Мотор колесо патент

Главная / Мотор колесо патент

Изобретение относится к области транспорта и предназначено для легковых автомобилей. Устройство состоит из статора электромотора, закрепленного неподвижно на силовых элементах подвески автомобильного колеса ротора электромотора. Ротор электромотора расположен на диске автомобильного колеса. Активный элемент ротора, внутри которого залито «беличье колесо», состоящее из двух стальных колец, соединенных между собой стальными шпильками, выполнен из легкосплавного материала в виде кольцевой вставки с отбортовкой с отверстиями на ней и закреплен на колесном диске с помощью винтов. Щель между кольцевой вставкой и диском колеса заполнена полимерным клеем. Технический результат заключается в снижении массы и упрощении конструкции. 7 ил.

Рисунки к патенту РФ 2334626

Изобретение относится к области автотранспорта и предназначено для легковых автомобилей.

Известно устройство автомобильного колеса (см. Патент РФ №2111138, кл. В60Т 8/32) с электрорекуперативным тормозным диском, вокруг которого расположен статор его электромотора.

Такое устройство не обеспечивает возможность работы его в режиме электромотора длительное время с высоким КПД и большим тяговым моментом.

Ближайшим техническим решением является мотор-колесо (см. журнал «Авторевю» №16, 2005 г., стр.69-70), состоящее из статора электромотора, который закреплен неподвижно на силовых элементах подвески автомобильного колеса (на поворотном кулаке его). А ротор мотор-колеса с помощью переходного диска установлен на колесной ступице, на которой крепится стандартное колесо автомобиля с колесным диском и шиной.

Указанное мотор-колесо имеет следующие недостатки. Для крепления ротора требуется дополнительная массивная деталь — переходной диск. Кроме того, наружный диаметр ротора (а, следовательно, и электромотора) ограничен внутренним диаметром обода диска автомобильного колеса.

Техническим решением предлагаемого изобретения является снижение массы мотор-колеса и упрощение его конструкции.

Техническое решение достигается тем, что внутренняя поверхность обода колеса образует ротор мотор-колеса и она имеет цилиндрическую форму, причем ширина ротора и ширина статора составляют больше 0,7 ширины колеса, а поверхность колеса и торцевая поверхность электромотора расположены в одной плоскости, причем суппорт тормозной гидросистемы автомобиля установлен внутри цилиндрического объема статора, а металлический обод колесного диска включен в магнитопровод ротора мотор-колеса и образует с ним единый объем, а объемы магнитопроводов ротора и обода колеса имеют соотношение в пределах 0,4-0,6.

Изобретение поясняется чертежами, где:

На фиг.1. Показано устройство мотор-колеса со вставным элементом ротора асинхронного электромотора с «беличьим колесом» внутри него.

На фиг.2. Показано мотор-колесо со вставным элементом ротора с постоянными магнитами (синхронный электромотор).

На фиг.3. Изображен монолитный ротор-колесный диск автомобильного колеса с постоянными магнитами.

На фиг.4. Дан разрез мотор-колеса с монолитным ротором с залитым внутри колесного диска «беличьим колесом».

На фиг.5. Дано пространственное изображение устройства мотор-колеса со вставным элементом ротора с постоянными магнитами.

На фиг.6. Показан вставной элемент ротора с постоянными магнитами.

На фиг.7. Изображено «беличье колесо» — внутренний элемент ротора асинхронного электромотора.

Мотор-колесо выполнено следующим образом.

Диск 1 стандартного автомобильного колеса с шиной 2 закреплен на колесной ступице 3 с тормозным диском 4 стандартными болтами (не показаны), установленными в отверстия 5.

В диске 1 расположен ротор мотор-колеса. Активный элемент ротора 6 выполнен вставным в виде кольцевой вставки с цилиндрической внутренней поверхностью с отбортовной 7 с отверстиями 8 на ней. Активный элемент ротора закреплен на колесном диске с помощью винтов 9. Внутренняя поверхность обода диска может быть выполнена цилиндрической и внутри него устанавливаются элементы ротора (магниты или «беличье колесо». Тогда колесный диск становится ротором, фиг.3 и 4.

Ширина ротора и ширина статора мотор-колеса (расстояние «б», фиг.1) составляют больше 70% от ширины «а» автомобильного колеса. Причем поверхность колеса со стороны ступицы 3 и поверхность электромотора расположены в одной плоскости (плоскость Q, фиг.1). Обод колесного диска 1 образует совместно с ротором 6 единый магнитопровод с соотношением 0,4-0,6 между их объектами.

В зависимости от заданных тяговых характеристик мотор-колеса электромотор его выполнен как асинхронный или синхронный электродвигатель. У асинхронного мотор-колеса внутри активного элемента ротора (фиг.1) или диска 1 колеса (фиг.4), выполненного из легкосплавного (Al; Mg) материала, залито «беличье колесо» 10. «Беличье колесо» выполнено из двух стальных колец, соединенных между собой стальными шпильками (фиг.7). Таким образом, конструкция ротора является типичной для стандартного асинхронного электродвигателя.

При синхронной схеме мотор-колеса на роторе на внутренней цилиндрической поверхности его установлены постоянные магниты 11 с высокими магнитными свойствами (из редкоземельных материалов Sa-Co или Ni-Fe-B).

Таким образом, ротором предлагаемого мотор-колеса является колесный диск 1 стандартного автомобильного колеса.

Статор 12 мотор-колеса жестко закреплен на силовых элементах подвески автомобильного колеса. На поворотном кулаке 13 передних колес или на рычаге подвески заднего колеса (не показано) для крепления статора на нем установлены шпильки 14, которыми статор установлен на кронштейнах 15 и закреплен гайками 16. На двух передних кронштейнах 15 закреплен суппорт 17 дискового тормоза на его шпильках 18.

Статор 12 имеет стандартную для фазного статора конструкцию. Он набран из листовой электротехнической стали. В пазы 19 статора 12 уложена его электрообмотка, которая имеет электрожгут 20 для подключения мотор-колеса к бортовой сети автомобиля (к системе управления мотор-колесом).

