CZ20022443A3

CZ20022443A3 - Elektrický motor s vnějším rotorem

Info

Publication number: CZ20022443A3
Application number: CZ20022443A
Authority: CZ
Inventors: Laurens Wolters
Original assignee: Mol Belting Company
Priority date: 2000-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2003-03-12
Also published as: CA2397414A1; US20030094867A1; WO2001052386A2; RU2002121627A; JP2003520555A; CN1395757A; KR20020081253A; WO2001052386A3; EP1249063A2; AU2001229481A1

Description

Vynález se týká elektrického motoru, konkrétně elektrického motoru, majícího vnější rotor.

Dosavadní stav techniky

Elektrické motory jsou běžně užívány v mnoha různých komerčních a spotřebitelských aplikacích. Elektrický motor obvykle zahrnuje rotor a stator, přičemž každý rotor a stator mají množinu magnetů, umístěných kolem obvodu. Póly magnetů na rotoru a póly magnetů na statoru jsou řízeny tak, že póly rotoru jsou přitahovány nebo odpuzovány od odpovídajících pólů statoru, aby tak způsobovaly rotaci rotoru vzhledem ke statoru. Řízení pólů je běžně dosahováno alespoň jednou ze sérií magnetů, buď na rotoru nebo na statoru, které jsou vytvořeny z elektromagnetických vinutí, jejíchž polarita může být střídána změnou směru proudu procházejícím skrze vinutí.

U většiny elektrických motorů, představuje stator část venkovní skříně nebo tvoří tuto, venkovní skříň elektrického motoru, přičemž rotor zahrnuje hřídel uloženou uvnitř statoru s možností rotace vůči statoru. U některých aplikací je žádoucí, aby rotor tvořil vnější skříň. Elektrický motor s vnějším rotorem může být využit pro pohon pásů a podobných aplikací, přičemž je uložen ve vnitřní části pásu. Vhodná aplikace takovéhoto uspořádání by byla šetrná k životnímu prostředí.

Jeden problém, spojený s elektrickými motory s vnějšími rotory je, že výstupní výkon je obcvykle malý, tak, že pouze relativně lehká zařízení mohou být poháněna tímto motorem. Větší výstupní výkon elektrického motoru s vnějším rotorem lze dosáhnout s větším průměrem nebo s větší délkou motoru. Větší průměr je však nežádoucí, z důvodu větší hmotnosti a vyváženosti rotoru. Zvětšení délky rotoru může způsobit průhyb hřídele, uchyceného na statoru v důsledku magnetických přitažlivých sil mezi rotorem a statorem a tím možný styk mezi rotorem a statorem s důsledkem snížení výkonu motoru nebo, v krajních případech současně znemožnění rotace.

«1« ·· • · · · • 4 4 · * • » · » «·· ·· ···

Podstata vynálezu

Předložený vynález se týká elektrického motoru, který zahrnuje hřídel k níž je pevně uchycen stator a rotor je uložen rotačně. Hřídel má podélnou osu, mající protilehlé konce, které jsou upraveny k pevnému uchycení k nosné konstrukci. Stator s výhodou zahrnuje vícenásobná vinutí, jímž může protékat elektrický proud v obou směrech, čímž se může polarita vinutí střídat. Rotor zahrnuje vícenásobné magnety, které jsou radiálně umístěny kolem obvodu statoru. Každý z magnetů má alespoň jeden předem určený pól. Ovladač je spojen s vinutími a řídí směr proudu, protékajícího vinutími takovým způsobem, aby vyvolal a řídil rotaci rotoru kolem statoru.

Rotor s výhodou zahrnuje válcovou skříň, mající podélnou osu a magnety, které jsou funkčně spojeny s vnitřkem válcové skříně. Pří tomto uspořádání skříň rotuje vzhledem k statoru a působí jako hnací mechanizmus elektrického motoru. Je výhodné jsou-li magnety vyrobeny z neodymu.

Magnety mohou zahrnovat množinu zmagnetovaných kovových prstenců, obepínajících stator nebo jednotlivé magnety, radiálně umístěné kolem obvodu statoru. Zmagnetované kovové prstence s výhodou zahrnují radiální segmenty střídavé polarity . Rozpětí segmentů oblouku je přibližně 30 stupňů.

Rotor může dále zahrnovat válcovou klec s válcovým pouzdrem, které nese množinu magnetů a je axiálně umístěna uvnitř válcového pouzdra, takže stator je umístěn uvnitř válcové klece. Je výhodné, jsou-li v kleci vytvořeny radiálně uspořádané otvory pro magnety, přičemž v každém z otvorů je uložen magnet. Otvory a magnety jsou výhodně rozmístěny po 60 stupních kolem klece.

Klec může dále zahrnovat axiálně orientované štěrbiny, ve kterých jsou umístěny kryty magnetů, které nesou magnety.Současně s vložením krytu magnetu do štěrbiny se rovněž vloží magnety do otvorů pro magnety.

Stator s výhodou zahrnuje jádro vinutí, které má podélnou osu.Jádro má množinu pólů, kolem nichž jsou uložena vinutí. U výhodného řešení jsou vinutí uložena na jádru tak, že podélná osa vinutí svírá ostrý úhel s podélnou osou jádra vinutí. První ostrý úhel je s výhodou 10 stupňů.

Jádro vinutí může obsahovat řadu kotoučů, z nichž každý je opatřen axiálním otvorem, který má takovou velikost aby v něm mohla být uložena kluzně hřídel a tudíž aby mohla být na hřídel nasazena celá řada kotoučů. Každý z kotoučů může zahrnovat jeden klín a klínovou ♦ *· ·· · · * * ·· # ♦ · · • · · «·· ·· · • **·* «· ♦ « • · * · ♦

«» ··♦· drážku v hřídeli, která zahrnuje další klíny a klínové drážky takže po montáži klínu na hřídel je klín vsunut do drážky a tím kotouč usazen na hřídel. Jeden z klínů a klínových drážek na hřídeli může být orientován v druhém ostrém úhlu vzhledem k podélné ose hřídele, přičemž tento úhel je s výhodou 10 stupňů.

Póly vinutí mohou být rozmístěny kolem statoru v jakémkoliv požadovaném radiálním uspořádání. Je však výhodné, aby pólové nástavce byl rozmístěny kolem obvodu přibližně se středovým úhlem 40 stupňů nebo přibližně se středovým úhlem 20 stupňů.

Póly vinutí mohou být opatřeny hlavou u svého venkovního konce a tím mohou pomoci při fixaci vinutí na pólových nástavcích. Jádro může dále obsahovat unašeče, které jsou umístěné mezi póly s vinutími a které mají rozšířený venkovní konec, aby tak přispívaly k fixaci vinutí na pólových nástavcích

Stator může dále zahrnovat množinu sestav vinutí, z nichž každá je kluzně uložena na hřídeli. Každá ze soustav vinutí zahrnuje množinu závitů. Je výhodné, když mezi sousední sestavy vinutí je vložena distanční podložka, čímž se účinně zvětší příčný průřez hřídele a v důsledku toho se zvětší odolnost hřídele proti ohybu. Do prostorů mezi distanční podložku a sestavy vinutí muže být nanesena pryskyřice a tím účinně spojeny sestavy vinutí a distanční podložky a tak dále zvýšena tuhost hřídele v ohybu.

