Сущность изобретения: мотор-колесо содержит закрепленный на полой оси якорь 2 с магнитопроводом 3, на котором размещены две группы электромагнитов 4.1 и 4.2. Индуктор 5 подвижно закреплен на оси 1 и имеет магнитопровод 6 с постоянными магнитами 7, размещенными равномерно с чередующимися полярностями. На роторе 5 размещен распределительный коллектор, представляющий собой равномерно размещенные по окружности на изоляционном основании токопроводящие изолированные пластины 9, 10, 11. Пластины 9 и 10 сгруппированы через одну в группы и соответственно соединены между собой. Кольцевой контакт электрически соединен с одной группой пластин 9, другая группа 10 через корпус соединена с первым выводом источника регулируемого напряжения. Распределительный коллектор может располагаться как на роторе, так и на статоре. В результате реализуется обращенная конструкция с постоянными магнитами на роторе, что позволяет за счет размещения постоянных магнитов на роторе упростить конструкцию, повысить мощность и скорость за счет подвода большего тока и улучшить тепловой режим. 14 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве мотора-колеса транспортных, дорожных и других передвижных средств. Известен 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
Известный мотор-колесо имеет ряд недостатков: плохие тепловой режим и регулировочные характеристики, высоковольтное питание, сложную систему управления и другие. Известен мотор-колесо, которое в силу наибольшей схожести по технической сущности и общим признаком выбрано за прототип, содержащее обод, ось, электропривод с электродвигателем и блок регулируемого напряжения, статор электродвигателя жестко закреплен на оси, на статоре размещен магнитопровод статора с электромагнитами статора, образованными катушками, размещенными на сердечниках, соединенных с магнитопроводом статора, или на зубцах магнитопровода статора, ротор электродвигателя с магнитопроводом ротора, установленный на оси колеса с возможностью вращения относительно статора и несущий обод, на магнитопроводе ротора размещены магнитные элементы ротора, обращенные к магнитным элементам статора так, что магнитные элементы статора и ротора имеют магнитное взаимодействие, распределительный коллектор, токосъемники с минимум двумя элементами токосъема 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). Цель изобретения увеличение мощности и скорости вращения, улучшение теплового режима и повышение надежности. На фиг. 1 изображен мотор-колесо с группами электромагнитов на статоре; на фиг. 2 схема электрических элементов для рекуперации электроэнергии; на фиг. 3 схематично электрическое соединение. Мотор-колесо с группами электромагнитов на статоре и одним кольцевым контактом содержит закрепленный на полой оси 1 якорь (статор) 2 с магнитопроводом 3, на котором размещены группы (две) электромагнитов 4.1 и 4.2. Индуктор (ротор) 5 подвижно закреплен (на подшипниках, не показано) на оси 1 и имеет магнитопровод 6 с постоянными магнитами 7, размещенными равномерно с чередующимися полярностями. На роторе 5 размещен распределительный коллектор, представляющий собой равномерно размещенные по окружности на изоляционном основании 8 токопроводящие изолированные пластины 9, 10 и 11. Пластины 9 и 10 сгруппированы через одну в группы и соответственно электрически соединены между собой. Дополнительные пластины 11 находятся между ними (и могут быть нетокопроводными). Кольцевой контакт 12 электрически соединен с одной группой пластин 9, другая группа 10 через корпус соединена с первым выводом источника регулируемого напряжения 13. На якоре 2 закреплен дополнительный токосъемник 14, элемент 15 которого имеет электрический контакт с кольцевым контактом 12 и электрически соединен с другим выводом блока регулируемого напряжения 13. На якоре 2 жестко закреплены токосъемники 16.1 и 16.2 групп электромагнитов, элементы которых 16.1.1, 16.1.2, 16.2.1 и 16.2.2 имеют электрический контакт с пластинами распределительного коллектора и электрически соединены с выводами соединений катушек соответствующих групп электромагнитов 4.1 и 4.2. Постоянные магниты и электромагниты в группах размещены равномерно с угловыми расстояниями между их серединами 360 о /8 45 о. Группы электромагнитов смещены (в данном случае на 22,5 о) для обеспечения трогания с места и плавности движения. Мотор-колесо работает следующим образом. При включении блока регулируемого напряжения 13 напряжение подается на пластины 10 через корпус и 9 через элемент 15 дополнительного токосъемника 14 и кольцевой контакт 12. С пластин 9 и 10 напряжение подается на группу электромагнитов 4.1 через элементы 16.1.1 и 16.1.2 токосъемника 16.1. За счет электромагнитных сил притягивания и отталкивания постоянных магнитов и электромагнитов индуктор 5 приходит во вращение. Когда элементы токосъемника 16.2 другой группы электромагнитов оказываются на пластинах 9 и 10 в создании сил электромагнитного взаимодействия начинают участвовать электромагниты следующей группы 4.2, а когда элементы 16.1.1 и 16.1.2 оказываются на дополнительных пластинах 11, то только группа 4.2 создает вращающий момент. Таким образом группы 4.1 и 4.2 поочередно (а в одном такте вместе) создают вращающий момент, величина которого (а, следовательно, и скорость) зависит от напряжения источника 13. К изложенному необходимо добавить, что угловые расстояния между элементами токосъема одного токосъемника кратно нечетному числу для подачи на выводы соединения катушек электромагнитов напряжения от блока 13. При этом, когда элементы одного токосъемника находятся посередине пластин 9 и 10, то элементы другого посередине 11, и наоборот;
Группы сдвинуты на угловое расстояние /2, так как имеют место две группы электромагнитов, при N группах сдвиг равен /N, а в общем случае может быть произволен. Увеличение числа групп увеличивает среднюю мощность и уменьшает рывкообразность;
Целесообразно число магнитов выбирать четным и в зависимости от диметра в диапазоне 20-36. В моторе-колесах по пунктам:
2 формулы имеет место два кольцевых контакта, что позволяет избежать электрического соединения через "корпус";
4 формулы введена дополнительная возможность рекуперации за счет снятия энергии с промежуточных секций, введенных между секциями 9 и 10. Конструкции таких мотор-колес отличаются от предыдущих конструкций усложнением распределительного коллектора. На фиг. 2 представлен схематический рисунок мотора-колеса с рекуперацией электроэнергии. Оно дополнительно имеет накопительный контакт 17, размещенный концентрично к контакту 12, накопительный токосъемник 18 с его элементом 19, имеющим электрический контакт с выводом накопительного блока 20. Посередине пластин 11 размещены промежуточные пластины 21, изолированные от них и сгруппированные в две группы: одна соединена с контактами 17, другая через корпус с вторым выводом блока 20. Рекуперация осуществляется следующим образом: когда элементы токосъема 16.2.1 и 16.2.2 находятся на промежуточных пластинах 21 (фиг. 3) замыкается электрическая цепь с блоком 20, и за счет изменения магнитного потока в сердечниках электромагнитов индуцируемая в их катушках ЭДС заряжает блок 20. Блок 20 представляет собой в простейшем случае подключенный через диодный мост аккумулятор. Размещение электромагнитов в группах и постоянных магнитов по окружности индуктора равномерно позволяет получить максимальную мощность. Выбор одного или двух кольцевых (накопительных) контактов зависит в каждом конкретном случае от возможности осуществления электрического соединения через корпус. Выполнение индуктора или якоря с двумя магнитопроводами или расположением магнитных элементов с их двух сторон позволяет добиться увеличения мощности. Таким образом предлагаемое изобретение обеспечивает значительное увеличение мощности и повышение надежности и позволяет создать новую конструкцию мотора-колеса.