ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ-ГЕНЕРАТОР (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам и может быть использована при изготовлении электродвигателей-генераторов.
Известен электродвигатель (патент US №4358639 А, МПК Н 02 К 37/00, опубл. 09.11.1982 г.), содержащий корпус, в котором закреплены статор, ротор, катушки обмоток, установленные на статоре, а также постоянные магниты, установленные на роторе.
Однако этот электродвигатель не позволяет получить дешевую электрическую энергию.
Для всех вариантов взят тот же аналог.
Известен также электродвигатель-генератор, наиболее близкий по технической сущности и взятый нами за прототип (патент РФ №2256995, МПК Н 02 К 1/12; 19/00; 25/00, опубл. 20.07.2005 г.), состоящий из корпуса, в котором установлены статор с обмотками, якорь с постоянными магнитами. Недостатком этого электродвигателя-генератора также является невозможность получения дешевой электрической энергии.
Для всех вариантов взят тот же прототип.
Все существующие электродвигатели являются преобразователями электрической энергии, получаемой от генераторов или аккумуляторов, в механическую энергию.
Техническим результатом полезной модели по всем вариантам является выработка самими электродвигателями-генераторами дешевой электрической энергии для обеспечения своей потребности и для подачи сторонним потребителям за счет использования резкого, скачкообразного увеличения энергии магнитного поля при подаче небольшого количества электрической энергии на обмотки статора или якоря.
Технический результат по первому варианту достигается тем, что известный электродвигатель-генератор, состоящий из корпуса, в котором установлены статор с обмотками, якорь с постоянными магнитами, он дополнительно содержит обмотки генератора, установленные между переключающимися обмотками статора.
Технический результат по второму варианту достигается тем, что известный электродвигатель-генератор, состоящий из корпуса, в котором установлены статор с обмотками, якорь с постоянными магнитами, он дополнительно содержит отдельно стоящий генератор, а статор выполнен с переключающимися обмотками.
Технический результат по третьему варианту достигается тем, что известный электродвигатель-генератор, состоящий из корпуса, в котором установлен, якорь, на корпусе электродвигателя установлен электромагнит периодического включения и отключения, а также он содержит отдельно стоящий генератор, приводимый в движение от колебаний якоря-маятника.
Технический результат по четвертому варианту достигается тем, что известный электродвигатель-генератор, состоящий из корпуса, в котором установлен, якорь, на корпусе электродвигателя установлены постоянные магниты, а на якоре - маятнике установлен электромагнит переменных полюсов, также он содержит отдельно стоящий генератор.
Технический результат по пятому варианту достигается тем, что известный электродвигатель-генератор, состоящий из корпуса, в котором установлен, якорь, на одной из сторон корпуса установлены постоянный магнит и пружина, а на якоре - маятнике установлен электромагнит постоянных полюсов, также он содержит отдельно стоящий генератор.
Технический результат по шестому варианту достигается тем, что известный электродвигатель-генератор, состоящий из корпуса, в котором установлены статор с обмоткой, якорь, он дополнительно содержит обмотки генератора, установленные между переключающимися обмотками статора, а якорь выполнен с электромагнитом постоянных полюсов.
Технический результат по седьмому варианту достигается тем, что известный электродвигатель-генератор, состоящий из корпуса, в котором установлены статор с обмотками, якорь, он дополнительно содержит отдельно стоящий генератор, якорь выполнен с электромагнитом постоянных полюсов, а статор - с переключающимися обмотками.
Технический результат по восьмому варианту достигается тем, что известный электродвигатель-генератор, состоящий из корпуса, в котором установлены статор с обмотками, якорь, генератор размещен на удлинении вала двигателя, якорь выполнен с электромагнитом постоянных полюсов, а статор выполнен с переключающимися обмотками.
Технический результат по девятому варианту достигается тем, что известный электродвигатель-генератор, состоящий из корпуса, в котором установлены статор с обмотками, якорь, упомянутый якорь выполнен с постоянными магнитами, статор выполнен с переключающимися обмотками и он дополнительно содержит генератор, размещенный на удлинении вала двигателя.
Технический результат по десятому варианту достигается тем, что известный электродвигатель-генератор, состоящий из корпуса, в котором установлены статор с обмотками, якорь, он дополнительно содержит обмотки генератора, установленные между обмотками постоянных полюсов статора, якорь выполнен с электромагнитом переменных полюсов.
Технический результат по одиннадцатому варианту достигается тем, что известный электродвигатель-генератор, состоящий из корпуса, в котором установлены статор с обмотками, якорь, он дополнительно содержит отдельно стоящий генератор, статор выполнен с обмотками постоянных полюсов, а якорь выполнен с электромагнитом переменных полюсов.
