ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДВИЖНЫХ СРЕДСТВ

Полезная модель относится к приводным устройствам передвижных средств, в частности, для электромобилей, электрокар, инвалидных колясок, а так же для плавсредств.
Известно устройство, содержащее постоянные магниты, сердечники с катушками, датчики углового положения ротора, причем ротор выполнен в виде концентрично расположенных оболочек с размещенными на них постоянными магнитами с чередующимися полярностями, а статор с сердечниками и катушками на них размещен между постоянными магнитами (см. патент RU 2074761), прототип.
Недостатком прототипа является большая масса, низкая эффективность в пользовании, связанная с потерями на преодоление тангенциальных составляющих сил притяжения между постоянными магнитами и сердечниками катушек, большой пусковой ток, малый диапазон изменения числа оборотов ротора.
Технический результат заключается в повышении эффективности в пользовании, уменьшении массы и металлоемкости, снижении пускового тока, расширении диапазона изменения числа оборотов ротора и расширении сферы применения.
Технический результат достигается тем, что приводное устройство передвижных средств содержит ротор в виде диска из немагнитного материала с осью, размещенным по его периферии кольцеобразным рядом дисковых постоянных магнитов с осевой намагниченностью, датчик углового положения ротора, статор с кольцеобразным рядом обмоток, электронный коммутатор с источником постоянного тока. Особенностью является то, что дисковые постоянные магниты, размещенные по окружности диска осями в его плоскости, расположены друг к другу одноименными полюсами с зазором, а шесть одинаковых многовитковых обмоток, каждая из которых имеет в плане зигзагообразную кольцевую форму с числом зигзагов, равным половине числа постоянных магнитов или зазоров между ними, размещены симметрично по три с каждой стороны диска с шагом между ними, равным одной трети шага размещенных на диске постоянных магнитов и огибают радиальными участками половины постоянных магнитов по их окружности. Между обмотками статора, размещенными в пазах двух профилированных сопрягающихся половин корпуса статора, и внешней поверхностью кольцевого ряда дисковых постоянных магнитов имеется зазор с минимальной величиной, обеспечивающей свободное вращательное движение ротора без касания дисковых постоянных магнитов и диска ротора с обмотками статора. Обмотки статора, огибающие дисковые постоянные магниты, экранированы облегающими их с внешней стороны кольцеобразными пластинами из магнитомягкого железа. Датчик углового положения ротора содержит перфорированный диск, размещенный на оси ротора, расположенные друг против друга с обеих сторон перфорированного диска светодиоды и фотодиоды. Фотодиоды датчика углового положения ротора электрически соединены с электронным коммутатором, обеспечивающим подключение обмоток статора к источнику постоянного тока в зависимости от углового положения ротора.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: на фиг.1 - конструкция приводного устройства передвижных средств в общем виде в разрезе; фиг.2 - схематическое изображение взаимного расположения облегающих постоянные магниты обмоток; фиг.3 - порядок расположения обмоток с обеих сторон диска ротора; фиг.4 - конструкция датчика углового положения ротора.
Приводное устройство передвижных средств (фиг.1) имеет ротор в виде диска 1 из немагнитного материала с осью 2, размещенным по его периферии кольцеобразным рядом дисковых постоянных магнитов 3 (см. фиг.2) с осевой намагниченностью, датчик 4 углового положения ротора, статор 5 с кольцеобразным рядом обмоток 6, 7, 8, 6*, 7*, 8* (см. фиг.3), электронный коммутатор 9 с источником постоянного тока 10. Дисковые постоянные магниты 3, размещенные по окружности диска 1 осями в его плоскости, расположены друг к другу одноименными полюсами с зазором 6, а шесть одинаковых многовитковых обмоток 6, 7, 8 и 6*, 7*, 8*, каждая из которых имеет в плане зигзагообразную кольцевую форму (см. фиг.2) с числом зигзагов, равным половине числа постоянных магнитов 3 или зазоров между ними, размещены симметрично по три (6, 7, 8 и 6*, 7*, 8*) с каждой стороны диска 1 с шагом между ними, равным одной трети шага Н° (в градусах) размещенных на диске 1 постоянных магнитов 3 и огибают радиальными участками половины постоянных магнитов 3 по их окружности 11 (см. фиг.3). Между обмотками 6, 7, 8 и 6*, 7*, 8* статора 5, размещенными в пазах двух профилированных сопрягающихся половин корпуса статора 5, и внешней поверхностью кольцевого ряда дисковых постоянных магнитов 3 имеется зазор β с минимальной величиной, обеспечивающей свободное вращательное движение ротора без касания дисковых постоянных магнитов 3 и диска 1 ротора с обмотками 6, 7, 8, 6*, 7*, 8* статора 5. Обмотки 6, 7, 8, 6*, 7* и 8* статора 5, огибающие дисковые постоянные магниты 3, экранированы облегающими их с внешних сторон кольцеобразными пластинами 12 из магнитомягкого железа. Датчик 4 углового положения ротора содержит перфарированный диск 13, установленный на оси 2 ротора, размещенные в корпусе датчика 4 друг против друга с обеих сторон перфарированного диска 13 светодиоды 14 и фотодиоды 15. Фотодиоды 15 датчика 4 углового положения ротора электрически соединены с электронным коммутатором 9, обеспечивающим подключение обмоток 6, 7, 8, 6*, 7*, 8* статора 5 к источнику постоянного тока 10 в зависимости от углового положения ротора.
Соединенные согласно и последовательно обмотки 6 и 6*, 7 и 7*, 8 и 8* с выбранным пространственным расположением позволяют обеспечить трехфазное возбуждение приводного устройства с плавным пуском. Последовательность импульсных пусковых токов обеспечивается электронным коммутатором 9, управляемым импульсами с фотодиодов 15, освещаемых светодиодами 14 через перфорированные отверстия 16, 17, 18 в диске 13. Порядок и размеры перфорированных отверстий обеспечивают необходимый сдвиг фаз в обмотках возбуждения (6÷8 и 6*÷8*), подключения которых к источнику питания 10 осуществляется с помощью кабеля 19 через электронный коммутатор 9. Крепление приводного устройства к передвижному средству осуществляется с помощью кронштейнов 20, установленных на кожухе 21. Во избежание потерь на трение ось ротора установлена в подшипниках 22, размещенных в боковых стенках 23 кожуха 21.
Предложенная полезная модель при равенстве крутящих моментов по массе значительно меньше массы прототипа.