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. МОТОР-КОЛЕСО, содержащее обод, ось, электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения и электродвигателя, содержащего индуктор с постоянными магнитами, размещенными равномерно на поверхности его магнитопровода, якорь с магнитопроводом и катушками обмотки, которые расположены по окружности магнитопровода по меньшей мере одной группой и размещены в группах так, что угловое расстояние между осями любых двух катушек кратно угловому расстоянию при этом любые две катушки одной группы создают противоположно направленные магнитные потоки, если угловое расстояние между их осями кратно нечетному числу a и одинаково направленные, если это расстояние кратно четному числу a группы катушек смещены друг относительно друга таким образом, что когда оси катушек как минимум одной группы совпадают с осями постоянных магнитов, оси катушек как минимум одной другой группы не совпадают с осями постоянных магнитов, токосъемники для каждой группы катушек каждой из которых с минимум двумя элементами токосъема, распределительный коллектор, выполненный с возможностью углового смещения относительно постоянных магнитов и образованный расположенными по его окружности изолированными токопроводящими основными пластинами, соединенными электрически через одну друг с другом, образуя две группы основных пластин, при этом ширина любого элемента токосъема меньше расстояния между любыми двумя основными пластинами, отличающееся тем, что, с целью улучшения регулировочных свойств, увеличения мощности и повышения надежности, индуктор электродвигателя закреплен на ободе колеса, якорь закреплен на оси колеса, распределительный коллектор расположен на индукторе, токосъемники расположены на якоре, постоянные магниты размещены так, что угловые расстояния между осями любых двух магнитов кратно угловому расстоянию a при этом любые два постоянные магниты имеют противоположную полярность, если угловое расстояние a равно нечетному числу, и одинаковую если четному числу, установлены дополнительный токосъемник, закрепленный на якоре и содержащий минимум один элемент токосъема, и минимум один кольцевой контакт, закрепленный на индукторе и соединенный с соответствующей одной группой основных пластин распределительного коллектора, каждый из элементов токосъема каждого токосъемника электрически соединен с соответствующим одним выводом катушек обмотки, другой с другим их выводом, при этом когда оси катушек обмотки любой одной группы находятся посредине между осями соответствующих постоянных магнитов, элементы токосъема токосъемника, соответствующего этой группе катушек, имеют электрический контакт с основными пластинами, которые электрически соединены с разными выводами источника регулируемого напряжения. 2. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что в конструкции электродвигателя с двумя кольцевыми контактами дополнительный токосъемник содержит два элемента токосьема, электрически соединенные с разными выводами источника регулируемого напряжения и установленные с возможностью электрического контакта с соответствующим кольцевым контактом, каждый из которых соединен электрически с соответствующей одной группой основных пластин. 3. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что в конструкции электродвигателя с одним кольцевым контактом дополнительный токосъемник содержит один элемент токосъема, электрически соединенный с одним из выводов источника регулируемого напряжения и установленный с возможностью электрического контакта с кольцевым контактом, электрически соединенным с одной группой основных пластин, а вторая группа основных пластин имеет электрическое соединение с другим выводом источника регулируемого напряжения. 4. Мотор-колесо по пп.1 3, отличающееся тем, что дополнительно введены накопительный блок (аккумулятор), минимум один накопительный контакт, выполненный в виде токопроводного кольца, накопительный токосъемник с минимум одним элементом токосъема и токопроводящие промежуточные пластины, каждая из которых размещена между двумя соседними основными пластинами, соединенные электрически через одну друг с другом, образуя две группы промежуточных пластин. 5. Мотор-колесо по п.4, отличающееся тем, что в конструкции с одним накопительным контактом и одним элементом накопительного токосъемника накопительный контакт размещен на индукторе и электрически соединен с одной группой промежуточных пластин, вторая группа которых имеет электрическое соединение с одним выводом накопительного блока, второй вывод которого соединен электрически с элементом токосъема накопительного токосъемника, размещенного на якоре, имеющим электрический контакт с накопительным контактом. 6. Мотор-колесо по п.4, отличающееся тем, что в конструкции с двумя накопительными контактами и двумя элементами накопительного токосъемника элементы токосъема накопительного токосъемника электрически соединены с соответствующими выводами накопительного блока и имеют электрический контакт с соответствующими накопительными контактами, размещенными на индукторе и электрически соединенными с соответствующими группами промежуточных пластин. 7. Мотор-колесо по п. 4, отличающееся тем, что в конструкции с одним накопительным контактом и одним элементом накопительного токосъемника накопительный контакт размещен на якоре и электрически соединен с одним из выводов накопительного блока, второй вывод которого имеет электрическое соединение с одной группой промежуточных пластин, вторая из которых электрически соединена с элементом накопительного токосъемника, размещенного на индукторе, имеющим электрический контакт с накопительным контактом. 8. Мотор-колесо по п.4, отличающееся тем, что в конструкции с двумя накопительными контактами и двумя элементами накопительного токосъемника накопительные контакты размещены на якоре и электрически соединены с соответствующими выводами накопительного блока, элементы накопительного токосъемника имеют электрический контакт с соответствующими накопительными контактами и электрически соединены с соответствующими группами промежуточных пластин. 9. Мотор-колесо по пп.1 8, отличающееся тем, что катушки обмотки в любой группе размещены равномерно с чередующимися по окружности полюсами, при этом угловые расстояния между осями двух любых соседних катушек обмотки равны между собой и равны a, а = 360 /m, где m натуральное четное число, равное числу катушек. 10. Мотор-колесо по пп.1 9, отличающееся тем, что индуктор снабжен вторыми магнитопроводом с постоянными магнитами, распределительным коллектором и токосъемниками с элементами токосъема, выполненными, расположенными и соединенными аналогично основным магнитопроводу, распределительному коллектору и токосъемникам. 11. Мотор-колесо по пп.1 10, отличающееся тем, что катушки обмотки расположены с двух сторон магнитопровода якоря, магнитопроводы индуктора с токосъемниками расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив катушек обмотки, а оси намагниченности постоянных магнитов параллельны оси колеса. 12. Мотор-колесо по пп.1 10, отличающееся тем, что магнитопроводы индуктора расположены по сторонам магнитопровода якоря, постоянные магниты размещены напротив катушек обмотки, а оси намагниченности постоянных магнитов параллельны оси колеса. 13. Мотор-колесо по пп.1 10, отличающееся тем, что оси намагниченности постоянных магнитов радиальны. 14. Мотор-колесо по пп.1 10, отличающееся тем, что якорь снабжен минимум одним дополнительным магнитопроводом с катушками обмотки и токосъемниками, индуктор снабжен минимум двумя магнитопроводами с постоянными магнитами и токосъемниками, выполненными, расположенными и соединенными подобно основному якорю и индуктору. 15. Мотор-колесо по пп.1 14, отличающееся тем, что токосъемники выполнены с возможностью углового смещения относительно катушек обмотки./00 1 ЬОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТЕНТУ щОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР йт 910480, кл. В 60 К 7/00, 1982.Авторское свидетельство СССР М 628008, кл. Н 02 К 17/02, 1978,(54) МОТОР-КОЛЕСО В.В.ШКОНДИНА (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к мотору-колесу транспортных средств. Цель изобретения повышение надежности и экономичности. В мотор-колесо встроен двигатель постоянного тока с датчиком-распределителем,. представляющим собой кольцевое токонепроводящее основание с закрепленными по окружности токопроводящими плаИзобретение относится.к машиностроению в частности к мотору-колесу (двигателей) транспортных, дорожных и других передвижных средств.Известно мотор-колесо, содержащее неподвижно установленный двигатель, редуктор, солнечная шестерня которого связана с валом двигателя, коронная - со ступицей колеса, первую и вторую сателлитную шестерни, связанные непосредственно с солнечной и коронной шестернями соответственно, причем вторая закреплена на сателлитной оси, втулку, установленную, на этой оси с фланцем с одной стороны и упором с другой, между которыми установстинами, Датчик расположен на неподвижном индукторе, на котором также закреплены по окружности постоянные магниты с чередующимися по окружности полюсами, Ротор выполнен с закрепленным на нем зубчатым магнитопроводом, на котором на зубцах закреплены последовательно- встречно катушки, выходы соединения которых соединены с щетками, закрепленными на роторе с возможностью скольжения по пластинам, Зубцы ротора могут быть сгруппированы с катушками в группы при условии введения дополнительных пар щеток и их соответствующего крепления. Предусмотрены модификации двигателя для увеличения мощности за счет расположения магнитов в радиальном и тангенциальном направлении. 12 з,п. ф-лы, 8 ил. лена посредством шлицев вторая сателлитная шестерня, а первая - между ней и фланцем втулки и выполнена в виде зубчатых дисков, свободно установленных на втулке и подпружиненныхдруготносительно друга для прижатия их торцовыми поверхностями соответственно к второй сателлитной шестерне и фланцу втулки.Наличие редуктора снижает надежность и безопасность довольно сложной конструкции,Известно мотор-колесо, которое содержит колесо со встроенным в него электродвигателем, выполненным в виде дисковой асинхронной электромашины, статор которой с магнитопроводом, обмотками и токо- проводами неподвижно закреплен на оси колеса, а ротор с короткозамкнутой обмоткой и магнитопроводом, размещенным с двух сторон статора, размещен с внутренней стороны подвижного обода колеса.Встраивание непосредственно в колесо электродвигателя позволяет уменьшить габариты, вес, ненадежность, сложность сборки и эксплуатации, исключить редуктор и некоторые дополнительные системы и тем самым упростить конструкцию.