Предлагаемое мотор-колесо можно установить на любой автомобиль без изменения его конструкции. Статор устанавливают на кронштейнах суппорта дискового тормоза, который располагается во внутреннем цилиндрическом объеме 21 статора. А ротором мотор-колеса является колесный диск стандартного автомобильного колеса. Щель 22 между колесом и кольцевой вставкой 6 заполнена полимерным клеем. Наличие щели снижает вредное воздействие вихревых токов (токов Фуко) на работу электромотора.

Мотор-колесо работает следующим образом. Для начала движения на обмотку статора подают от бортовых аккумуляторов напряжение (например, 48V трехфазного переменного тока) через преобразователь (не показаны). Вращающееся трехфазное электромагнитное поле, магнитно-силовые линии которого пронизывают ротор, обеспечивает создание крутящего момента на роторе, т.е. на диске автомобильного колеса, и автомобиль начинает движение. Скорость движения автомобиля регулируется педалью блока управления автомобилем.

После достижения скорости движения 15-20 км/ч запускается двигатель внутреннего сгорания (ДВС) серийного автомобиля и движение происходит с использованием гибридной силовой установки (четыре мотор-колеса плюс ДВС). Так как конструкция автомобиля остается без изменения, то управление им полностью соответствует управлению серийным автомобилем.

Предлагаемое мотор-колесо при торможении автомобиля обеспечивает рекуперацию механической энергии в электрическую, так как в этом случае мотор-колесо работает в режиме генератора. А трехфазный ток от мотор-колеса через выпрямитель преобразуется в постоянный ток и поступает на зарядку блока бортовых аккумуляторов.

При снижении скорости ниже 20 км/ч ДВС автомобиля выключается, а торможение автомобилем осуществляется электротормозом (мотор-колесом) и стандартной тормозной гидросистемой автомобиля, которая осталась без изменений.

У предлагаемого мотор-колеса меньше масса (а особенно его неподрессоренная масса) и конструкция его проще благодаря совмещению ротора с диском колеса.

Предлагаемое устройство имеет большой диаметр электромотора по сравнению с известными техническими решениями, что обеспечивает увеличение крутящего и тормозного момента, развиваемых мотор-колесом.

Предлагаемое мотор-колес можно выпускать в качестве дополнительного оборудования и устанавливать на любой серийный автомобиль совместно с блоком аккумуляторов и блоком автоматического управления.

Мотор-колесо, состоящее из статора электромотора, закрепленного неподвижно на силовых элементах подвески автомобильного колеса, и ротора электромотора, отличающееся тем, что ротор электромотора расположен на диске автомобильного колеса, при этом активный элемент ротора, внутри которого залито «беличье колесо», состоящее из двух стальных колец, соединенных между собой стальными шпильками, выполнен из легкосплавного материала в виде кольцевой вставки с отбортовкой с отверстиями на ней и закреплен на колесном диске с помощью винтов, кроме того, щель между кольцевой вставкой и диском колеса заполнена полимерным клеем.

мотор-колесо

Использование: в качестве мотор-колес транспортных, дорожных и других средств. Сущность изобретения: в мотор-колесе, содержащем электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения и электродвигателя, якорь с магнитопроводом и электромагнитами закреплен на оси, индуктор с магнитопроводом и постоянными магнитами закреплен на ободе, распределительный коллектор, образованный расположенными по окружности пластинами закреплен на якоре, токосъемники щетками закреплены на индукторе, дополнительно введены минимум один индукторный токосъемник на индукторе, имеющий щетку, и минимум один кольцевой контакт, закрепленный на якоре. Пластины соединены с катушками электромагнитов. Указанное мотор-колесо имеет ряд модификаций и может использоваться для создания экологически чистых, надежных и экономичных транспортных средств. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Рисунки к патенту РФ 2038985

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве мотор-колес транспортных, дорожных и других передвижных средств.

Известно мотор-колесо, содержащее встроенную в колесо асинхронную электрическую машину, при этом статор с магнитопроводом неподвижно закреплен на оси колеса, на магнитопроводе статора размещены магнитные элементы статора, ротор установлен подвижно по оси колеса и имеет магнитопровод с короткозамкнутыми обмотками.

Известное мотор-колесо имеет ряд недостатков: плохие тепловой режим и регулировочные характеристики, высоковольт- ное питание, сложную систему управления и другие.

Известно мотор-колесо, которое выбрано за прототип, содержащее электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения и электродвигателя, содержащего закрепленную на ободе колеса подвижную часть и закрепленную на оси колеса неподвижную часть, одна из которых выполнена в виде якоря с магнитопроводом и полюсами в виде электромагнитов, а другая в виде индуктора с магнитопроводом и полюсами в виде постоянных магнитов, распределительный коллектор, расположенный на якоре и образованный расположенными по окружности и изолированными друг от друга токопроводными пластинами, токосъемники с элементами токосъема, полюса неподвижной части равномерно распределены по окружности, а полюса подвижной части электродвигателя сгруппированы в группы, расстояние между серединами полюсов в каждой группе которой и полюсов неподвижной части кратно полюсному делению неподвижной части, при этом, любые два полюса одной группы, подвижной и неподвижной частей имеют противоположную полярность, если расстояние между их серединами кратно четному числу полюсных делений неподвижной части и одинаковую, если нечетному их числу; группы полюсов подвижной части смещены относительно друг друга таким образом, что, когда середины полюсов одной группы полюсов подвижной части совпадают с серединами полюсов неподвижной части, то середины полюсов подвижной части не совпадают с серединами полюсов неподвижной части, подвижной частью электродвигателя, закрепленной на ободе колеса, является индуктор, а неподвижной якорь, каждая группа полюсов подвижного индуктора разделена на две подгруппы, расстояние между соседними подгруппами кратно полюсному делению якоря, при этом дополнительно введен индукторный токосъемник, жестко закрепленный на индукторе и имеющий минимум один элемент токосъема и минимум один кольцевой контакт, расположенный на якоре, число пластин равно числу электромагнитов, каждая из них соединена с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов, а выводы катушек каждого электромагнита соединены с двумя соседними пластинами, при этом, когда середины любой одной группы магнитов находятся строго посередине между серединами соответствующих электромагнитов, элементы токосъема этой группы находятся на пластинах распределительного коллектора.

