii magnesów mocowanych do stojana są przeciwne do zwrotu namagnesowania dla serii magnesów mocowanych do wirnika, a które to płaskowniki wykonane z materiałów ferromagnetycznie miękkich wraz z płaskownikami wykonanymi z miedzi mocowane są do pierścieni stojana za pośrednictwem połączonych z nimi mechanicznie pierścieni wykonanych z materiałów nieferromagnetycznych odizolowanych elektrycznie od płaskowników wykonanych z materiałów ferromagnetycznie miękkich, a który to korpus stojana jest połączony mechanicznie bez szczeliny powietrznej z elementami stojana naprzemiennie za pośrednictwem prętów, które wykonane są z materiałów ferromagnetycznie miękkich, na których nawinięto uzwojenia przewodem miedzianym w izolacji.
Bezkomutatorowy silnik elektryczny prądu stałego według wynalazku, charakteryzuje się tym, że wszystkie elementy mocowane na wale silnika są wykonane z materiałów ferromagnetycznie miękkich.
Bezkomutatorowy silnik elektryczny prądu stałego według wynalazku, charakteryzuje się tym, że płaskowniki wykonane z miedzi łączone są szeregowo z uzwojeniami, które są nawinięte przewodem miedzianym w izolacji na prętach wykonanych z materiałów ferromagnetycznie miękkich łączących elementy stojana, poprzez podłączone do płaskowników przewody miedziane w izolacji.
Bezkomutatorowy silnik elektryczny prądu stałego według wynalazku, charakteryzuje się tym, że płaskowniki wykonane z materiałów ferromagnetycznie miękkich oraz płaskowniki wykonane z miedzi chłodzone są cieczą przepływającą przez wężyk teflonowy nawinięty na nie osiowo.
Rozwiązanie ma na celu optymalizację silników, poprzez zwiększenie momentu siły działającego na wirnik oraz wyeliminowanie połączeń elektrycznych ferromagnetyka miękkiego z miedzią elektrolityczną.
Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest uwidoczniony na rysunkach, na których przedstawiamy:
Fig. 1-3 Rzuty bezkomutatorowego silnika elektrycznego,
Fig. 4-6 Rzuty wirnika bezkomutatorowego silnika elektrycznego,
Fig. 7-9 Rzuty elementów Mi1, ..., Mi18, Fe1, ..., Fe54, Sh1, ..., Sh36, O1, P1 i St4 bezkomutatorowego silnika elektrycznego,
Fig. 10-12 Rzuty elementów stojana Sti1, ..., Sti18 elementów stojana silnika,
Fig. 13-15 Rzuty pierścienia P3 mocującego z jednej strony płaskowniki Fel, ..., Fe54 i Sh1, ..., Sh36 do elementu korpusu stojana St5,
Fig. 16 Schemat elektryczny zasilania szeregowego silnika,
Fig. 17 Przekrój stosu jednej z sekcji płaskowników Fel, ..., Fe54 i Sh1, ..., Sh36.
PL 233 250 B1
Na rysunkach fig. 1-3 przedstawiono rzuty bezkomutatorowego silnika prądu stałego, na którym uwidoczniono korpus stojana zbudowany z elementów St2, St3, St3, St4, St5 i St6, które są połączone ze sobą mechanicznie za pomocą na przykład połączeń wielowpustowych i skręcane śrubami, co nie zostało pokazane na rysunkach.
Elementy korpusu stojana St2 i St6 mają kształt pierścieni i wykonane są z ferromagnetyka miękkiego - fig. 13. Elementy St2 i St6 mogą być wykonane z odizolowanych od siebie elektrycznie i sprasowanych ze sobą blach elektrotechnicznych.
Do elementów korpusu stojana St2 i St6 połączone są mechanicznie za pomocą na przykład śrub pierścienie odpowiednio St1 i St7 wykonane z materiałów nieferromagnetycznych np. z aluminium fig. 1-3. W otworach pierścieni St1 i St7 są osadzone łożyska R1 i R2, które mocują do stojana wał silnika O1 wykonany z materiałów ferromagnetycznych bądź nieferromagnetycznych np. ze stali konstrukcyjnej - fig. 1-3.