Однако указанная конструкция, кроме всех недостатков, присущих асинхронной машине, имеет ряд других: наличие сложной системы для управления режимами работы и дорогих громоздких и высоковольтных источников переменного напряжения (для автономных средств).Цель изобретения - повышение мощности, надежности и экономичности.На фиг.1 изображено мотор-колесо, вид сбоку, с тремя группами катушек обмотки; на фиг,2 - мотор-колесо, разрез; на фиг.З - распределительный коллектор, разрез А - А; на фиг.4 - то же с пластинами для возврата энергии; на фиг.5 - . мотор-колесо с двумя магнитопроводами якоря; на фиг,6 - мотор- колесо с магнитами, оси которых параллельны оси колеса; на фиг.7 - мотор-колесо с дополнительными постоянными магнитами (ротор соответствует фиг,5) на фиг,8 - мотор-колесо с магнитами, оси которых тангенциальны (ротор соответствует фиг,6).Мотор-колесо (фиг.1 и 2) содержит обод 1, ось 2, электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения (не показан) и электродвигателя, содержащего якорь 3 с магнитопроводом 4 и группами катушек 5, индикатор 6 с магнитопроводом 7 и постоянными магнитами 8, размещенными равномерно, токосъемники 9 с двумя элементами (щетками) 10,1 и 10,2 токосъема и распределительный коллектор 11, размещенный на индукторе 6. Индуктор 6 закреплен неподвижно на оси 2, якорь 3 - на ободе 1 колеса. Катушки 5 расположены по окружности магнитопровода 4 якоря по меньшей мере одной группой (фиг.1, число групп равно трем), число токосъемников 9 равно числу групп катушек. Токосъемники 9 закреплены на якоре 3. Элементы 10,1 и 10.2 токосъема каждого токосъемника электрически соединены с выводами катушек соответствующей группы, Распределительный коллектор 11 образован расположенными по окружности изолированными токопроводящими основными пластинами 12.1 и 12,2, соединенными электрически через одну друг с другом, образуя две группы электрически соединен 10 15 20 25 45 50. ла 55 30 35 40 ных через одну основных пластин. Каждая из групп основных пластин соединена с соответствующим выводом 13 источника регулируемого напряжения. Число основных пластин 12.1 и 12,2 равно числу постоянных магнитов. Между каждыми двумя основными пластинами размещена холостая пластина 14, ширина которой больше ширины любого элемента токосъема. Число М постоянных магнитов 8 равно 20,Катушки в группах размещены так, что угловое расстояние между серединами любых двух катушек кратно угловому расстоянию а. При этом любые две катушки одной группы создают противоположно направленные магнитные потоки, если угловое расстояние между их серединами кратно нечетному числу расстояний а, и одинаково направленные, если кратно четному числу расстояний а. Группы катушек смещены друг относительно друга таким образом, что когда середины катушек как минимум одной группы совпадают с серединами соответствующих постоянных магнитов, середины катушек как минимум одной другой группы не совпадают с серединами постоянных магнитов. Оси намагниченности магнитов радиальны, Для фиг.1 а = 360/М = 360/20 = 18 оРаспределительный коллектор 11 (фиг.З) представляет собой расположенные по окружности основные пластины 12,1 и 12,2, одни из которых (помечены "+") соединены с одним выводом 13 источника регулирующего напряжения, другие (помечены "-") - с другим его выводом. Между ними располагаются холостые пластины 14, которые могут быть токонепроводящими (т,е. изолирующими) и токопроводящими. Распределительный коллектор целесообразно выполнять с возможностью углового смещение относительно оси колеса (для регулировки момента подачи электричества в катушки), например, делая дуговые прорези 15 для винтов крепления.Источник регулируемого напряжения представляет собой, например, источник регулируемого по амплитуде напряжения или источник широтно-импульсного сигнаМотор-колесо работает следующим образом.С источника регулируемого напряжения на группы основных пластин 12.1 и 12.2 подается напряжение, Так как группы катушек 5 смещены друг относительно друга, то через щетки 10.1 и 10,2 минимум одного токосъемника 9 напряжение подается на катушки 5 соответствующей группы.30 40 50 55 При прохождении тока по катушкам катушки 5 в силу специфики распределительного коллектора 11 всегда запитываются так, что образуют электромагниты, имеющие противоположные полюса с магнитом, расположенным в сторону вращения, и одинаковые - в противоположн.ую. Таким образом, электромагниты, образованные катушками 5, начинают отталкиваться от "предыдущих" магнитов 8 и притягиваться к "последующим" (в сторону вращения). При прохождении катушек 5 над магнитом 8 катушки не запитаны, а при прохождении последующего магнита 8 напряжение на катушках изменяется на противоположное в силу перехода щеток 10,1 и 10.2 на следующие пластины. При прохождении над магнитами, когда катушки не запитаны, движение не прекращается в силу инерции, а при прохождении магнита питание катушек перекоммутируется.На фиг.4 изображен распределительный коллектор, в котором холостые пластины 14 имеют среднюю токопроводящую часть 16. Указанные средние части соединены через одну в группы и подключены к соответствующим выводам 17 блока подзарядки (например, выпрямитель и аккумулятор).В процессе скольжения щеток 10.1 и 10,2 по пластинам распределительного коллектора 11 в моменты, когда катушки одной группы находятся напротив соответствующих постоянных магнитов, щетки 10.1 и 10.2 находятся на средних частях 16 холостых пластин. При этом энергия магнитного поля этих катушек преобразуется и импульсно подзаряжает блок подзарядки.Для увеличения мощности в мотор-колесо могут дополнительно вводиться второй магнитопровод якоря с минимум одной группой катушек, размещенный на ободе, второй распределительный коллектор, установленный концентрично основному распределительному коллектору или аналогично ему с другой стороны индуктора, дополнительные токосъемники, установленные на якоре, элементы токосъема которых аналогично элементам основных токосъемников электрически соединены с выводами катушек второго магнитопровода якоря (фиг,5),На фиг.6 приведен вариант с расположением магнитов, оси намагниченности которых параллельны оси колеса; на фиг.7 - вариант с дополнительными постоянными магнитами 18. При этом магнитопровод индуктора выполнен в виде кольца, закрепленного на основании индуктора между основными и дополнительными магнитами,5 10 15 20 25 В мотор-колесо: могут быть дополнительно введены (фиг.8) концентраторы магнитного потока, постоянные магниты, расположенные так, что оси их намагниченности параллельны касательным к окружности расположения постоянных магнитов (тангенциально), а концентраторы 19 расположены между одноименными полюсами ма гн ито в.Мотор-колесо может быть выполнено не только с двумя, но и с большим числом магнитопроводов индуктора (с постоянными магнитами) и магнитопроводов якоря (с группами катушек), что приводит к увеличению мощности и улучшению других параметров, При этом выбирается соответствующее число токосъемников и распределительных коллекторов,Простота и надежность конструкции, использование низковольтных источников, отсутствие редуктора, увеличение срока эксплуатации, хорошие тепловые и регулирующие характеристики и экономичность позволяют создать на ее основе эффективные электротранспортные средства. Формула изобретения 1. Мотор-колесо, содержащее обод, ось, электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения,и электродвигателя, содержащего якорь с магнитопроводом и катушками обмотки, индуктор с магнитопроводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения мощности, надежности и экономичности, индуктор выполнен с постоянными магнитами, размещенными равномерно на поверхности его магнитопровода, введены дополнительно по меньшей мере один токосъемник сдвумя элементами токосъемника и распределительный коллектор, размещенный на индукторе, который закреплен неподвижно на оси, якорь - на ободе колеса, катушки обмотки расположены по окружности магнитопровода якоря по меньшей мере одной группой, число токосъемников равно числу групп катушек, которые размещены в,группах так, что угловое расстояние между серединами любых двух катушек кратно угловому расстоянию а, при этом любые две катушки одной группы создают противоположно направленные магнитные потоки, если угловое расстояние между их серединами кратно нечетному числу угловых расстояний а, и одинаково направленные, если кратно четному числу угловых расстояний а, группы катушек смещены друг относительно друга таким образом, что когда середины катушек как1725780 55 минимум одной группы совпадают с серединами постоянных магнитов, середины катушек как минимум одной другой группы не совпадают с серединами постоянных магнитов,.