Его недостатками является сложность в силу размещения электромагнитов на роторе, недостаточные мощности и скорость в силу невозможности подачи большого тока в катушки ротора через щетки, недостаточно хороший тепловой режим за счет недостаточного воздушного охлаждения постоянных магнитов (так как они неподвижны).

Цель изобретения улучшение регулировочных свойств, увеличение мощности и повышение надежности.

На фиг. 1 изображено предлагаемое мотор-колесо без кожухов (электромагнитная зона), вид сбоку; на фиг. 2 то же, разрез; на фиг. 3 схема электрической цепи мотор-колеса; на фиг. 4 статор.

Мотор-колесо содержит обод 1, ось 2, электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения и электродвигателя, содержащего якорь 3 с магнитопроводом 4 и электромагнитами 5, индуктор 6 с магнитопроводом 7 и по меньшей мере двумя группами А и Б постоянных магнитов 8, распределительный коллектор 9, расположенный на якоре 3 и образованный расположенными по окружности изолированными друг от друга токопроводными пластинами 10. Индуктор 6 электродвигателя закреплен на ободе 1 колеса, якорь 3 неподвижно закреплен на оси 2 колеса. В каждой (А или Б) группе постоянные магниты 8 сгруппированы в две соседние подгруппы, постоянные магниты в каждой подгруппе и электромагниты по окружности якоря размещены так, что (угловые) расстояния между серединами (осями) любых двух постоянных магнитов одной подгруппы и электромагнитов кратно (угловому) расстоянию . При этом любые два постоянных магнита одной подгруппы и электромагнита имеют противоположную полярность, если (угловое) расстояние между их серединами (осями) кратно нечетному числу расстояний , и одинаковую если четному числу расстояний . Группы (А и Б) постоянных магнитов смещены друг относительно друга таким образом, что, когда середины (оси) постоянных магнитов как минимум одной группы совпадают с серединами (осями) соответствующих электромагнитов, то середины (оси) постоянных магнитов как минимум одной другой группы не совпадают с серединами (осями) электромагнитов. Мотор-колесо также содержит индукторный токосъемник 11, жестко закрепленный на индукторе 6 и имеющий минимум один элемент токосъема 12 и минимум один кольцевой контакт 13, расположенный на якоре 3 и токосъемники 14.1 и 14.2 (по числу групп). Число пластин равно числу электромагнитов. Расстояние между ближайшими магнитами подгрупп одной группы кратно , и они имеют одинаковую полярность, если (угловое) расстояние между их серединами (осями) кратно нечетному числу (угловых) расстояний , и противоположную, если (угловое) расстояние между их серединами (осями) кратно четному числу (угловых) расстояний . Токосъемники 14.1 и 14.2 имеют три элемента токосъема 15.1, 15.2, 15.3 и 16.1, 16.2 и 16.3 соответственно и жестко закреплены на индукторе. Пластины 10 соединены каждая с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов 5, а выводы катушек каждого электромагнита 5 соединены с двумя соседними пластинами 10. Расстояние между любыми элементами токосъема каждого токосъемника кратно , при этом, когда середины (оси) любой одной группы магнитов находятся строго посередине между серединами (осями) соответствующих электромагнитов, элементы токосъема этой группы находятся на (имеют электрический контакт) пластинах.

При этом в конструкции электропривода с одним кольцевым контактом 13 он соединен с одним выводом источника регулируемого напряжения, индукторный токосъемник 11 имеет один элемент токосъема 12, имеющий возможность электрического контакта с кольцевым контактом 13 и электрически соединенный с крайними элементами токосъема всех токосъемников 15.1 и 15.3 (16.1 и 16.3), а другой вывод источника регулируемого напряжения соединен со средними элементами токосъема всех токосъемников 15.2 (16.2) например, через корпус.

Якорь 3 может представлять собой диски 17, на который крепятся магнитопровод 4, электромагниты 5, коллектор 9, контакт 13. Индуктор 6 также может представлять собой два кожуха 18, на который крепятся магнитопровод 7, магниты 8, токосъемники 11, 14 с щетками 12 и 15.

Напряжение от источника регулируемого напряжения 19 подается на кольцевой контакт 13 и через щетки 12 и 15.1 и 15.3 (16.1 и 16.3) на пластины 10. Выводы заземления в текущий момент через корпус и щетки 15.2 также электрически соединены с пластиной 10, находящейся между пластинами, на которых находятся щетки 15.1 и 15.3. Таким образом, между пластинами с щетками 15.1, 15.3 и 15.2 (через катушки электромагнитов) протекает ток. При равномерном расположении магнитов и электромагнитов они чередуются полюсами и каждый постоянный магнит взаимодействует с электромагнитами так, что отталкивается от предыдущего и притягивается к последующему в направлении вращения.

Необходимо отметить, что ток протекает только между щетками, т.е. так как «зоны щеток» токосъемников не перекрываются (фиг. 1), то не происходит неравномерности или неправильности запитки электромагнитов.

Выбор расстояний между осями магнитов и электромагнитов, кратных , обеспечивает правильность электромагнитных взаимодействий и их чередование в направлении вращения.

В группах магнитов выделены подгруппы, так как ток к средней 15.2 (16.2) щетке течет в противоположных направлениях, т.е. электромагниты, между которыми находится средняя щетка, несмотря на различие в намотке (противоположные) имеют одинаковый полюс в текущий момент.

Мотор-колесо работает следующим образом.

При включении источника 19 регулируемого напряжения напряжение через контакт 13 и щетки 12, 15.1-15.3 подается на пластины 10 в области взаимодействия электромагнитов 5 с группой (А) постоянных магнитов, т.е. на те электромагниты, которые не должны участвовать во взаимодействии (например, когда группа Б находится строго напротив них) напряжение не подается.

При равномерном расположении электромагнитов и магнитов их полюса чередуются и приходят в электромагнитное взаимодействие: постоянный магнит отталкивается от предыдущего и притягивается к последующему электромагниту в направлении вращения.