Pierścienie St3 i St5 wykonane są z materiałów nieferromagnetycznych np. z aluminium - fig. 1-3. W ścianach bocznych pierścieni St3 i St5 nawiercono otwory, przez które wyprowadza się przewody elektryczne w izolacji (nie zaznaczono ich na rysunkach tylko na schemacie fig. 16) wykonane z miedzi łączące płaskowniki Sh1, ..., Sh36 wykonane również z miedzi z uzwojeniami Cul, ..., Cu36 nawiniętymi przewodem miedzianym w izolacji na prętach FeP1, ..., FeP18 wykonanymi z ferromagnetyka miękkiego
- fig. 1-3 i fig. 10-12.
Przewody miedziane w izolacji wyprowadzane przez otwory w pierścieniach St3 i St5 powinny być ekranowane magnetycznie w obszarze przejścia przez pierścień (fig. 1-3) poprzez umieszczenie na nich pierścieni wykonanych z ferromagnetyka miękkiego, co nie zostało pokazane na rysunkach.
Element korpusu stojana St4 jest wykonany z ferromagnetyka miękkiego np. z czystego żelaza bądź ze sprasowanych i odizolowanych od siebie blach elektrotechnicznych - fig. 1-3, fig. 7-9.
We wnętrzu korpusu stojana St4 są osadzone elementy stojana Sti1, ..., Sti18, które są połączone mechanicznie (połączenie mechaniczne nie zostało pokazane na rysunkach, ponieważ jest to powszechnie znane rozwiązanie) z elementem St4 na przykład za pomocą połączenia wielowpustowego
- fig. 1-3 i fig. 10-12.
Elementy stojana Sti1, ..., Sti18 są wykonane z materiałów nieferromagnetycznych np. z tworzywa sztucznego - fig. 10-12.
W żłobkach powstałych po osadzeniu elementów Sti1, ..., Sti18 w korpusie stojana St4 osadza się magnesy trwałe Mi1, ..., Mi18 namagnesowane promieniowo - fig. 1-3, fig. 7-9. Zwrot wektora magnetyzacji magnesów trwałych jest zaznaczony na rysunku fig. 7-9 dla trzech kolejnych magnesów Mi15, ..., Mi17 strzałkami oznaczonymi Md15, ..., Md17. Pozostałe magnesy Mi1, ..., Mi18 namagnesowane są w ten sam sposób - zwrot wektora magnetyzacji do środka.
Pierścień P4 jest uformowany z wycinków pierścieniowych magnesów trwałych namagnesowanych promieniowo o zwrocie wektora magnetyzacji do środka pierścienia - przeciwnie do magnesów Mfi i Mbi. W innym przykładzie realizacji pierścień P4 jest wykonany z ferromagnetyka miękkiego i mocowany mechanicznie za pomocą połączeń wpustowych z pierścieniem P1 bądź sam pierścień P1 zwiększa swoją średnicę w obszarze pierścienia P4 zwiększając swoją średnicę zewnętrzną do średnicy zewnętrznej pierścienia P4 - fig. 4-6.
W powstałych żłobkach po osadzeniu elementów Sti1, ..., Sti18 w korpusie stojana St4 osadza się również odizolowane od siebie elektrycznie płaskowniki Fe1, ..., Fe54 wykonane z materiału ferromagnetycznie miękkiego poprzekładane odizolowanymi od siebie płaskownikami Sh1, ..., Sh36 wykonanymi z miedzi elektrolitycznej. Izolatorami oddzielającymi płaskowniki może być np. cienka folia teflonowa - fig. 1-3, fig. 7-9 i fig. 10-12.
Przekrój jednej z sekcji poprzekładanych i elektrycznie odizolowanych od siebie płaskowników Fe1, ..., Fe54 i Sh1, ..., Sh36 pokazano na rysunku Fig. 17.
Płaskowniki Fe1, ..., Fe54 łączone są z magnesami trwałymi Mi1, ..., Mi18 za pośrednictwem cienkiego izolatora elektrycznego wykonanego z materiałów nieferromagnetycznych (np. teflonu), które łączone są bez szczeliny powietrznej z korpusem stojana St4 wykonanym z materiałów ferromagnetycznie miękkich np. z blachy elektrotechnicznej.
