RU2038985C1 - Motor-in-wheel - Google Patents
Motor-in-wheel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2038985C1 RU2038985C1 SU5000114A RU2038985C1 RU 2038985 C1 RU2038985 C1 RU 2038985C1 SU 5000114 A SU5000114 A SU 5000114A RU 2038985 C1 RU2038985 C1 RU 2038985C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inductor
- electromagnets
- poles
- armature
- current collector
- Prior art date
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- DOSMHBDKKKMIEF-UHFFFAOYSA-N 2-[3-(diethylamino)-6-diethylazaniumylidenexanthen-9-yl]-5-[3-[3-[4-(1-methylindol-3-yl)-2,5-dioxopyrrol-3-yl]indol-1-yl]propylsulfamoyl]benzenesulfonate Chemical compound C1=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC3=CC(N(CC)CC)=CC=C3C(C=3C(=CC(=CC=3)S(=O)(=O)NCCCN3C4=CC=CC=C4C(C=4C(NC(=O)C=4C=4C5=CC=CC=C5N(C)C=4)=O)=C3)S([O-])(=O)=O)=C21 DOSMHBDKKKMIEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Linear Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве мотор-колес транспортных, дорожных и других передвижных средств. The invention relates to mechanical engineering and can be used as motor wheels of transport, road and other mobile vehicles.
Известно мотор-колесо, содержащее встроенную в колесо асинхронную электрическую машину, при этом статор с магнитопроводом неподвижно закреплен на оси колеса, на магнитопроводе статора размещены магнитные элементы статора, ротор установлен подвижно по оси колеса и имеет магнитопровод с короткозамкнутыми обмотками. A motor wheel is known that contains an asynchronous electric machine integrated in the wheel, and the stator with the magnetic circuit is fixedly mounted on the axis of the wheel, the magnetic elements of the stator are placed on the magnetic circuit of the stator, the rotor is mounted movably along the axis of the wheel and has a magnetic circuit with short-circuited windings.
Известное мотор-колесо имеет ряд недостатков: плохие тепловой режим и регулировочные характеристики, высоковольт- ное питание, сложную систему управления и другие. The well-known motor-wheel has a number of disadvantages: poor thermal conditions and adjusting characteristics, high-voltage power supply, complex control system, and others.
Известно мотор-колесо, которое выбрано за прототип, содержащее электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения и электродвигателя, содержащего закрепленную на ободе колеса подвижную часть и закрепленную на оси колеса неподвижную часть, одна из которых выполнена в виде якоря с магнитопроводом и полюсами в виде электромагнитов, а другая в виде индуктора с магнитопроводом и полюсами в виде постоянных магнитов, распределительный коллектор, расположенный на якоре и образованный расположенными по окружности и изолированными друг от друга токопроводными пластинами, токосъемники с элементами токосъема, полюса неподвижной части равномерно распределены по окружности, а полюса подвижной части электродвигателя сгруппированы в группы, расстояние между серединами полюсов в каждой группе которой и полюсов неподвижной части кратно полюсному делению неподвижной части, при этом, любые два полюса одной группы, подвижной и неподвижной частей имеют противоположную полярность, если расстояние между их серединами кратно четному числу полюсных делений неподвижной части и одинаковую, если нечетному их числу; группы полюсов подвижной части смещены относительно друг друга таким образом, что, когда середины полюсов одной группы полюсов подвижной части совпадают с серединами полюсов неподвижной части, то середины полюсов подвижной части не совпадают с серединами полюсов неподвижной части, подвижной частью электродвигателя, закрепленной на ободе колеса, является индуктор, а неподвижной якорь, каждая группа полюсов подвижного индуктора разделена на две подгруппы, расстояние между соседними подгруппами кратно полюсному делению якоря, при этом дополнительно введен индукторный токосъемник, жестко закрепленный на индукторе и имеющий минимум один элемент токосъема и минимум один кольцевой контакт, расположенный на якоре, число пластин равно числу электромагнитов, каждая из них соединена с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов, а выводы катушек каждого электромагнита соединены с двумя соседними пластинами, при этом, когда середины любой одной группы магнитов находятся строго посередине между серединами соответствующих электромагнитов, элементы токосъема этой группы находятся на пластинах распределительного коллектора. A motor wheel is known, which is selected for a prototype containing an electric drive consisting of an adjustable voltage source and an electric motor containing a movable part fixed to the wheel rim and a fixed part fixed to the wheel axis, one of which is made in the form of an armature with a magnetic circuit and poles in the form of electromagnets and the other in the form of an inductor with a magnetic circuit and poles in