ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Предлагаемое техническое решение относится к области электромашиностроения и может быть использовано для создания электрических машин, обеспечивающих вращения ротора при наименьших затратах электрической энергии.
Аналогичные технические решения известны см., например, описания изобретения к авторскому свидетельству СССР №1282265, которое содержит следующую совокупность существующих признаков:
- корпус;
- подшипниковые щиты, закрепленные на торцах корпуса;
- вводное устройство с контактными зажимами, закрепленное внутри корпуса и подсоединенное своими контактными зажимами к выводам источника электрического напряжения;
- преобразователь электрического напряжения во вращательное движение, выполненный в виде статора, закрепленного внутри корпуса и подсоединённого выводами своей обмотки к контактным зажимам вводного устройства и ротора с обмоткой, установленного своими концами в подшипниках подшипниковых щитов.
Общими признаками предлагаемого технического решения и вышеохарактеризованного аналогичного технического решения являются:
- корпус;
- подшипниковые щиты, закрепленные на торцах корпуса;
- вводное устройство, закрепленное внутри корпуса;
- ротор, установленный своими концами в подшипниках подшипниковых щитов;
- преобразователь электрического напряжения во вращательное движение.
Известно также аналогичное техническое решение см., описание изобретения к авторскому свидетельству СССР № 1464250, которое выбрано в качестве прототипа и которое содержит:
- корпус;
- подшипниковые щиты, закрепленные на торцах корпуса;
- вводное устройство с контактными зажимами, закрепленное внутри корпуса и подсоединенное своими контактными зажимами к выводам источника электрического напряжения;
-преобразователь электрического напряжения во вращательное движение, выполненный в виде статора, закрепленного внутри корпуса и подсоединённого выводами своей обмотки к контактным зажимам вводного устройства и ротора с обмоткой, установленного своими концами в подшипниках подшипниковых щитов.
Общими признаками предлагаемого технического решения и прототипа являются следующие признаки:
- корпус;
- подшипниковые щиты, закрепленные на торцах корпуса;
- вводное устройство, закрепленное внутри корпуса;
- ротор, установленный своими концами в подшипниках подшипниковых щитов;
- преобразователь электрического напряжения во вращательное движение.
Задача, на решение которой направлено заявляемая полезная модель состоит в расширении арсенала технических средств, обеспечивающих получение вращающего момента ротора электрической машины.
Технический результат заключается в реализации назначения технического решения, охарактеризованного в данном описании полезной модели «Электрическая машина».
Технический результат, указанный выше достигается тем, что электрическая машина содержащая корпус, подшипниковые щиты, закрепленные на торцах корпуса, вводное устройство, закрепленное внутри корпуса, ротор, установленный своими концами в подшипниках подшипниковых щитов и преобразователь электрического напряжения во вращательное движение снабжена узлом электрощеткодержателей,
выполненным в виде диска, закрепленного внутренней поверхностью своего отверстия, выполненного в центре диска, на внешней поверхности центральной части ротора, первой, второй, третьей и четвертой электрощеток, закрепленных в отверстиях выполненных в диске, вводное устройство выполнено в виде диска, установленного внутренней поверхностью своего центрального отверстия над внешней поверхностью одного (левого) из концов ротора, плоского кольца, закреплённого на боковой поверхности диска, относительно противолежащей боковой поверхности диска узла электрощеткодержателей, подсоединённого своим корпусом к одному из выводов источника электрического напряжения и контактирующего своей поверхностью с электрическими скользящими контактами первой электрощетки и плоского полукольца, соосно расположенного и закрепленного внутри плоского кольца, подсоединенного своим корпусом к другому выводу источника электрического напряжения и поочередно контактирующим своей поверхностью с электрическими скользящими контактами второй, третьей и четвертой электрощеток, а преобразователь электрического напряжения во вращательное движение выполнен в виде диска, закрепленного внутренней поверхностью своего отверстия, выполненного в центре диска, на внешней поверхности второго (правого) конца ротора, закреплённых под углом 120° друг к другу относительно продольной оси ротора, на обращенной к центру корпуса боковой поверхности диска, первого электромагнита с грузом, выполненным, например, в виде металлического шара, расположенного с минимально возможным зазором относительно внутренней поверхности корпуса электрической машины и закрепленного на конце якоря первого электромагнита, подсоединенным своим первым выводом к корпусу первой электрощетки узла электрощеткодержателей и своим вторым выводом к корпусу второй электрощетки узла электрощеткодержателей, второго электромагнита с грузом, выполненным, например, в виде металлического шара, расположенного с минимально возможным зазором относительно внутренней поверхности корпуса электрической машины и закрепленного на конце якоря второго
электромагнита, подсоединенного своим первым выводом к корпусу первой электрощетки узла электрощеткодержателей и своим вторым выводом к корпусу третьей электрощетки узла электрощеткодержателей и третьего электромагнита с грузом, выполненным, например, в виде металлического шара, расположенного с минимально возможным зазором относительно внутренней поверхности корпуса электрической машины и закреплённого на конце якоря третьего электромагнита, подсоединенным своим первым выводом к корпусу первой электрощетки узла электрощеткодержателей и своим вторым выводом к корпусу четвёртой электрощетки узла электрощеткодержателей.