Grubość izolatora elektrycznego oddzielającego magnesy trwałe od piaskowników musi być dobrana dla każdego silnika i jest zależna od jego mocy znamionowej oraz szczeliny powietrznej pomiędzy stojanem a wirnikiem silnika.
W elementach stojana Sti1, ..., Sti18 wykonanych z tworzywa sztucznego o właściwościach termoizolacyjnych mogą być wyfrezowane osiowo otwory (nie zostało to pokazane na rysunkach) od strony
PL 233 250 B1 płaskowników Fel, Fe54, w których to otworach można osadzić wężyki teflonowe z przepływającą przez nie cieczą chłodzącą zapewniając w ten sposób chłodzenie silnika i wykorzystanie odzyskanej w ten sposób energii cieplnej - fig. 1-3 i fig. 10-12.
Płaskowniki Fel, ..., Fe54 mogą być ze sobą skręcone za pomocą śrub przed umieszczeniem w żłobkach elementu korpusu St4 i elementów Sti1, ..., Sti18.
Każdy z płaskowników Fel, ..., Fe54 posiada na swoich końcach wcięcia umożliwiające ich mocowanie za pomocą pierścieni P2 i P3 do stojana silnika - fig. 1-3 i fig. 13-15.
Pierścienie P2 i P3 wykonane są z materiałów nieferromagnetycznych np. z aluminium i są połączone mechanicznie za pomocą np. połączeń wielowpustowych do odpowiednio elementów korpusu stojana St3 i St5 - fig. 1-3, fig. 13-15.
Do korpusu stojana St4 mocowane są bez szczeliny powietrznej pręty FeP1, ..., FeP18 za pomocą kołnierzy wykonanych z ferromagnetyka miękkiego (np. z czystego żelaza), które przykręca się śrubami do elementu St4 - fig. 1-3 (Na rysunkach nie zaznaczono kołnierzy mocujących).
Pręty FeP1, ..., FeP18 wykonane z ferromagnetyka miękkiego np. z czystego żelaza bądź z odizolowanych od siebie elektrycznie i sprasowanych ze sobą blach elektrotechnicznych - fig. 1-3.
Na prętach FeP1, ..., FeP18 nawinięte są uzwojenia Cu1, ..., Cu54 przewodem miedzianym w izolacji, które łączone są z odpowiednimi końcówkami płaskowników Sh1, ..., Sh36, co przedstawiono na schemacie elektrycznym - fig. 16.
Drugie końce prętów FeP1, ..., FeP18 łączone są bez szczeliny powietrznej naprzemiennie z elementami korpusu stojana St2 i St6 za pomocą kołnierzy wykonanych z ferromagnetyka miękkiego (kołnierze nie są przedstawione na rysunkach) - fig. 1-3.
Na rysunku fig. 4-6 przedstawiono rzuty wirnika silnika, który zbudowany jest z wału O1 mocowanego do stojana silnika za pomocą łożysk R1 i R2.
Na wale silnika O1 jest osadzony za pomocą połączenia mechanicznego (np. połączenie wpustowe) pierścień P1 wykonany z ferromagnetyka miękkiego np. z czystego żelaza bądź ze sprasowanych i odizolowanych od siebie elektrycznie blach elektrotechnicznych - fig. 4-6.
Na pierścieniu P1 wirnika są osadzone magnesy trwałe Mf1, ..., Mf12 i Mb1, ..., Mb12 namagnesowane promieniowo w dwóch oddzielnych od siebie sekcjach - fig. 4-6.
Sekcje magnesów trwałych Mf1, ..., Mf12 i Mb1, ..., Mb12 posiadają ten sam zwrot wektora magnetyzacji, co przedstawiono na rysunku fig. 2 tylko dla dwóch sąsiadujących ze sobą magnesów, ponieważ pozostałe wektory wyglądają podobnie - kierunek wektora pokrywa się z promieniem P1 a zwrot jest na zewnątrz wirnika silnika.
