2019 május 23 - csütörtök

2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

Az itt következő oldalon Edvin Gray 3,890,548 lajstromszámú, 1975. június 17.-én elfogadott szabadalmával ismerkedhetsz meg.

A találmány háttere

Nincs a jelen találmányhoz hasonló elven működő motor vagy gép, melyben egy kondenzátor alacsonyfeszültségű DC feszültségforrásról viszonylag magas feszültségre töltődik, és szikraközön keresztül kisülve áramot biztosít a motor tekercseinek a kisülési ágban. Ezek a tekercsek elektromágnesek, melyek az egymással szomszédos tekercsek között fellépő taszítóerő hatására mozgatóerőt hoznak létre. Az elektromágnesek a motor álló és forgórészében helyezkednek el.

Jelen találmány segítségével forgómozgást végző motort építhetünk, mely jelentős nyomatékot tud kifejteni a rotor és sztátor tekercsei között kisütött villamos áram segítségével. A kisülés a tekercsek helyzete által szinkronizálódik. Ehhez hasonlóan lineáris mozgást is végeztethetünk, ha az állórészre és a vele szemközti mozgó részre egymással szembe elektromágneseket szerelünk.

Egy újszerű, rotorra szerelt vezérlő mechanizmus segítségével a rotor és a sztátor elektromágneseinek egy vonalba kerülésekor történik meg a kondenzátor kisülése. A sztátor és a rotor elektromágnesei úgy vannak elhelyezve, hogy a vezérlő mechanizmus a kisülés idejét előbbre vagy későbbre tudja tolni, ezáltal biztosítva a forgási sebesség szabályozását.

A tekercsek kisülés után összeomló mágneses mezeje szintén felhasználásra kerül úgy, hogy az egy másik akkumulátort tölt. Ez a visszanyert energia felhasználható egyéb fogyasztók, vagy akár magának a villanymotornak a táplálására is.

A jelen találmányban szereplő villanymotor az energiamegmaradás elve szerint működik, azaz mikor már elértük a megfelelő fordulatszámot, akkor már elegendő a kondenzátor kisülése idején megjelenő áram a forgómozgás fenntartására. A rotor a következő kisülési pontig a tehetetlensége miatt forog. A kondenzátor a két kisülés között újratöltődik és addig tárolja az energiát, míg a következő kisülés ideje el nem jön. Ennek köszönhetően ez az új gép nyomatékot hoz létre és elraktározza a felszabaduló energiákat a további felhasználásig.

A találmány szerinti lineáris mozgást végző eszközben csak egyetlen kisülés szükséges a munkavégzéshez.

A villanymotort autókban is használhatjuk, mely gazdaságossá teszi annak üzemeltetését, továbbá a gépjármű egyéb villamos fogyasztóit is táplálni tudja.

Előzmények

Az eddigi elektromos motorok azon az elven működtek, hogy a vezető által szállított villamos áram mágneses mezőben a mezőre merőlegesen igyekszik elmozdulni. A nyomaték egyenesen arányos a mágneses fluxus és a vezetőben folyó áram nagyságával.

Megjegyzés: Itt a feltaláló a hagyományos AC és DC motorok működési elvét, valamint azok vezérlését ismerteti. Ezt a fordítás során kihagytam.

A találmány ismertetése

Mint korábban már szó volt róla, a jelen találmányban szereplő villanymotor működése a feltöltött kondenzátor szikraközökön keresztül tekercsekbe történő kisülésén alapszik. Mikor egy tekercspárt használunk, ahol a mágneses pólusok taszító hatást fejtenek ki egymásra, akkor a kisülés során jelentős taszítóerő tud létrejönni.

Az 1. ábrán látható kapcsolás szerint az akkumulátor 10 energiával lát el egy vibráló mechanizmust 16.