Je výhodné použít k rotačnímu uložení skříně na hřídel valivých ložisek. Valivá ložiska jsou umístěna na hřídeli poblíž každého konce hřídele.

Rotor může dále zahrnovat protilehlá koncová víka, která uzavírají otevřené konce skříně a drží skříň, na hřídeli,. Koncová víka mohou mít středový náboj, který je opatřen otvorem, ve kterém je uložen hřídel, Koncová víka mohou mít dále obvodovou stěnu, která je vsunuta do vnitřku skříně, aby tak držela skříň na hřídeli. Středový náboj s výhodou zahrnuje zahloubení pro ložisko, které obepíná středový otvor a slouží pro uložení ložiska pro otočné uložení rotoru na hřídeli. Odlehlý konec obvodové stěny je s výhodou zkosen , aby se umožnilo snadné vložení obvodové stěny do skříně. Navíc zkosení podlehlého konce také napomáhá ve vystředění hřídele vůči skříni. Každý konec víka může dále zahrnovat kryt, který těsní středový otvor vůči hřídeli.. Je také výhodné když středový náboj a kryt jsou opatřeny odpovídajícími soustřednými kroužky, které navzájem do sebe zapadají a vytvářejí po montáži krytu na koncové víko labyrintové těsnění.

Elektrický motor může dále zahrnovat montážní blok pro pevné uchycení konců hřídele na nosnou konstrukci.

·· » « ··

··

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 představuje elektrický motor s vnějším rotorem podle předloženého vynálezu;

obr.2 je pohled na řez elektrickým motorem podél čáry 2-2 z obr. 1;

obr.3 je pohled na řez elektrickým motorem podél čáry 3-3 z obr.2 obr.4 představuje perspektivní pohled najeden cívkový modul statoru podle předloženého vynálezu;

obr.5 představuje perspektivní pohled na klec rotoru podle předloženého vynálezu; obr.6 představuje perspektivní pohled na přípravek pro montáž stacionárních magnetů klece rotoru;

obr.7 je perspektivní pohled na montážní celek, znázorňující hlavní kroky montáže statoru; obr,8 perspektivní pohled na montážní celek, znázorňující hlavní kroky sestavení rotoru se statorem;

obr.9 představuje perspektivní pohled na tréninkový běžecký pás se zabudovaným elektrickým motorem s vnějším rotorem podle vynálezu;

obr. 10 znázorňuje perspektivní pohled na část systému pro dopravu materiálu se zabudovaným elektrickým motorem s vnějším rotorem podle vynálezu;

obr.l 1 představuje podélný řez druhým provedením elektrického motoru, znázorňujícím prostorové vztahy mezi hřídelí, rotorem a statorem podle druhého provedení;

obr. 12 znázoměí/řez podél čáry 12-12 z obr.l 1;

obr. 13 je půdorys hřídele, znázorňující šikmou drážku;

obr 14 znázorňuje zvětšený částečný řez jedním koncem hřídele, znázorňující vnitřní průchody pro elektrické vodiče ;

obr. 15 představuje podélný řez statorem uloženým na hřídeli, přičemž pro lepší přehlednost není znázorněn rotor a koncová víka;

obr. 16 je řez podél čáry 16-16 z obr. 15 opět pro lepší přehlednost bez hřídele;

obr. 17 představuje podélný řez rotorem a skříní, pro lepší a názornější přehlednost bez statoru, hřídele a koncových vík;

obr.18 představuje řez podél čáry 18-18 z obr.l 7, znázorňující změnu směru magnetického toku u statoru;

obr. 19 je pohled na koncové víko pro uzavření a otevřeného konce skříně pro elektrický motor podle vynálezu;

obr.20 představuje řez podél čáry 19-19 z obr. 19;

obr.21 je boční pohled na kryt pro utěsnění vzhledem k hřídeli;

obr.22 představuje řez podél čáry 22-22 z obr.21;

obr.23 je boční pohled na sestavený elektrický motor a znázorňuje montážní blok, koncová víka a těsnění,

Příklady provedeni

Obr.l až 3 představují elektrický motor 10 podle předloženého vynálezu spolu s řídícím systémem 12 pro řízení funkce elektrického motoru 10. Elektrický motor 10 zahrnuje stator 20. umístěný uvnitř rotoru 22. Stator 20 zahrnuje hřídel 24, na které je pevně uchycena řada sestav vinutí 26 (viz také obr.4), oddělených distančním podložkou 28.

Pojistná podložka 30 drží sestavy vinutí 26 na hřídeli 24 vůči distanční podložce 28.

Hřídel 24 je opatřena s výhodou alespoň jednou dutou koncovou částí, vytvářející průchod pro elektrické vedení a rovněž podle potřeby pro vyvedení vinutí na povrch motoru

10. Hřídel 24 má ve středu umístěnou část 24a o velkém průměru, rozdělenou nákružkem 36, který společně s distanční podložkou 28 omezuje podélný pohyb distanční podložky 28 podél hřídele 24 během montáže. Hřídel 24 zahrnuje řadu částí 24b, 24c a24d o zmenšeném průměru na každém konci části 24a, která má velký průměr.Přechod každé části 24a-d směrem k menšímu průměru vytváří odpovídající osazení 25b, 25c a 25d. Klín 38, je veden v podélném směru hřídele 24.

Distanční podložka 28 zahrnuje středový náboj 31 a obvodovou stěnu 33, spojenými žebrem 34. Skrze žebro 34 je vedena množina otvorů 35. Skrze obvodovou stěnu 33 prochází radiální otvor 37 a protíná žebrový otvor 35, aby tak propojil vnějšek obvodové stěny 33 s prostorem mezi obvodovou stěnou 33 a nábojem 32, s možností. Jeden konec náboje 32 zahrnuje prstencovou zarážku 39, zabíhající do středového otvoru, přičemž má takový rozměr aby přiléhal na osazení 36 hřídele, přičemž náboj 32 je uložen na hřídeli kluzně, čímž omezí podélný pohyb distanční vložky.

Každá ze sestav vinutí 26 má jádro 40, zahrnující řadu axiálně seřazených kotoučů 42, majících otvory 44 a drážky 46 pro klín, Otvory 44 a drážky pro klín 46 sestavy kotoučů 42 vytvářejí axiální otvor a jádro 40 pro vinutí.