Należy podkreślić, że zwroty wektorów magnetyzacji magnesów trwałych Mi1, ..., Mi18 mocowanych do korpusu stojana St4 są przeciwne do zwrotów wektorów magnetyzacji sekcji magnesów trwałych Mf1, ..., Mf12 i Mb1, ..., Mb12, co przedstawiono na rysunkach fig. 4-6 i fig. 7-9.
Pierścień P4 utworzony jest z wycinków pierścieniowych magnesów trwałych namagnesowanych promieniowo, których zwroty wektorów magnetyzacji magnesów trwałych pokrywają się ze zwrotami wektorów magnetyzacji magnesów trwałych Mi1, ..., Mi18. W innym przykładzie realizacji pierścień P4 wykonany jest z ferromagnetyka miękkiego i jest mocowany mechanicznie do pierścienia P1 bądź pierścień P1 zwiększa swoją średnicę zewnętrzną w obszarze pierścienia P4 do średnicy zewnętrznej pierścienia P4 - fig. 4-6.
Magnesy trwałe Mf1, ..., Mf12 i Mb1, ..., Mb1 mocuje się do pierścienia P1 za pomocą np. klejów epoksydowych - fig. 4-6. Podobnie mocuje się magnesy tworzące pierścień P4 - fig. 4-6.
Na rysunku fig. 7-9 przedstawiono rzuty magnesów trwałych Mi1, ..., Mi18 mocowanych do korpusu stojana St4, płaskowników Fe1, ..., Fe54, wału O1, pierścienia P1 wykonanego z materiałów ferromagnetycznych i korpusu stojana St4. Rysunek fig. 7-9 ujawnia nowe rozwiązanie fragmentu obwodu magnetycznego zastosowanego w silniku, które znacząco zwiększa moment siły działający na wirnik silnika.
Magnesy trwałe Mi1, ..., Mi18 mocowane są do korpusu stojana St4 bez szczeliny powietrznej za pomocą np. klejów epoksydowych. Magnesy trwałe Mi1, ..., Mi18 są połączone z płaskownikami Fe1, ..., Fe54 wykonanymi z ferromagnetyków miękkich. Wszystkie te elementy są odizolowane od siebie elektrycznie za pomocą np. cienkiej folii teflonowej - fig. 7-9.
Na rysunkach fig. 13-15 przedstawiono rzuty pierścienia P3 (wygląda tak samo jak pierścień P2), na których uwidoczniono szczeliny technologiczne zwiększające przekrój poprzeczny wyciętych otworów w kształcie prostokątów. Pierścienie P2 i P3 wykonane są z materiałów nieferromagnetycznych.
PL 233 250 B1
Szczeliny te służą do przeciągnięcia wężyka teflonowego z cieczą chłodzącą oplatającego osiowo płaskowniki Fel, Fe54 (wężyka nie przedstawiono na rysunkach) bądź do chłodzenia tych elementów powietrzem.
Na rysunku fig. 16 przedstawiono schemat elektryczny silnika, na którym szeregowo połączone elementy Sh1, Cul, Sh2, Cu2, Sh36, Cu36 łączone są z regulatorem przepływającego prądu w obwodzie Re, przełącznikiem i źródłem zasilania prądu stałego Src.
Regulator przepływającego prądu Re może być regulatorem impulsowym, co wyeliminuje straty związane ze spadkiem napięcia na tym elemencie. Regulator może być zbudowany przy wykorzystaniu triaków bądź tranzystorów MOSFET, co jest powszechnie znanym rozwiązaniem.
Regulator Re jest połączony z czujnikiem prędkości obrotowej silnika Cz i umożliwia płynną regulację prędkości obrotowej silnika.