Технический результат по двенадцатому варианту достигается тем, что известный электродвигатель-генератор, состоящий из корпуса, в котором установлены статор с обмотками, якорь, генератор размещен на удлинении
вала двигателя, статор выполнен с обмотками постоянных полюсов, а якорь выполнен с электромагнитом переменных полюсов.
Сущность полезной модели заключается в том, что электродвигатель-генератор по первому варианту дополнительно содержит обмотки генератора, установленные между переключающимися обмотками статора; по второму варианту - он дополнительно содержит отдельно стоящий генератор, а статор выполнен с переключающимися обмотками; по третьему варианту на корпусе электродвигателя установлен электромагнит периодического включения и отключения, а также он содержит отдельно стоящий генератор, приводимый в движение от колебания якоря-маятника; по четвертому варианту на корпусе электродвигателя установлены постоянные магниты, а на якоре-маятнике установлен электромагнит переменных полюсов, также он содержит отдельно стоящий генератор; по пятому варианту на одной из сторон корпуса установлены постоянный магнит и пружина, а на якоре - маятнике установлен электромагнит постоянных полюсов, также он содержит отдельно стоящий генератор; по шестому варианту он дополнительно содержит обмотки генератора, установленные между переключающимися обмотками статора, а якорь выполнен с электромагнитом постоянных полюсов; по седьмому варианту он дополнительно содержит отдельно стоящий генератор, якорь выполнен с электромагнитом постоянных полюсов, а статор-с переключающимися обмотками; по восьмому варианту генератор размещен на удлинении вала двигателя, якорь выполнен с электромагнитом постоянных полюсов, статор-с переключающимися обмотками; по девятому варианту якорь выполнен с постоянными магнитами, статор выполнен с переключающимися обмотками и он дополнительно содержит генератор, размещенный на удлинении вала двигателя; по десятому варианту он дополнительно содержит обмотки генератора, установленные между обмотками постоянных полюсов статора, якорь выполнен с электромагнитом переменных полюсов; по одиннадцатому варианту он дополнительно содержит отдельно стоящий генератор, статор
выполнен с обмотками постоянных полюсов, а якорь выполнен с электромагнитом переменных полюсов; по двенадцатому варианту генератор размещен на удлинении вала двигателя, статор выполнен с обмотками постоянных полюсов, а якорь выполнен с электромагнитом переменных полюсов, что позволило получить дешевую электрическую энергию в результате использования свойства электромагнитов, которое заключается в резком, скачкообразном увеличении энергии магнитного поля при подаче небольшого количества электрической энергии на обмотки статора или якоря.
На прилагаемых чертежах представлены предлагаемые электродвигатели-генераторы, где: на фиг.1 - поперечный разрез (вариант 1); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (варианты 1 и 9); на фиг.3 - вид спереди (варианты 2, 7, 11); на фиг.4 - вид с боку в разрезе (варианты 3, 5); на фиг.5 - поперечный разрез (варианты 6, 7, 8, 10, 11, 12); на фиг.6 - разрез А-А на фиг.5 (варианты 6, 7, 8, 10, 11, 12), на фиг.7 - поперечный разрез двухполюсного электродвигателя-генератора; на фиг.8 - то же продольный разрез на фиг.7; на фиг.9 - вид сбоку в разрезе (вариант 4); на фиг.10 - вид с боку в разрезе (вариант 5), где приведены следующие обозначения:
1 - вал;
2 - якорь;
3 - постоянные магниты;
4 - статор;
5 - переменные полюса статора;
6 - полюсный наконечник;
7 - обмотки полюсов статора;
8 - обмотки генератора;
9 - шпильки крепления деталей;
10 - подвески для обмоток генератора;
11 - угольники для жесткости конструкции;
12 - корпус;
13 - опорный подшипник вала якоря;
14 - центрирующие подшипники;
15 - крепление вала к якорю;
16 - опоры;
17 - рым-болты;
18 - коллектор со щетками;
19 - болты;
20 - центрирующее кольцо;
21 - изоляционные прокладки;
22 - шкив на валу двигателя;
23 - шкив на валу генератора;
24 - отдельно стоящий генератор;
25 - ремень;
26 - обмотка статора;
27 - маятник;
28 - электромагнит;
29 - пружина;
30 - ось маятника;
31 - кривошипно-шатунный механизм;
32 - переключатель электрического тока;
33 - основание генератора;
34 - обмотка якоря;
35 - постоянный магнит статора.
