PL234717B1 - Wirnik kompaktowy z magnesami trwałymi silnika elektrycznego - Google Patents

Abstract

Wirnik kompaktowy z magnesami trwałymi silnika elektrycznego ma cztery czopy i składa się z trzech wirników: wirnika zewnętrznego (2) i dwóch wirników wewnętrznych (6). Jarzmo wirnika zewnętrznego (2), w środkowej części, jest zamocowane na konstrukcji nośnej (4) osadzonej na wale głównym (5). Na powierzchni wewnętrznej jarzma (2), po obydwóch stronach konstrukcji nośnej (4), są umieszczone magnesy trwałe (3). Na obydwóch końcach wału (5), na łożyskach wewnętrznych (10.1, 10.2), są osadzone identyczne dwa wirniki wewnętrzne (6). Każdy z wirników (6) składa się z wałka drążonego (7), na którym, od strony konstrukcji nośnej (4), jest jarzmo (8), a na jarzmie (8) są umieszczone magnesy trwałe (9). Na przeciwległych końcach wałków drążonych (7), lecz przed czopem napędowym, są umieszczone łożyska zewnętrzne (11). Wał (5) wirnika zewnętrznego ma dwa czopy, a po jednym czopie mają wałki drążone (7) wirników wewnętrznych. Jarzmo (2) wirnika zewnętrznego, korzystnie jest fragmentem rury stalowej, bądź pakietem blach ferromagnetycznych o kształcie pierścienia. Na obwodzie wewnętrznym jarzma (2), są przyklejone magnesy trwałe (3), lub też magnesy trwałe (3) są umieszczone w szczelinach wewnątrz pakietu blach. Jarzmem (8) wirnika wewnętrznego korzystnie jest ferromagnetyczny wałek drążony (7), lub nałożony na wałek (7) pierścień stalowy, bądź pakiet blach ferromagnetycznych. Magnesy trwałe (9), są zamocowane na powierzchni jarzma (8), lub w szczelinach pakietu blach ferromagnetycznych. Łożyska wewnętrzne (10.1, 10.2), korzystnie są osadzane na pierścieniach osadczych sprężynujących (12), bądź bieżnie wewnętrzne łożysk wewnętrznych (10.1, 10.2) są przyklejone do wału głównego (5).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wirnik kompaktowy z magnesami trwałymi silnika elektrycznego, dedykowany do układu napędowego samochodu.

Znane są rozwiązania wirników silników elektrycznych w układach napędowych samochodów, oparte na konstrukcji standardowej. Są to silniki z wirnikami wewnętrznymi bądź zewnętrznymi z magnesami trwałymi, zamocowanymi na powierzchni jarzma, bądź umieszczonymi wewnątrz jarzma.

Silniki z wirnikami wewnętrznymi mają wał podparty w tarczach łożyskowych na dwóch łożyskach i mają najczęściej jedną końcówkę wału, zakończoną czopem napędowym, rzadziej wał ma obydwie końcówki zakończone czopami napędowymi. Czop wału jest sprzęgany, poprzez układ transmisji mocy mechanicznej, z jedno lub wielostopniową przekładnią mechaniczną, może to być tylko przekładnia różnicowa. Przekładnia różnicowa jest połączona poprzez sprzęgło przegubowe i półosie z kołami samochodu.

Silniki z wirnikami zewnętrznymi standardowo mają wał nieruchomy. Silniki takie są zabudowywane w kołach pojazdu bądź są dedykowane do konkretnych maszyn roboczych np. do zabudowy w bębnach taśmociągów. We wskazanych zastosowaniach upraszcza się konstrukcja mechaniczna układu napędowego i nie występuje strata energii w elementach pośredniczących przeniesienia momentu siły. Zabudowa silników w kołach pojazdu zwiększa masę kół, a koła są nieresorowane. Rozwiązania takie można stosować w pojazdach poruszających się ze stosunkowo niewielką prędkością.

Konstrukcja układu napędowego samochodu może być uproszczona, poprzez opracowanie specjalnego silnika elektrycznego integrującego w jednym, zwartym urządzeniu funkcje generacji mocy mechanicznej jej rozdział na półosie napędowe kół samochodu. Do budowy takiego silnika wymagany jest wirnik wzbudzony magnesami trwałymi o konstrukcji specjalnej.