the form of permanent magnets, a distribution manifold located at anchor and formed by a circle and insulated from each other with current conducting plates, current collectors with current collection elements, the poles of the fixed part are evenly distributed around the circle, and the poles of the moving part of the electric motor are grouped into groups, the distance between the midpoints of the poles in each group of which and the poles of the fixed part is a multiple of the pole division of the fixed part, while any two poles of the same group, the moving and fixed parts, have opposite polarity if the distance between their midpoints is a multiple of an even number of pole divisions of the fixed part and equally, if an odd number of them; groups of poles of the moving part are offset relative to each other so that when the midpoints of the poles of one group of poles of the moving part coincide with the midpoints of the poles of the fixed part, then the midpoints of the poles of the moving part do not coincide with the midpoints of the poles of the fixed part, the moving part of the electric motor mounted on the wheel rim, is an inductor, and a fixed anchor, each group of poles of a movable inductor is divided into two subgroups, the distance between adjacent subgroups is a multiple of the pole division of the armature, while additionally introduced inductor current collector, rigidly mounted on the inductor and having at least one current collector element and at least one ring contact located at the anchor, the number of plates is equal to the number of electromagnets, each of them is connected to one of the terminals of the coils of two adjacent electromagnets, and the conclusions of the coils of each electromagnet are connected with two adjacent plates, in this case, when the midpoints of any one group of magnets are located exactly in the middle between the midpoints of the corresponding electromagnets, the current collector elements of this Rupp plates are on the distribution manifold.
Его недостатками является сложность в силу размещения электромагнитов на роторе, недостаточные мощности и скорость в силу невозможности подачи большого тока в катушки ротора через щетки, недостаточно хороший тепловой режим за счет недостаточного воздушного охлаждения постоянных магнитов (так как они неподвижны). Its disadvantages are complexity due to the placement of electromagnets on the rotor, insufficient power and speed due to the impossibility of supplying a large current to the rotor coils through the brushes, insufficient thermal regime due to insufficient air cooling of the permanent magnets (since they are stationary).
Цель изобретения улучшение регулировочных свойств, увеличение мощности и повышение надежности. The purpose of the invention is the improvement of adjusting properties, increased power and increased reliability.
На фиг. 1 изображено предлагаемое мотор-колесо без кожухов (электромагнитная зона), вид сбоку; на фиг. 2 то же, разрез; на фиг. 3 схема электрической цепи мотор-колеса; на фиг. 4 статор. In FIG. 1 shows the proposed motor wheel without casings (electromagnetic zone), side view; in FIG. 2 same cut; in FIG. 3 diagram of the electric circuit of the motor-wheel; in FIG. 4 stator.
Мотор-колесо содержит обод 1, ось 2, электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения и электродвигателя, содержащего якорь 3 с магнитопроводом 4 и электромагнитами 5, индуктор 6 с магнитопроводом 7 и по меньшей мере двумя группами А и Б постоянных магнитов 8, распределительный коллектор 9, расположенный на якоре 3 и образованный расположенными по окружности изолированными друг от друга токопроводными пластинами 10. Индуктор 6 электродвигателя закреплен на ободе 1 колеса, якорь 3 неподвижно закреплен на оси 2 колеса. В каждой (А или Б) группе постоянные магниты 8 сгруппированы в две соседние подгруппы, постоянные магниты в каждой подгруппе и электромагниты по окружности якоря размещены так, что (угловые) расстояния между серединами (осями) любых двух постоянных магнитов одной подгруппы и электромагнитов кратно (угловому) расстоянию α. При этом любые два постоянных магнита одной подгруппы и электромагнита имеют противоположную полярность, если (угловое) расстояние между их серединами (осями) кратно нечетному числу расстояний α, и одинаковую если четному числу расстояний α. Группы (А и Б) постоянных магнитов смещены друг относительно друга таким образом, что, когда середины (оси) постоянных магнитов как минимум одной группы совпадают с серединами (осями) соответствующих электромагнитов, то середины (оси) постоянных магнитов как минимум одной другой группы не совпадают с серединами (осями) электромагнитов. Мотор-колесо также содержит индукторный токосъемник 11, жестко закрепленный на индукторе 6 и имеющий минимум один элемент токосъема 12 и минимум один кольцевой контакт 13, расположенный