(12) OPIS PATENTOWY (19) PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (11) (13) B1 (51) IntCl7 H02K 33/00 H02K 41/00 H02K 7/06 (54) Maszyna elektryczna (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 18/98 (73) Uprawniony z patentu: Bryliński Dariusz, Wołomin, PL Mrusek Gregor, Rösrath, DE (72) Twórcy wynalazku: Dariusz Bryliński, Wołomin, PL Gregor Mrusek, Rösrath, DE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/02 (74) Pełnomocnik: Lewińska Krystyna PL B1 (57) Maszyna elektryczna zawierająca elektromagnes, który ma rdzeń o pierścieniowych, koncentrycznych biegunach magnetycznych N-S leżących na wspólnej płaszczyźnie równoległej do kotwicy połączonej z wałem obrotowym, znamienna tym, że ma dwa ułożyskowane na wale (4) elektromagnesy (1,2) zwrócone końcami (1a) rdzeni (1) naprzeciwko siebie, a ich kotwice (3) są razem połączone eliptyczną kulisą (5) mechanizmu kulisowego stanowiącego element sprzęgający (5, 5a) z wałem (4), którego kamień (5a) zamocowany jest do wału obrotowego (4) w odległości r od osi (7) wału obrotowego (4), która to oś (7) jest równoległa do obu płaszczyzn (P, P ), na których leżą powierzchnie końców (1a) rdzeni (1) elektromagnesów (1, 2). FIG. 1

2 Maszyna elektryczna Zastrzeżenie patentowe Maszyna elektryczna zawierająca elektromagnes, który ma rdzeń o pierścieniowych, koncentrycznych biegunach magnetycznych N-S leżących na wspólnej płaszczyźnie równoległej do kotwicy połączonej z wałem obrotowym, znamienna tym, że ma dwa ułożyskowane na wale (4) elektromagnesy (1,2) zwrócone końcami (1a) rdzeni (1) naprzeciwko siebie, a ich kotwice (3) są razem połączone eliptyczną kulisą (5) mechanizmu kulisowego stanowiącego element sprzę gający (5,5a) z wałem (4), którego kamień (5a) zamocowany jest do wału obrotowego (4) w odległości r od osi (7) wału obrotowego (4), która to oś (7) jest równoległa do obu płaszczyzn (P, P ), na których leżą powierzchnie końców (1a) rdzeni (1) elektromagnesów (1, 2). * * * Przedmiotem wynalazku jest maszyna elektryczna. Znany jest z opisu patentowego francuskiego nr silnik elektryczny zawierający parę elektromagnesów, między którymi jest kotwica o powierzchni równoległej do powierzchni biegunów N-S magnetycznych. Kotwica przyciągana jest do końców rdzeni elektromagnesów pod wpływem sił pola elektromagnetycznego. Ruch kotwicy poprzez układ korbowy przenoszony jest na wał napędowy, który usytuowany jest koncentrycznie z elektromagnesami. Znany jest też silnik elektryczny z opisu patentowego USA nr zawierający zworę magnetyczną koncentrycznie zamocowaną na tłoku. Zwora ta porusza się ruchem posuwistozwrotnym w polu magnetycznym dwóch elektromagnesów usytuowanych koncentrycznie z tłokiem. Ruch tłoka poruszanego przez zworę poprzez korbowód zamieniany jest na ruch obrotowy wału. Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że ma dwa ułożyskowane na wale elektromagnesy zwrócone końcami rdzeni naprzeciwko siebie, a ich kotwice są razem połączone eliptyczną kulisą mechanizmu kulisowego stanowiącego element sprzęgający z wałem. Kamień mechanizmu kulisowego zamocowany jest do wału obrotowego w odległości r od osi wału obrotowego, która to oś jest równoległa do obu płaszczyzn, na których leżą powierzchnie końców rdzeni elektromagnesów. Rozwiązanie według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma szybsze obroty. Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie silnik prądu stałego z dwoma elektromagnesami w widoku z góry po zdjęciu płyty czołowej obudowy, a fig. 2 - schematycznie komutator, poprzez który zasilany jest silnik z fig. 1. Maszyna elektryczna z fig. 1 ma elektromagnesy 1, 2 osadzone na podstawie A. Rdzeń magnetyczny 1każdego z elektromagnesów 1,2 ma postać sztabki zgiętej w kształcie podkowy, uzwojenie 2 nawinięte jest pośrodku. Powierzchnie końców la każdego z rdzeni 1, gdzie są bieguny magnetyczne N-S, tworzą wycinki jednej płaszczyzny P, P. Te końce la rdzeni 1 obu elektromagnesów 1,2 zwrócone są do siebie i są usytuowane naprzeciwko siebie. W środku między elektromagnesami 1,2 jest w łożysku wał obrotowy 4 tak, że jego oś 7 jest równoległa do obu płaszczyzn P, P. Każdy elektromagnes 1, 2 zaopatrzony jest w kotwicę 3 z materiału ferromagnetycznego w kształcie litery T" daszkiem zwróconym równolegle do płaszczyzny P, P ' Obie kotwice 3 przytwierdzone są słupkami liter T z eliptyczną kulisą 5 mechanizmu kulisowego 5,5 a stanowiącego element sprzęgający z wałem 4 i tworzą wspólną kotwicę 3, 3 obu elektromagnesów 1,2. Kamień 5a mechanizmu kulisowego stanowiącego element sprzęgający 5,5a z wałem 4 zamocowany jest do powierzchni czołowej wału obrotowego 4 w odległości r od osi 7 wału obrotowego 4.