Gray_motor1 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

1. ábra. A kondenzátor töltését és kisülését magyarázó kapcsolási rajz

Ez lehet mágneses típusú, melyben a kontaktusok 13 és 14 között mozog a kapcsoló 15, vagy lehet tranzisztoros megoldású is (Ez nincs az ábrán feltűntetve). Ez a nagyfrekvenciás jel a transzformátor 20 primer tekercsére 17 jut. Az impulzus amplitúdója megnövekszik a transzformátor 20 szekunderén 19. A hullámforma 19a kétirányú, azaz váltakozó polaritású kimeneti impulzust mutat. A dióda egyenirányító 21 egyirányú impulzusokká alakítja a jelet, mint ahogy azt a 21a mutatja, s ez tölti fel a kondenzátort 26. Egy késleltető tekercs 23 van sorba kapcsolva az egypólusú pulzáló kimenettel és a kondenzátorral 26. A 21a hullám egymást követő impulzusai feltöltik a kondenzátort 26 nagyfeszültségre, amint azt a 26a mutatja, míg a feszültség el nem éri az A pontban a szikraköz 30 átütési feszültségét. A szikraközön 30 keresztül a kondenzátor 26 kisül a terhelő tekercsre 28, miközben az áramimpulzus bemágnesezi a vasmagot 28a. Ezzel egy időben egy másik, lényegében azonos töltő rendszer 32 szintén kisül a 27 tekercsre a szikraközön 29 keresztül, ezáltal bemágnesezve a vasmagot 27a. A vasmagok 27a és 28a úgy vannak feltekercselve 27 és 28, hogy azok mágneses polaritása megegyezik. Amikor a vasmagok mágneses energiái 27a és 28a egymássál összeütköznek, akkor egymástól eltaszítódnak a kisülés elejére, amit a nyíl 31 szemléltet. Ha a vasmag 28a fixen rögzített, a 27a pedig elmozdulhat, akkor a vasmaghoz 27a rögzített eszköz munkavégzésre képes a kondenzátor kisülése közben.

A 2. ábrán látszik, hogy az akkumulátor 10 DC egyenárama energiával látja el a vibrátort vagy oszcillátort 36 (mely legalább két darab, feljebb már ismertetett vibrátort 16 tartalmaz), mikor az akkumulátor 10 és oszcillátor 36 között a kapcsoló 11 be van kapcsolva.

Gray_motor2 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

2. ábra. Egy példa villanymotor blokk diagramja

Ez viszonylag magas frekvenciájú impulzusokkal látja el a transzformátort 20. A trafó 20 szekunder tekercsei megnövelik a feszültséget a 19a ábrának megfelelően, mely az átalakító 38 diódáira kerül. Az egyenirányított egyirányú impulzus a lebegő mágneses fluxus kinyerő 37 áramkör késleltető tekercsein 23 és 24 keresztül halad tovább. A késleltető tekercsek 23 és 24 a motor korpuszára vannak tekercselve, mely szerintünk statikus lebegő fluxust hoz létre. Erről később még részletesebben írunk. A késleltető vonal 37 kimenetéről a jel a megfelelő kondenzátorokra 39 kerül, hogy azokat viszonylag magas feszültségre töltse. A programozó 40, valamint a sztátor és rotor vezérlő 41 és 42 a szikraközök pozíciójának megfelelően működnek, erről szintén később lesz majd szó. A kondenzátorok 39 kisülési árama a sztátor és rotor elektromágneseken 43 és 44 keresztül folyik át. Az egyenirányító 38, a mágneses fluxuskinyerő 37, a kondenzátorok 39, a programozó 40 és vezérlők 41 és 42 sorba vannak kötve a testen 45 keresztül. A sztátor és rotor elektromágnesei 43, 44 megegyeznek az 1. ábrán ismertetett tekercsekkel 27, 27a, 28, 28a.

A sztátor és rotor 43, 44 kisülése után jelentkező "visszarúgó" impulzus energiája megfelelő polaritással a másodlagos akkumulátorban 10a tárolódik el. A visszarúgó impulzus csak a 10a akkumulátorba juthat, mivel a kisülés után ez az egyetlen út az áram számára, lévén, hogy a szikraközök 40, 41 ekkor már szakadásként viselkednek egészen addig, míg a kondenzátorok 39 ismételten fel nem töltődnek az átütési feszültségre.

Ha a programozó és vezérlő egységek rosszkor sülnének ki, akkor a kondenzátor töltése a biztonsági kisülő 46 áramkörön keresztül távozhat és ismét a 10-10a akkumulátorokba juthat. Az áramkör 46 a kondenzátorok 36 és az akkumulátorok 10-10a között található.

A 3. ábrán a motort 49 láthatjuk, mely egy automata sebességváltóhoz 49 kapcsolódik.

Gray_motor3 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

3. ábra.