Электродвигатель-генератор по первому варианту (фиг.1 и 2) содержит корпус 12, в котором закреплен статор 4 с тремя переменными полюсами 5 с полюсными наконечниками 6, на каждом из которых имеются обмотки 7. В центре установлен вал 1 якоря 2 с постоянными магнитами 3 и закреплен к корпусу 12 с помощью опорных 13, центрирующих 14 подшипников. Вал 1 закреплен к якорю 2 посредством крепления 15. Между обмотками полюсов статора 7 установлены три обмотки генератора 8, которые фиксированы
подвесками 10. Для придания жесткости конструкции электродвигатель-генератор содержит угольники 11. Корпус 12 состоит из трех частей - основания и крышки, состоящей из двух частей (фиг.2) и установлен на опорах 16. На валу 1 установлен коллектор со щетками 18 для переключения постоянного тока.
Якорь 2 выполнен из стальной трубы, на которой закреплены пластины постоянного магнита с разными магнитными полями: у одних - (+), у других - (-). Статор 4 набран из листов трансформаторного железа, изолированных друг от друга лаком и зажатых шпильками 9 и изоляционными прокладками 21. Обмотки статора 7 выполнены из медного провода с двумя выходами в середине. Обмотки генератора 8 выполнены из медного провода.
Электродвигатель-генератор по второму варианту (фиг.3) вместо обмоток генератора 8 по варианту 1 содержит отдельно стоящий генератор 24, который приводится в движение от вращения вала 1 двигателя через шкивы 22 и 23 на валах двигателя и генератора и ремня 25. Вместо ременной передачи вращения может применяться гибкий вал.
Электродвигатель-генератор по третьему варианту (фиг.4) содержит корпус 12, на котором закреплен электромагнит 28 с обмоткой статора 26, якорь 2 на маятнике 27, ось маятника 30, кривошипно-шатунный механизм 31 для передачи колебания маятника на вращение вала отдельно стоящего генератора 24, пружину 29. Вместо пружины может применяться второй электромагнит 28 с обмоткой статора 26, расположенный симметрично первому.
Электродвигатель-генератор по четвертому варианту (фиг.9) содержит корпус 12, на котором закреплены постоянные магниты 35, якорь 2 с обмоткой переменных полюсов, отдельно стоящий генератор 24.
Электродвигатель-генератор по пятому варианту (фиг.10) содержит корпус 12, на одной из сторон которого установлены постоянный магнит 3 и пружина 29, якорь 2 с обмоткой постоянных полюсов, отдельно стоящий генератор 24
Электродвигатель-генератор по шестому варианту (фиг.5 и 6) содержит корпус 12, в котором установлены статор 4 с переключающимися обмотками 7, якорь 2 с электромагнитом постоянных полюсов 34 и обмотками генератора 8.
Электродвигатель-генератор по седьмому варианту (фиг.3, 5 и 6) в отличие от шестого варианта дополнительно содержит отдельно стоящий генератор 24.
В электродвигателе - генераторе по восьмому варианту (фиг.5 и 6) в отличие от седьмого варианта генератор размещен на удлинении вала 1 двигателя (не показано).
В электродвигателе-генераторе по девятому варианту (фиг.1 и 2) в отличие от первого варианта генератор размещен на удлинении вала 1 двигателя (не показано).
Электродвигатель-генератор по десятому варианту (фиг.5 и 6) состоит из корпуса 12, в котором установлены статор 4 с обмотками 7 постоянных полюсов, якорь 2 с электромагнитом переменных полюсов 34 и обмотки генератора 8.
Электродвигатель-генератор по одиннадцатому варианту (фиг.3, 5 и 6) в отличие от десятого варианта содержит отдельно стоящий генератор 24.
В электродвигателе-генераторе по двенадцатому варианту (фиг.5 и 6) в отличие от десятого варианта генератор размещен на удлинении вала 1 двигателя (не показано).
Когда электродвигатель-генератор двухполюсный, то также возможны все вышеперечисленные варианты с трехполюсным двигателем-генератором.
Электродвигатели-генераторы по всем вариантам работают на использовании явления резкого скачкообразного увеличения энергии магнитного поля при подаче небольшого количества электрической энергии на обмотки электромагнита (Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники: Учебник. - М.: изд-во «Академия». - 2004 г. - стр.186-187).
В первом, втором, девятом вариантах на якоре вращается постоянный магнит 3, имеющий два полюса и установленный на валу 1 с подшипниками 13 и 14, от притяжения трех переменных полюсов статора 5. На полюсах статора имеются обмотки 7. По мере вращения якоря происходит переключение тока и по этой причине на трех полюсах статора происходят изменения полюсов: то (+), то (-), вследствие чего на статоре происходит то притяжение, то отталкивание полюсов якоря, и якорь с постоянными магнитами непрерывно вращается.
В первом, шестом, десятом вариантах при пересечении магнитными полями якоря проводов обмоток генератора 8 в последних возникает э.д.с. и в электрической цепи возникает ток. Этот ток переменный и разделяется на две части. Первая часть этого тока через выпрямитель и щетки коллектора 18 на валу поступает на обмотки полюсов статора, а вторая - подается потребителям электрической энергии. Ток для потребителя берется из обмоток генератора по той причине, что для вращения якоря требуется очень немного электрической энергии, подаваемой на обмотки статора.