Według wynalazku wirnik kompaktowy z magnesami trwałymi silnika elektrycznego, ma cztery czopy i składa się z trzech wirników: wirnika zewnętrznego i dwóch wirników wewnętrznych. Jarzmo wirnika zewnętrznego, w środkowej części, jest zamocowane na konstrukcji nośnej, osadzonej na wale głównym. Na powierzchni wewnętrznej jarzma wirnika zewnętrznego, po obydwóch stronach konstrukcji nośnej, są umieszczone magnesy trwałe. Na obydwóch końcach wału, na łożyskach wewnętrznych, są osadzone identyczne dwa wirniki wewnętrzne. Każdy z wirników wewnętrznych, składa się z wałka drążonego, na którym od strony konstrukcji nośnej jest jarzmo, a na jarzmie są umieszczone magnesy trwale. Na przeciwległych końcach wałków drążonych, lecz przed czopem napędowym, są umieszczone łożyska zewnętrzne. Wał wirnika zewnętrznego ma dwa czopy, a po jednym czopie mają wałki drążone wirników wewnętrznych.

Jarzmo wirnika zewnętrznego, korzystnie jest fragmentem rury stalowej, bądź pakietem blach ferromagnetycznych o kształcie pierścienia. Na obwodzie wewnętrznym jarzma, są przyklejone magnesy trwałe, lub też magnesy trwałe są umieszczone w szczelinach, wewnątrz pakietu blach. Jarzmem wirnika wewnętrznego, korzystnie jest ferromagnetyczny wałek drążony lub nałożony na wałek pierścień stalowy, bądź pakiet blach ferromagnetycznych. Magnesy trwałe są zamocowane na powierzchni jarzma lub w szczelinach pakietu blach ferromagnetycznych.

Łożyska wewnętrzne korzystnie są osadzane na pierścieniach osadczych sprężynujących, bądź bieżnie wewnętrzne łożysk wewnętrznych są przyklejone do wału głównego.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie rozwiązania na rysunkach, na których przedstawiono: fig. 1 wirnik, rysunek zestawieniowy, fig. 2 wirnik zewnętrzny, fig. 3 wirnik wewnętrzny, fig. 4 konstrukcja nośna jarzma wirnika zewnętrznego, fig. 5 łożysko wewnętrzne po stronie czopa napędowego, fig. 6 łożysko wewnętrzne po stronie konstrukcji nośnej i fig. 7 łożyska zewnętrzne.

Wirnik kompaktowy z magnesami trwałymi silnika elektrycznego ma cztery czopy i składa się z trzech wirników: wirnika zewnętrznego i dwóch wirników wewnętrznych. Jarzmo wirnika zewnętrznego 2, w środkowej części, jest zamocowane na konstrukcji nośnej 4, która jest osadzona na wale głównym 5 i jest obustronnie zablokowana pierścieniami osadczymi. Na powierzchni wewnętrznej jarzma 2, po obydwóch stronach konstrukcji nośnej 4, są umieszczone magnesy trwałe 3. Na obydwóch końcach wału 5, na łożysku wewnętrznym 10.1 po stronie czopa napędowego i na łożysku wewnętrznym 10.2 po stronie konstrukcji nośnej 4, są osadzone identyczne dwa wirniki wewnętrzne 6. Każdy z wirników 6 składa się z wałka drążonego 7, na którym, od strony konstrukcji nośnej 4 jest jarzmo 8, a na jarzmie 8 są umieszczone magnesy trwałe 9. Łożyska wewnętrzne 10.1 i 10.2 są od strony zewnętrznej blokowane na wale 5 pierścieniami osadczymi 12 sprężynującymi. Na przeciwle

PL 234 717 B1 głych końcach wałków drążonych 7, lecz przed czopem napędowym, są umieszczone łożyska zewnętrzne 11.

Wirnik kompaktowy ma cztery czopy: wał główny 5 wirnika zewnętrznego ma dwa czopy, a wałki drążone 7 wirników wewnętrznych mają po jednym czopie. Czopy są końcówkami wałków 5 i 7 z których przekazywany jest moment obrotowy na przekładnie planetarne zabudowane po obydwóch stronach wirnika kompaktowego. Jarzmo 2 wirnika zewnętrznego, korzystnie jest fragmentem rury stalowej bądź pakietem blach ferromagnetycznych o kształcie pierścienia. Na obwodzie wewnętrznym jarzma 2, są przyklejone magnesy trwale 3, lub też magnesy trwałe 3 są umieszczone w szczelinach wewnątrz pakietu blach.

Jarzmem 8 wirnika wewnętrznego korzystnie jest ferromagnetyczny wałek drążony 7, lub nałożony na wałek 7 pierścień stalowy, bądź pakiet blach ferromagnetycznych. Magnesy trwałe 9, są zamocowane na powierzchni jarzma 8 lub w szczelinach pakietu blach ferromagnetycznych.

Łożyska wewnętrzne 10.1 po stronie czopa napędowego i 10.2 po stronie konstrukcji nośnej 4, korzystnie są osadzane na pierścieniach osadczych sprężynujących 12, bądź bieżnie wewnętrzne łożysk wewnętrznych 10.1 i 10.2 są przyklejone do wału głównego 5.