Введение узла электрощеткодержателей и его форма выполнения, а также выполнение вводного устройства и преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора, как это указано выше позволяет осуществить подачу электрического напряжения через подсоединения к выходам источника электрического напряжения плоского кольца и плоского полукольца, соосно установленного внутри плоского кольца, расположенных, относительно противолежащей боковой поверхности диска узла электрощеткодержателей и закрепленных на боковой поверхности диска вводного устройства, установленного своим центральным отверстием над внешней поверхностью одного (левого) из концов ротора и через контактирующие электрические скользящие контакты первой, второй, третьей и четвертой электрощеток, закрепленных в отверстиях, выполненных в диске узла электрощеткодержателей, закрепленным внутренней поверхностью своего отверстия, выполненного в центре диска на внешней поверхности центральной части ротора, на соответствующие выводы обмоток первого, второго, третьего и четвертого электромагнитов с грузами, закрепленными на концах якорей электромагнитов, установленными с минимально возможными зазорами относительно внутренней поверхности корпуса электрической машины, закреплённых под углом 120° друг к другу, относительно продольной оси ротора, на обращенной к центру корпуса электрической машины, боковой поверхности диска преобразователя электрического
напряжения во вращательное движение ротора, закрепленного внутренней поверхностью своего отверстия, выполненного в центре диска на внешней поверхности второго (правого) конца ротора, обеспечить поочередное срабатывание этих электромагнитов, которые поочередно втягивают внутрь обмотки якорь с закрепленным грузом, нарушая, таким образом первоначальный баланс равновесия грузов, что приводит к появлению первоначального момента вращения ротора и к подключению электрического напряжения питания обмотки следующего электромагнита, который также втягивает внутрь своей обмотки якорь с грузом и еще больше нарушает баланс равновесия грузов и еще больше увеличивает момент вращения ротора и т.д., что, в свою очередь, приводит к постепенному вращению ротора, которое происходит с меньшими затратами электроэнергии, которая в предлагаемом техническом решении используется только на срабатывание электромагнитов, которые, втягивая поочередно свои якоря с грузами, нарушают баланс равновесия грузов и обеспечивает создание за счет «маховичного» вращения грузов вращающий момент ротора. В чем и проявляется достижение технического результата, указанного выше.
Предлагаемая электрическая машина поясняется нижеследующим описанием и чертежами, где на фиг. 1 представлено схематичное изображение электрической машины, на фиг. 2 представлено расположение плоского кольца и плоского полукольца вводного устройства, а на фиг. 3 представлено расположение электромагнитов на диске преобразователя электрического напряжения во вращательное.