W bezkomutatorowym silniku prądu stałego tworzą się zamknięte obwody magnetyczne zbudowane z płaskowników Fel, Fe54 wykonanych z ferromagnetyka miękkiego, podkładki nieferromagnetycznej będącej izolatorem elektrycznym, magnesów trwałych Mil, Mi18, elementu korpusu stojana St4 wykonanego z ferromagnetyka miękkiego, prętów FeP1, FeP18 wykonanych z ferromagnetyka miękkiego, elementów korpusu stojana St2 i St6 wykonanych z ferromagnetyka miękkiego, szczelin powietrznych pomiędzy odpowiednio elementem St2 a warstwą magnesów stałych Mf1, ..., Mf12 oraz elementem St6 a warstwą magnesów stałych Mb1, ., Mb12, warstw magnesów stałych Mf1, ..., Mf12 i Mb1, ..., Mb12 namagnesowanych promieniowo, pierścienia P1 wykonanego z ferromagnetyka miękkiego, pierścienia P4, szczeliny powietrznej pomiędzy pierścieniem P4 a płaskownikami Fe1, ., Fe54.
Obwód magnetyczny silnika, w którym znajdują się magnesy trwałe, wymusza przepływ strumienia pola magnetycznego zorientowanego promieniowo przez płaskowniki Fe1, ., Fe54, w których szczelinach (żłobkach) umieszczone są płaskowniki Sh1, ..., Sh36, przez które płynie prąd stały w kierunku osiowym. W wyniku przepływu prądu przez elementy stojana Sh1, ..., Sh36 znajdujące się w polu magnetycznym działa na nie siła Lorentza. Momenty sił działające na poszczególne płaskowniki Sh1, ..., Sh54 mają tę samą wartość i są tego samego znaku.
Bezpośrednio z zastosowania trzeciej zasady dynamiki wynika, że na wirnik działa moment siły o tej samej wartości lecz przeciwnie skierowany.
Zasilanie elementów Sh1, Sh36 wykonanych z miedzi elektrolitycznej jest pokazane na rysunku fig. 6. Przedstawione połączenie szeregowe płaskowników Sh1, ..., Sh36 wymaga wyprowadzenia przewodów miedzianych poza korpus silnika i doprowadzenie ich do przeciwnych końcówek płaskowników Sh1, ..., Sh36, dlatego w celu minimalizacji strat stosuje się uzwojenia Cu1, ..., Cu36 nawinięte na prętach FeP1, ..., FeP18 w ten sposób aby wzmocnić przepływający strumień pola magnetycznego w przedstawionych powyżej obwodach magnetycznych (mamy możliwość nawinięcia zgodnie ze wskazówkami ruchu zegara bądź przeciwnie, dlatego zawsze możemy doprowadzić do sytuacji, w której wzmacniamy przepływający strumień pola magnetycznego) - dodatkowe siły magnetomotoryczne w obwodach magnetycznych.
Dzięki zastosowaniu szeregowego łączenia płaskowników Sh1, ..., Sh36 z uzwojeniami Cu1, ..., Cu36 można płynnie regulować napięcie i prąd znamionowy nowego typu silników elektrycznych typu.
Konstrukcja silnika umożliwia zwiększenie liczby płaskowników Sh1, ..., Sh36, uzwojeń Cu1, ..., Cu36 i płaskowników Fe1, ., Fe54 nie zmieniając przy tym gabarytów silnika (zmiana przekrojów poprzecznych), co pozwala na konstrukcję silnika o zadanym napięciu i prądzie znamionowym.
Możliwość bezpośredniego chłodzenia cieczą elementów grzejnych silnika Sh1, ..., Sh36 oraz Fe1, ..., Fe54 umożliwia odzyskanie wydzielanej energii cieplnej.
Bezkomutatorowy silnik elektryczny znajdzie zastosowanie w konstrukcjach mobilnych zasilanych bateriami akumulatorów bądź ogniwami paliwowymi jak również w kolejnictwie jako silnik trakcyjny. Silnik jest również wskazany do zastosowań w przemyśle obronnym RP z uwagi na jego odporność na silne impulsy elektromagnetyczne (brak falownika), cenę, bezawaryjność i większą gęstość mocy od obecnie znanych rozwiązań.