A sebváltó 48 a sok lehetséges terhelés közül az egyiket mutatja be. A motor háza 50 beborítja a később ismertetendő mechanizmust. A programozó 40 tengelyirányban kapcsolódik a ház egyik végéhez. Az nyílásokon 51, 52 keresztül egy csiga segítségével (nincs feltűntetve) szíj 53 köti össze a házhoz 50 erősített generátort 54 a motorral. A generátorra 54 szerelt csiga 55 két vájattal rendelkezik, az egyik a már említett szíj 53 számára van fenntartva, a másik pedig az 58 szíjnak, mely a házhoz 50 erősített pumpa 60 csigájához 59 csatlakozik. A csatlakozó tartó 61 összeköti az akkumulátorcsoportot 62 és a motort 49 a kábeleken 63 és 64 keresztül.

A levegő bemenet 65 a pumpával 60 a 68, 69 csöveken, valamint a 66,70 csöveken keresztül kapcsolódik össze a csatlakozók 67 és 71 segítségével. A légáramlás célja a motor hűtése. Lehetőleg a levegő legyen állandó hőmérsékletű és páratartalmú, hogy a szikraközök távolsága és a kisülési feszültség közel állandó maradhasson. A kuplung mechanizmus 80 a programozó 40 részét képezi.

A 4. 5. és 9. ábrákon látszik, hogy a rotornak 81 csapágy csoportjai 83, 84 vannak, melyeken három elektromágnes található. Ezek közül kettő látható a 4. ábrán: a 85-ön a 85a és 85b, valamint a 86-on a 86a és 86b.

Gray_motor4 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

4. ábra.

A harmadik elektromágnes csoport egyike, a 87a az 5. ábrán látható.

Gray_motor5 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

5. ábra.

A 8. ábrán jól látható, hogy a harmadik csapágy együttes 88 további tartást adnak a rotor tengelyének 81 közepén.

Az elektromágnes csoportok 85a és 85b, 86a és 86b, valamint 87a és 87b úgy vannak elhelyezve a rotor tengelyén 81 a csapágyakon 83, 84 és 88, hogy mindegyik egy páros egységet 85a, 86a, és 87a, valamint egy páratlan egységet 85b, 86b, és 87b képez. Mindegyik pár tartalmaz egy fő elektromágnest és egy alelektromágnest, melyek szigetelőanyaggal 90 vannak kitöltve. Ez szigeteli az elektromágnes együtteseket egymástól, valamint biztosan rögzíti az elektromágneseket a csapágy/rotor tartón 81, 83, 84, 88.

A ház 50 belső fala 98 be van vonva elektromosan szigetelő anyaggal 99, melybe be vannak ültetve az elektromágneses tekercsek és a ház 50 záró lemezei 100, 101. A ház 50 szigetelő felületére 98 rá van erősítve egy sor elektromágnes pár 104a, mely megegyezik az elektron párokkal 85a, 86a, 87a stb. A ház 50 belső oldalán elhelyezett elektromágnes párok, mint pl. a 104a vagy 105a egymástól 40 fokra vannak elhelyezve, így alkotva a sztátort, mely a rotorral 81-88 működik együtt. Nagyon kis tűrésű légrés 110 van a rotor és sztátor elektromágnesek között, ahol a pumpából 65 jövő levegő áramlik.

A 8. ábrán jól látható, hogy a rotor elektromágnes együttesei, mint a 85-87 és a sztátor elektromágnesei, mint pl. a 104a úgy vannak beültetve a megfelelő műanyag tartóikba, hogy azok valamelyest le vannak kerekítve, konkáv módon a sztátornál és konvex módon a rotornál. Ez lehetővé teszi a rotor 81 sima és folyamatos forgását a sztátor házán 50 belül. A légrés 110 egyforma nagyságú a rotor és a sztátor között az összes pozícióban, mint ahogy az a 16. ábrán látható.

A rotor 81 és tartók 83, 84, 86 gondosan vannak rögzítve a tengelyre 111.

A ház 50 külső központi felülete környékén pár menetes vezeték 23, 24 található, mely statikus fluxus tekercsként 114 a korábban már említett módon a töltő kondenzátor késleltetését biztosítja.