токосъемники закреплены на якоре, элементы токосъема каждого токосъемника электрически соединены с выводами катушек обмотки соответствующей группы, распределительный коллектор образован расположенными по окружности изолированными токопроводящими основными пластинами, соединенными электрически через одну друг с другом, образуя две группы основных пластин, каждая из которых соединена с соответствующим выводом источника регулируемого напряжения, число основных пластин равно числу М постоянных магнитов, между каждыми двумя основными пластинами размещена холостая пластина, ширина которой больше ширины любого элемента токосъема.2. Мотор-колесо по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что число М постоянных магнитов четно, а= 360 О/М, угловое расстояние между элементами токосъема любого токосъемника кратно нечетному числу расстояний а, катушки обмотки в каждой группе размещены равномерно.3. Мотор-колесо по пп. 1 и 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что холостые пластины выполнены изтоконепроводящего материала.4. Мотор-колесо по пп, 1 и 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что холостые пластины выполнены из токопроводящего материала. 5. Мотор-колесо по пп. 1 - 3, о т л и ч а ющ е е с я, тем, что холостые пластины разделены на три части, средние из которых выполнены из токопроводящего материала и соединены между гобой через одну, образуя две группы электрически соединенных через одну средних частей указанных пластин.6. Мотор-колесо по пп. 1 - 5, о т л и ч а ющ е е с я тем, что распределительный коллектор выполнен с возможностью углового смещения относительно магнитов и закрепления в любом из угловых положений. 7. Мотор-колесо по пп.1 - 6, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в нем дополнительноустановлен второй якорь с магнитопроводом с минимум одной группой катушек об 5 мотки, второй распределительныйколлектор, установленный концентричноосновному распределительному коллекторуили аналогично ему с другой стороны индуктора, дополнительные токосъемники, уста 10 новленные на якоре, элементы токосъемакоторых аналогично элементам основныхтокосъемников электрически соединены свыводами катушек второго якоря.8. Мотор-колесо по п.7, о т л и ч а ю щ е 15 е с я тем, что постоянные магниты размещены так, что оси их намагниченности параллельны оси,колеса, магнитопроводыякоря размещены с обеих сторон индуктора,9. Мотор-колесо по п,8, о т л и ч а ю щ е 20 е с я тем, что в нем установлены дополнительные постоянные магниты, по числу равные основным, магнитопровод индукторавыполнен в виде кольца, закрепленного наосновании индуктора между основными и25 дополнительными магнитами.10. Мотор-колесо по пп. 1 - 7, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оси намагниченностипостоянных магнитов радиальны,11, Мотор-колесо по пп. 1 - 7, о т л и ч а 30 ю щ е е с я тем, что дополнительно введеныконцентраторы магнитного потока, расположенные между одноименными полюсамимагнитов.,12, Мотор-колесо по пп. 1 - 11, о т л и ч а 35 ю щ е е с я тем, что в него дополнителеновведены коммутатор, блок емкостных накопителей, блок подзарядки И/ИЛИ, блок управления, группы основных пластинсоединены через коммутатор с источником40 регулируемого напряжения и блоком емкостных накопителей, группы средних частейхолостых пластин соединены с блоком подзарядки И/ИЛИ блоком управления.13. Мотор-колесо по пп,1 - 12, о т л и ч а 45 ю щ е е с я тем, что источник регулируемогонапряжения выполнен в виде источника регулируемых по длительности, скважностиили длительности и скважности импульсовпостоянной или регулируемой амплитуды.5019 20 1725780 0 7 Корректор М.Максимишине хред М.М эктор Н.Гунько оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 1189 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5
Заявка
4731991, 01.09.1989
В. В. Ш кон дин
ШКОНДИН ВАСИЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ
МПК / Метки
Код ссылки
Мотор-колесо в. в. шкондина
Похожие патенты
С небольшими выступами для обхвата ими стойки передка, а относительное укрепление колеса по вертикали достигается зажимом хомутика,Для устранения изменения профили конца оси полевого колеса, предлагается для скрепления со стойкой передка применять прокладку, снабженную гнездами для стоек и хомутиком для скрепления их между собой.На фиг. 1 изображена прокладка в трех проекциях и на фиг. 2 изображено в трех проекциях скрепление при помощи прокладки оси полевого колеса со стойкой передка.Прокладка из литого чугуна представляет плоскую плитку 3 (фиг. 1) с бортиками вдоль длинных сторон, образующими два паза 5,5 соответствующие профилям стойки полевого колеса 1 (фиг. 2) и стойке передка 2. По диагонали бортики снабжены ушками 7,7, через...
Шкивами 48, передачу от вала 44. К части 45 подводится ток от генератора 50, установленного на валу другого двигателя 38, а на валу ее насажена ручка реостата 51, изменяющего сопротивление 53, включенное в цепь возбуждения 52 двигателя 38,Число полюсов генераторов 40 и 50, двигателя 42 и машины 45 - 46 с одной стороны и передача 43 с другой, так выбраны, что соответствующим подбором передач 34, 35, 36 удается сразу получить необходимые для частей 31, 32, 33 рабочей машины числа оборотов,Т Тип, аКоминтернв Центриздата Народов СССР. Ленинград. Краснан Регулировочное приспособлениедействует таким образом, что онообразует разность чисел оборотовдвигателей 37 и 38 и, если эта разность совпадает с числом оборотоввала 44, то ручка...
В огроменном и толстенном ободе 26", спицы толщиной 4мм как у мотоцикла. Отличный вариант для тяжелых трехколесных велосипедов, велорикш, fat-bike"ов....
В комплекте контроллер (Полярис, 12 транзисторов, ток до 40 ампер, напряжение до 60 вольт), если хотите купить без него, то цена дешевле на 3000 руб!
Несколько слов о самом Шкондине и истории его изобретения: По этой ссылке можно скачать патент Шкондина на "мотор-колесо Шкондина". Это колесо, в центре которого размещен коллекторный двигатель постоянного тока:
У Шкондина каждая обмотка "сама по себе". На картинке мы видим 6 электромагнитов (ЭМ), они объединены в 3 пары из диаметрально-противоположных ЭМ. У каждой пары свои щетки.
Когда полюса ЭМ на ходятся напротив магнитов, то сила их взаимодействия, направлена радиально и нет смысла тратить электроэнергию на эту силу. Здесь "пауза".
Когда ЭМ сдвинулись немного в сторону, возникает тангенциальная сила, полезная. Тогда подаём в обмотки ток.
Эффективное использование "пауз", позволяет питать ЭМ в "энерговыгодных" положениях. Это дает как экономию электроэнергии, так и большой крутящий момент.
В патенте Шкондин прямо указывает суть своего изобретения: "...что позволяет за счёт размещения постоянных магнитов на роторе упростить конструкцию, повысить мощность и скорость за счёт подвода большего тока и улучшить тепловой режим. ".
Иными словами, главное слово в изобретении - это "упростить" управление коллекторным двигателем .
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Наш двигатель "современное мотор-колесо Шкондина", полностью повторяет суть изобретения, но на современном уровне развития техники, когда вместо коллектора и щеток используется современное микропроцессорное управление через контроллер.
Точно так же, как и в колесе Шкондина изобретенного в 1984 году, здесь те же три независимых обмотки и точно так же, в зависимости от угла поворота, одна обмотка всегда отключена!
Напомним сферу применения такого мотор-колеса, всего есть два варианта:
1. Если вы хотите очень быстро ездить, для этого нужно подать на колесо около 80-100 вольт.
2. Если вы хотите ездить очень медленно, вам нужны постоянные "старт-стоп", движение в гору или движение с очень малой скоростью. Тогда достаточно 36-48 вольт и вы никогда не сможете перегреть (или как-то иначе) сломать это мотор-колесо.
Но если у вас нет 100 вольт и если постоянный "старт-стоп" вам не нужен.... то и это колесо покупать смысла нет!
Для простого и равномерного движения по асфальту гораздо лучше подходит
Меня часто спрашивают зачем я на велосипеде ездию в мотошлеме.
Не задают мне этот вопрос только водители авто. Они обычно сначала догоняют меня и восторженно орут из окна, что я лечу 40 км/ч, потом спрашивают электровелосипед ли у меня и где я такого коня купил.
На что я отвечаю, что у меня обычный вел и это у него просто конструкция такая, дорога позволяет и машин мало, потому я и лечу, а так обычно я плетусь 20-25 км/ч и не отсвечиваю лишний раз
И вот недавно прям как сговорились все начали трындеть мне про велосипед Шкондина, про велогенератор Шкондина и прочие чудо поделки некоего бывшего журналиста, а ныне изобретателя Шкондина В. В..
Запарили, а самое главное, что с 2006 года в интернете и по ТВ вещают обывателям о том, что вот в Россее есть Левша, который велики подковывает, да так, что они с места рвут и фургоны возят, что ещё чуть-чуть и начнётся производство энтих чудных електроповозак, да вот что-то уже 2015 год на носу, а народ гоняет на китайских электровелах и мотор-колёсах, а фирмы, которые вроде как налаживали производство велосипедов от Шкондина, офаются с этой темы и выпускают обычные велики на китайских же опять же мотор-колёсах.
И тут же подключаются разные странные люди, которые в 21 веке продолжают верить, а не знать, и начинают рассказывать о том, что это всё лично ацкий сотона, рептилоиды, нефтяные корпорации, пришельцы с планеты Нибиру, люди в чёрном и тайное правительство мешают русскому гению осчастливить мир его чудо колёсами
А так-то если б не они, то мы бы уже давно на электротранспорте бы ездили. Троллейбусов с трамваями мало что ли?
Уф. Посоны, ну чо? Как в старые добрые времена – начинаем борьбу с красноглазием?