Wirnik kompaktowy umożliwia budowę silnika elektrycznego z czterema wyprowadzeniami końcówek (czopów) wału: dwóch końcówek wału głównego 5 wirnika zewnętrznego i dwóch końcówek wałków drążonych 7 wirników wewnętrznych. W układzie napędowym samochodu, wirnik kompaktowy sprzęga się obustronnie z dwiema jednakowymi przekładniami planetarnymi zębatymi o dwóch stopniach swobody. Czopy wału głównego 5, sprzęga się z kołami słonecznymi przekładni, jarzmo przekładni sprzęga się sprzęgłem Kardana z półosiami kół napędowych pojazdu, a koła koronowe przekładni planetarnych sprzęga się z wałkami drążonymi 7 wirników wewnętrznych. Rozwiązanie wirnika kompaktowego gwarantuje możliwość przekazania jednakowej wartości momentu obrotowego i jednakowej wartości prędkości obrotowej na koła słoneczne przekładni planetarnych, znajdujących się po obu stronach silnika elektrycznego. Dodatkowo umożliwia przekazanie niezależnych od siebie wartości momentu obrotowego i prędkości obrotowej na koła koronowe obu przekładni planetarnych. Pozwala to uzyskiwać wymagane i zależne od potrzeby, wartości momentu obrotowego i prędkości obrotowej na czopach wyjściowych przekładni planetarnych, sprzęgniętych z półosiami napędowymi koła samochodu. Trój wałowy z czterema czopami wirnik kompaktowy, jest podzespołem silnika elektrycznego, który generuje moment obrotowy i poprzez dwie przekładnie planetarne przekazuje moment obrotowy na koła pojazdu, dopasowując prędkość obrotową kół do toru jazdy każdego z napędzanych kół.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wirnik kompaktowy z magnesami trwałymi silnika elektrycznego, znamienny tym, że ma cztery czopy i jest to kompakt trzech wirników: wirnika zewnętrznego (2) i dwóch wirników wewnętrznych (6), przy czym jarzmo wirnika zewnętrznego (2), w środkowej części, jest zamocowane na konstrukcji nośnej (4) osadzonej na wale głównym (5), na powierzchni wewnętrznej jarzma (2), po obydwóch stronach konstrukcji nośnej (4), są umieszczone magnesy trwałe (3) wirnika zewnętrznego, a na obydwóch końcach wału (5), na łożyskach wewnętrznych (10.1) i (10.2), są osadzone identyczne dwa wirniki wewnętrzne (6), każdy z nich składa się z wałka drążonego (7), a na wałku (7), od strony konstrukcji nośnej (4), jest jarzmo (8) wirnika wewnętrznego (6) z magnesami trwałymi (9), na końcach przeciwległych wałków drążonych (7), lecz przed czopem napędowym, na obydwóch wałkach drążonych (7) są umieszczone łożyska zewnętrzne (11).
2. 2. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że wał (5) wirnika zewnętrznego ma dwa czopy, a po jednym czopie mają wałki drążone (7) wirników wewnętrznych.
3. 3. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że jarzmo (2) wirnika zewnętrznego, korzystnie jest fragmentem rury stalowej, na której, na obwodzie wewnętrznym, są przyklejone magnesy trwałe (3).
4. 4. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że jarzmo (2) wirnika zewnętrznego, korzystnie jest pakietem blach ferromagnetycznych o kształcie pierścienia, na którym, na obwodzie wewnętrznym, są przyklejone magnesy trwałe (3).

   PL 234 717 Β1
5. 5. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że jarzmo (2) wirnika zewnętrznego korzystnie jest pakietem blach ferromagnetycznych o kształcie pierścienia, wewnątrz którego w szczelinach są umieszczone magnesy trwałe (3).
6. 6. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że na wałku drążonym (7) jest osadzone jarzmo (8), korzystnie jest to pierścień stalowy lub pakiet blach ferromagnetycznych i magnesy trwałe (9) są zamocowane na powierzchni jarzma (8) wirnika wewnętrznego (6).
7. 7. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że na wałku drążonym (7) jest osadzone jarzmo (8), korzystnie jest to pakiet blach ferromagnetycznych i magnesy trwałe (9) są umieszczone w szczelinach wewnątrz jarzma (8).
8. 8. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że magnesy trwałe (9) wirnika wewnętrznego (6) korzystnie są przyklejone bezpośrednio do wałka drążonego (7).
9. 9. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że łożyska wewnętrzne (10.1) i (10.2) korzystnie są osadzane na pierścieniach osadczych sprężynujących (12).
10. 10. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że bieżnie wewnętrzne łożysk wewnętrznych (10.1) i (10.2) korzystnie są przyklejone do wału głównego (5).