Az 5. 6. 7. és 8. ábrák a rotor együttes 81-88 keresztmetszeti nézetei, melyek a rotor és sztátor elektromágneses tekercseinek pozicionálását és igazodását ábrázolják. Az 5. ábrán pl. azt láthatjuk, mikor a rotor együttes 81-88 éppen úgy áll, hogy a kisebb rotor elektromágnes csoport 91 a sztátor kisebb elektromágnes csoportjával 117 van egy vonalban.

Gray_motor6 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

6. ábra.

Gray_motor7 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

7. ábra.

Gray_motor8 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

8. ábra.

Gray_motor9 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

9. ábra.

Mint a 16. ábrán láthatjuk, a kisebb elektromágnes együttes 117 olyan vasmagot 118 tartalmaz, mely úgy van bemarva, hogy oda fel lehessen tekerni a tekercs vezetékét 119. A sztátor elektromágnes 117 vasmagja 118 teljesen megegyezik a rotor elektromágnesével 91.

Az 5. és a 16. ábrákon látható, hogy a rotor elektromágnesétől 91 jobbra 13,3 fokkal található a fő elektromágnes 121, mely szintén rendelkezik vasmaggal 123, azon pedig tekerccsel 123. Az elektromágnesek 91 és 121 a 4. és 8. ábrákon 85a-val vannak jelölve.

Az 5. ábrán látható, hogy a sztátor elektromágnestől 117 balra 13,3 fokkal található a fő elektromágnes 120, mely a rotor elektromágneséhez 121 hasonlóan rendelkezik vasmaggal 122. Az ezen található tekercs 123 megegyezik a rotor fő elektromágnesének 121 tekercselésével 123.

A rotor elektromágnes csoport párja 985a megegyezik a sztátor elektromágnes csoport párjával 104a, azzal a különbséggel, hogy az elem párok 117-120 és 91-121 helyzete pont ellentétes.

Kilenc elektromágnes pár van 120-117 (104a), melyek egymástól 40 fokra vannak a ház 50 belső feléhez rögzítve. Az elektromágnes 120 magjának 122 középvonala 13,3 fokkal balra található az elektromágnes 117 magjának 118 középvonalától. Az 5. ábrán látható, hogy a rotor együttesen 81-88 három elektromágnes párból 85a, 86a, 87a áll.

Másfajta kombinációk is lehetségesek, de a rotor elektromágneseinek száma mindig a sztátor elektromágnes számának egész számú hányadosa kell legyen. A 8. ábrán látszik, hogy a rotor együttesnél 85a, 85b három első és hátsó elektromágnes pár együttes van. Ehhez hasonlóan, mint ahogy a 4. és 8. ábrán látszik, a sztátor kilenc első és hátsó elektromágnes párt tartalmaz, pl. a 104a-t és 104b-t.

Ahhoz, hogy érthetőbb legyen a rotor 81-88 forgása a sztátor házán 50 belül, a rotor elektromágnesek 91 és a sztátor elektromágnesek 117 szándékosan úgy vannak ábrázolva az 5. ábrán, hogy pontosan a 13,3 fokos függőleges középvonal szélén van a rotor pereme. Ezen mágnesek tekercsei úgy vannak feltekerve, hogy a tekercseken 119 keresztülfolyó egyenáram azonos polaritást hoz létre a mágnes 117 felülete 125 és a mágnes 91 felülete 126 között. A 16. és 6. ábrákon látható a mozgás következő lépése, amikor is a két fő elektromágnes, 120 a sztátorban és 121 a rotorban egy vonalba kerülnek.

Mikor a kondenzátor csoport 39 megfelelő kondenzátorából az egyenáram kisül a szikraközön az elektromágnesek 117 és 91 tekercseire 119 azok megfelelő pozícióiban, akkor a vasmagjaik 118 taszítani fogják egymást. Ez a rotor együttest 81-88 az óramutató járásával megegyező irányba mozdítja el, amint azt a nyíl 127 is mutatja. A rendszer nem mozdul el ellenkező irányba, mivel azt a 3. ábrán ismertetett önindító motor 54 óramutató járásával megegyező irányba indította el. Ha az óramutató járásával ellentétes irányba indítottuk volna, akkor ebben az ellentétes irányban forogna tovább a rotor.