Ща подкину дровишек в костёр и начнём сказку сказывать про науку такую – физику и почему наши двухколёсные кони с китайским пламенным мотором внутри, а не нашим – рассейским
История Шкондина в интернете начинается с статьи аж за далёкий 2006 год. Можете прочитать. Эта статья появилась как раз на грани времён, когда журналисты уже начинали говорить шаблонами, которые мы слышим по ТВ постоянно – типа “разработку уже оценили известные учёные и скоро она поступит в производство”.
И всё звучит так здорово. Ну соскучился наш народ по своему производству, ведь когда-то мы и свои компы делали и космические корабли с самолётами сами делали и в наших автотазах стояли наши двигатели, а не китайские/шведские/корейские.
Хочется своего.
Но вот только при заходе на сайт компании мы не видим великов на двигателе Шкондина, а видим обычные электровелики с китайскими двигателями. Как же так? Хм. И вправду. Как же так? Они, что? Негодяи такие не хотят поддержать российского левшу? Продались рептилоидам? – Тссс. Погодь. Не кипишуй. Слухай дальше. Я ж только начал рассказывать.
После такой замечательной статьи у любителей электровелосипедов сразу же загорелось хочу на колесо от Шкондина и тут же появилась тема на , где обсуждение этого чудо-колеса вылилось в 25 страниц борьбы ума с глупостью, разбившихся надежд с суровостью научно-технического прогресса и восхищением в нашем гении с полным разочарованием в нём.
Вдумайтесь только – 9 лет с начала доработки и производства и более 20 с получения патента, а мы не видим ничего кроме странных видео от изобретателя Шкондина. Нет никаких велосипедов.
Только одно это уже должно заставить задуматься нас. Даже если учесть, что, допустим, все велики они и вправду продавали в Индии, то по теории вероятности, хотя бы один велик должен был всплыть в нашей стране. Особенно, учитывая, что с Индией у нас вроде как отношения нормальные, у нас в городе, например, постоянно устраиваются выставки достижений индийской промышленности, но что-то великов Шкондина не появилось.
Хотя из немногочисленных интервью со Шкондиным выясняется, что их и в Индии так и не начали производить…
Здесь точно замешаны пришельцы и нефтяные корпорации. Которые по какой-то причине не могут помешать китайцам выпускать их мотор-колёса… Но китайцев же миллиард, а Шкондин один. Ага.
Я как-то не обращал на это внимания – ну не сделали какое-то там колесо и ладно. У меня тогда велика не было и мне это было не интересно. Почитал, всгрустнул, что вот чиновники, бюрократия, не дают гению на Руси житья и даже американские килобаксы не помогают победить бобру бобро.
А потом так получилось, что пришлось мне самому заняться альтернативными источниками энергии, да ещё и велик у меня появился и вспомнил я про Шкондина. И удивился, что больше 5 лет прошло с той новости, а воз и ныне там – нет колёс от Левши.
Знаете, что меня больше всего в этом удивляло?
Ну вот изобретаешь ты колесо. Ну нет денег, не хотят по какой-то причине компании вкладывать деньги в твоё изобретение. Ну отказываются от него.
Почему же ты, способный изготовить уже 3 штуки таких колёс (судя по видео, может и больше) не начал в своём гараже штучное изготовление при том, что спрос есть и желающих купить это колесо у тебя, поддержать тебя – русского производителя – море и в рекламу вкладываться не надо?
А если, как говорит Шкондин, что у него украли технологию Ультрамоторы, то в чём вообще смысл скрывать – надо гнать комплекты в своём гараже и продавать их через интернет.
На единичных заказах бы уже накопил бы первоначальный капитал, а там бы дело и пошло, раз ты такое крутое изобретение делаешь. Ведь реально же время идёт, технический прогресс не стоит на месте, уже Лю Вань Чоу из гаража на 7-й улице в Шеньжене делает колёса по характеристикам не хуже твоих. Чего ты ждёшь? Когда твоё изобретение станет никому не нужно, а усовершенствовать его ты не сможешь потому что денег нет?
На том же провальном Сегвее, даже я смог покататься. Вот такая провальная штука, что она есть и пощупать её можно, а вот успешных супер великов от Шкондина так и нет.
И заклинило меня. Решил я собрать сам материал о мотор-колесе, хорошо сам автор изобретения всё отлично и понятно рассказал о том, что же он такое сделал.
А вот чтобы понять что он сделал, надо разбираться в физике и понимать, что он говорит, отбросить все эти его рассказы в других видео об эфире, прорывных технологиях, суперконденсаторах и патентах, а просто смотреть своими глазами на то как он включает свои чудо приборы, как выключает, как они работают после включения, как они устроены и что нам показывают мультиметры.
Давайте посмотрим первое видео:
И вот тут у человека знакомого с электровелосипедами и электроникой должен возникнуть первый вопрос.
Почему изобретатель так странно запускает свой агрегат?
На столе мы видим батарею из аккумуляторов, судя по всему состоящую из 4 батарей по 12 вольт каждая – в сумме 48 вольт. Большинство современных китайских электромоторов, которые способны разгоняться до 80 км/ч, работают именно от батарей на 48 вольт. Но в китайских электровеликах обычно клеммы закреплены на плюсе и минусе аккумулятора.
Здесь же изобретатель зачем-то сначала прикасается к первой банке, потом ко второй, третьей и в итоге четвёртой.
Т.е. он постепенно повышает напряжение. 12, 24, 36, 48.
Зачем? Почему нельзя сразу подать 48 вольт как надо? – А вот это хороший вопрос
Но я не буду пока на него отвечать, т.к. кто дружит с физикой уже всё понял, а кто школу прогуливал, нуждается в больших доказательствах, к которым мы сейчас и перейдём.
Слушаем дяденьку дальше – он говорит, что генератор – т.е. колесо, т.е. его внутренности не только крутится, но ещё и вырабатывает энергию, т.е. он подзаряжает аккумулятор, от которого его запустили.
Вот от того в некоторых каких-то тестах, которые по словам изобретателя кем-то проводились, и получалось, что его телеги проезжали на том же аккумуляторе дольше, чем другие.
Ну понятно, только тот, кто прогуливал уроки физики и слушал попой не знают, что любой электродвигатель может вырабатывать электроэнергию.
Тоже запомним.
И теперь, что касается велика – казалось бы, вот когда на стенде всё это дело стояло – он тыркал банки аккумуляторов – а как вся эта схема работает в велосипеде?
Ведь как известно, контроллера в его велосипедах нет, что выдают за преимущество данной конструкции мотор-колеса.
Тоже запомним этот вопрос. Наберитесь терпения.
В общем-то можно на этом и начать заканчивать, но т.к. про это колесо есть ещё видео, посмотрим и его.
Эпичное замечание, что это вариация ДВС в виде электродвигателя опустим, хотя я примерно понимаю, что он имеет ввиду, но как человек, разбирающийся в электронике я бы не стал нести такую чушь на камеру, да ещё заявлять, что я говорю это специалистам, а они понять не могут как это электродвигатель как ДВС, т.к. так может говорить только полный профан в электротехнике. Странно, что после такого заявления с ним вообще разговаривают.
Да ладно.
Что нам показывают на видео. На видео нам показывают коллекторный двигатель вывернутый наизнанку, из-за чего некоторые принимают его за шаговый двигатель.
За катушками у него ещё одна штучка – конденсаторы. Зачем они там? Потом расскажу. Хотя он сам в видео уже сказал и кто опять же в физике сечёт, опять же уже всё понял.
Ещё вас должны серьёзно напрячь “взрывные моменты” и то, что его колёсико имеет мощность аж в 300 ватт, при этом создаёт крутящий момент в 56Н/м, что способно сделать только 1000 ваттное колесо китайского производства – из воздуха колесо Шкондина энергию для этого берёт что ли?
Такс. Кто ничего вообще не понял и мозг закипел от всех этих вольтов и ампэров, мужайтесь, сейчас будет ещё хуже – я буду пытаться восполнить все прогулянные вами уроки физики по электричеству в одной статье.
Что ж. Вот вы инвестор с кучей денег. Вы не хотите вкладывать деньги в китайских производителей, вы хотите получить запатентованную уникальную технологию, чтобы её не умыкнули те же китайцы и другие конкуренты, и получить под это европейский грант на производство электротранспорта и узнаёте, что в России есть гений, который такой технологией обладает.
На дворе ещё начало 2000-х и пока ещё не все прочухали, что с наукой у нас всё плохо, но всё ещё чуть лучше, чем у британских учёных
Вы приезжаете к изобретателю, он вам показывает вот такие опыты, как на видео, и вы как любой обыватель это хаваете. Вау – ампэры растут, аккумуляторы заряжаются, вечный двигатель! И вот уже где-то на горизонте маячат тонны баксов и Франклин строго подмигивает.
Но вы не обычный обыватель, вы зарабатываете деньги и они вам трудно даются, потому прежде, чем вложить деньги в этого изобретателя, вы должны проанализировать его изобретение не только с точки зрения выручки, но и с технической стороны.