Obvod každého disku 42 je tvořen množinou pólů 50 vinutí, které jsou s výhodou rozmístěny po 40 stupňových úsecích na obvodu kotouče 42 a jsou odděleny unášeči 52. Řada seřazených pólových nástavců 50 vytváří osy 5J pólů. Kanál 54 pro vinutí je vytvořen kolem obvodu každého pólů 50 vinutí, přičemž jeho velikost umožňuje kluzné nasazení vinutí 56 se středovým otvorem odpovídajícím velikosti pólového nástavce 50.

	a · ·	aa **
4 »· aaa	aa · * Φ a	a · · a · *
• ··	a ·	a a · ♦
a a · ·		« a a
• a · aa ca	·«« ·«··	aa aaa a

Vinutím 56 je opatřen každý z pólů 50 vinutí. Vinutí 56 jsou s výhodou vytvořena z řady elektrických vodičů, jejichž mezizávitové prostory jsou vyplněny epoxidem a teplem vytvrzeny, takže vytvoří tuhou konstrukci. Každé vinutí 56 je spojeno s elektrickým ovládacím systémem 12 vedením 58 (obr. 2), procházejícím skrze dutý vnitřek hřídele 24,

Rotor 22 zahrnuje rotorovou klec 60, provedenou s výhodou jako hliníkový odlitek, tvořenou obecně válcovým tělesem 62, z jehož vnějšího povrchu vybíhají páry rovnoběžných palců 64, vytvářejících mezi sebou magnetické štěrbiny 66. Magnetické štěrbiny 66 jsou situovány přibližně po 60 stupňových intervalech, kolem obvodu tělesa 62. Válcové těleso 62 má otvory 68 , umístěné v magnetických štěrbinách 66.

Rotor 22 zahrnuje dále magnetickou sestavu 70, obsahující kryt 72 s výhodou vyrobený z ocele a dále dva páry magnetů 74. Magnety 74 jsou výhodně usazeny na_krytu 72 takže po usazení krytu 72 na magnetické štěrbiny 66 budou magnety 74 uchyceny v magnetických štěrbinách 66 válcového tělesa 62.

Elektrický motor JO dále zahrnuje venkovní skříň 80 v níž je kluzně uložena klec 60 rotoru, přičemž v kleci 60 rotoru je kluzně uložen stator 20. Skříň 80 je s výhodou vyrobena z uhlíkové oceli. Konec venkovní skříně 80 je uzavřen koncovými víky 82, výhodně z hliníku. Koncová víka 82 jsou opatřena středovým nábojem 84, majícím zahloubení, v níž je kluzně uloženo keramické ložisko 86, jenž je drženo v náboji 84, pojistným kroužkem nebo podobným fixačním prvkem 88, uloženým v axiální drážce u vnitřního otvoru zahloubení.

Středový náboj 84 je spojen s obvodovou stěnou 90 radiálním žebrem 92. Obvodová stěna 90 má vnější průměr v podstatě stejný jako je vnitřní průměr skříně. Radiální žebro 92 je opatřeno prstencovou zarážkou 94,vedeno radiálně za obvodovou stěnou 90. Prstencová zarážka 94 má vnější průměr větší než je vnitřní průměr skříně 88 a omezuje hloubku vsunuti koncového víka 82 obvodové stěny 90. Na radiálních žebrech 92 je vytvořena řada chladících lamel 96,vybíhajících z nich v axiálním směru dovnitř a ven. Radiální lamely 92 napomáhají snižování vnitřní teploty elektrického motoru 10 za chodu. V podstatě radiální lamely 96 působí jako chladič, chlazený vzduchem

Koncová víka 82 jsou dále opatřena kryty 98 s axiálními otvory 100, do kterých zabíhá prstencová zarážka 102. V krytu 98 jsou vytvořeny soustředné prstence 104, které odpovídaj/soustředným prstencům 106 na vnějšku koncového víka 82. Soustředné prstence 104 a 106 do sebe zapadají, když je kryt 98 kluzně nasazen na hřídel 24 a vytvářejí labyrintové těsnění k zabránění pronikání prachu a jiných částic do vnitřku motoru 10.

Řídící systém J2 zahrnuje Hallovo čidlo 110 umístěné na hřídeli 24 a příslušné prvky 112 uchycené na kleci 60 rotoru. Prvky 112 jsou umístěny tak aby jejich polohy odpovídaly pólům magnetů 74. Hallovo čidlo 110 je propojeno s elektrickým, zde neznázoměným obvodem, který mění směr proudu, tekoucího vinutími 56 za účelem pohonu klece 60 rotoru kolem statoru 20 .Tento způsob pohonu je běžně znám, a proto zde nebude podrobněji popisován.

Sestava elektrického motoru

Popis sestavení, dále uvedený, obsahuje řadu kroků. Pořadí těchto kroků není důležité. Proto popis sestavení se hlavně týká příkladných kroků nutných pro sestavení elektrického motoru 10 a spojení jeho různých Částí. Popis sestavení nelze tudíž brát jako omezující pro sled montážních kroků.

Montáž elektrického motoru 10, podle obr. 6 začíná montáží magnetů 74 na kryt 72. Magnety 74 jsou výhodně vyrobeny z neodymu, kterýma velmi vysokou intensitu magnetického pole. Například u každého z magnetického páru u jedné magnetické štěrbiny 66 je třeba síly 350 liber pro jejich oddělení. Vzhledem k velké intensitě magnetického pole magnetů 74 je nezbytné, aby při manipulaci s magnety 74 bylo zacházeno opatrně a aby nebyly během montáže umisťovány do blízkosti jak navzájem, tak vzhledem k jiným předmětům, pokud není požadováno, aby se magnety navzájem spojily s předměty.

Jak je zřejmé z obr. 6, pro připojení magnetů 74 ke krytu 72, v předem určené orientaci je použito upínací pouzdro 120, tvořené základnou 122 a víkem 124. Magnety 74 tak budou upevněny uvnitř otvorů 68 ve válcovém tělese 62 klece 60 rotoru. Dno 122 pouzdra 120 má příčný průřez ve tvaru písmene U a vytváří kanál 126, jehož velikost umožňuje kluzné uložení krytu 72. V kanálu 126 jsou vytvořeny otvory 128 v rozestupech, které odpovídají rozestupům otvorů 68 v magnetických štěrbinách 66

Pro montáž magnetů 74 ke krytu 72 , jsou magnety 74 v párech umístěny do otvorů 128. Velikost otvorů 128 je volena tak, aby vršky magnetů 74 byly rovnoběžné, nebo mírně pode dnem kanálu 126. Víko 124 je poté umístěno nahoře základny 122 pouzdra 120, aby uzavřelo vršek kanálu 126. Víko 124 je s výhodou upnuto v místě na pouzdru 120. Kryt 72 je následně kluzně vložen do jednoho otevřeného konce pouzdra 120. Když magnetický ocelový kryt 72 se nasune na magnety 74, magnety 24 a kryt 72 se dotknou. Vzhledem k tomu, že koeficient tření mezi magnetickým ocelovým krytem 72 a magnety 74 je dostatečně nízký postačí relativné malá síla (přibližně 70 až 80 liber) pro to, aby klouzal po magnetech 74 . Tato sílaje v porovnání se sílou (350 liber), potřebnou k oddělení magnetů 74 od krytu 72 malá. Pokud je třeba, lze nanést malé množství maziva buď na kryt 72 nebo na magnety 74 a tím snížit koeficient tření a v důsledku toho snížit sílu potřebnou pro kluzný pohyb krytu 72 * ·* ·* · V • ·· • · · ♦ · · ··· ·· po magnetech 74. Po úplném usednutí krytu 72 na pouzdru 120 se víko 124 uvolní a odstraní. Magnetický kryt 72 se potom zvedne z otevřeného vršku kanálu 126, přičemž nese magnety 74 , které jsou správně orientovány pro vložení do klece 60 rotoru.

