ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к энергетическому машиностроению и может быть использован при производстве электрических машин, например, электродвигателей или генераторов электрического тока и может быть применена в качестве генератора электрического тока или в качестве электродвигателя.
Известна электрическая машина, содержащая корпус, источник питания, расположенный на валу электрический магнитный индуктор, закрепленный на валу якорь, имеющий коллектор и электрические щетки и окружающий электрический магнитный индуктор, а также дополнительный магнитный индуктор, расположенный внутри электрического магнитного индуктора и закрепленный на своем валу, причем якорь и магнитные индукторы расположены коаксиально друг другу (см. патент RU №2313885 C2, МПК H02K 16/00, H02K 21/00, опубл. 27.12.2007).
Недостатком такого технического решения является ограниченная эффективность работы электрической машины обусловленная ограничениями использования полярности электромагнитов электромашины, и некачественным контактным устройством съема и подачи электроэнергии.
Задачей полезной модели является повышение эффективности работы электрической машины путем наиболее полного использования полярности электромагнитов электрической машины и обеспечения качественного контакта для съема и подачи электроэнергии.
1. Поставленная задача достигается тем, что электромашина, содержащая корпус, размещенный в корпусе на своем валу якорь в виде пустотелого цилиндра с разнополюсными электромагнитами на цилиндрической поверхности, имеющий токосъемное устройство, электрические магнитные индукторы, в виде разнополюсных электромагнитов, установленных также на цилиндрической поверхности пустотелого цилиндра, размещенного внутри цилиндра якоря с возможностью вращения на своем валу, причем цилиндры якоря и магнитных индукторов расположены коаксиально друг другу, и цилиндр якоря является статором, цилиндр магнитных индукторов ротором, согласно полезной модели отличается тем, что цилиндр статора выполнен с одной стороны с открытым торцом снаружи цилиндра статора коаксиально последнему дополнительно установлен на своем валу цилиндр ротора большего диаметра, таким образом, что статор коаксиально расположен в кольцевом зазоре между двумя роторами, на цилиндрической поверхности дополнительного ротора размещены электромагниты, причем электромагниты смежных цилиндрических поверхностей ротора и статоров установлены разнополюсно, статор установлен неподвижно, роторы установлены с возможностью вращения навстречу друг другу, а токосъемное устройство выполнено в виде бесконтактного индуктивного контура, каковым является электрическая обмотка статора, закрепленного неподвижно на корпусе.
Электромашина может отличаться тем, что группы состоят из «цилиндр статора - цилиндр ротора - цилиндр статора».
Электромашина может отличаться тем, что группы «цилиндр ротора - цилиндр статора - цилиндр ротора» концентрически размещены относительно центральной оси в количестве «n+1».
Расположение одного неподвижного цилиндра статора между двумя цилиндрами роторов противоположного вращения используя «группу» цилиндров как электродвигатель дает возможность создать из двух роторов две электрические машины и контролировать скорость противоположного вращения цилиндров ротора, общая инертная масса роторов увеличит общую кинетическую энергию электромашины позволяет поддерживать устойчивое равномерное вращение двух цилиндров ротора, при этом гасит гироскопический эффект, а неподвижный цилиндр статора дает возможность передачи электроэнергии без токосъемного устройства. Используя «группу» цилиндров ка как генератор суммарный крутящий момент противоположного вращения цилиндров роторов увеличивает частоту пересечения электромагнитных полей ротора с статором, а следовательно увеличивает количество вырабатываемого электричества. Общая инертная масса противоположного вращения двух роторов увеличивает кинетическую энергию электромашины, Неподвижный контур статора позволяет передавать электричество прямым контактным соединением без токосъемного устройства. Противоположное вращение роторов гасит гироскопический эффект.
Электрическая машина также может иметь группу, состоящую из двух цилиндров статора противоположного вращения и расположенного между ними одного неподвижного цилиндра с электромагнитами ротора, такое расположение электромагнитов позволит использовать вторую полярность ротора, применяя электромашину как генератор: воздействие двух полярностей электромагнитов неподвижного цилиндра ротора на электромагниты статоров, расположенных в двух цилиндрах противоположного вращения дает возможность создать две генерирующие системы в двух цилиндрах статора, установленных в одном генераторе. В таком случае для передачи электроэнергии применяется токосьемное устройство. На электрической машине в качестве электродвигателя или генератора электрического тока могут также применяться постоянные магниты.
Концентрическое размещение групп цилиндров относительно центральной оси в количестве «n+1» дает возможность наращивать мощность и маховой момент электромашины за счет большего количества взаимодействующих с электрическим полем электромагнитов и увеличения диаметральных габаритов.
Устройство электромашины поясняется схемами: на фиг.1 показан продольных разрез электромашины; на фиг.2 показан принцип работы «второй полярности» - разнополюсной установки электромагнитов на смежных цилиндрических поверхностях статора относительно роторов.