Во втором, третьем, четвертом, пятом, седьмом, одиннадцатом вариантах принцип работы сохраняется как в первом варианте. Для выработки электрической энергии установлен отдельно стоящий генератор 24, который работает от вращения вала 1 электродвигателя. Часть энергии идет на работу электродвигателя, а часть - потребителю. В этом случает тоже для работы двигателя требуется небольшое количество энергии, поэтому часть энергии идет потребителю. В восьмом, девятом и двенадцатом вариантах генератор размещен на удлинении вала 1 двигателя.
В третьем варианте при подаче тока на обмотку статора 26 якорь-маятник 2 притягивается к электромагниту 28. При отключении тока якорь отталкивается от электромагнита пружиной 29. При включении тока на обмотку статора якорь опять притягивается к электромагниту. Так якорь на маятнике 27 совершает колебательные движения и приводит в движение генератор 24 через кривошипно-шатунный механизм 31. Часть
электрической энергии идет на обмотку статора 26, а вторая часть - к потребителям. Излишки энергии получаются за счет того, что для работы электромагнита требуется незначительное количество электроэнергии. Вместо пружины 29 возможно применение второго электромагнита, расположенного симметрично первому. Тогда якорь на маятнике 27 будет совершать колебательные движения от притяжения то одним, то вторым электромагнитами. Для переключения тока на электромагнитах 28 имеется переключатель тока 32, который работает в соответствии с движениями маятника 27 с якорем 2.
По четвертому варианту при подаче тока якорь 2 притягивается к противоположному полюсу постоянных магнитов 35. При переключении тока на обмотке якоря, якорь 2 отталкивается от этого полюса и притягивается к другому полюсу постоянных магнитов 35, установленных на корпусе 12. За счет переключения тока переключателем 32 якорь совершает колебательные движения между полюсами постоянных магнитов 35 и приводит в движение отдельно стоящий генератор 24 через кривошипно-шатунный механизм 31. Часть энергии идет на обеспечение энергией обмотки якоря, а часть - потребителю.
В пятом варианте якорь имеет электромагнит постоянных полюсов. При подаче тока на обмотки якоря происходит притяжение якоря 2 к постоянному магниту 3. При отключении тока на якорь пружина 29 отталкивает якорь от магнита 3, отчего якорь совершает колебательные движения и приводит в движение генератор 24 через кривошипно-шатунный механизм 31. Вырабатываемый ток разделяется на две части, первая часть которого через переключатель электрического тока 32 поступает на обмотку якоря 2, а вторая часть тока подается потребителям электрической энергии.
В шестом варианте электродвигатель-генератор работает следующим образом: происходит вращение якоря 2 от переключения обмоток статора 7 и при пересечении магнитными полями якоря в обмотках генератора 8 возникает эдс и в цепи создается ток. Обмотки генератора 8 расположены
между обмотками статора 7. Образовавшийся ток разделяется на две части: одна часть после преобразования в постоянный ток идет на переключающиеся обмотки статора, а вторая часть - к потребителю.
В седьмом варианте электродвигатель-генератор работает следующим образом: происходит вращение якоря 2 от переключения постоянного тока на обмотках статора 7 и при этом приходит в движение отдельно стоящий генератор 24. Выработанный ток разделяется на две части: первая часть идет на обмотки статора, а вторая часть - к потребителю.
В восьмом варианте также происходит вращение якоря 2 от переключения постоянного тока на обмотках статора 7 и при этом приходит в движение генератор 24, размещенный на удлинении вала 1 двигателя. Также образовавшийся ток разделяется на две части: первая часть идет на обмотки статора, а вторая часть - к потребителю.
В девятом варианте на якоре 2 расположен постоянный магнит 3, от переключения постоянного тока на обмотках статора 7 якорь 2 приходит во вращение и приводит в движение генератор, размещенный на удлинении вала 1 двигателя. Также образовавшийся ток разделяется на две части: первая часть идет на обмотки статора, а вторая часть - к потребителю.
В десятом варианте якорь 2 вращается от переключения тока на обмотке якоря и от пересечения магнитных силовых линий обмоток генератора 8 в них создается эдс и в цепи возникает ток. Обмотки генератора 8 расположены между обмотками статора 7. Выработанный ток разделяется на две части: первая часть идет на обмотки статора, а вторая часть - к потребителю.
В одиннадцатом варианте работа происходит как в десятом варианте, только генератор стоит отдельно.
В двенадцатом варианте двигатель-генератор работает как в десятом варианте, только генератор 24 установлен на удлинении вала двигателя.