Způsob montáže magnetů 74 na magnetický kryt 72 v předem stanovených polohách je opakován pro řadu požadovaných magnetických sestav 70 pro konkrétní rotorové klece 60 . Jak je zobrazeno, v daném případě se požaduje šest magnetických sestav 70.V závislosti na velikosti elektrického motoru 10 však může být použito více, či méně magnetických sestav 70. Zkompletované magnetické sestavy 70 by měly být skladovány dostatečně daleko od sebe, aby nedošlo ke spojení ke vzájemnému spojeni magnetických sestav 70.

Po ukončení montáže magnetických sestav 70 se tyto umístí do magnetických štěrbin 66 rotorové klece 60, s výhodou se současným naražením magnetických sestav 70 do magnetických štěrbin 66. Vzhledem k tomu, že rotorová klec 60 je s výhodou vyrobena z nemagnetických materiálů, nemá vzájemné působení mezi magnety 74 a rotorovou klecí 60 žádnou důležitost.

Co se týká sestavy statoru 20, každé vinutí má jádro 40 a je sestaveno běžným způsobem. Vinutí 56 jsou nasazována na pólové nástavce 50. Tento postup je opakován pro všechny sestavy vinutí 60, která jsou potřebná pro ten který konkrétní motor. Jak je zobrazeno, elektrický motor 10 je opatřen pouze dvěma sestavami vinutí 26. Je však zcela zřejmé, že do rozsahu vynálezu spadá i elektrický motor 10, který je opatřen podle potřeby větším či menším počtem sestav vinutí 26, což je závislé na konkrétních funkčních parametrech, zejména na výkonu elektrického motoru 10. Pro danou sestavu vinutí 26 platí, čím více sestav vinutí 26, tím vyšší výkon elektrický motor 10 vyvine.

Jak ukazuje obr, 7, po vytvoření sestav vinutí 26, se provede montáž statoru 20 nasazením sestav vinutí 26, distanční podložky 28 a jednoho koncového víka 82 na hřídel 24. Nejdříve se najeden konec hřídele 24 nasune distanční podložka 28 až dosedne na osazení 36 hřídele 24. Sestavy vinutí 26 se poté orientují vzhledem k hřídeli 24 tak, aby drážky 46 pro klíny v sestavách vinutí 26 se srovnaly s klíny 38 na hřídeli 24. Sestavy vinutí 26 se potom posouvají po hřídeli 24 až se dostanou jádra 40 vinutí do styku s nábojem 32 distanční podložky 28. Pojistné podložky 30, se nasunou na protilehlé konce hřídele 24 na doraz s jádry 40 vinutí .zachytí se v dané poloze, aby pak fixovaly jádra 40 vinutí proti distanční podložce 28 , která je opřena o nákružek 36.

Je třeba uvést, že když se sestavy 26 vinuti ukládají na hřídel 24, jsou vnitřní konce vinutí 56 vloženy mezi obvodovou stěnu 33 a náboj 32 distanční podložky 28. Konce náboje 32 a obvodové stěny 33 jsou nadoraz s jádrem 40 vinutí, aby tak účinně uzavřely otevřené • · konce distanční podložky 28 a uzavřely v nich konce vinutí 56. Vnitřní konce vinutí 56 jsou drženy v uzavřeném vnitřku distanční podložky 28 k němuž je umožněn přístup otvory 35 v žebru 34 a odpovídajícími otvory 37 v obvodové stěně 33.

Následně je se do uzavřeného vnitřního prostoru dilatační podložkou 28 vstřikne skrze otvory ve obvodové stěně a otvory 35 v žebrech pryskyřice. Do vnitřního prostoru dilatační podložky 28 se vstřikne dostatečné množství pryskyřice, aby se tento vnitřní prostor zcela zaplnil. Podsestava statoru, tvořená hřídelí 24, sestavami 26 vinutí a dilatační podložkou 28, naplněná pryskyřicí se ohřeje na teplotu potřebnou pro vytvrzení pryskyřice.

Podsestava statoru vytvořená hřídelí 24, sestavami 26 vinutí a dilatační podložkou 28, naplněná vytvrzenou pryskyřicí vytváří sestavu, která má mnohem větší tuhost v ohybu než samotná hřídel 24. Zvýšená tuhost v ohybu odpovídá účinnému zvýšení příčné průřezové plochy podsestavy, v důsledku těsného usazení mezi jádry 40 vinutí 26 a hřídelí 24, tlakem mezi jádry 40 vinutí 26 a dilatační podložkou 28 naplněnou pryskyřicí.Čáry 130 na obr. 2 představují účinný průměr hřídele 24, vytvořenou podle výše uvedeného postupu a mající účinnou tuhost.

Mělo by zde být však současně předesláno, že elektrické vodiče pro vinutí 56 jsou spojeny do elektrických kanálů, procházejících vnitřkem hřídele 24. Protože propojení elektrických vodičů je velmi dobře známo a netvoří podstatnou část vynálezu nebude zde podrobněji popisováno. Je nutno rovněž konstatovat, že Hallovo čidlo 110 je na hřídel 24 po kompletaci celé podsestavy uchyceno běžným způsobem.

Po dohotovení hřídelové podsestavy se jedno z koncových vík 82 s již nainstalovaným keramickým ložiskem 86, nasouvá najeden konec hřídele 24 skrze otvor v náboji 84 koncového víka 82 dokud konec ložiska nedosedne až na doraz, tvořený osazením 25c vytvořeným zmenšením průměru části 24b hřídele 24 a dokud zarážka 102 víka nedosedne na osazní 25d zmenšeného průměru části 24c hřídele 24.

Hřídelová podsestava, podle obr.8, se společně s odpovídajícím koncovým víkem 82 nasune do rotorového tělesa 62. Po usazení první sestavy 26 vinutí do vnitřku tělesa 62 rotorové klece, magnety 74 přitáhnou vinutí do kontaktu s magnety. Stejně jako při montáži magnetů 74 ke krytu 72, třebaže magnety 74 mají velkou přitažlivou sílu, koeficient tření je dostatečně malý, takže statorová podsestava může být kluzně nasunuta do vnitřku tělesa 62 rotorové klece, Pokud je třeba, lze použít pro usnadnění kluzného pohybu mazadla, které se nanese buď na hřídel nebo na vnitřek tělesa 62 rotorové klece.,

Podsestava tvořená statorem a rotorem je poté kluzně zasunuta do skříně 80. Po zasunutí podsestavy, tvořené statorem a rotorem, se magnety 74 spárují s částí skříně 80, výsledkem čehož je,že se skříň 80 a hřídel 24 poněkud vyrovnají. Po úplném vsunutí podsestavy, tvořené statorem 20 a rotorem 22, kónický povrch 120 na obvodové stěně 90 koncového víka 82 se dostane do styku s hranou skříně 80 a vycentruje hřídel 24 vzhledem ke skříni 80 u tohoto konce,

Klínový účinek kónického povrchu 120 oddělí některé z magnetů od skříně 80. Výsledkem je úhlové natočení skříně 80 a podélné osy hřídele 24.