В момент, когда щетки 15.1-15.3 сходят с пластин 10 (т.е. оси магнитной группы А подходят к моменту совпадения с осями электромагнитов), щетки 16.1-16.3 выходят на пластины 10 и начинают аналогично запитывать соответствующие электромагниты, которые приходят в электромагнитное взаимодействие с постоянными магнитами группы Б.

Таким образом группы постоянных магнитов периодически взаимодействуют с электромагнитами, обеспечивая вращение обода 1. Скорость вращения в общем случае регулируется количеством электричества, подаваемого от источника 19 на пластины 10.

Предлагаемое мотор-колесо может иметь ряд конструкций.

В конструкции электропривода с двумя кольцевыми контактами 13.1 и 13.2 индукторный токосъемник 11 имеет два элемента токосъема 12.1 и 12.2, имеющие возможность электрического контакта с соответствующими кольцевыми контактами 13.1 и 13.2 и электрически соединенные соответственно со средними и крайними элементами токосъема всех токосъемников. Кольцевые контакты 13.1 и 13.2 соединены с разными выводами источника 19 регулируемого напряжения (т.е. электрическое соединение не через корпус).

Электромагниты 5 могут быть размещены равномерно по окружности якоря с чередующимися по окружности полюсами, постоянные магниты 8 в каждой подгруппе расположены равномерно с чередующимися полюсами, при этом (угловые) расстояния между серединами (осями) двух любых соседних электромагнитов и любых двух соседних постоянных магнитов в любой подгруппе равны между собой и равны , а =360/М, где М натуральное четное число, равное числу электромагнитов.

Индуктор может быть снабжен вторыми магнитопроводом с постоянными магнитами, распределительным коллектором и токосъемниками с элементами токосъема, выполненными, расположенными и соединенными подобно (аналогично) основным магнитопроводу, распределительному коллектору и токосъемникам (т.е. более мощная цилиндрическая машина с большим числом магнитовзаимодействующих частей).

Электромагниты 5 могут быть расположены с двух сторон магнитопровода якоря, магнитопроводы индуктора с токосъемниками расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив электромагнитов, а магнитные оси (оси намагниченности) постоянных магнитов и электромагнитов параллельны оси колеса.

Электромагниты 5 могут быть расположены в пазах якоря, магнитопроводы индуктора расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив электромагнитов, а магнитные оси (оси намагниченности) постоянных магнитов и электромагнитов параллельны оси колеса.

Последние два варианта представляют собой торцовые электрические машины.

Якорь может быть снабжен минимум одним дополнительным магнитопроводом с электромагнитами и токосъемниками, индуктор снабжен минимум двумя магнитопроводами с постоянными магнитами и токосъемниками, выполненными, расположенными и соединенными соответственно подобно основному якорю и магнитопроводу индуктора с токосъемниками.

Распределительный коллектор и/или токосъемники могут быть выполнены с возможностью углового смещения относительно оси колеса.

Для обеспечения регулировки угла начала подачи напряжения предлагаемая конструкция мотор-колеса имеет специальный эффект, заключающийся в возможности создания экологически чистых транспортных средств, и экономический эффект, заключающийся в упрощении и экономичности.

Таким образом предложена конструкция, выгодно отличающаяся от известных мотор-колес и прототипа за счет расположения постоянных магнитов на вращающейся части.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. МОТОР-КОЛЕСО, содержащее электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения и электродвигателя, содержащего закрепленную на ободе колеса подвижную часть и закрепленную на оси колеса неподвижную часть, одна из которых выполнена в виде якоря с магнитопроводом и полюсами в виде электромагнитов, а другая в виде индуктора с магнитопроводом и полюсами в виде постоянных магнитов, распределительный коллектор, расположенный на якоре и образованный расположенными по окружности и изолированными друг от друга токопроводными пластинами, токосъемники с элементами токосъема, полюса неподвижной части равномерно распределены по окружности, а полюса подвижной части электродвигателя сгруппированы в группы, расстояние между серединами полюсов в каждой группе которой и полюсов неподвижной части кратно полюсному делению неподвижной части, при этом любые два полюса одной группы подвижной и неподвижной частей имеют противоположную полярность, если расстояние между их серединами кратно четному числу полюсных делений неподвижной части, и одинаковую если нечетному их числу, группы полюсов подвижной части смещены относительно друг друга таким образом, что, когда середины полюсов одной группы полюсов подвижной части совпадают с серединами полюсов неподвижной части, то середины полюсов подвижной части не совпадают с серединами полюсов неподвижной части, отличающееся тем, что подвижной частью электродвигателя, закрепленной на ободе колеса, является индуктор, а неподвижной якорь, каждая группа полюсов подвижного индуктора разделена на две подгруппы, расстояние между соседними подгруппами кратно полюсному делению якоря, при этом дополнительно введен индукторный токосъемник, жестко закрепленный на индукторе и имеющий минимум один элемент токосъема и минимум один кольцевой контакт, расположенный на якоре, число пластин равно числу электромагнитов, а выводы катушки каждого электромагнита соединены с двумя соседними пластинами, при этом, когда середины любой одной группы магнитов находятся строго посередине между серединами соответствующих электромагнитов, элементы токосъема этой группы находятся на пластинах распределительного коллектора.

2. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что в конструкции электропривода с одним кольцевым контактом он соединен с одним выводом источника регулируемого напряжения, индукторный токосъемник имеет один элемент токосъема, имеющий возможность электрического контакта с кольцевым контактом и электрически соединенный либо со средним элементом, либо с крайними элементами токосъема всех токосъемников, а другой вывод источника регулируемого напряжения соединен соответственно либо с крайними, либо со средними элементами токосъема всех токосъемников, например, через «корпус».

3. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что в конструкции электропривода с двумя кольцевыми контактами, индукторный токосъемник имеет два элемента токосъема, имеющие возможность электрического контакта с соответствующими кольцевыми контактами и электрически соединенный соответственно со средними и крайними элементами токосъема всех токосъемников, кольцевые контакты соединены с разными выводами источника регулируемого напряжения.