Mint korábban említettük, az összes kondenzátor kisülése az adott szikraközön keresztül nagyon rövid idő alatt játszódik le és az eredményül kapott mágneses taszítóerő mozgatja a rotort. A kisülés akkor történik meg, mikor az elektromágnesek 117 és 91 egy vonalba kerülnek. Mint az 5. ábrán láthatjuk, a rotor elektromágnese 91a egy vonalba van a sztátor elektromágnesével 117e, és ugyanekkor a hasonló elektromágnesek 117 és 91 is egy vonalba vannak. A kisülés egyszerre jön létre mind a hat elektromágnesben (vagyis a 117, 91, 117c, 91a és 117f, 91b-ben). Minden egyes tekercsnek saját kondenzátora és a szikraköze van. Mint a 8. ábrán látszik, mikor első és hátsó tekercseket használunk, akkor mindkettőt ugyanaz a kondenzátor, vagy két párhuzamosított kondenzátor energizálja. Bár a 4. és 8. ábrákon első és hátsó tekercsek szerepelnek, nyilvánvaló, hogy egyetlen elektromágnes is alkalmazható a rotornál és egyetlen a sztátornál.

Az 5. és 6. ábrákon látható, hogy a taszítás hatására a rotor 13,3 fokkal elmozdul az óramutató járásával megegyező irányban, miközben az elektromágnesek 91, 91a és 91b elmozdul az elektromágnesektől 117, 117c és 117e, ezáltal az elektromágnesek 121, 121a és 121b egy vonalba kerülnek az elektromágnesekkel 120a, 120d és 120f. Ekkor ismét kisül egy kondenzátor a szikraközön keresztül a tekercsekre 123, ami tovább mozgatja a rotort. Az újabb 13,3 fokkal előrébb került, mint ahogy a 7. ábrán látható, így a fő elektromágnesek 121, 121a és 121b került egy vonalba az al elektromágnesekkel 117a, 117d és 117f. Ekkor ismét egy kisülés történik a taszító erő létrehozására. Ez a folyamat addig folytatódik, míg egyenáramot juttatunk a rendszerre, hogy az feltöltse a kondenzátor csoport kondenzátorait.

A 18. ábra a kondenzátorok kisülési menetét illusztrálja a megfelelő szikraköz párokon keresztül. Kilenc különböző rotor tekercs és három különböző sztátor tekercs van feltűntetve megfelelően összekapcsolva kondenzátorokkal és szikraközökkel. Mikor a megfelelő szikraköz elektródák olyan helyzetbe kerülnek egymáshoz képest, hogy kisüléskor a rotor és sztátor tekercsek a maximális taszító erőt tudják egymásra kifejteni, akkor létrejön a kisülés. A kondenzátorok három-három tekercs együttesen sülnek ki minden egyes kisülési fázisban. A 18. ábrán a rotor elektromágnesek egy vonalban helyezkednek el, nem pedig egy kör kerülete mentén, mivel így könnyebb szemléltetni jelen találmány elektromos működését. Itt a sztátor elektromágnesei 201, 202 és 203 egy vonalba kerülnek a sztátor elektromágneseivel 213, 214 és 215 a 0, 120 és 240 fokokban. A sztátor elektromágnesek szintén egy vonalba vannak berajzolva. Az érthetőség kedvéért a rotor tekercsekhez tartozó kondenzátorok 207, 208, 209, valamint a 246, 247, 248, 249, 282 és 283 szintén egy vonalba vannak rajzolva a megfelelő a rotor tekercsek megfelelő kondenzátoraival 201, 202 és 203. ezek balról jobbra haladva megfelelnek a rotor óramutató járásával megegyező irányának. A sztátor tekercsei 213, 214, 215, 260, 261, 262, 263, 264, 265, 266 stb. és a megfelelő kondenzátorok egymás mellett helyezkednek el, ismételten csak a könnyebb érthetőség kedvéért.

