ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ-МАХОВИК

Полезная модель относится к электротехнике, и может быть использована как электропривод в технологических процессах и устройствах не допускающих мгновенной остановки в связи с отключением электроэнергии.
Известен вентильный электродвигатель, содержащий расположенный на роторе 2р-полюсный индуктор с постоянными магнитами с чередующимися полярностью полюсами, статор в виде сегментов с явно выраженными полюсами, охватывающими полюса индукторов, на спинке сегментов размещена обмотка якоря, подключенная к цепи питания через бесконтактные ключи управления, управляющие цепи которых связаны с выходом датчика положения ротора, связанного с ротором, отличающийся тем, что индуктор выполнен в виде отдельных постоянных магнитов, не имеющих общих путей для замыкания магнитных потоков полюса сегментов, охватывают постоянные магниты индуктора в направлении намагничивания, причем одна из пар полюсов сегментов статора имеет длину полюсов большую, чем полюсный шаг постоянных магнитов индуктора, а другая пара полюсов сегментов статора имеет длину полюсов меньшую, чем полюсный шаг постоянных магнитов индуктора. /RU Патент №2216843, 2003 г./
Известный двигатель не обладает возможностью накопления энергии и последующим функционированием в режиме привода при отключении внешнего питания.
Известен двигатель на постоянных магнитах, содержащий статор с постоянными магнитами, ротор с постоянными магнитами, отличающийся тем, что он снабжен машиной постоянного тока, питающейся от аккумулятора, и маховиком, расположенным на той же оси, что и два ротора, выполненные в
виде жестко связанных с общей осью постоянных магнитов в форме дугообразных стержней с возможностью их втягивания в постоянные магниты П-образного поперечного сечения, содержащиеся на внутренней поверхности двух секций статора, при этом, указанные постоянные магниты ротора смещены относительно друг друга на некоторый угол, а указанная машина постоянного тока при вхождении магнитов ротора "в мертвую зону" работает в режиме двигателя, а при их выходе из нее - в режиме генератора./RU Патент №2248084, 2005 г./
Известный двигатель не обладает возможностью накопления энергии и последующим функционированием в режиме привода при отключении внешнего питания.
Известен электродвигатель-маховик, содержащий статор, ротор, кольцевой маховик, сопряженный с ротором, три электромагнитные опоры, состоящие из позиционных датчиков, блоков управления и электромагнитов радиальной и осевой стабилизации, снабженных магнитопроводами с обмотками возбуждения, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических характеристик каждая электромагнитная опора выполнена в виде двух электромагнитов радиальной стабилизации, одного электромагнита осевой стабилизации и постоянного магнита, маховик снабжен кольцевым выступом, расположенным с наружной поверхности по центру маховика, а каждая электромагнитная опора снабжена ярмом, соединяющим между собой магнито-проводы электромагнитов радиальной стабилизации, которые охватывают маховик с торцов и обращены рабочими поверхностями к наружной и внутренней цилиндрической поверхности маховика, а магнитопровод электромагнита осевой стабилизации охватывает кольцевой выступ, а между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью ярма расположен постоянный магнит, соприкасающийся с указанными поверхностями разноименными полюсами. /SU А.С. №1840218, 2006 г/.
Известный электродвигатель-маховик не способен обеспечивать больших значений крутящего момента в течение значительного времени, конструктивно сложен и относительно дорог в изготовлении.
Наиболее близким является электродвигатель-маховик системы стабилизации космического аппарата, содержащий маховик, обращенный электродвигатель, электромагниты и магнитный стабилизатор аксиального и радиального положения маховика с датчиками перемещений, усилители-преобразователи, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения энергозатрат, маховик выполнен в виде цилиндра из магнитопроводящего материала, на внутренней стороне которого закреплен ротор двигателя, на внешней выполнены кольцевые полюса, а электромагниты выполнены каждый с тремя стержнями, на среднем из которых закреплены сегментные полюса, при этом стабилизатор аксиального положения маховика содержит не менее трех датчиков контроля перемещений с нереверсивными выходами, которые с обмотками связанных с ними электромагнитов соединены последовательно. /SU А.С. №1839912, 2006 г./
Известный электродвигатель-маховик не способен обеспечивать больших значений крутящего момента в течение значительного времени, конструктивно сложен и относительно дорог в изготовлении.
Задачей полезной модели является создание электродвигателя-маховика с возможностью накопления значительного количества энергии и последующего длительного инициирования большого крутящего момента, обеспечение относительной простоты конструктивного исполнения, надежности функционирования и снижения затрат на изготовление.
Задача решается тем, что в.электродвигателе-маховике, включающем статор с электрообмоткой, ротор с постоянными магнитами, согласно решению ротор представляет собой маховик, набранный из жестко закрепленных между собой плоских дисков, а постоянные магниты выполнены в виде трапециидальных
призм с возможностью крепления в маховике соединением «ласточкин хвост» и разделены с маховиком изоляционным слоем, а плоские диски выполнены с перфорациями и закреплены между собой шпильками. Отличительными признаками являются:
- ротор представляет собой маховик, набранный из жестко закрепленных между собой плоских дисков, (что обеспечивает механическую прочность, безопасность и надежность в работе);
- постоянные магниты выполнены в виде трапециидальных призм с возможностью крепления в маховике соединением «ласточкин хвост» и разделены с маховиком изоляционным слоем, (что обеспечивает технологичность изготовления, безопасность и надежность в работе);
- плоские диски выполнены с перфорациями и закреплены между собой шпильками, (что обеспечивает технологичность и снижение трудоемкости изготовления, безопасность и надежность в работе);
Сравнение заявляемого решения с аналогами и другими известными решениями не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен вид сбоку, на фиг.2 - сечение по А-А.
Электродвигатель-маховик содержит статор 1 с электрообмоткой, ротор 2 из плоских дисков 3 постоянные магниты 4, шпильки 5, центральный вал 6.
Электродвигатель-маховик работает следующим образом.
Запуск в работу осуществляется при отключении центрального вала 6 от нагрузки (раскрутка ведется на холостом ходу). Напряжение, подаваемое на электрообмотку статора 1 возбуждает электромагнитное поле, взаимодействующее с магнитным полем постоянных магнитов 4, что инициирует вращение ротора 2. После набора достаточного количества оборотов, включается
рабочий решим с подключением нагрузки на центральный вал 6.Выполнение последнего в виде дисков 3, стянутыми шпильками 5 обеспечивает снижение вибраций и повышение механической прочности, а закрепление постоянных магнитов соединением «ласточкин хвост» позволяет избежать лишних деталей крепления и дисбалансных проявлений от последних, что в свою очередь позволяет выводить маховик на высокоскоростной режим со значительным запасом кинетической энергии. Электродвигатель-маховик особенно необходим при условии изменяющихся нагрузок на центральный вал и одновременно необходимостью относительно стабильного вращения вала.
Для изготовления ротора в собранном виде перфорируют отверстия под шпильки, стягивают шпильками диски и, в собранном пакете, фрезеруют пазы под трапециидальные призмы. При установке трапециидальных призм (постоянных магнитов 4) контактные поверхности изолируются полимерным самотвердеющим клеем.
Электродвигатель-маховик обеспечивает накопление значительного количества энергии с последующим инициированием большого крутящего момента, вместе с тем, при относительной простоте конструктивного исполнения, обеспечивает надежности функционирования и технологичность изготовления и использования.