4. Мотор-колесо по пп.1 3, отличающееся тем, что индуктор снабжен вторыми магнитопроводом с постоянными магнитами, распределительным коллектором и токосъемниками с элементами токосъема, выполненными, расположенными и соединенными подобно основному магнитопроводу, распределительному коллектору и токосъемникам.

5. Мотор-колесо по пп.1 4, отличающееся тем, что электромагниты расположены с двух сторон магнитопровода якоря, магнитопроводы индуктора с токосъемниками расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив электромагнитов, а магнитные оси постоянных магнитов и электромагнитов параллельны оси колеса.

6. Мотор-колесо по пп.1 4, отличающееся тем, что электромагниты расположены в пазах якоря, магнитопроводы индуктора расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив электромагнитов, а магнитные оси постоянных магнитов и электромагнитов параллельны оси колеса.

7. Мотор-колесо по пп.1 4, отличающееся тем, что магнитные оси постоянных магнитов и электромагнитов радиальны.

8. Мотор-колесо по пп.1 7, отличающееся тем, что якорь снабжен минимум одним дополнительным магнитопроводом с электромагнитами и токосъемниками, индуктор снабжен минимум двумя магнитопроводами с постоянными магнитами и токосъемниками, выполненными, расположенными и соединенными соответственно подобно основному якорю и магнитопроводу индуктора с токосъемниками.

9. Мотор-колесо по пп.1 8, отличающееся тем, что распределительный коллектор и/или токосъемники выполнены с возможностью углового смещения относительно оси колеса.