на якоре 3 и токосъемники 14.1 и 14.2 (по числу групп). Число пластин равно числу электромагнитов. Расстояние между ближайшими магнитами подгрупп одной группы кратно α, и они имеют одинаковую полярность, если (угловое) расстояние между их серединами (осями) кратно нечетному числу (угловых) расстояний α, и противоположную, если (угловое) расстояние между их серединами (осями) кратно четному числу (угловых) расстояний α. Токосъемники 14.1 и 14.2 имеют три элемента токосъема 15.1, 15.2, 15.3 и 16.1, 16.2 и 16.3 соответственно и жестко закреплены на индукторе. Пластины 10 соединены каждая с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов 5, а выводы катушек каждого электромагнита 5 соединены с двумя соседними пластинами 10. Расстояние между любыми элементами токосъема каждого токосъемника кратно α, при этом, когда середины (оси) любой одной группы магнитов находятся строго посередине между серединами (осями) соответствующих электромагнитов, элементы токосъема этой группы находятся на (имеют электрический контакт) пластинах. The motor wheel contains a
При этом в конструкции электропривода с одним кольцевым контактом 13 он соединен с одним выводом источника регулируемого напряжения, индукторный токосъемник 11 имеет один элемент токосъема 12, имеющий возможность электрического контакта с кольцевым контактом 13 и электрически соединенный с крайними элементами токосъема всех токосъемников 15.1 и 15.3 (16.1 и 16.3), а другой вывод источника регулируемого напряжения соединен со средними элементами токосъема всех токосъемников 15.2 (16.2) например, через корпус. In this case, in the design of the electric drive with one
Якорь 3 может представлять собой диски 17, на который крепятся магнитопровод 4, электромагниты 5, коллектор 9, контакт 13. Индуктор 6 также может представлять собой два кожуха 18, на который крепятся магнитопровод 7, магниты 8, токосъемники 11, 14 с щетками 12 и 15. The
Напряжение от источника регулируемого напряжения 19 подается на кольцевой контакт 13 и через щетки 12 и 15.1 и 15.3 (16.1 и 16.3) на пластины 10. Выводы заземления в текущий момент через корпус и щетки 15.2 также электрически соединены с пластиной 10, находящейся между пластинами, на которых находятся щетки 15.1 и 15.3. Таким образом, между пластинами с щетками 15.1, 15.3 и 15.2 (через катушки электромагнитов) протекает ток. При равномерном расположении магнитов и электромагнитов они чередуются полюсами и каждый постоянный магнит взаимодействует с электромагнитами так, что отталкивается от предыдущего и притягивается к последующему в направлении вращения. The voltage from the regulated
Необходимо отметить, что ток протекает только между щетками, т.е. так как "зоны щеток" токосъемников не перекрываются (фиг. 1), то не происходит неравномерности или неправильности запитки электромагнитов. It should be noted that the current flows only between the brushes, i.e. since the "brush zones" of the current collectors do not overlap (Fig. 1), there is no uneven or incorrect feeding of the electromagnets.
Выбор расстояний между осями магнитов и электромагнитов, кратных α, обеспечивает правильность электромагнитных взаимодействий и их чередование в направлении вращения. The choice of distances between the axes of magnets and electromagnets that are multiples of α ensures the correctness of electromagnetic interactions and their alternation in the direction of rotation.
В группах магнитов выделены подгруппы, так как ток к средней 15.2 (16.2) щетке течет в противоположных направлениях, т.е. электромагниты, между которыми находится средняя щетка, несмотря на различие в намотке (противоположные) имеют одинаковый полюс в текущий момент. Subgroups are distinguished in the magnet groups, since the current flows to the middle 15.2 (16.2) brush in opposite directions, i.e. the electromagnets between which the middle brush is located, despite the difference in winding (opposite), have the same pole at the moment.
Мотор-колесо работает следующим образом. The motor wheel operates as follows.
При включении источника 19 регулируемого напряжения напряжение через контакт 13 и щетки 12, 15.1-15.3 подается на пластины 10 в области взаимодействия электромагнитов 5 с группой (А) постоянных магнитов, т.е. на те электромагниты, которые не должны участвовать во взаимодействии (например, когда группа Б находится строго напротив них) напряжение не подается. When the regulated
При равномерном расположении электромагнитов и магнитов их полюса чередуются и приходят в электромагнитное взаимодействие: постоянный магнит отталкивается от предыдущего и притягивается к последующему электромагниту в направлении вращения. With a uniform arrangement of electromagnets and magnets, their poles alternate and come into electromagnetic interaction: a permanent magnet repels from the previous one and is attracted to the subsequent electromagnet in the direction of rotation.