Тут ещё и журналисты, услышав про приезд иностранца, начинают как в мультике петь – к нам приехал американец дорогой.
Ладно, играем спектакль и едем на популярности изобретателя, а вдруг он что стоящее изобрёл, почему бы и нет, а если фигню какую – так фирма ещё не создана, можно будет тихо скрыться в тумане.
Итак. Давайте проводить анализ с последнего видео.
Как я уже написал выше, перед нами коллекторный двигатель вывернутый наизнанку.
Коллекторный двигатель – это такая штука, которая стоит в дешёвых машинках на управлении, в шуруповёртах и дрелях. Дешёвый двигатель, но и не очень надёжный.
Смотрели ли вы когда-нибудь через вентиляционные отверстия в дрели или шуруповёрте на мотор? Видели, что он спустя какое-то время работы покрывается чёрными волосинками – как шубой?
Вот вам и первый минус колллекторного двигателя – под нагрузкой его части трутся друг о друга и мотор покрывается “шубой”, которая происходит от износа графитовых щёток двигателя. Чем больше нагрузка на двигатель, тем быстрее он забьётся этой шубой.
Кроме того износ такого двигателя сопровождается искрением при работе, сбоями в работе и другими неприятными моментами, также при вращении происходит износ подшипников, потому двигатель начинает бить и он не описывает окружность при вращении, а больше рисует овал, что приводит к неравномерному износу.
Когда вы ставите в велик колесо Шкондина, вы как раз нагружаете его механическую часть весом велика и своим весом, весом груза – и тут уже двигатель начинает свой путь к помойке.
Т.е. если реостат в велосипеде Шкондина устанет, то вам гарантирован выход колеса из строя.
Естественно, такой принцип работы двигателя не назовёшь нормальным. Смотрю, у инвестора аж пот выступил на лбу. Потому использование контроллера для регулировки скорости вращения тут невозможно – он просто сгорит от таких скачков тока и напряжения.
Потому про регулировку скорости можно забыть – всё управление будет заключаться только в вкл/выкл, да подкручиванием реостата, правда как он будет регулировать скачки напряжения в генераторе – вопрос с мыслью в голове – хоть бы обмотка выдержала и вся эта херня у меня под жопой не полыхнула.
Хотя, да, многим может за счёт этого резонанса тока кажется, что напряжение внутри генератора растёт и мы можем создать самозапитывающуюся систему, которая сама себя будет крутить, да ещё и питать какого-нибудь потребителя, но в той же статье на википедии про резонанс понятно объясняется почему так не может быть и если бы КПД у колеса Шкондина был бы больше 1, то оно бы не останавливалось никогда, а оно останавливается и аккумулятор садится. Незадача.
Кроме того, у меня чисто из моих скромных познаний возникает вопрос по поводу электромагнитного излучения от данного агрегата – неохота знаете ли сидеть жопой на микроволновке 10 километров. Ведь колесо Шкондина тут является ничем иным как генератором сигнала. А уж какие помехи даёт таже дрель или шуруповёрт, вам рассказывать не надо.
Далее – эффект с дощечкой – тормозим колесо, растёт сила тока – что при этом происходит с напряжением одному Ому известно. Из закона Ома следует, что с ростом напряжения растёт и сила тока. Т.е. он доской не даёт колесу вращаться, следовательно энергия не расходуется, аккумулятор при всём желании не сможет её всю в себя взять, и с ростом ампер растёт и напряжение, а значит колесо нагревается и когда оно шарахнет зависит лишь от количества проволоки на катушках и времени удержания деревяшки.
Но думаю, раз опыты проводили и всё же колесо выпускать не стали, ждать долго не пришлось.
Учитывая отрывок из той же википедии произойдёт это примерно после увеличение силы тока в 4 раза, что и происходит, когда Шкондин деревяшкой прижимает колесо – сила тока растёт с 2 до 8 ампер, т.е. начинает происходить разогрев внутренностей двигателя, сделай так, чтобы сила тока выросла до 10 ампер и почуешь запах палёного.
При этом скорее всего происходит обгорание ламелей-контактов, от того и забивает двигатель и его надо чистить, а может быть и заменять контакты – таким образом мы и выходим на первую проблему данного мотор-колеса, которая вытекает из второй. Потому тут аноним с форума прав – чем больше шпаришь на колесе, тем ближе его выход из строя.
При этом, конечно, есть вроде бы плюс – частично лишняя электроэнергия, возникающая в результате резонансов отправляется в аккумулятор и если следить за силой тока, то колесо может очень успешно крутиться и подзаряжать аккумулятор, останется только проблема коллекторного двигателя и низкой износостойкости колеса, которую можно решить только изменением конструкции колеса. Да ещё одна проблема – конструкция окажется после этих изменений неэффективной и уступающей тем же классическим электромоторам, что ставят сейчас на велосипеды.
Вопрос с самозапиткой также в классических колёсах решён – у китайских колёс уже давно есть рекуперация, а ещё не стоит забывать о том, что зарядка высокими токами и напряжением выводит аккумуляторы из строя, потому у колеса Шкондина возникнет при длительной эксплуатации новая проблема – малый срок жизни аккумуляторных батарей. Потому он в последних видео закупил себе ионисторов – т.е. суперконденсаторов в Китае, т.к. они всё же подольше прослужат при таких условиях работы.
Особенно радует в этом плане информация о том, что колёса Шкондина хотели использовать в инвалидных колясках – отказались, думаю, правильно, инвалидам и так проблем хватает, а тут ещё колесо, которое нагревается и может полыхнуть при первом включении, которое надо перебирать каждые 30 часов катания. А как оно рвёт со старта вы уже увидели в первом видео. То-то будет развлечение инвалиду.
Скажете, что ты всё про полыхнуть – а то, что на том же форуме Электротранспорта аноним утверждает, что вторая проблема после зарастания мотора шубой у колеса Шкондина – перегрев.
Хотя в общем-то можно поставить датчик температуры, на некоторых мощных электромоторах он есть.
Приведём дилетантский расчёт – сила тока при торможении деревяшкой растёт с 2 ампЭр до 8, т.е. в 4 раза, соответственно напряжение тоже вырастает в 4 раза, т.е. 48 поданных вольт умножаем на 4 и получаем 192 Вольта! Конечно будет при такой напруге колесо сопротивляться и вращаться. Интересно замерить температуру колеса в этот момент. А также интересно, что будет при нарушении герметичности данного устройства в дождь?
Вот потому меня и интересует вопрос – в какой момент оно полыхнёт? А если вспомнить об износе щёток коллекторного движка, которые приводят к искрению двигателя… Мммммм…
Теперь я думаю вам не кажутся такими странными 9 лет непрерывных побед за которые нам только и демонстрируют колесо с дощечкой, да пару изуродованных двигателей от китайских скутеров и великов?
Показывать в своём гараже фокусы это одно, а выпустить этот крутящийся спайдер эффект в массы, где на нём не фокусы показывать будут, а ездить, совсем другое.
Инвесторы просто после испытаний начинают серьёзно задумываться, потому с 2007 года не может он найти общего языка с учёными и производителями. Потому не продаёт единичные экземпляры, собранные в его гараже, потому что есть очевидные проблемы в конструкции, которые сводят её эксплуатацию и применение в реальной жизни к нулю. Никто не хочет рисковать, в том числе и сам изобретатель сего чудо колеса.
Шкондин время от времени обвиняет компанию Ультрамотор в том, что они производят свои велосипеды A2B по его технологии, но вот вам с англоязычного форума, где человек разобрал мотор такого велосипеда. Никакого там колеса Шкондина нет, обычный электродвигатель, которых в Китае выпускают пачками.
Если бы у него было такое великое изобретение даже при наличии каких-то шарлатанов, которые постоянно воруют его технологии у нас бы уже были устройства на его колёсах, элементарно китайцы бы уже напрягли свой миллиард мозгов и выпустили бы колёса Шкондина, но их нет. А те, кто якобы разгадал секрет или собрал действующую модель не предоставили нам ни одного пригодного к применению мотор-колеса.
Никто не хочет вкладываться в опасные технологии, потому до сих пор нет производства и никто на этом колесе не колесит по дорогам нашей страны.
Поклонники Шкондина, скажут, но ведь вот же – есть опытные образцы, которые ездят, я сам собирал такое колесо и оно не полыхнуло. Таким людям хочу сказать – так чего же ты ждёшь? Собирай комплекты в гараже и продавай через интернет, через тот же Электротранспорт, миллионером станешь!
В Китае можешь заказать корпус для колеса, нутро намотаешь сам, приделай к этому реостат и датчик температуры, чтоб не сгорело… Сразу
Могу даже ещё подсказать, мне бы были интересны модели, которые работают от 12 вольт (экономим на стоимости акка и его весе, да и точно не сгорит), но при этому могут ехать до 30 км/ч – на такой транспорт по новым ПДД как раз не нужны права и может даже я бы купил.