www.freepatent.ru

Мотор-колесо в. в. шкондина

Номер патента: 1725780

/00 1 ЬОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТЕНТУ щОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР йт 910480, кл. В 60 К 7/00, 1982.Авторское свидетельство СССР М 628008, кл. Н 02 К 17/02, 1978,(54) МОТОР-КОЛЕСО В.В.ШКОНДИНА (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к мотору-колесу транспортных средств. Цель изобретения повышение надежности и экономичности. В мотор-колесо встроен двигатель постоянного тока с датчиком-распределителем,. представляющим собой кольцевое токонепроводящее основание с закрепленными по окружности токопроводящими плаИзобретение относится.к машиностроению в частности к мотору-колесу (двигателей) транспортных, дорожных и других передвижных средств.Известно мотор-колесо, содержащее неподвижно установленный двигатель, редуктор, солнечная шестерня которого связана с валом двигателя, коронная — со ступицей колеса, первую и вторую сателлитную шестерни, связанные непосредственно с солнечной и коронной шестернями соответственно, причем вторая закреплена на сателлитной оси, втулку, установленную, на этой оси с фланцем с одной стороны и упором с другой, между которыми установстинами, Датчик расположен на неподвижном индукторе, на котором также закреплены по окружности постоянные магниты с чередующимися по окружности полюсами, Ротор выполнен с закрепленным на нем зубчатым магнитопроводом, на котором на зубцах закреплены последовательно- встречно катушки, выходы соединения которых соединены с щетками, закрепленными на роторе с возможностью скольжения по пластинам, Зубцы ротора могут быть сгруппированы с катушками в группы при условии введения дополнительных пар щеток и их соответствующего крепления. Предусмотрены модификации двигателя для увеличения мощности за счет расположения магнитов в радиальном и тангенциальном направлении. 12 з,п. ф-лы, 8 ил. лена посредством шлицев вторая сателлитная шестерня, а первая — между ней и фланцем втулки и выполнена в виде зубчатых дисков, свободно установленных на втулке и подпружиненныхдруготносительно друга для прижатия их торцовыми поверхностями соответственно к второй сателлитной шестерне и фланцу втулки.Наличие редуктора снижает надежность и безопасность довольно сложной конструкции,Известно мотор-колесо, которое содержит колесо со встроенным в него электродвигателем, выполненным в виде дисковой асинхронной электромашины, статор которой с магнитопроводом, обмотками и токо- проводами неподвижно закреплен на оси колеса, а ротор с короткозамкнутой обмоткой и магнитопроводом, размещенным с двух сторон статора, размещен с внутренней стороны подвижного обода колеса.Встраивание непосредственно в колесо электродвигателя позволяет уменьшить габариты, вес, ненадежность, сложность сборки и эксплуатации, исключить редуктор и некоторые дополнительные системы и тем самым упростить конструкцию.Однако указанная конструкция, кроме всех недостатков, присущих асинхронной машине, имеет ряд других: наличие сложной системы для управления режимами работы и дорогих громоздких и высоковольтных источников переменного напряжения (для автономных средств).Цель изобретения — повышение мощности, надежности и экономичности.На фиг.1 изображено мотор-колесо, вид сбоку, с тремя группами катушек обмотки; на фиг,2 — мотор-колесо, разрез; на фиг.З — распределительный коллектор, разрез А — А; на фиг.4 — то же с пластинами для возврата энергии; на фиг.5 — . мотор-колесо с двумя магнитопроводами якоря; на фиг,6 — мотор- колесо с магнитами, оси которых параллельны оси колеса; на фиг.7 — мотор-колесо с дополнительными постоянными магнитами (ротор соответствует фиг,5) на фиг,8 — мотор-колесо с магнитами, оси которых тангенциальны (ротор соответствует фиг,6).Мотор-колесо (фиг.1 и 2) содержит обод 1, ось 2, электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения (не показан) и электродвигателя, содержащего якорь 3 с магнитопроводом 4 и группами катушек 5, индикатор 6 с магнитопроводом 7 и постоянными магнитами 8, размещенными равномерно, токосъемники 9 с двумя элементами (щетками) 10,1 и 10,2 токосъема и распределительный коллектор 11, размещенный на индукторе 6. Индуктор 6 закреплен неподвижно на оси 2, якорь 3 — на ободе 1 колеса. Катушки 5 расположены по окружности магнитопровода 4 якоря по меньшей мере одной группой (фиг.1, число групп равно трем), число токосъемников 9 равно числу групп катушек. Токосъемники 9 закреплены на якоре 3. Элементы 10,1 и 10.2 токосъема каждого токосъемника электрически соединены с выводами катушек соответствующей группы, Распределительный коллектор 11 образован расположенными по окружности изолированными токопроводящими основными пластинами 12.1 и 12,2, соединенными электрически через одну друг с другом, образуя две группы электрически соединен 10 15 20 25 45 50. ла 55 30 35 40 ных через одну основных пластин. Каждая из групп основных пластин соединена с соответствующим выводом 13 источника регулируемого напряжения. Число основных пластин 12.1 и 12,2 равно числу постоянных магнитов. Между каждыми двумя основными пластинами размещена холостая пластина 14, ширина которой больше ширины любого элемента токосъема. Число М постоянных магнитов 8 равно 20,Катушки в группах размещены так, что угловое расстояние между серединами любых двух катушек кратно угловому расстоянию а. При этом любые две катушки одной группы создают противоположно направленные магнитные потоки, если угловое расстояние между их серединами кратно нечетному числу расстояний а, и одинаково направленные, если кратно четному числу расстояний а . Группы катушек смещены друг относительно друга таким образом, что когда середины катушек как минимум одной группы совпадают с серединами соответствующих постоянных магнитов, середины катушек как минимум одной другой группы не совпадают с серединами постоянных магнитов. Оси намагниченности магнитов радиальны, Для фиг.1 а = 360/М = 360/20 = 18 оРаспределительный коллектор 11 (фиг.З) представляет собой расположенные по окружности основные пластины 12,1 и 12,2, одни из которых (помечены «+») соединены с одним выводом 13 источника регулирующего напряжения, другие (помечены «-«) — с другим его выводом. Между ними располагаются холостые пластины 14, которые могут быть токонепроводящими (т,е. изолирующими) и токопроводящими. Распределительный коллектор целесообразно выполнять с возможностью углового смещение относительно оси колеса (для регулировки момента подачи электричества в катушки), например, делая дуговые прорези 15 для винтов крепления.Источник регулируемого напряжения представляет собой, например, источник регулируемого по амплитуде напряжения или источник широтно-импульсного сигнаМотор-колесо работает следующим образом.С источника регулируемого напряжения на группы основных пластин 12.1 и 12.2 подается напряжение, Так как группы катушек 5 смещены друг относительно друга, то через щетки 10.1 и 10,2 минимум одного токосъемника 9 напряжение подается на катушки 5 соответствующей группы.30 40 50 55 При прохождении тока по катушкам катушки 5 в силу специфики распределительного коллектора 11 всегда запитываются так, что образуют электромагниты, имеющие противоположные полюса с магнитом, расположенным в сторону вращения, и одинаковые — в противоположн.ую. Таким образом, электромагниты, образованные катушками 5, начинают отталкиваться от «предыдущих» магнитов 8 и притягиваться к «последующим» ( в сторону вращения). При прохождении катушек 5 над магнитом 8 катушки не запитаны, а при прохождении последующего магнита 8 напряжение на катушках изменяется на противоположное в силу перехода щеток 10,1 и 10.2 на следующие пластины. При прохождении над магнитами, когда катушки не запитаны, движение не прекращается в силу инерции, а при прохождении магнита питание катушек перекоммутируется.На фиг.4 изображен распределительный коллектор, в котором холостые пластины 14 имеют среднюю токопроводящую часть 16. Указанные средние части соединены через одну в группы и подключены к соответствующим выводам 17 блока подзарядки (например, выпрямитель и аккумулятор).В процессе скольжения щеток 10.1 и 10,2 по пластинам распределительного коллектора 11 в моменты, когда катушки одной группы находятся напротив соответствующих постоянных магнитов, щетки 10.1 и 10.2 находятся на средних частях 16 холостых пластин. При этом энергия магнитного поля этих катушек преобразуется и импульсно подзаряжает блок подзарядки.Для увеличения мощности в мотор-колесо могут дополнительно вводиться второй магнитопровод якоря с минимум одной группой катушек, размещенный на ободе, второй распределительный коллектор, установленный концентрично основному распределительному коллектору или аналогично ему с другой стороны индуктора, дополнительные токосъемники, установленные на якоре, элементы токосъема которых аналогично элементам основных токосъемников электрически соединены с выводами катушек второго магнитопровода якоря (фиг,5),На фиг.6 приведен вариант с расположением магнитов, оси намагниченности которых параллельны оси колеса; на фиг.7 — вариант с дополнительными постоянными магнитами 18. При этом магнитопровод индуктора выполнен в виде кольца, закрепленного на основании индуктора между основными и дополнительными магнитами,5 10 15 20 25 В мотор-колесо: могут быть дополнительно введены (фиг.8) концентраторы магнитного потока, постоянные магниты, расположенные так, что оси их намагниченности параллельны касательным к окружности расположения постоянных магнитов (тангенциально), а концентраторы 19 расположены между одноименными полюсами ма гн ито в.Мотор-колесо может быть выполнено не только с двумя, но и с большим числом магнитопроводов индуктора (с постоянными магнитами) и магнитопроводов якоря (с группами катушек), что приводит к увеличению мощности и улучшению других параметров, При этом выбирается соответствующее число токосъемников и распределительных коллекторов,Простота и надежность конструкции, использование низковольтных источников, отсутствие редуктора, увеличение срока эксплуатации, хорошие тепловые и регулирующие характеристики и экономичность позволяют создать на ее основе эффективные электротранспортные средства. Формула изобретения 1. Мотор-колесо, содержащее обод, ось, электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения,и электродвигателя, содержащего якорь с магнитопроводом и катушками обмотки, индуктор с магнитопроводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения мощности, надежности и экономичности, индуктор выполнен с постоянными магнитами, размещенными равномерно на поверхности его магнитопровода, введены дополнительно по меньшей мере один токосъемник сдвумя элементами токосъемника и распределительный коллектор, размещенный на индукторе, который закреплен неподвижно на оси, якорь — на ободе колеса, катушки обмотки расположены по окружности магнитопровода якоря по меньшей мере одной группой, число токосъемников равно числу групп катушек, которые размещены в,группах так, что угловое расстояние между серединами любых двух катушек кратно угловому расстоянию а, при этом любые две катушки одной группы создают противоположно направленные магнитные потоки, если угловое расстояние между их серединами кратно нечетному числу угловых расстояний а, и одинаково направленные, если кратно четному числу угловых расстояний а, группы катушек смещены друг относительно друга таким образом, что когда середины катушек как1725780 55 минимум одной группы совпадают с серединами постоянных магнитов, середины катушек как минимум одной другой группы не совпадают с серединами постоянных магнитов,.токосъемники закреплены на якоре, элементы токосъема каждого токосъемника электрически соединены с выводами катушек обмотки соответствующей группы, распределительный коллектор образован расположенными по окружности изолированными токопроводящими основными пластинами, соединенными электрически через одну друг с другом, образуя две группы основных пластин, каждая из которых соединена с соответствующим выводом источника регулируемого напряжения, число основных пластин равно числу М постоянных магнитов, между каждыми двумя основными пластинами размещена холостая пластина, ширина которой больше ширины любого элемента токосъема.2. Мотор-колесо по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что число М постоянных магнитов четно, а= 360 О/М, угловое расстояние между элементами токосъема любого токосъемника кратно нечетному числу расстояний а, катушки обмотки в каждой группе размещены равномерно.3. Мотор-колесо по пп. 1 и 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что холостые пластины выполнены изтоконепроводящего материала.4. Мотор-колесо по пп, 1 и 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что холостые пластины выполнены из токопроводящего материала. 5. Мотор-колесо по пп. 1 — 3, о т л и ч а ющ е е с я, тем, что холостые пластины разделены на три части, средние из которых выполнены из токопроводящего материала и соединены между гобой через одну, образуя две группы электрически соединенных через одну средних частей указанных пластин.6. Мотор-колесо по пп. 1 — 5, о т л и ч а ющ е е с я тем, что распределительный коллектор выполнен с возможностью углового смещения относительно магнитов и закрепления в любом из угловых положений. 7. Мотор-колесо по пп.1 — 6, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в нем дополнительноустановлен второй якорь с магнитопроводом с минимум одной группой катушек об 5 мотки, второй распределительныйколлектор, установленный концентричноосновному распределительному коллекторуили аналогично ему с другой стороны индуктора, дополнительные токосъемники, уста 10 новленные на якоре, элементы токосъемакоторых аналогично элементам основныхтокосъемников электрически соединены свыводами катушек второго якоря.8. Мотор-колесо по п.7, о т л и ч а ю щ е 15 е с я тем, что постоянные магниты размещены так, что оси их намагниченности параллельны оси,колеса, магнитопроводыякоря размещены с обеих сторон индуктора,9. Мотор-колесо по п,8, о т л и ч а ю щ е 20 е с я тем, что в нем установлены дополнительные постоянные магниты, по числу равные основным, магнитопровод индукторавыполнен в виде кольца, закрепленного наосновании индуктора между основными и25 дополнительными магнитами.10. Мотор-колесо по пп. 1 — 7, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оси намагниченностипостоянных магнитов радиальны,11, Мотор-колесо по пп. 1 — 7, о т л и ч а 30 ю щ е е с я тем, что дополнительно введеныконцентраторы магнитного потока, расположенные между одноименными полюсамимагнитов.,12, Мотор-колесо по пп. 1 — 11, о т л и ч а 35 ю щ е е с я тем, что в него дополнителеновведены коммутатор, блок емкостных накопителей, блок подзарядки И/ИЛИ, блок управления, группы основных пластинсоединены через коммутатор с источником40 регулируемого напряжения и блоком емкостных накопителей, группы средних частейхолостых пластин соединены с блоком подзарядки И/ИЛИ блоком управления.13. Мотор-колесо по пп,1 — 12, о т л и ч а 45 ю щ е е с я тем, что источник регулируемогонапряжения выполнен в виде источника регулируемых по длительности, скважностиили длительности и скважности импульсовпостоянной или регулируемой амплитуды.5019 20 1725780 0 7 Корректор М.Максимишине хред М.М эктор Н.Гунько оизводственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 1189 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5