Предлагаемая электрическая машина содержит:
- корпус-1;
- подшипниковые щиты - 2, 3 с подшипниками - 4, 5, закреплёнными на торцах корпуса - 1;
- ротор - 6, установленный своими концами в подшипниках - 4, 5 подшипниковых щитов - 2, 3;
- вводное устройство, выполненное из электроизоляционного материала, например, текстолита в виде диска - 7 с центральным отверстием - 8, закрепленного внешней поверхностью своей окружности на внутренней поверхности корпуса - 1 и расположенного внутренней поверхностью окружности своего центрального отверстия - 8 над внешней поверхностью одного из концов (левого) ротора - 6, плоского кольца - 9, выполненного из электропроводного материала, например, из стали марки «3Х13», закрепленного на боковой поверхности диска - 7 относительно центральной оси корпуса - 1 и подсоединенного своим корпусом к одному из выводов источника - 10 электрического напряжения и плоского полукольца - 11, выполненного из электропроводного материала, например, из стали марки «3Х13», расположенного соосно внутри плоского кольца - 9, закрепленного на этой же боковой поверхности диска - 7 и подсоединенного своим корпусом к другому выводу источника - 10 электрического напряжения;
- узел электрощеткодержателей, выполненный из электроизоляционного материала, например, текстолита в виде диска - 12, закрепленного внутренней поверхностью окружности своего отверстия, выполненного в центре диска - 12 на внешней поверхности центральной части ротора - 6, первой электрощетки - 13, закрепленной в отверстии, выполненном в диске - 12 и установленной своими электрическими скользящими контактами на боковой поверхности плоского кольца - 9 вводного устройства, второй 14, третьей - 15 и четвертой - 16 электрощеток, закрепленных в отверстиях, выполненных в диске - 12, под углом - 120° друг к другу относительно продольной оси ротора - 6 и поочередно контактирующих, в процессе вращения ротора, своими электрическими скользящими контактами с боковой поверхностью плоского полукольца - 11 вводного устройства;
- преобразователь электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6, выполненный в виде диска - 17 из электропроводного материала, например, из стали марки «3Х13» и закрепленный внутренней поверхностью окружности своего отверстия, выполненного в центре диска - 17, на внешней
поверхности второго конца (правого) ротора - 6, закрепленных под углом - 120° друг к другу, относительно продольной оси ротора - 6, на обращенной к центру корпуса - 1 боковой поверхности диска - 17 преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6, первого электромагнита - 18 с грузом - 19, выполненным, например, в виде металлического шара, расположенного с минимально возможным зазором относительно внутренней поверхности корпуса - 1 электрической машины и закреплённого на конце якоря первого электромагнита - 18, подсоединённым своим первым выводом к корпусу первой электрощетки - 13 узла электрощеткодержателей и своим вторым выводом к корпусу второй электрощетки - 14 узла электрощеткодержателей, второго электромагнита - 20 с грузом - 21, выполненным, например, в виде металлического шара, расположенного с минимально возможным зазором относительно внутренней поверхности корпуса - 1 электрической машины и закрепленного на конце якоря второго электромагнита - 20, подсоединённым своим первым выводом к корпусу первой электрощетки - 13 узла электрощеткодержателей и своим вторым выводом к корпусу третьей электрощетки - 15 узла электрощеткодержателей и третьего электромагнита - 22 с грузом - 23, выполненным, например, в виде металлического шара, расположенного с минимально возможным зазором относительно внутренней поверхности корпуса - 1 электрической машины и закрепленного на конце якоря третьего электромагнита - 22, подсоединенным своим первым выводом к корпусу первой электрощетки - 13 узла электрощеткодержателей и своим вторым выводом к корпусу четвертой электрощетки - 16 узла электрощеткодержателей.
В качестве электромагнитов - 18, 20 и 22 может быть использован, например, электромагнит, опубликованный в «политехническом справочнике», издательство «Советская энциклопедия», Москва, 1980, стр. 613.
В качестве источника электрического напряжения - 10 может быть использована, например, сеть переменного напряжения 220 Вольт.
В качестве электрощеток - 13, 14, 15 и 16 может быть использована электрощетка опубликованная в описании изобретения к авторскому свидетельству СССР №762076 или №1495880.
Предлагаемая электрическая машина работает следующим образом.
Электрическое напряжение с первого выхода источника электрического напряжения - 10 поступает на плоское кольцо - 9 вводного устройства и через скользящие электрические контакты первой электрощетки - 13 узла электрощеткодержателей поступает на первые выводы обмоток первого - 18, второго - 20 и третьего - 22 электромагнитов преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6, а с второго выхода источника электрического напряжения - 10 электрическое напряжение поступает на плоское полукольцо - 11 вводного устройства и через скользящие электрические контакты второй электрощетки - 14 узла электрощеткодержателей на второй вывод обмотки первого электромагнита -18 преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6.
