ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к электрическим машинам, которые могут быть использованы в качестве двигателей и/или генераторов переменного или постоянного тока в промышленности и быту.
Известны генераторы электрического тока, дающие возможность производить электроэнергию при определенных условиях, а именно, генератор должен содержать статор, ротор, в пазах которых производится намотка и укладка соответствующего числа и определенной формы роторных и статорных обмоточных витков провода соответствующего сечения (RU 2112308).
Недостатком таких генераторов являются низкие физико-технические и механические показатели.
Известен электропривод, содержащий корпус с крышкой, электромотор, содержащий магнитопроводящий ротор, редуктор, закрепленный на валу электромотора и через высокоскоростные подшипники редуктора передающий вращение на выходной вал, выполнен планетарно-циклоидным, магнитопроводящий ротор выполнен в виде пружины, сваренной в общую конструкцию, образующую тор, магнитопривод электромотора имеет по всей боковой периферии круговые пазы, повторяющие круговой профиль витков пружины, и выполняет функцию неподвижного колеса ПЦР, функцию подвижного колеса которого выполняет постоянный магнит с круговыми пазами, повторяющими круговой профиль витков пружины, рабочий магнитный поток передается от статора на постоянный магнит выходного вала через контакт магнитопроводящего зацепления статора и ротора (RU 2206805 С2, 20.06.2003).
Недостатком данной конструкции является сложность изготовления.
Наиболее близким по существенным признакам и родовому понятию является электрическая машина, содержащая источник питания, якорь с коллектором и электрическими щетками, закрепленный на валу, окружающий его магнитный индуктор с коллектором, расположенный на валу (RU 2083051 С1, 27.06.1997).
Недостатками этой конструкции являются малые выходные параметры машины при громоздкости и сложности конструкции.
Технический результат, достигаемый в заявленной полезной модели, заключается в максимальной экономии и/или в максимальном производстве электроэнергии и/или
механической энергии в процессе работы электрооборудования при простоте и доступности в изготовления.
Указанный технический результат достигается тем, что электрическая машина, содержащая источник питания, закрепленный на валу якорь, имеющий коллектор и электрические щетки, расположенный на валу магнитный индуктор с коллектором, окружающий якорь, согласно заявленной полезной модели, содержит дополнительный якорь, имеющий свои коллектор и электрические щетки, причем дополнительный якорь выполнен так, что магнитный индуктор расположен между первым внутренним и вторым внешним якорями.
Электрическая машина может быть дополнена планетарной передачей, где центральная шестерня закреплена на валу внутреннего якоря, сателлиты закреплены на валу магнитного индуктора, а внешняя шестерня закреплена на внешнем якоре.
Электрическая машина может быть выполнена так, что внутренний якорь является ротором, магнитный индуктор является также ротором, а внешний якорь является статором.
Кроме того, в электрической машине внутренний якорь может являться статором, а внешний якорь и магнитный индуктор - роторами.
Кроме того, внутренний и внешний якоря могут быть роторами, а магнитный индуктор - статором.
Кроме того, в электрической машине внутренний и внешний якоря могут являться статорами, а магнитный индуктор - ротором.
Кроме того, в электрической машине внутренний якорь является ротором, а внешний якорь и магнитный индуктор - статорами.
Кроме того, в электрической машине внутренний якорь и магнитный индуктор являются статорами, а внешний якорь - ротором.
Магнитный индуктор может представлять собой одну и более пар разнополюсных электромагнитов, каждый из которых состоит из сердечника, имеющего две и более индукционные катушки, подключаемые к источнику и/или потребителю электрического тока независимо друг от друга.
Коллектор магнитного индуктора имеет кольца, соединенные с катушками, щетки, через которые производится управление электрическим током и, соответственно, электромагнитным полем на катушках индуктора.
В электрической машине выводы якорей в коллекторы могут быть выполнены разной длины, а машина может содержать дополнительные электрические щетки, подключаемые к источнику питания независимо друг от друга, скользящие по выводам,
при этом щетки расположены на расстоянии, соответствующем длине выводов и радиально под соответствующим углом относительно якорей.
Электрическая машина может дополнительно содержать потребители электрического тока, подключаемые к магнитному индуктору.
Электрическая машина может дополнительно содержать потребители механической энергии, подключаемые к валу и/или валам якорей и/или магнитного индуктора.
Электрическая машина имеет блок управления электрическим током на внутреннем, внешнем якорях и магнитном индукторе.