A 17. ábrán látható kör alakú szigetelő lemezen 236 három rés 222, 225 és 228 található. Minden egyes blokk derékszögűen U-alakú és mindegyik összeköt két csatlakozót az U aljánál. A blokknak 222 két csatlakozója 222a és 222b van, a blokk 225-nek a 225a és 225b, a blokknak 228 pedig 228a és 228b. Mikor a szigetelő lemez 236 része a rotornak, amit a mechanikai kapcsolat 290 mutat, akkor láthatjuk, hogy az U csatlakozó 222 rés párokat hoz létre a 223 és 224-gyel. Így amikor a feszültség a töltő áramkör 219 kondenzátorán 216 elérte a kisülési feszültséget, akkor a kondenzátor kisül az elektromágnes 213 tekercsére a 222a és 223, valamint a 222b és 224 rések között. Hasonlóan az U rés 225 kettős szikraközt formál a 226 és 227 csatlakozók között, mely a töltő áramkör 220 által feltöltött kondenzátor 217 kisülését eredményezi az elektromágnesre 214. Ezen kívül az U rés 228 kettős szikraközt formál a 229 és 230 csatlakozók között, mely a töltő áramkör 221 által feltöltött kondenzátor 218 kisülését eredményezi az elektromágnesre 215. Ugyanekkor a rotor tekercsek 201, 202 és 203 a szikraközökön 201a-204, 202b-205 és 203c-206 keresztül kisütik a megfelelő kondenzátorokat 207, 208 és 209.

Mikor az elektromágneses tekercsek 213, 214, 215 és 201, 202, 203 energizálódnak, a taszító erő révén a rotor a 2-es pozícióba mozdul el, ahol egy újabb szimultán csoportos kisülés jön létre a kondenzátorokból 246, 248 és 282 a szikraközökön 201a-240, 202b-242 és 203c-244 keresztül a rotor tekercsekre 201, 202 és 203.

Minden egyes kisülés után a sztátor kondenzátorok töltő áramkörei 219-221 és 272-277 és a rotor kondenzátorok töltő áramkörei 210-212 és 284-289 folyamatosan működnek az akkumulátorról és mint az 1. ábránál már elmagyaráztuk, folyamatosan újratöltődnek a kondenzátorok. Az elektronikában jártas olvasó számára egyértelmű, hogy amikor minden egyes kondenzátor kisül a hozzájuk tartozó szikraközön keresztül, akkor a szikraközön fellépő feszültségesés után megszakad a tekercs és a kondenzátor közötti elektromos kapcsolat mindaddig, míg a kondenzátor újból fel nem töltődik. Ez az újratöltődés be kell hogy fejeződjön még mielőtt az újabb kisülési pozícióba érne a rotor.

A 17. ábra tovább magyarázza a szikraközön történő kisütés programozó rendszerét. Az elektromosan szigetelő első lemezen 236 U alakú szikraköz csatlakozók vannak, mint azt korábban már ismertettük. Ezek a 0, 120 és 240 fokokon vannak . A 17. ábra a tekercs és kondenzátor pozíciója sematikusan van ábrázolva. A tekercs és kondenzátor kombinációk 213/216, 214/217 és 215/218 be vannak rajzolva a hozzájuk tartozó szikraközök 223/224, 226/227 és 229/230 mellé. A rotor tekercs és kondenzátor kombinációk 291, 292 és 293 egy-egy szikraközhöz vannak rendelve. A lemezek 291-293 úgy forognak, hogy a megfelelő szikraköz csatlakozók 201a, 202b és 203c 120 fokra vannak egymástól.

A szikraköz csatlakozók a lemezek 230,291-293 szélén vannak megjelölve, ezzel világosan mutatva, hogy a lemezek elfordulásakor a szikraközök 40 fokonként megfelelnek a rotor/sztátor tekercsek egy vonalba kerülésének. Így három egyidejű kisülés jön létre a sztátor tekercsben és három a rotor tekercsekben minden 40-edik fokban. A 40 fokonként elhelyezett pozíciók összesen 27 kisülést eredményeznek a rotor tekercsre és 27 kisülést a sztátor tekercsre a rotor egy teljes körülfordulása során.

A 17. és 18. ábrák alapján érthető, hogy kilenc különböző tekercs van a sztátoron és három a rotoron azért, hogy megmutassa a három rotor elektromágnes lépéseit és egy vonalba kerülését 3 sztátor tekerccsel. A kisüléskor létrejövő taszító erő elmozdítja a rotort 40 fokkal, mielőtt a következő kisüléssor létrejönne. Ezalatt az idő alatt a kondenzátoroknak újra kell töltődniük. Nyilvánvalóan ha más rotor/sztátor tekercsszám kombinációt alkalmazunk, akkor a kisülések száma is változni fog.

Az 5. ábra szerint a következő események játszódnak le:

1. A sztátor pár 104a aleleme 117 egy vonalba kerül a rotor pár 85a alelemével 91. A kisüléskor ez elmozdítja a rotort 13,3 fokkal előrefelé.