3 Jak to jest uwidocznione na fig. 2 jeden z zacisków 6 uzwojeń 2 połączony jest z biegunem ujemnym źródła zasilającego a drugie zaciski 6 połączone są z emiterem tranzystora T typu pnp. Bazy obu tranzystorów T połączone są ze stykami komutacyjnymi 8, a kolektory tranzystorów T poprzez rezystor R połączone są z pierścieniem ślizgowym 9 komutatora oraz wraz z drugimi końcówkami rezystorów R połączone są z biegunem dodatnim + źródła zasilającego. Przymocowana do wału 4 szczotka 10 zwiera podczas obrotu wału 4 pierścień ślizgowy 9 komutatora naprzemian z jednym ze styków komutacyjnych 8. Prąd stały Iz ze źródła zasilającego podawany jest więc na uzwojenia 2 poprzez tranzystory T, które sterowane są z komutatora. W efekcie napięcie na uzwojeniu 2 elektromagnesów podawane jest naprzemiennie co powoduje przemienne przyciąganie kotwicy 3 przez oba elektromagnesy 1 i ruch posuwisto-zwrotny obu połączonych kotwic 3 i kulisy 5 mechanizmu kulisowego. Wektory prędkości kotwicy 3 i linie sił 11 pola magnetycznego w szczelinie 10 są równoległe. Podniesienie kulisy 5 powoduje ruch w górę kamienia 5a mechanizmu kulisowego, który to kamień może poruszać się w obrębie kulisy 5 i po okręgu o promieniu r, jako że jest zamocowany na powierzchni wału obrotowego 4. W ten sposób ruch posuwisto-zwrotny kulisy 5 wymusza obrót kamienia 5a mechanizmu kulisowego, co powoduje obrót wału 4. Prąd Iż dostarczany na przemian do uzwojeń 2 wytwarza pole magnetyczne w elektromagnesach 1, 2, które naprzemiennie przyciąga połączone kotwice 3 znajdujące się w obszarze ich oddziaływania. Powoduje to ruch posuwisto-zwrotny kotwic 3, równoległy do linii sił 11 pola magnetycznego. Ruch ten, zamienia się na ruch obrotowy wału 4 za pośrednictwem mechanizmu kulisowego, stanowiącego mechanizm sprzęgający 5, 5a. Maszyna ta może pracować także jako prądnica. Wprawianie w ruch obrotowy wału 4, połączonego za pośrednictwem mechanizmu kulisowego z kotwicami 3 wymusza ruch posuwisto-zwrotny namagnesowanej wspólnej kotwicy 3, 3, zbliżanej i oddalanej kolejno do obu elektromagnesów 1, 2. Ruch ten powoduje powstanie strumienia magnetycznego, który zamyka się w rdzeniach magnetycznych 1, 2 i zmianę szerokości szczeliny 10. To pociąga za sobą zmianę strumienia magnetycznego i zaindukowanie siły elektromotorycznej transformacji, która jest jednocześnie napięciem wyjściowym prądnicy. Obracający się wał 4 wymusza ruch posuwisto-zwrotny namagnesowanej kotwicy 3, zbliżając ją naprzemian do obu elektromagnesów 1,2, równolegle do linii sił 11. W ten sposób indukuje się siłę elektromotoryczną transformacji stanowiącą napięcie wyjściowe prądnicy.

4

5 FIG. 2

6 FIG. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.