В момент, когда щетки 15.1-15.3 сходят с пластин 10 (т.е. оси магнитной группы А подходят к моменту совпадения с осями электромагнитов), щетки 16.1-16.3 выходят на пластины 10 и начинают аналогично запитывать соответствующие электромагниты, которые приходят в электромагнитное взаимодействие с постоянными магнитами группы Б. At the moment when the brushes 15.1-15.3 leave the plates 10 (i.e., the axes of the magnetic group A approach the moment of coincidence with the axes of the electromagnets), the brushes 16.1-16.3 go to the
Таким образом группы постоянных магнитов периодически взаимодействуют с электромагнитами, обеспечивая вращение обода 1. Скорость вращения в общем случае регулируется количеством электричества, подаваемого от источника 19 на пластины 10. Thus, groups of permanent magnets periodically interact with electromagnets, ensuring the rotation of the
Предлагаемое мотор-колесо может иметь ряд конструкций. The proposed motor wheel may have a number of designs.
В конструкции электропривода с двумя кольцевыми контактами 13.1 и 13.2 индукторный токосъемник 11 имеет два элемента токосъема 12.1 и 12.2, имеющие возможность электрического контакта с соответствующими кольцевыми контактами 13.1 и 13.2 и электрически соединенные соответственно со средними и крайними элементами токосъема всех токосъемников. Кольцевые контакты 13.1 и 13.2 соединены с разными выводами источника 19 регулируемого напряжения (т.е. электрическое соединение не через корпус). In the design of the electric drive with two ring contacts 13.1 and 13.2, the inductor
Электромагниты 5 могут быть размещены равномерно по окружности якоря с чередующимися по окружности полюсами, постоянные магниты 8 в каждой подгруппе расположены равномерно с чередующимися полюсами, при этом (угловые) расстояния между серединами (осями) двух любых соседних электромагнитов и любых двух соседних постоянных магнитов в любой подгруппе равны между собой и равны α, а α=360/М, где М натуральное четное число, равное числу электромагнитов.
Индуктор может быть снабжен вторыми магнитопроводом с постоянными магнитами, распределительным коллектором и токосъемниками с элементами токосъема, выполненными, расположенными и соединенными подобно (аналогично) основным магнитопроводу, распределительному коллектору и токосъемникам (т.е. более мощная цилиндрическая машина с большим числом магнитовзаимодействующих частей). The inductor can be equipped with a second permanent magnet magnetic circuit, a distribution collector and current collectors with current collector elements made, arranged and connected like (similarly) to the main magnetic circuit, distribution manifold and current collectors (i.e., a more powerful cylindrical machine with a large number of magnetically interacting parts).
Электромагниты 5 могут быть расположены с двух сторон магнитопровода якоря, магнитопроводы индуктора с токосъемниками расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив электромагнитов, а магнитные оси (оси намагниченности) постоянных магнитов и электромагнитов параллельны оси колеса. The
Электромагниты 5 могут быть расположены в пазах якоря, магнитопроводы индуктора расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив электромагнитов, а магнитные оси (оси намагниченности) постоянных магнитов и электромагнитов параллельны оси колеса. The
Последние два варианта представляют собой торцовые электрические машины. The last two options are mechanical end machines.
Якорь может быть снабжен минимум одним дополнительным магнитопроводом с электромагнитами и токосъемниками, индуктор снабжен минимум двумя магнитопроводами с постоянными магнитами и токосъемниками, выполненными, расположенными и соединенными соответственно подобно основному якорю и магнитопроводу индуктора с токосъемниками. The armature can be equipped with at least one additional magnetic circuit with electromagnets and current collectors, the inductor is equipped with at least two magnetic circuits with permanent magnets and current collectors, made, arranged and connected respectively like the main armature and magnetic circuit of the inductor with current collectors.
Распределительный коллектор и/или токосъемники могут быть выполнены с возможностью углового смещения относительно оси колеса. The distribution manifold and / or current collectors can be made with the possibility of angular displacement relative to the axis of the wheel.
Для обеспечения регулировки угла начала подачи напряжения предлагаемая конструкция мотор-колеса имеет специальный эффект, заключающийся в возможности создания экологически чистых транспортных средств, и экономический эффект, заключающийся в упрощении и экономичности. To ensure the adjustment of the angle of the beginning of the voltage supply, the proposed motor-wheel design has a special effect, which consists in the possibility of creating environmentally friendly vehicles, and an economic effect, which consists in simplification and economy.