При поступлении электрического напряжения на обмотку первого электромагнита - 18 преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6 он срабатывает и втягивает внутрь своей обмотки груз - 19, нарушая, тем самым, первоначальный баланс равновесия грузов - 19, 21 и 23 первого - 18, второго - 20 и третьего - 22 электромагнитов преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6, что приводит к появлению вращающего момента диска - 17 преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6 и самого ротора - 6. Вращение ротора - 6 приводит к вращению диска - 12 узла электрощеткодержателей, который обеспечивает контактное подключение скользящих электрических контактов третьей электрощетки - 15 узла электрощеткодержателей к плоскому
полукольцу - 11 вводного устройства и обеспечивает подачу электрического напряжения на обмотку второго электромагнита - 20 преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6. Второй электромагнит - 20 срабатывает и втягивает внутрь своей обмотки груз - 21 и еще больше нарушает баланс равновесия грузов - 19, 21 и 23 первого - 18, второго - 20 и третьего - 22 электромагнитов преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6, что приводит к появлению дополнительного вращающего момента диска - 17 преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6 и самого ротора - 6. Это вращение ротора - 6 приводит к созданию дополнительного момента вращения диска - 12 узла электрощеткодержателей, который обеспечивает отключение скользящих электрических контактов второй электрощетки - 14 узла электрощеткодержателей, отключение электрического напряжения от обмотки первого электромагнита - 18 преобразователя электрического напряжения во вращательное движение и выталкивание груза - 19 из обмотки первого электромагнита - 18. При этом груз - 19 при вращении с диском - 17 преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6 создаёт дополнительный «маховичный» момент и увеличивает, тем самым, скорость вращения ротора - 6. Одновременно с этим вращение диска - 12 узла электрощеткодержателей обеспечивает контактное подключение скользящих электрических контактов четвёртой электрощетки - 16 узла электрощеткодержателей к плоскому полукольцу - 11 вводного устройства и подачу электрического напряжения на обмотку третьего электромагнита - 22 преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6. Третий электромагнит - 22 срабатывает и втягивает внутрь своей обмотки груз - 23 и еще больше нарушает баланс равновесия грузов - 19, 21 и 23 первого - 18, второго - 20 и третьего - 22 электромагнитов преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6. Дальнейшее вращение ротора - 6 приводит к созданию дополнительного момента вращения диска - 12 узла
электрощеткодержателей, который обеспечивает отключение скользящих электрических контактов третьей электрической щётки - 15 узла электрощеткодержателей, отключение электрического напряжения от обмотки второго электромагнита - 20 преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6 и выталкивание груза - 21 из обмотки второго электромагнитов - 20. При этом груз - 21 при вращении с диском - 17 преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6 создает дополнительный «маховичный» момент и увеличивает, тем самым, скорость вращения ротора - 6. Одновременно с этим вращение диска - 12 узла электрощеткодержателей обеспечивает контактное подключение скользящих электрических контактов второй электрощетки - 14 узла электрощеткодержателей к плоскому полукольцу - 11 вводного устройства и подачу электрического напряжения на обмотку первого электромагнита - 18 преобразователя электрического напряжения во вращательное движение ротора - 6 и весь процесс описанный выше повторяется.
Таким образом предлагаемая электрическая машина позволяет, за счет поочередного подключения обмоток электромагнитов с грузами, закрепленными на концах якорей электромагнитов и нарушения баланса равновесия грузов электромагнитов, осуществить вращение ротора электрической машины, а за счет грузов, обесточенных во время работы электрической машины, электромагнитов получить дополнительный «маховичный» момент вращения ротора электрической машины, то есть получить вращение ротора электрической машины с меньшими затратами электрической энергии, которая в предлагаемом техническом решении используется только на включение электромагнитов. Поэтому предлагаемая электрическая машина займёт достойное место среди известных объектов аналогичного назначения.