Claims (7)
- Zastrzeżenia patentowe1. Bezkomutatorowy silnik elektryczny prądu stałego zbudowany z wału (O1) mocowanego za pomocą łożysk (R1) i (R2) do elementów stojana (St1) i (St7), które mocowane są do korpusu stojana (St2), (St6) wykonanego z ferromagnetyka miękkiego połączeniem mechanicznym, na którym to wale (O1) jest osadzony pierścień (P1) wykonany z ferromagnetyka miękkiego, na którym to pierścieniu (P1) są przymocowane serie magnesów trwałych (Mf1), (Mf12) oraz (Mb1), (Mb12) i (P4) namagnesowane promieniowo, natomiast korpus stojana (St2) połączono mechanicznie z pierścieniem (St3) wykonanym z materiałów nieferromagnetycznych posiadającym otwory w ścianach bocznych, a korpus stojana (St6) połączono mechanicznie z pierścieniem (St5) wykonanym z materiałów nieferromagnetycznych posiadającym otwory w ścianach bocznych, do których to pierścieni (St3) i (St5) mocuje się mechanicznie korpus stojana (St4) wykonany z materiałów ferromagnetycznie miękkich, a który to korpus stojana (St4) jest połączony mechanicznie bez szczeliny powietrznej z elementami stojana (St2) i (St6) naprzemiennie za pośrednictwem prętów (FeP1), ..., (FeP18), które wykonane są z materiałów ferromagnetycznie miękkich, na których nawinięto uzwojenia (Cu1), ..., (Cu36) przewodem miedzianym w izolacji, znamienny tym, że do korpusu stojana (St4) mocuje się mechanicznie elementy stojana (Sti1), ..., (Sti18) wykonane z materiałów nieferromagnetycznych, w których żłobkach są osadzone odizolowane od siebie elektrycznie i od elementów stojana (Sti1), ..., (Sti18) płaskowniki (Fe1), ..., (Fe54) wykonane z materiałów ferromagnetycznie miękkich poprzekładane płaskownikami (Sh1), ..., (Sh36) wykonanymi z miedzi pokrytej izolacją elektryczną, które to płaskowniki (Fe1), ..., (Fe54) połączone są z magnesami trwałymi (Mi1), ..., (Mi18) namagnesowanymi promieniowo za pośrednictwem podkładek nieferromagnetycznych będących izolatorami elektrycznymi, a które to magnesy (Mi1), ..., (Mi18) osadzone są na wewnętrznej powierzchni elementu stojana (St4), przy czym zwroty namagnesowania dla serii magnesów (Mi1), ..., (Mi18) są przeciwne do zwrotu namagnesowania dla serii magnesów (Mf1), ..., (Mf12) i (Mb1), ..., (Mb12), a które to płaskowniki (Fe1), ..., (Fe54) wraz z płaskownikami (Sh1), ..., (Sh36) mocowane są do pierścieni stojana (St3) i (St5) za pośrednictwem połączonych z nimi mechanicznie pierścieni (P2) i (P3) wykonanych z materiałów nieferromagnetycznych odizolowanych elektrycznie od płaskowników (Fe1), ..., (Fe72).
- 2. Bezkomutatorowy silnik elektryczny prądu stałego według zastrz. nr 1, znamienny tym, że pierścień (P4) wykonany jest z ferromagnetyka miękkiego.
- 3. Bezkomutatorowy silnik elektryczny prądu stałego według zastrz. nr 2, znamienny tym, że pierścień (P4) jest jednolitą częścią pierścienia (P1), który wykonany jest z materiałów ferromagnetycznie miękkich.
- 4. Bezkomutatorowy silnik elektryczny prądu stałego według zastrz. nr 1, znamienny tym, że elementy (Mf1), ..., (Mf12) są jednolitymi częściami pierścienia, który jest wykonany z ferromagnetyka miękkiego oraz elementy (Mb1), ..., (Mb12) są jednolitymi częściami pierścienia, który jest wykonany z ferromagnetyka miękkiego.
- 5. Bezkomutatorowy silnik elektryczny prądu stałego według zastrz. nr 4, znamienny tym, że elementy (Mf1), ..., (Mf12) oraz (Mb1), ..., (Mb12) są jednolitymi częściami pierścienia (P1), który jest wykonany z ferromagnetyka miękkiego.