ШКОНДИН ВАСИЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

МПК / Метки

Код ссылки

Приспособление для присоединения стойки полевого колеса плуга к главной оси передка

Номер патента: 1903

. с небольшими выступами для обхвата ими стойки передка, а относительное укрепление колеса по вертикали достигается зажимом хомутика,Для устранения изменения профили конца оси полевого колеса, предлагается для скрепления со стойкой передка применять прокладку, снабженную гнездами для стоек и хомутиком для скрепления их между собой.На фиг. 1 изображена прокладка в трех проекциях и на фиг. 2 изображено в трех проекциях скрепление при помощи прокладки оси полевого колеса со стойкой передка.Прокладка из литого чугуна представляет плоскую плитку 3 (фиг. 1) с бортиками вдоль длинных сторон, образующими два паза 5,5 соответствующие профилям стойки полевого колеса 1 (фиг. 2) и стойке передка 2. По диагонали бортики снабжены ушками 7,7, через.

Устройство для поддержания определенного соотношения между скоростями вращения одного из группы двигателей постоянного тока и какого-либо другого двигателя той же группы

Номер патента: 11047

. шкивами 48, передачу от вала 44. К части 45 подводится ток от генератора 50, установленного на валу другого двигателя 38, а на валу ее насажена ручка реостата 51, изменяющего сопротивление 53, включенное в цепь возбуждения 52 двигателя 38,Число полюсов генераторов 40 и 50, двигателя 42 и машины 45 — 46 с одной стороны и передача 43 с другой, так выбраны, что соответствующим подбором передач 34, 35, 36 удается сразу получить необходимые для частей 31, 32, 33 рабочей машины числа оборотов,Т Тип, аКоминтернв Центриздата Народов СССР. Ленинград. Краснан Регулировочное приспособлениедействует таким образом, что онообразует разность чисел оборотовдвигателей 37 и 38 и, если эта разность совпадает с числом оборотоввала 44, то ручка.