Ačkoliv to není nutné, je výhodné, když vnitřní povrch skříně 80 je opatřen jedním nebo více výstupky, přičemž obvodová stěna 90 má odpovídající počet zářezů nebo drážek, takže po vložení obvodové stěně 90 koncového víka 82 do otevřeného konce skříně 80 výstupky mírně odklání obvodovou stěnu 90 dokud nezapadnou do odpovídajících zářezů nebo drážek a tím účinně zajistí koncové víko 82 v poloze na skříni 80.

Pro dokončení montáže elektrického motoru JO se na protilehlý konec hřídele 24 nasune další koncové víko 82. Zde je třeba si uvědomit, že magnety 74 alespoň části jedné strany statoru 20 budou ve fysickém kontaktu s vnitřkem tělesa 62 rotorové klece, v důsledku čehož hřídel 24 bude mírně vyosena vzhledem ke skříni 80. Vnější konce obvodové stěny 90 koncového víka 82 mají mírný úkos 120. Při tomto uspořádání, po vložení druhého koncového víka 82 do otevřeného konce skříně 80, kónický, nebo do klínu tvarovaný vnější okraj obvodové stěny 90 koncového víka 82 vejde do styku s vnitřní hranou části skříně 80.

Při plynulém vsouvání obvodové stěny 90 koncového víka 82 do otevřeného konce skříně 80 se začne centrovat hřídel 24 vzhledem k podélné ose skříně 80 a kleci 60 rotoru. Po ukončení úplného vsunutí koncového víka 82. sestavy 26 vinutí jsou odtlačeny z jejich kontaktu s vnitřním povrchem tělesa 62 rotorové klece. Následně se kryt 98 kluzně nasouvá na hřídel 24, aby uzavřel středový náboj 84 a utěsnil vůči okolní atmosféře..

Po montáži vznikne mezi vnějškem sestav 26 a vnitřkem tělesa 62 rotorové klece mezera o velikosti asi 0,5 mm. V důsledku velmi velkých magnetických sil magnetů 74 zde vzniká tendence magnetů 74 spojit se se skříní 80, čemuž však zabraňuje výjmečná tuhost statorové podsestavy.

Motor 10 podle vynálezu, tak jak je popsán výše, poskytuje špičkový výkon 3 kW a může pracovat nepřerušovaně s výkonem 1,6 kW a 850 otáčkách za minutu, s účinností 95%. Maximální kroutící moment je 18,2 Nm. Výkon elektrického motoru 10 je velmi vysoký vzhledem k jeho poměrně malé velikosti. Skříň 80 má délku přibližně 417 mm a průměr 114,3 mm. Každá sestava 26 vinutí má délku přibližně 135 mm.

• · * * ·» » t · * • * · l«* ·· * • * * • · · • ♦ ♦ * · · «· «·«·

Funkce

Funkce motoru je řízena velice známým způsobem a* proto bude popsána v obecných detailech. Jak je známo u všech stejnosměrných motorů, rotor se pootáčí vpřed vzhledem £>TA k rotoru v důsledku změny polarity pólů na statoru, aby buď tlačily nebo táhly permanentní magnety na rotoru, jak je kdy třeba. Stator podle vynálezu má devět pólů 51 tvořených vinutími 56, rozloženými přibližně po 40 stupňových intervalech po obvodu statoru. Permanentní magnety na rotoru jsou rozmístěny po 60 stupňových úsecích kolem obvodu rotoru. Permanentní magnety mají šířku o málo větší než je šířka vinutí.

Po vystředění pólu permanentního magnetu nad jedním pólem vinutí, je další permanentní magnet obecně ustaven přímo mezi další sousední póly, přičemž jeho část přečnívá Část každého vinutí. Následující magnet 74 se opět ustaví nad pól 51 vinutí. Za předpokladu, zeje mezi póly magnetů 74 a vinutími pevná fysická vazba, lze použít Hallovo čidlo pro zjišťování polohy magnetů a výstupního signálu, jenž je využit elektronickou jednotkou 12 ke změně směru proudu tekoucího vinutími, aby se přeměnila podle potřeby polarita vinutí a tak aby se permanentní magnety buď tlačily nebo táhly a aby tak pokračovala rotace rotoru. Postačuje jediné Hallovo čidlo, protože počet permanentních magnetů je znám a rovněž je známo rozmístění permanentních magnetů. Hallovo čidlo by však mohlo být umístěno nad statorem u všech nebo některých z pólů vinutí 56 pokud by bylo třeba.

Elektronické řízení je schopno nejen zajistit posun rotoru vpřed vůči statoru ale, rovněž je schopno obrátit směr otáčení rotoru vůči statoru. Stejně tak může byt elektronické řízení využito buď k brzdění dopředného pohybu nebo zpětného pohybu elektrického motoru. Technika dopředného pohybu, reversace a brždění jsou velmi dobře známy, a proto zde není třeba je podrobně popisovat.

Rychlost elektrického motoru je ovládána nastavením hodnoty napětí přivedeného na vinutí. Pokud se napětí zvýší, rychlost otáčení elektrického motoru se úměrně zvýší. Takže jednoduché a dobře známé řízení rychlosti elektrického motoru pomocí napětí, představuje vše, co je třeba k řízení rychlosti motoru podle vynálezu. Výhodou použití napětí k řízení rychlosti elektrického motoru řízení je, že rychlost elektrického motoru je v podstatě plynule nastavitelná v závislosti na rozsahu napěťového zdroje pro elektrický motor a vnitřním odporem konkrétního zařízení, které je elektrickým motorem poháněno.

4444 * 4 ♦ 4 • ··

· >

4444

Během ustáleného chodu, elektrický motor bude generovat přibližně 80 W tepelné energie. Vzhledem k malé velikosti elektrického motoru v porovnání s výkonem a generovaným teplem , je důležité rozptýlení tepla, zejména z důvodu jeho negativního dopadu který může mít na magnety 74. Lamely na koncovém víku 82 pracují jako vzduchem chlazený chladič pro rozptýlení tepelné energie vyzařované elektrickým motorem. Jak je zřejmé z obr.