- 6. Bezkomutatorowy silnik elektryczny prądu stałego według zastrz. nr 1, znamienny tym, że płaskowniki (Sh1), ..., (Sh36) łączone są szeregowo z uzwojeniami (Cu1), ..., (Cu36) poprzez podłączone do płaskowników (Sh1), ..., (Sh36) przewody miedziane w izolacji.
- 7. Bezkomutatorowy silnik elektryczny prądu stałego według zastrz. nr 1, znamienny tym, że elementy (Fe1), ., (Fe54) oraz (Sh1), ., (Sh36) chłodzone są cieczą przepływającą przez wężyk teflonowy nawinięty na nie osiowo.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422805A PL233250B1 (pl) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Bezkomutatorowy silnik prądu stałego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422805A PL233250B1 (pl) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Bezkomutatorowy silnik prądu stałego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL422805A1 PL422805A1 (pl) | 2019-03-25 |
| PL233250B1 true PL233250B1 (pl) | 2019-09-30 |
Family
ID=65799875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL422805A PL233250B1 (pl) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Bezkomutatorowy silnik prądu stałego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL233250B1 (pl) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL235588B1 (pl) * | 2017-11-25 | 2020-09-07 | Joanna Paulina Sobolewska | Bezkomutatorowy silnik prądu stałego |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2945683B1 (fr) * | 2009-05-18 | 2011-05-20 | Erneo | Machine vernier a aimants inseres. |
| JP5605721B2 (ja) * | 2012-06-29 | 2014-10-15 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
| EP3089328B1 (de) * | 2015-04-27 | 2017-04-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor einer elektrischen maschine |
| PL233852B1 (pl) * | 2017-01-09 | 2019-12-31 | Joanna Paulina Sobolewska | Bezkomutatorowy silnik prądu stałego |
| PL420537A1 (pl) * | 2017-02-14 | 2018-08-27 | Joanna Paulina Sobolewska | Bezkomutatorowy silnik prądu stałego BLCLDC LC |
-
2017
- 2017-09-11 PL PL422805A patent/PL233250B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL422805A1 (pl) | 2019-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11784529B2 (en) | Torque tunnel Halbach Array electric machine | |
| US6459185B1 (en) | Electrical machine with permanent magnets | |
| KR101912829B1 (ko) | 원통 코일을 갖춘 고정자를 포함한 무철심 회전 전기 기계 및 그 냉각 방법 | |
| BR112013009476B1 (pt) | Parelho de motor elétrico e método para produzir um ciclo de curso de mecanismo motor | |
| US20120235530A1 (en) | Electric machines including stator modules | |
| WO2014158987A1 (en) | Methods and apparatus for optimizing electrically inoperative zones on laminated composite assemblies | |
| TW201141014A (en) | Dipolar axial compression permanent magnet motor | |
| US20170133897A1 (en) | Axial Flux Electric Machine | |
| CN103229393A (zh) | 用于电机的永磁转子 | |
| US10020716B2 (en) | Transverse flux induction motor with passive braking system | |
| JPWO2019203076A1 (ja) | コイル及びそれを用いたモータ | |
| TWI569558B (zh) | 電氣機器 | |
| WO2018010032A1 (en) | Rotary actuator | |
| US20090134719A1 (en) | Electric motor containing ferromagnetic particles | |
| US20200044494A1 (en) | High-magnetic-flux discrete stator electrical machine | |
| KR101324546B1 (ko) | 양극 평형을 이용한 시간차 발전기 | |
| PL233250B1 (pl) | Bezkomutatorowy silnik prądu stałego | |
| KR20100044396A (ko) | 폐회로를 이루는 초전도 계자코일 및 이를 이용한 초전도 모터의 운전방법 | |
| PL235588B1 (pl) | Bezkomutatorowy silnik prądu stałego | |
| CN204231076U (zh) | 电动机 | |
| US12062961B2 (en) | Integrated electric drive with cooling device | |
| PL233852B1 (pl) | Bezkomutatorowy silnik prądu stałego | |
| CN104937824A (zh) | 电感得以改善的电动机和将线圈卷绕并互连的方法 | |
| PL233249B1 (pl) | Bezkomutatorowy silnik prądu stałego | |
| PL420537A1 (pl) | Bezkomutatorowy silnik prądu stałego BLCLDC LC |