Индуктор и якоря могут иметь возможность вращения друг относительно друга с обеспечением прохождения электрической энергии через проводники для обеспечения высокого выхода электрической и/или механической энергии.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 изображена электрическая схема машины - вид сверху, на фиг.2 - то же, что на фиг.1 - вид спереди, на фиг.3 - вариант машины с планетарной передачей, на фиг.4 - вариант выполнения сердечника магнитного индуктора, на фиг.5 - показано расположение электрических щеток относительно выводов якорей в коллектор - вид спереди, на фиг.6 - то же, что на фиг.5 - вид сбоку.
Устройство содержит источник питания, внутренний якорь 1 в виде рамки из проводника, закрепленный на валу 2. Магнитный индуктор 3, с помощью которого создается магнитное поле, представляет собой либо разнополюсные магниты (см. фиг.1), либо сердечники с магнитными катушками (фиг.4). Индуктор закреплен на своем валу. Дополнительный внешний якорь 4 в виде рамки из проводника окружает индуктор 3 и закреплен также на своем валу.
Якоря могут быть выполнены, например, в виде набора пластин, в пазах которых имеется намотка и укладка соответствующего числа и определенной формы обмоточных витков электрического проводника соответствующего сечения. Индуктор может содержать разное количество индукционных катушек различной формы и конфигурации, разного размера, обмотка катушек индуктивности может иметь различное количество витков и может быть выполнена из проводника разного диаметра и материала. Данные параметры индуктора варьируются в зависимости от получения желаемых выходных параметров электрической машины (выходная мощность, сопротивление, сила тока и т.п.).
Обмотки индукционных катушек подключены к источникам питания и/или к источникам потребления энергии.
Электрическая машина может использоваться как двигатель (постоянного или переменного тока) и/или генератор переменного или постоянного тока.
На фиг.3 электрическая машина содержит планетарную передачу, где центральное колесо 5 расположено на валу ротора 1 (внутренний якорь) сателлиты 6 расположены на валу магнитного индуктора 3 (ротор), а внешнее колесо 7 закреплено на внешней рамке 4. Включение в конструкцию электрической машины планетарной передачи позволяет установить необходимое соотношение скоростей вращения внутреннего, внешнего якорей и магнитного индуктора.
На фиг.4 магнитный индуктор имеет сердечник 8 в виде двухполюсного магнита, на котором расположены индукционные катушки 9, имеющие выводы 10 на кольца коллектора магнитного индуктора, соединенные с источниками питания и/или источниками потребления. Количество индукционных катушек 9 может быть разным (одна и более), количество витков катушек 9 и толщина проводника могут быть как одинаковыми у всех катушек, так и разными в любой комбинации. На фиг.5 электрические щетки 11 могут иметь выход к своему источнику питания и/или потребителю энергии, поз.12 - рамки (катушки) якоря.
На фиг.6 под позицией 13 показаны выводы якоря в коллектор, выполненные разной длины, электрические щетки 11, подключаемые к источнику питания независимо друг от друга, скользят по выводам 13, при этом щетки расположены на расстоянии, соответствующем длине выводов и радиально под соответствующим углом относительно якорей.
Блок управления электрической машины позволяет регулировать параметры электрического тока на якорях и катушках магнитного индуктора.
Пример использования машины в качестве электродвигателя.
При использовании заявленной электрической машины в качестве электродвигателя к выходным валам машины подключаются любые потребители механической энергии или
несколько. При подключении электрической машины к источнику тока или к источнику напряжения в обмотках якорей и магнитного индуктора возникает электрический ток, создается магнитное поле между индуктором и внутренним якорем и между индуктором и внешним якорем. Под воздействием создаваемых магнитных полей приводятся в движение валы, соединенные с потребителями, то есть электрическая энергия преобразуется в механическую.
То есть, при одном источнике электроэнергии можно подключить несколько потребителей механической энергии, причем количество потребляемой ими электроэнергии будет равно количеству потребляемой энергии одним потребителем, подключенным к обычному электродвигателю (с одним якорем).
Заявленная электрическая машина может также одновременно использоваться в качестве генератора электрической энергии, если внутренний якорь и внутренние катушки индуктора использовать как электродвигатель, а внешний якорь и внешние катушки индуктора соответственно как генератор для выработки электроэнергии, либо наоборот, внутренний генератор - внешний электродвигатель.
Заявленная полезная модель позволяет подключать несколько потребителей механической энергии при одновременной выработке электроэнергии, либо вырабатывать электроэнергию без механических потребителей, что позволяет значительно уменьшить затраты электроэнергии.