, lamely jsou vedeny z vnitřku koncového víka 82 na povrch. Vnitřní umístění lamel způsobuje nucenou cirkulaci vzduchu uvnitř elektrického motoru JO a eliminuje oblasti vyvinu tepla. Otáčení elektrického motoru 10 způsobuje rotaci lamel a tím cirkulaci vzduchu uvnitř skříně 80. Cirkulace vzduchu uvnitř skříně může být podélná a procházet otevřenými prostory mezi magnetickými štěrbinami 66 ve válcovém tělese 62 . Lamely na koncovém víku 82 spolu s tvarem rotorové klece 60 vytvářejí vzduchový chladič s nucenou cirkulací, který odebírá tepelnou energii bez zvýšení složitosti elektrického motoru 10 nebo bez nároků na zvětšení jeho velikosti.

VYUŽITÍ

Obr. 9 znázorňuje jedno z možných použití elektrického motoru H) podle předloženého vynálezu, Na tomto obr. je ukázáno zařízení 140 s pásem pro trénink chůze či běhu, tvořené deskou 142, na jejímž jednom konci je uchycen elektrický motor 10 podle vynálezu, zatímco na druhém konci je uložen válec 144. Pás je unášen kolem skříně 80 elektrického motoru 10, přičemž válec 144 obíhá kolem desky 142. Vzhledem k tomu, že pás 146 je ve fyzickém kontaktu se skříní 80 elektrického motoru 10, bude při otáčení skříně 80 se posouvat i pás zařízení 140 pro trénink chůze či běhu. Elektrický motor 10, při použití, jaké je popsáno výše, s výhodou pracuje mezi 2 a 12 mph, s výkonem 0,27 kW, při 142 ot/min a 1,60 kW při 854 ot/m.

Obr. 10 znázorňuje další použití elektrického motoru JO podle vynálezu. Na tomto obr.je znázorněn jednoduchý systém pro manipulaci s materiálem, který zahrnuje dopravník 150 mající desku 152 elektrickým motorem 10, uloženým na jednom konci a jeden nebo více válců 154 uchycených na různých místech desky 152. Dopravní pás 156 je opásán okolo válců 154 a elektrického motoru 10. Rotace skříně 80 způsobí pohyb dopravního pásu 156.

V kterékoliv z těchto aplikací je vynález pokrokovější oproti známému stavu techniky v tom, že elektrický motor 10 má relativně malý průměr (114 mm) při velkém výstupním výkonu (1,6 kW) při ustáleném chodu. Malý příčný průřez elektrického motoru 10 umožňuje jeho použití v různých aplikacích, kde jsou kladeny požadavky na malý zastavěný prostor. Zmenšený příčný průřez elektrického motoru JO rovněž umožňuje zmenšení pásu a rovněž

4« • · 44 • 4

4 ·· I

4 ····

zmenšení problémů spojených se setrvačnými silami při brzděním, které se vyskytují u běžných motorů s většími průměry.

Jinou výhodou elektrického motoru 10 podle vynálezu je, že jeho výstupní výkon může být jednoduše zvýšen jednoduchým přidáním počtu sestav 26 vinutí k základním čtyřem, současně s potřebným přidáním mezi nimi ležících distančních vložek 28. Je samozřejmé, že takovéto uspořádání bude vyžadovat delší hřídel 24. Na rozdíl od známých dřívějších konstrukcí není délka hřídele 24 důležitá, protože přidané sestavy 26 vinutí mohou zahrnovat distanční podložky 28 , které dohromady vytvářejí účinný větší průměr, který omezuje průhyb hřídele 24, který se vyskytuje u dosud známých elektrických motorů a jehož negativním výsledkem může být při dostatečném prohnutí hřídele až dotyk rotoru se statorem při činnosti motoru.

Obr. 11 a 12 představují alternativní provedení elektrického motoru 210 podle předloženého vynálezu. Alternativní provedení elektrického motoru 210 zahrnuje řadu složek, fyzicky i funkčně podobných nebo identických s těmito, podle prvního provedení elektrického motoru 10 . Z tohoto důvodu budou mít konstrukční prvky druhého provedení, podobné konstrukčním prvkům prvního provedení, podobné vztahové značky zvýšené o 200.

Elektrický motor 210 zahrnuje elektrický řídící systém 212, který obsahuje veškerou elektroniku pro řízem funkce elektrického motoru 210.Vzhledem k tomu, že elektrický řídící systém je stejný jako elektrický řídící systém 12 , není znázorněn.

Elektrický řídící systém 12 může být doplněn celou řadou velmi dobře známých řídících systémů, ty však netvoří základní část tohoto vynálezu. Z tohoto důvodu zde nebudou podrobně popisovány. Lze obecně konstatovat, že řídící systém 12 by mohl přímo nebo nepřímo monitorovat polohu pólů každého z vinutí ve vztahu k pólům permanentních magnetů a použít tuto informaci k řízení spínání elektrického proudu, protékajícího vinutími a tak ovlivňovat otáčení rotoru (vpřed nebo vzad), rychlost elektrického motoru (obecně změnou amplitudy napětí), zrychlení nebo zpomalení elektrického motoru včetně brždění.

Elektrický motor 210 zahrnuje stator 220 uložený uvnitř rotoru 220, Stator 220 je pevně uchycen na neotočné hřídeli 224. Rotor 222 je otočně uložen na hřídeli 224, Konce hřídele 224 jsou pevně drženy montážními bloky 225 , kterými je hřídel 224 namontován na konstrukční prvek dopravního systému nebo konstrukční prvek konkrétního použití.

Co se týká obr. 13 a 14, zde znázorněný hřídel 224 zahrnuje středovou část 224A o konstantním průměru, která končí u jednoho svého koncem prstencovým nákružkem 224B, přičemž další konec středové částí 224A je opatřen prstencovým krkem 224 C. Prstencový krk 224 C přechází do pojišťovcí prstencové části 224D, která poté přechází do části 224 E o • »· • «4 4

44

4 4 4

4 ·

4·4 44 «

• 4

4

44 zmenšeném průměru pro montáž senzoru. Mezi částí 224 E pro montáž senzoru a částí 224G pro montáž ložiska je umístěna prstencová drážka 224F. Z Částí 224G pro montáž ložiska vybíhá klín 224H o zmenšeném průměru. Druhý konec hřídele 224 ve směru od prstencového osazení 224B je konstrukčně podobný tím, že zahrnuje prstencovou drážku 224F, část 224G pro montáž ložiska a klín 224H. Drážka 224 I pro pero ve statoru je vedena podél délky středové Části 224A. mezi jejími konci a je skloněna v úhlu 10 stupňů vzhledem k podélné ose 224J hřídele 224, což má za důsledek, že protilehlé konce drážky 2241 jsou vůči sobě přesazeny o 20 stupňů. Jeden konec hřídele 224 je opatřen průchodem pro elektrické vedení od řídícího systému k vinutím a některým vnitřním senzorům jako například k Hallovu čidlu.