Устройство для проверки параметров трехзвенника передней подвески автомобиля, влияющих на углы наклона осей поворота колес

Номер патента: 696334

. 30 со ступицами 31и рабочими поверхностями 32, ориенти.рующими ось 24 поворота колеса приработе на устройстве.Индикаторные устройства 22 состо.ят (Фиг, 3) иэ стержня 33, накотором закреплен индикатор 34. Яа нижнем конце стержня 33 имеются измери.тельный торец 35 и хвостовик 36Стержень 33 удерживается в верхнемположении шариковым фиксатором 37 ипредохраняется от полного выдергивания и поворота штифтом 38.Для проверки и настройки устройства применяется контрольный калибр,который имитирует собой присоединительные места, ступицу 2 и базовыеповерхности, принятые для ориентацииоси 24 поворота колеса идеальноготрехэвенника в том положении егозвеньев, при котором определяютсяуглы наклона оси поворота колеса наавтомобиле.Калибр.

Устройство для подачи песка под колеса мотор-вагонного поезда

Номер патента: 753703

. 15 и 16 В1,.ая изНКХ ПЕгсо( 1;О ПатрубЗПИ,) Г 2 3 ГО,;,колеса.35 Е(ТРИЧ(ая г КРМ-,Н;, В г»ЗН;.лескоодачи (фкг. 4; з)дер:.Н первыгоездной про вот 24:)г) хиэ ныи:Одной из клсгг( сОнка;)З рс и -твшя 5 и Вто)Ог Осз нг)й ОрвсдпОДкло;ге ный в ка)О гсй3 к с,б.»н у и»равления поезда через 5;иод 27 и кспку.8 к друГОг 1(лемм(1 кс .О» нк ( З)екТрОПИТа НИ я 2 Э, Е)К 1 Пгоово. Мгг 2 4 И6 включРны н ксждо ОГ)г:гм ваГО»не 1 (пэ фкг, 1, ггли 2тО)НГ, 2Квтушки 10 к 11 влек.:рог;е.; а ги ес:кихВентилей 21 (см.фиг. 3). ног;ера катуше;( на фиг, 4 соответствуют обоевначениям направлешй еско:одачи кафиг, 1 и 2. Этг катунии вклочецы через контакты 29 и 30 ренерсора либочерез какие-либо дру.ие Устройства,позволяющие угранг 5(ть и.и в зависиМОСТИ ОТ.

Прибор для психотехнических исследований

Номер патента: 35966

. мотора.Центральный аппарат (фиг. 8) состоит из двигателя а, дающего постоян- ную скорость вращения, которая, однако, по желанию экспериментатора, может изменяться и которая передается через червячную передачу б валу К, Вал К приводит во вращение перебор зубчатых колес, состоящий из двух систем колес; 1) колеса 1, 4, 5, 8, 9, 12, 13, вра. щающиеся на валу К, причем изних только колесо 1 связано неподвижно с валом й, 2) колеса 2, 3, б, 7, 10, 11, 14, вращающиеся свободно на оси Л. Ко. леса 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 имеют один диаметр, колеса же 2, 4, б, 8, 10, 12, 14 имеют другой диаметр, в а раз больший. Попарно торцами соединены следующие колеса: 2 с 3, 4 с 5, 6 с 7, 8 с 9, 1 Ос 11, 12 с 13. Если принять угловую скорость колеса 1 за.

patents.su

Смотрите так же:

  • Срок рассмотрения претензии зпп Срок рассмотрения претензий к качеству услуг связи предложили сократить вшестеро Срок рассмотрения претензий к качеству услуг связи, возможно, будет сокращен с 60 до 10 дней. Депутат Олег Михеев внес в Госдуму законопроект № 517906-6 "О внесении изменений в часть седьмую статьи 55 […]
  • Особенности трудовых пенсий Трудовая пенсия по старости: особенности назначения и начисления Условия назначения трудовой пенсии по старости Обязательное соблюдение двух условий 1. Достижение общеустановленного пенсионного возраста Законодательством предусмотрена возможность досрочного выхода на пенсию. Например, […]
  • Поняття правило виховання Поняття правило виховання Головна Педагогіка Педагогіка Методи виховання 1. Поняття про методи, методичні прийоми, засоби виховання та їх класифікації. 2. Методи формування свідомості особистості. 3. Методи організації діяльності та формування досвіду суспільної поведінки. 4. Методи […]
  • Нет предмета взятки Получение и дача взятки – Адвокат по взяткам Ваших близких обвиняют в получении или даче взятки? Вызвали на допрос по коррупционному делу? Вымогают взятку и не знаете как поступить? Опасаетесь провокации взятки? Дело серьёзное. Не тяните, дорога каждая минута. Звоните и […]
  • Пенсии инвалидам военной травмы в 2014 году Инвалиды военной травмы сохранят право на компенсацию, даже если получают повышенную пенсию за службу в ОВД Инвалиды вследствие военной травмы сохранят право на ежемесячную компенсацию, предусмотренную ст. 3 Федерального закона от 7 ноября 2011 г. № 306-ФЗ "О денежном довольствии […]
  • Задачи на закон преломление с решением Урок "Решение задач на закон преломления света" (11-й класс) Разделы: Физика Цели изучения темы: Закрепление знаний о законах отражения и преломления света, понимания явления полного внутреннего отражения, отработка умений решать стандартные физические задачи по данной теме. 1) Развитие […]
  • Сочи переселение из аварийного жилья Многоквартирный дом 1933 года постройки по ул. Виноградной, 6 был признан аварийным в 2005 году. Он попал под программу расселения на 2013 год. Из 31 квартиры 25 собственников переехали в новое жилье, выделенное администрацией. Жилье им подбиралось в этом же микрорайоне. В частности, […]
  • Шишкин прокурор воронежской ПРОКУРОР ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ Шишкин Николай Анатольевич Н.А.Шишкин родился 03 февраля 1959 г. в поселке Стрелица Семилукского района Воронежской области. Свою трудовую деятельность начал в 1976 г. слесарем-сборщиком завода "Водмашоборудование" г.Воронежа. В 1977 - 1979 г. проходил […]