Электромашина например, электродвигатель или генератор электрического тока, содержит корпус 1, размещенный в корпусе 1 статор в виде пустотелого цилиндра 2 с разнополюсными электромагнитами 3 на цилиндрической поверхности, имеющий токосъемное устройство 4, роторы, в виде пустотелых цилиндров 5, 6 с разнополюсными электромагнитами 7, установленными также на их цилиндрической поверхности с возможностью вращения на своих валах, причем цилиндры 2 статора и роторов 5, 6 расположены коаксиально друг другу. Цилиндр 2 статора выполнен с одной стороны с открытым торцом, снаружи цилиндра 2 статора коаксиально последнему дополнительно установлен на своем валу цилиндр 6 ротора большего диаметра, таким образом, что статор 2 коаксиально расположен в кольцевом зазоре между двумя роторами, 5, 6. Электромагниты 3 и 7 смежных цилиндрических поверхностей статора 2 и ротор 5, 6 установлены разнополюсно (см. фиг.2). Статор 2 в корпусе 1 установлен неподвижно, роторы 5, 6 установлены с возможностью вращения навстречу друг другу на соосных валах 8, 9 а токосъемное устройство 4 выполнено в виде бесконтактного индуктивного контура, каковым является электрическая обмотка цилиндра 2 статора закрепленного неподвижно на корпусе 1.
Варианты электромашины: группы состоят из «цилиндр статора - цилиндр ротора - цилиндр статора»; группы «цилиндр ротора - цилиндр статора - цилиндр ротора» концентрически размещены относительно центральной оси в количестве «n+1».
На электрической машине электродвигатель или генератор электрического тока могут иметь постоянные магниты.
Электрическая машина работает как генераторе следующим образом.
В генераторе электрического тока, состоящем из неподвижного статора 2, роторов 5, 6 и электромагнитов 3, 7, при воздействии крутящего момента на соосные валы 8, 9 роторы 5, 6 приводятся в противовращение и при возбуждении электромагнитных катушек разнополюсных электромагнитов 7 создаются электромагнитные поля, воздействующие на две полярности разнополюсных электромагнитов 3 статора 2. При пересечении электромагнитных полей роторов 5, 6 и статора 2 создается электрическое напряжение. Суммарный крутящий момент противоположного вращения цилиндров роторов 5, 6 увеличивает частоту пересечения электромагнитных полей, а следовательно увеличивает количество вырабатываемого электричества. Общая инертная масса противоположного вращения двух роторов 5, 6 увеличивает кинетическую энергию электромашины, Неподвижный контур статора 2 позволяет передавать электричество прямым контактным соединением без токосъемного устройства. Противоположное вращение цилиндров роторов 5, 6 обеспечивает активной вентиляцией, а значит, интенсивно охлаждает генератор. Противоположное вращение роторов 5, 6 гасит гироскопический эффект в генераторе.
Электрическая машина как электродвигатель, работает следующим образом. При подаче электроэнергии в неподвижный статора 2, создается электромагнитное поле в электромагнитах 3 с противоположным вектором действия на внутренней и наружной части цилиндра статора 2 за счет разной полярности. При возбуждении электромагнитных полей электромагнитов 7 роторов 5, 6, обладающих разной полярностью относительно электромагнитного поля статора 2 создается взаимно притягивающая сила между электромагнитами 3 статора 2 и электромагнитами 7 двух роторов 5, 6. Создается противоположное вращение роторов 5, 6, что дает возможность создать из двух цилиндров роторов два электродвигателя противоположного вращения, а также повысить общий крутящий момент двух цилиндров роторов 5, 6, являющихся двумя электродвигателями. Электромагнитное поле статора 3 позволит контролировать скорость противоположного вращения роторов 5, 6 Общая инертная масса двух цилиндров роторов 5, 6 увеличит кинетическую энергию электродвигателя, противоположное вращение будет также гасить гироскопический эффект, а неподвижный цилиндр 2 статора обеспечит возможностью передачи электричества прямым контактным соединением без токосъемного устройства.
Электрическая машина имеющая несколько групп, состоящих из двух цилиндров статора противоположного вращения и расположенного между ними одного неподвижного цилиндра ротора позволит использовать вторую полярность цилиндра ротора, применяя электромашину как генератор используя воздействие двух полярностей электромагнитов неподвижного цилиндра ротора на электромагниты статоров. При воздействии крутящего усилия на соосные валы, установленные в корпусе генератора, усилия крутящего момента с соосных валов передаются на цилиндры статоров, принимающие крутящий момент противоположного вращения, при возбуждении электромагнитных полей статоров и роторов создадутся электромагнитные поля воздействующие двумя полярностями электромагнитов ротора, установленных в неподвижном цилиндре. При пересечении электромагнитных полей одного цилиндра ротора с двумя цилиндрами статоров противоположного вращения создается электрическое напряжение на двух цилиндрах статора, что позволит создать две отдельные генерирующие системы на двух цилиндрах статора, а значит позволит увеличить на генераторе количество вырабатываемой энергии. Общая инертная масса противоположного вращения двух статоров увеличивает кинетическую энергию электромашины в таком случае для передачи электроэнергии применяется токосьемное устройство, установленное на двух соосных валах.
Промышленная применимость обеспечивается современными технологиями производства.