Только помни, что одно дело, когда ты сам себе Злобный Буратино сидишь в гараже и чистишь коллектор после 30 часов езды по городу и совсем другое, когда ты продал их штук 5 и тебе их вернули на ремонт – 3 почистить, а 2 сгорели.
Вот, например, есть такая в интернете про какого-то Алёхина, который тоже ищет производственные мощности, да вот только никто и его доработанную конструкцию колеса Шкондина не хочет производить. Потому что если прочитать это сообщение с рацпредложениями по отказу от коллектора и прочим, мы получим китайский электровелосипед. А раз колесо такое уже изобретено, в чём смысл делать тоже самое? Китайцы всё равно делают это лучше, быстрее, качественнее и в отличие от нас у них есть производственная база и комплектующие для этого.
Но ведь выдал же кто-то Шкондину патент! Выдали, только вы немного преувеличиваете силу патентов и их авторитет, запатентовать можно любую фигню, сами небось временами почитываете всякие хохмы про патенты, запатентовать можно даже то, чего никто ещё не изобрёл и что в реальности ещё не существует, потому Шкондин мог получить патент на что угодно.
А упоминания в статьях о нём, что кто-то сверху приказал запатентовать его колесо, намекают нам на то, что патентовать было там нечего и были просто нажаты определённые рычаги, чтобы получить патент на то, что всем давно известно и заброшено ввиду непригодности к практическому применению.
Но вы, конечно, можете дальше винить во всём бюрократию, рептилоидов, нефтянников, пришельцев, а между тем на дворе 21 век и вот уже по дорогам наших городов едут первые гибриды и электроавто, электровелосипеды и электромотоциклы, которым почему-то никто не мешает.
Грустно, что всё это изобрели не в нашей стране, согласен – но это уже совсем другая история, а наша сказочка лишь показывает на сколько в плохом состоянии находится наше образование и производство, и на сколько устарели знания некоторых людей о современных технологиях.
Так кто же такой Шкондин – шарлатан? – Нет, он просто скрестил ежа с ужом и каким-то неведомым образом получил на это патент.
Отсутствие знаний физики существенно отразилось на его изобретении и его самоуверенности. Чего стоят одни его заявления, что ему из NASA звонили, из Уралвагонзавода звонили, откуда ему только не звонили, вот только чего-то он всё в своём гараже, а тот же Ультрамотор выпускает велики на обычном электродвижке, а не на движке Шкондина, как бы он про это не заявлял, ссылку выше на фото внутренностей двигателя от велосипеда A2B я привёл.
Будет ли применяться его колесо когда-либо массово? – Нет, ввиду конструктивных недостатков, хотя может и найдутся отчаянные головы.
Сам изобретатель явно не собирается этого делать.
Можно ли повторить его колесо? – Запросто, огромное количество видео на том же Ютубе и заявлений на форуме о том, что люди собирают подобный агрегат показывают, что ничего тайного в этом нет. В патенте на колесо всё хорошо описано, плюс можете воспользоваться материалами, которые я привёл вам из двух статей Википедии. Если нечем заняться, то как хобби со всеми вытекающими способами задротства, колесо Шкондина шикарная вещь.
Хочу ли я себе такое колесо? – Нет. Мне и обычный электровелосипед ни к чему.
Так лохотрон мотор-колесо Шкондина или реальность? – Нет, не лохотрон. Оно же работает. Вы можете его сами собрать. А вот применять ли его на практике уже зависит от вас. Если я был бы Шкондиным, я бы ещё лет 5 назад начал собирать колёса под заказ – почему бы не рискнуть. Тем более, что он говорит, что у него есть ещё другие версии колёс. Всё равно миллионы не светят, так хоть имя себе сделать и заработать прибавку к пенсии.
Потому если тут и есть проблема, то она не в бюрократах, рептилоидах и человечках в чёрном, а в самом изобретателе, хотя, конечно, недоработки и проблемы в конструкции колеса тоже не на последнем месте.
На том же Ютубе огромное количество людей собирают велики из шаговых двигателей, бензопил, стиральных машин, но чего-то их никто не пиарит, правильно, сюжет по ТВ про них не сняли – обывателю не скормили, потому про них никто, кроме пары тысяч интернет-пользователей и не знает, а Шкондина пиарят уже 9 лет – долгоиграющий проект на случай, когда снимать или писать не про что.
Рекомендую также прочитать: Просмотров: 72329Увидеть металлический диск внутри оси велосипедного колеса сегодня можно довольно часто. Не сложно догадаться, что это не что иное, как велосипедный электродвигатель – мотор-колесо – изобретение ученого Василия Васильевича Шкондина. Несколько десятков лет тому назад казалась совсем невероятной возможность переоборудования обычного велосипеда в электрический при помощи небольшого набора электрокомпонентов, и потому стоит отдать должное российскому ученому, который более 20 лет занимался активным внедрением в транспортную промышленность своего главного изобретения – импульсно-инерционного электрического мотор-колеса.
История трудовых достижений человека, не единожды получавшего награды за изобретения, касаемые электротранспортных технологий, заслуживает особого внимания наших читателей. Довольно удачные попытки совмещение двигателя с колесом воедино, так чтобы отпала необходимость в трансмиссии, предпринимались ещё в XІX веке. 14 апреля 1900 года на парижской выставке World Expo был замечен электромобиль Lohner-Porsche с электрическими мотор-колесами. Данную двигательную установку в автомобиле реализовал ни кто иной, как молодой инженер Фердинанд Порше – всемирно известный производитель автомобилей в XІX веке. Конструкция мотор-колес Порше настолько пришлась людям по вкусу, что начиная с 1911 года колесными электродвигателями системы Лонера-Порше стали оборудоваться не только автомобили, но и троллейбусы, самосвалы, железнодорожные локомотивы. Правда, с развитием бензиновых двигателей, мотор-колеса начали встречаться в автомобилях куда реже, но сама идея – подобная разработка просто не могла быть забыта. Тогда почему же мотор-колеса начали использоваться лишь в габаритных транспортных средствах и немного обошли стороной велосипеды? Неужели двухколесные транспортные средства не заслуживали внимания? Дело в том, что конструкторам того времени было довольно сложно добиться сочетания высокой производительности велосипедного мотор-колеса и его малого веса. Как правило, мотор-колеса, встречающиеся на транспортных средствах XІX века, были довольно громоздкими, но в принципе, с весом не особо приходилось заморачиваться, ведь устанавливались эти электромоторы на довольно большие, увесистые средства передвижения. Совсем же другое дело крохотный велосипед... В период с 1860 по 1895 год было создано несколько версий электрических велосипедов, среди которых присутствовали и модели с мотор-колесами. В 1895 году Огдэн Болтон получил патент за разработку щеточно-коллекторного двигателя постоянно тока, внедренного во внутреннее пространство заднего колеса. Попытки оснащения велосипедов мотор-колесами предпринимались не раз, но по причине того, что велосипедные электрические двигатели были довольно увесистыми и не обеспечивали развития достаточного показателя крутящего момента, довольно долгое время данное изобретение находилось в небытие.
Создать дешевое электрическое велосипедное мотор-колесо совсем небольших размеров и малого веса, но с отличным показателем крутящего момента, да ещё лишь с одной единственной вращающейся деталью удалось в 1980-х гг. инженеру Василию Василиевичу Шкондину. Поставив перед собой цель создания двигателя, существенно превосходящего традиционные моторы по показателям работоспособности, сотрудник Института русского языка им. А. С. Пушкина, журналист по образованию В. Шкондин собрал рабочий образец импульсно-инерционного двигателя. Принципы однополярных и чередующихся импульсов в последующем были подтверждены целым рядом патентов, выданных на имя изобретателя.