Stator 220 na obr. 15 a 16 obsahuje jedinou sestavu vinutí 226, pevně usazenou na hřídeli 224 na rozdíl od vícenásobných sestav 26 vinutí u prvního provedení. Samotná sestava vinutí 226 je konstrukčně podobná sestavám 26 vinutí u prvního provedení v tom, že zahrnuje jádro 240 vinutí, kolem kterého je uložena řada závitů 256 vinutí. Jádro 240 vinutí, stejně jako jádro 40 vinutí, zahrnuje řadu kotoučů 242 z nichž každý má axiální otvor 244 , do něhož vchází pero 246, které má takovou velikost, aby zapadlo do drážky 2241 v hřídeli při nasouvání kotoučů 242 na hřídel. Kotouče 242 vytvářejí po usazení na hřídel řadu pólů 250 vinutí. Každý z pólů 250 vinutí je zakončen hlavou 252, která účinně fixuje závity 256 na pólech 250 vinutí. Póly 250 vinutí jsou odděleny kanály 254.

Závity 256 jsou provedeny běžným způsobem a zahrnují vodič, navinutý kolem pólů 250 vinutí. Kanály 254 jsou za účelem snížení vibrací zaplněny pryskyřicí, s výhodou dvousložkovou epoxidovou pryskyřicí.

Póly 250 vinutí jsou rozmístěny po 20 stupních kolem středu kotouče 242. Protože poloha kotouče 242 sleduje drážku 2241 , jsou opačné konce pólů 250 vinutí vůči sobě v radiálním směru pootočeny o 20 stupňů, takže opačné konce sousedních pólů vinutí jsou radiálně vyrovnány Jinými slovy, při daném směru rotace, každé z vinutí bude mít vedoucí konec a vlečený konec. Vlečený konec jednoho vinutí je v radiálním směru přiřazen vedoucímu konci vlečeného vinutí.

Jak je zřejmé z obr. 11,12,17 a 18 , rotor 222 u druhého provedení elektrického motoru 210 je odlišný od prvního provedení elektrického motoru 10 v tom, že není třeba použít rotorové klece, protože permanentní magnety jsou uchyceny přímo na venkovní skříň. Druhé provedení elektrického motoru 210 zahrnuje skříň 280, ve které je nasunuta kluzně řada kovových prstenců 260.

Skříň 280 je v podstatě shodná se skříní 80 podle prvního provedení elektrického motoru 10. Skříň 280 má obecně válcový tvar s otevřenými konci 272. Na vnějším povrchu má skříň 280 zkosenou část 274 , přivrácenou k otevřeným koncům 272. Uvnitř duté skříně 280 je umístěn prstencový límec 276 , vytvářející hranici mezi prvním vnitřním průměrem 278 a druhým vnitřním průměrem 280. První vnitřní průměr 278 odpovídá vnějšímu průměru prstenců 260. Druhý vnitřní průměr 280 začíná u nákružku 276 a je zachován až k otevřenému konci 272, přičemž je větší než první vnitřní průměr 278.

Kovové prstence 260 jsou po jejich uložení v požadované poloze uchyceny na vnitřek skříně 280 . Kovové prstence 260 jsou výhodně vyrobeny ze směsi neodymu, železa a bóru. Ve znázorněném provedení mají kovové prstence 260 vnější průměr 10,43 cm a vnitřní průměr 9,83 cm. Každý z kovových prstenců 260 je široký 3,35 cm takže při použití 10 kovových prstenců 260 rozložených po celé délce vnitřku skříně 280 činí celková délka 33,5 cm.

Kovové prstence 260 se zmagnetují až po jejich vložení a uchycení na skříň 280, čímž se v podstatě se eliminují problémy vyskytující se u prvního provedení, spočívající v síle magnetů ze směsi neodymu železa a bóru.

Na obr. 18 je znázorněno zmagnetování kovových prstenců 260. Tyto jsou zmagnetovány takovým způsobem, že každý kovový prstenec 260 je opatřen segmenty 262 se v

střídavým směrem magnetického toku. Šipky 265 na obr. 16 ukazují směr magnetického pole, příslušného odpovídajícímu segmentu 262. Je výhodné, když se segmenty 262 střídají ve směru magnetického toku přibližně po 30 stupních vzhledem ke středu kovového prstence 260

Rozmístění segmentů 262 po 30 stupních je v součinnosti s rozmístěním jader vinutí po 20 stupních’, takže pokud přední konec jednoho pólu 250 vinutí rotuje za daným segmentem 262, pak asi jedna polovina (10° are) vlečeného pólu 250 vinutí leží pod daným segmentem 262. Překrytí mezi sousedními vinutími a daným segmentem 262 způsobuje stálejší výkon elektrického motoru ve srovnání s prvním provedením elektrického motoru, u kterého není překrytí mezi vinutími a daným segmentem nebo magnetem. Velikost překrytí mezi sousedními vinutími a daným magnetem se může v závislosti na požadovaném výkonu elektrického motoru měnit.

Ovladač spíná proud tekoucí závity 256 podobným způsobem jako vinutí 56, aby tak vyvolal rotaci rotoru 220. V podstatě je proud spínán v daném směru, když osa permanentního magnetu míjí osu odpovídajícího vinutí, takže vinutí zpočátku táhne permanentní magnet směrem k ose vinutí a poté tlačí permanentní magnet směrem od osy vinutí. Je třeba uvést, že úhlová orientace vinutí vzhledem k podélné ose permanentních magnetů obvykle povede ke spínání proudu, jakmile středový bod permanentních magnetů bude procházet středovým bodem vinutí.

Jak je patrné z obr. 19 a 20, otevřené konce skříně 280 jsou uzavřeny koncovými víky 282. Koncová víka 282 jsou identická s koncovými víky 82 a zahrnují středový náboj 284 mající průchozí otvor 285 se zarážkou 287, která tvoří sedlo pro keramické ložisko 286. U vnitřního konce středového náboje 284 je umístěna prstencová drážka 288. Ze středového náboje 284 vybíhá obvodová stěna 290, spojená se středovým nábojem 284 radiálními žebry 292. Část radiálních žeber 292 je vedena za obvodovou stěnu 290, kde vytváří vnější zarážku 294. Konce obvodové stěny 290 jsou opatřeny úkosem 291 , aby tak napomohly vložení koncových vík 282 do skříně 280. Lamely 296 pro chlazení vybíhají směrem ven z radiálních žeber 292.

Kryt 298, podle obrázků 21 a 22, má axiální otvor 300, do něhož výbíhá prstencová zarážka 302. Na vnitřním povrchu krytu 298 jsou vytvořeny soustředné prstence 304 , které zapadají do soustředných prstenců 306, obepínajících otvor středového náboje 284, čímž se po montáži krytu 298 na koncové víko 282 vytvoří labyrintové těsnění.

Obrázek 23 představuje montážní blok 225, jenž zahrnuje základnu 310 jíž procházejí montážní čepy 312, opatřené závitem. V drážce 318, vytvořené v základně je 310 uložen svěrací třmen 314, který tlakem, vyvozeným šrouby 316 drží koncový klín 224H.