Таким образом предложена конструкция, выгодно отличающаяся от известных мотор-колес и прототипа за счет расположения постоянных магнитов на вращающейся части. Thus, a design is proposed that compares favorably with the known motor wheels and prototype due to the location of permanent magnets on the rotating part.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5000114 RU2038985C1 (en) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | Motor-in-wheel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5000114 RU2038985C1 (en) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | Motor-in-wheel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2038985C1 true RU2038985C1 (en) | 1995-07-09 |
Family
ID=21584555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5000114 RU2038985C1 (en) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | Motor-in-wheel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2038985C1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2156191C2 (en) * | 1998-12-04 | 2000-09-20 | Волегов Виктор Евгеньевич | Motorized wheel |
WO2004091957A1 (en) * | 2003-04-18 | 2004-10-28 | Ultra Motor Company Limited | Electric motor |
US6975054B2 (en) | 2003-04-18 | 2005-12-13 | Ultra Motor Company Limited | Electric motor |
US7119468B2 (en) | 2003-09-04 | 2006-10-10 | Ultra Motor Company Limited | Electric motor |
RU2285997C1 (en) * | 2005-04-11 | 2006-10-20 | Василий Васильевич Шкондин | Pulsed inertial motor |
US7285889B2 (en) | 2003-04-18 | 2007-10-23 | Ultra Motor Company Limited | Pulsed-inertial electric motor |
RU2506689C2 (en) * | 2012-05-02 | 2014-02-10 | Андрей Иванович Дзиговский | Electromagnetic motor |
RU2667208C2 (en) * | 2017-01-24 | 2018-09-17 | Станислав Владимирович Пастин | Method for creating a driving torque in the wheel of a vehicle with a load-carrying capacity of 170 tons and device for implementation thereof |
-
1991
- 1991-07-03 RU SU5000114 patent/RU2038985C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 628008, кл. H 02K 17/02, 1978. * |
Заявка РСТ N W091/03385, кл. B 60K 7/00, опублик. 21.03.91. * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2156191C2 (en) * | 1998-12-04 | 2000-09-20 | Волегов Виктор Евгеньевич | Motorized wheel |
WO2004091957A1 (en) * | 2003-04-18 | 2004-10-28 | Ultra Motor Company Limited | Electric motor |
US6975054B2 (en) | 2003-04-18 | 2005-12-13 | Ultra Motor Company Limited | Electric motor |
RU2303536C2 (en) * | 2003-04-18 | 2007-07-27 | Ултра Мотор Компани Лимитед | Electric motor |
US7285889B2 (en) | 2003-04-18 | 2007-10-23 | Ultra Motor Company Limited | Pulsed-inertial electric motor |
US7119468B2 (en) | 2003-09-04 | 2006-10-10 | Ultra Motor Company Limited | Electric motor |
RU2285997C1 (en) * | 2005-04-11 | 2006-10-20 | Василий Васильевич Шкондин | Pulsed inertial motor |
RU2506689C2 (en) * | 2012-05-02 | 2014-02-10 | Андрей Иванович Дзиговский | Electromagnetic motor |
RU2667208C2 (en) * | 2017-01-24 | 2018-09-17 | Станислав Владимирович Пастин | Method for creating a driving torque in the wheel of a vehicle with a load-carrying capacity of 170 tons and device for implementation thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3602749A (en) | Dynamoelectric machine | |
US3396296A (en) | Electric motors and generators | |
US3426224A (en) | Dynamoelectric machine with plural split permanent magnet stators | |
US6630806B1 (en) | System for controlling a rotary device | |
US4978878A (en) | Electric multipolar machine | |
RU2129965C1 (en) | Driving device | |
US2853637A (en) | Fractional direct current torque motor | |
RU2038985C1 (en) | Motor-in-wheel | |
US4605873A (en) | Electromechanical machine | |
US6179105B1 (en) | Electrical model railway set | |
US5105111A (en) | Electrical machine especially a D-C motor | |
US4982128A (en) | Double air gap alternator | |
US3729642A (en) | Plural stator dynamoelectric machine | |
US6617748B2 (en) | Machine with cup-shaped armature and air gap | |
US3766456A (en) | Rotating electrical machine | |
RU2038984C1 (en) | Motor-in-wheel | |
RU2035114C1 (en) | Motor-wheel | |
RU98122496A (en) | MOTOR WHEEL | |
RU2303536C2 (en) | Electric motor | |
EP1147595B1 (en) | Permanent magnet electric machine with energy saving control | |
RU2035115C1 (en) | Motor-wheel | |
RU2096898C1 (en) | Universal electrical machine | |
EP0027448B1 (en) | Electromechanical machine | |
JP2006006032A5 (en) | ||
US6236138B1 (en) | Electro mechanical machine and armature structure therefor |