Изобретение В.Шкондина было поистине революционным, ведь ему первому за многие годы удалось решить задачу установления идеального баланса между велосипедом и электрическим двигателем. На Всемирном салоне изобретений "Брюссель – Эврика - 1990" Василий Шкондин был удостоен звания человека года, а за свою разработку инвалидной электроколяски получил золотую медаль. Несколько позже российский изобретатель получил награди на выставках в Брюсселе, Женеве, Сауле, Ганновере, Париже. Но как ни печально, мировая слава постучала в двери Василия Васильевича не сразу, мало кто проявлял коммерческий интерес к его творениям. Изобретения ученого регулярно патентовались, однако до серийного производства довольно продолжительное время дело так и не доходило. Не получив поддержки на родине, Шкондин взял курс на запад. В 1992 году Шкондин получил патент на свое изобретение в США. В середине 1990-х обращения к представителям иностранных государств принесли плоды – было налажено сборку электровелосипедов на основе двигателя Шкондина на Кипре. В 1997 году программой электрофикации велосипедного транспорта В. В. Шкондина заинтересовался Всемирный Банк, который начиная с 1998 года решился на оснащение мотор-колесами его разработки рикш в Бангладеше, но как-тодальше выпуска небольшого тиража электрических трициклов дело не дошло. Зато в 2003 году российского ученого ждало истинное счастье – его изобретение было высокого оценено английской фирмой «Flintstone Technologies», которая, не долго думая, решилась на значительные финансовые вложения в область развития электрического транспорта с мотор-колесами Шкондина, так как увидела в данном изобретение значительные коммерческие преимущества. Для реализации данного проекта даже было создано предприятие «Ultra Motors», статутный капитал которого в момент основания составлял практически миллион долларов. В данной компании Василий Шкондин, как и полагалось, занял должность технического директора. Согласно неофициальных данных Flintstone Technologies принадлежало более 44% акций новообразованной компании. Как говорится, счастье лишним не бывает... В тот же знаменательный для Шкондина 2003 год состоялось ещё одно финансовое "вливание" в реализацию его разработки – в качестве инвестора выступила также компания «Русские технологии», возложив на проект Василия Васильевича "большие надежды", исчисляемые более чем одним миллионом долларов. Экологически безопасными и эффективными в работе мотор-колесами заинтересовалась и индийская компания «Crompton Greaves». В 2005 году она занялась выпуском мотор-колес системы Василия Шкондина с целью комплектации ими велосипедов, скутеров, трициклов, инвалидных колясок, погрузочных электрокаров.
Свое главное изобретение В. Шкондин позиционирует, как мотор-колесо. Хоть сам по себе коллекторный электрический двигатель может быть модифицирован и использован в разного рода электротехнике, его главное предназначения – расширение возможностей велосипедного транспорта. Для того, чтобы понять особенности и принцип работы мотор-колеса Шкондина, его нужно прежде всего сравнить со стандартным двигателем постоянного тока и бесколлекторным электромотором.
Бесколлекторные вариант мотор-колеса Шкондина
Шкондин получил несколько патентов на свои изобретения, но наиболее важно то, что российский ученый рассматривал возможность использования в электрическом транспортном средстве двигателя без коллектора (щеточного-коллекторного узла). Электродвигатель Шкондина – это объединение магнитных дорожек, динамично изменяющих параметры при переключении обмоток электромагнитов.
Схема обмоток и щеточного узла мотор-колеса Шкондина
Вначале Василий Васильевич испытал свой двигатель на инвалидной коляске, после чего уже решился на установку мотор-колеса на велосипед, скутер, мотоцикл и даже автомобиль. Как отметил разработчик, мотор отлично показал себя во всех вариантах комплектации. Так как электродвигатель, интегрируемый во внутреннее пространство колеса транспортного средства, уже не имел редуктора, шестеренок и трансмиссии, он получился значительно более прочным и долговечным.
Что касается конструктивного исполнения, то устроен электродвигатель Шкондина довольно просто - состоит он лишь из 5-6 основных деталей. Конструкция данного импульсного инерционного электродвигателя несколько похожа на электрогенератор Джона Серла, поэтому, понимая принципы работы последнего, можно легко разобраться и с работой шкондиновского мотор-колеса. Главными элементами мотор-колеса является внутренний статор с круговым магнитоприводом и внешний ротор. На статоре на одинаковом расстоянии друг от друга размещено 11 пар магнитов неодим-железо-борного состава, образуя 22 полюса. На роторе, отделенном от статора воздушным промежутком, имеется 6 подковообразных электромагнитов, расположенных попарно и сдвинутых на 120° в отношении друг друга. Благодаря тому, что растояние между полюсами электромагнитов ротора равно расстояние между магнитами статора, при соприкосновении одного из полюсов электромагнитов с соседними полюсами магнитов статора контакта между полюсами иных электромагнитов с полюсами магнитов не возникает. При изменении положения полюсов магнитов относительно друг друга создается градиент напряженности магнитного поля, который, по сути, и является источников образования крутящего момента. Получается, что в определенный момент времени крутящий момент формирует пять электромагнитов ротора и 20 магнитов статора.
Иные компоненты конструкции мотор-колеса Шкондина – закрепленный на корпусе статора распределительный коллектор, состоящий из отдельных, изолированных друг от друга токопроводных пластин, количество которых равно числу электромагнитов, и токосъемники с элементами токосъема. Каждая из пластин соединяется с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов. Каждый из электромагнитов имеет по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки. Принцип создания намотки указанных электромагнитов таков: если одна катушка мотается по часовой стрелке, то другую выполняют против часовой стрелки. Обмотки катушек соседних электромагнитов соединяются последовательно, а выводы противоположных – соединяются между собой. Количество витков в обмотках противоположных электромагнитов может быть различным.
В основе работы электродвигателя Шкондина лежит действие сил электромагнитного притяжения и отталкивания, наблюдаемые при взаимодействии электромагнитов ротора и неодимовых магнитов статора. Когда электромагнит проходит между осями неодимовых магнитов, образуется магнитный полюс одноименный с полюсом магнита, который ему уже удалось преодолеть, и противоположный полюсу магнита, к которому он движется. Иными словами, электромагнит отталкивается от одного магнита и притягивается к другому – последующему в направлении вращения. Указанное электромагнитное взаимодействие и обеспечивает вращение обода. Если электромагнит достигает оси магнита, то он обесточивается, так как именно здесь располагается токосъемник. Использование своеобразных "пауз" позволяет существенно экономить энергию аккумуляторных батарей транспортного средства, питая двигатель лишь тогда, когда это будет выгодно. Скорость вращения мотор-колеса прямо зависит от количества электричества подаваемого к токопроводящим пластинам.
КПД электродвигателя составляет 83%. При создании тяги в электродвигателе противоЭДС не наблюдается, однако на холостом ходу конструкция электрического мотор-колеса позволяет максимально эффективно возвращать часть энергии в аккумуляторы за счет позникновения противоЭДС, а не только в момент торможения, существенно увеличивая таким образом дальность пробега электровелосипеда (функция рекуперации энергии).
Внешняя корпусная защитная часть электромотора Шкондина имеет отверстия для продевания спиц и соединения с ободом велосипедного колеса.
Василий Шкондин предполагал возможность расположения ротора, как с внешней стороны статора, так и изнутри (фиг.1, фиг.2). Что же касается конструктивного исполнения двигателя, то его форма тоже может быть изменена с колесообразной, скажем, в цилиндровую, наподобии той, которая популярна среди целого ряда двигателей постоянного тока. Последний момент особо важен, так как делает возможным использование электродвигателей конструктивной разработки Василия Шкондина не только при сборке наземного транспорта, но и воздушного, космического. Помимо электродвигателя Василий Васильевич собрал несколько вариантов генераторов, который могли бы использоваться параллельно с электромоторами. Когда электродвигатели будут обеспечивать пространственное перемещение транспортного средства, электрогенераторы обеспечат выработку электрической энергии для питания аккумуляторных батарей, повысив таким образом КПД электроустановки до 90%. Среди технологических разработок Шкондина выделяется и симбиоз электромотора и генератора, дополняемого солнечной батареей.
Электродвигатель Шкондина со статором внутри ротора
Электродвигатель Шкондина с ротором внутри статора
Что касается достоинств мотор-колес Шкондина, то они характеризуются не только малым весом и доступной ценой, но и более высокой производительностью, нежели электродвигатель стандартной конструкции. Изобретению Шкондина при относительно простом конструктивном исполнении свойствен свободный инерционный ход, большая скорость вращения. Так, на 300W электродвигателе, выпушенном согласно его задумки, можно разгонятся без педалей до 25-30 км/ч на ровной дороге. Не совсем низкой будет и скорость перемещения по местности с уклонов в 8 градусов – около 20-22 км/ч. Поддержка функции рекуперации энергии при торможении и спусках позволяет возвращать в аккумуляторные батареи до 180W энергии.
Благодаря использованию малого количества деталей удается не только повысить надежность мотор-колеса Шкондина, но и уменьшить его себестоимость практически в два раза по сравнению с иными типами электрических двигателей. В отличии от большинства электромоторов велосипедного транспорта, комплектуемых электронным блоком управления, мотор-колесо Шкондина не требует внешнего управляющего устройства. Этот электродвигатель совершенно не боится пилы, влаги, не имеет свойства нагреваться во время работы.
Простота исполнения, низкая стоимость производства, эксплуатации и ремонта, отличные качественные характеристики делают мотор-колеса Шкондина весомым и ценным продуктом. В настоящее время ведутся работы в направлении широкого внедрения данного электродвигателя в механизм работы разных видов транспорта: электровелосипедов, электроскутеров, электромобилей, водного и воздушного электротранспорта. Данная разработка позволяет ослабить зависимость средств передвижения от сырьевых ресурсов и увеличения их экологичности.