2. A rotor pár 85a fő eleme 122 most egy vonalba került a következő sztátor elektromágneses pár fő elemével 120b, amint azt a 6. ábra mutatja. A kisüléskor a rotor újabb 13,3 fokkal mozdul előre.

3. Ez a rotor alelektromágnesét 91 egy vonalba hozza a fő sztátor elektromágnesével 120b és a 85a pár éppen kisült fő elektromágnese 122 egy vonalba kerül az elektromágnes pár 104d alelektromágnesével 117b. Emlékezzünk vissza, hogy a forgó szikraköz pozicionálása határozza meg a kisülés idejét. Ezért bármelyik elektromágnest energizálhatjuk akár egymás után kétszer is, ha két különböző kondenzátort sütünk ki rá.

Ennek megfelelően bár a fő elektromágnes 120b éppen most lett energizálva, ezt újból energizálni lehet a 3. lépésben az alelektromágnessel 91, mivel a rotor egy újabb szikraköz kombinációs helyzetbe került, amely még ki nem sült kondenzátorokat köt a szikraközökre. Ekkor a rotor az 1. lépéshez képest 40 fokra mozdult el. Ez a három lépés ismétlődik, 27 lépésben jön létre a kisülés a rotor egy teljes körülfordulása során. A kisülési lépések nem teljesen egyformák, mint ahogy azt az 1. táblázatban is láthatjuk.

Az 1. táblázatban a bal szélső három oszlop az egyes rotor karok 85, 86, 87 helyzetét mutatja tetszőleges kiindulási pozíciótól kezdve.

Rotor 87
Rotor 85
Rotor 86
Rotor szög
Rotor al
Rotor fő
Sztátor al
Sztátor fő
10
1
19
13,3°
x
x
11
2
20
26,6°
x
x
12
3
21
40°
x
x
13
4
22
53,3°
x
x
14
5
23
66,6°
x
x
15
6
24
80°
x
x
16
7
25
93,3°
x
x
17
8
26
106,6°
x
x
18
9
27
120°
x
x
19
10
1
133,3°
x
x
20
11
2
146,6°
x
x
21
12
3
160°
x
x
22
13
4
173,3°
x
x
23
14
5
186,6°
x
x
24
15
6
200°
x
x
25
16
7
213,3°
x
x
26
17
8
226,6°
x
x
27
18
9
240°
x
x
1
19
10
253,3°
x
x
2
20
11
266,6°
x
x
3
21
12
280°
x
x
4
22
13
293,3°
x
x
5
23
14
306,6°
x
x
6
24
15
320°
x
x
7
25
16
333,3°
x
x
8
26
17
346,6°
x
x
9
27
18
360°
x
x

1. táblázat

A 18. ábrán ismertetett shéma alapján látható, hogy a kialakítás egységes és a kisülési lépések ismétlődőek.

Gray_motor10 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

10. ábra.

Gray_motor11 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

11. ábra.

Gray_motor12 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

12. ábra.

Gray_motor13 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

13. ábra.

Gray_motor14 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

14. ábra.

Gray_motor15 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

15. ábra.

Gray_motor16 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

16. ábra.

Gray_motor17 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

17. ábra.

Gray_motor18 2.4.15.1. Pulzáló, kisűlő kondenzátoros villanymotor

18. ábra.

Mint korábban már említettük, a sebesség változtatását a sztátor szikraköz csatlakozóinak a rotorhoz képesti elhelyezkedésével változtathatjuk meg vagy az óramutató járásával megegyező, vagy azzal ellenkező irányban 6,6 fokkal. A 11., 12., 13. 14. és 15. ábrákon látható, hogy a lassítás eléréséhez az elektromágnes elérése előtt, a gyorsításhoz pedig az elektromágnes elhagyása után kell a kondenzátorokat kisütni. Ehhez a tengelyre 111 szerelt kuplung mechanizmus 304 szükséges.

Az angol nyelvű szabadalmat itt olvashatod.

Hozzászólok!

A weblap további használatával Ön beleegyezik a sütik használatába. További információ

A süti beállítások ennél a honlapnál engedélyezett a legjobb felhasználói élmény érdekében. Amennyiben a beállítás változtatása nélkül kerül sor a honlap használatára, vagy az "Elfogadás" gombra történik kattintás, azzal a felhasználó elfogadja a sütik használatát.

Bezárás