Dále bude popsáno druhé provedení elektrického motoru 210. Stejně jako u prvního provedení přesný sled montážních kroků není vzhledem k vynálezu důležitý. Montážní kroky jsou popsány zcela jen pro lepší porozumění vynálezu, přičemž sled kroků nesmí být pokládán za omezení vynálezu.

Stator 220 se smontuje nasunutím řady kotoučů 242 na hřídel 224. Klín 246 každého kotouče 242 zapadá, po nasunutí kotoučů 242, do drážky 2241 pro klín. Po nasunutí kotoučů 242 na hřídel 224 a uložení klínů 246 v drážce 2241 na hřídeli se vytvoří póly 250 na jádrech 240 vinutí.

Po namontování kotoučů 242 na hřídel 224 se nasune hřídel distanční podložka 288, která je držena v kontaktu s kotouči 242 zajišťovací podložkou 289. Zajišťovací podložka 289 přitlačuje kotouče 242 knákružku 224B. Poté jsou obvyklým způsobem vytvořena navíjením vodiče na póly 250 vinutí 256,

Po vytvoření vinutí 256 na pólech 250 může být smontován stator 220 a rotor 222. Stator 220 se s výhodou se nasouvá do vnitřku rotoru 222 kluzně, V zhledem k tomu, že prstence 260 už byly zmagnetizovány, stator 220 bude přitažen do styku se zmagnetizovanými prstenci 260 rotoru 222. Stator 220 tak může být kluzně vkládán vnitřkem • · ·· •

* ·· • · · · · * · » · a • · · · ··*· ·♦ ··« motoru, lze požít maziva pro snížení prstenců 260 rotoru 222. U prvního provedení koeficientu tření mezi statorem 220 a rotorem 222.

Montáž koncových vík 82 a ložisek 86 do skříně 280 je stejná jak již bylo popsáno u prvního provedení_a proto nebude podrobně popisována. Po montáži koncových vík 282, keramických ložisek 286 a krytu 298, je sestava připravena pro uložení do montážního bloku 225. Klíny 224H na každém konci hřídele 224 se kluzně nasunou do otvoru 340 pro klín v montážním bloku 225. Šrouby 342 procházejí montážním blokem 225 a třmenem. Matice 344 se našroubují na konce šroubů 342 a utáhnou se, aby se třmen přitáhl proti montážnímu bloku 225 a tak pevně držel hřídel 224 na montážnímu bloku 225. Montážní blok 225 zahrnuje montážní šrouby 346, procházející skrze něj, aby tak zajistily uchycení montážního bloku 225 na nosné konstrukci. Montážní blok 225 lze potom namontovat na jakoukoliv vhodnou konstrukci.

Třebaže vynález byl konkrétně popsán ve spojitosti sjeho určitým konkrétním provedením, je zcela zřejmé, že tento popis představuje pouze ilustrativní provedení a tudíž nepředstavuje omezení a že rozsah připojených patentových nároků by měl být pojat tak široce, jak známý stav techniky umožňuje.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Elektrický motor (10) zahrnující:

hřídel (24) s podélnou osou, mající protilehlé konce upraveny pro pevné uložení na nosnou konstrukci;

stator (20), pevně uložený na hřídeli (24), zahrnující řadu vinutí (56), upravených pro změnu směru toku elektrického proudu ke změně polarity vinutí (56); rotor (22) otočně uložený na hřídeli (24), zahrnující řadu magnetů (74, 260), radiálně uspořádaných kolem obvodu statoru (20), kdy každý z magnetů (74,260) má alespoň jeden předem daný pól a ovladač (12), spojený s vinutími (56) pro řízení směru elektrického proudu protékajícího vinutími (56) a tím vyvolání a řízení otáčení rotoru kolem statoru.
2. Elektrický motor (10) podle nároku 1, vyznačující se tím, že rotor (22) zahrnuje válcovou skříň (80) s podélnou osou, přičemž magnety (74,260)jsou funkčně spojeny s vnitřkem válcové skříně (80), takže válcová skříň (80) se vzhledem ke statoru (20) otáčí a působí jako vnější hnací mechanismus pro elektrický motor (10).
3. Elektrický motor (10) podle nároku 2, vyznačující se tím, že množina magnetů (74, 260) zahrnuje množinu zmagnetizovaných kovových prstenců (260), obepínajících stator 20).
4. Elektrický motor (10) podle nároku 3, vyznačující se tím, že každý ze zmagnetizovaných kovových prstenců (260), je zmagnetizován tak, aby prstenec (260) zahrnoval radiální segmenty (262), střídavé polarity
5. Elektrický motor (10) podle nároku 4, vyznačující se tím, že každý radiální segment zaujímá oblouk se středovým úhlem asi 30 stupňů.

• φ φ · ♦ ·· φ · φ φ φ φ· φφφ*
6. Elektrický motor (10) podle nároku 2, vyznačující se tím, že rotor (22) dále zahrnuje válcovou klec (60), pro uchycení množiny magnetů (74,260), která je umístěna axiálně uvnitř válcové skříně (80), přičemž uvnitř válcové klece (60) je umístěn stator (20)
7. Elektrický motor (10) podle nároku 6, vyznačující se tím, že válcová klec (60), je opatřena radiálními otvory (68) ,ve kterých jsou umístěny magnety (74,260).
8. Elektrický motor (10) podle nároku 7, vyznačující se tím, že radiální otvory (68) pro magnety (74,260) jsou radiálně rozmístěny asi po 60 stupních kolem středu válcové klece (60),
9. Elektrický motor (10) podle nároku 8, vyznačující se tím, že válcová klec (60) zahrnuje množinu axiálně orientovaných štěrbin (66), ve kterých jsou umístěny otvory pro magnety, přičemž rotor (22) dále zahrnuje kryt 72 magnetů (74,260), který je uchycen ve štěrbinách (66), přičemž na něm jsou uchyceny magnety (74, 260), tak, aby po uložení krytu 72 magnetů (74,260) v odpovídajících štěrbinách (66) magnety (74,260) zaujaly polohu v odpovídajících otvorech.
10. Elektrický motor (10) podle nároku 9, vyznačující se tím, že v každé štěrbině (66) je množina otvorů pro magnety (74, 260), přičemž kryt 72 magnetů (74,260) nese magnet pro každý otvor.
11. Elektrický motor (10) podle nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že stator (20) zahrnuje jádro (40) pro vinutí s podélnou osou, mající množinu pólů (50), kolem nichž jsou uspořádána vinutí.
12. Elektrický motor (10) podle nároku 11, vyznačující se tím, že vinutí jsou orientována na jádře (40), tak, aby podélná osa vinutí svírala ostrý úhel s podélnou osou jádra (40).
13. Elektrický motor (10) podle nároku 12, vyznačující se tím, že první ostrý úhel je 10 stupňů.

» ·· • a · · a ·· • · * · • · · »» * · · · · • · · * · • · · · · · * · · · · ··* ♦· ****
14. Elektrický motor (10) podle nároků 11 až 13, vyznačující se tím, že jádro (40) pro vinutí zahrnuje množinu kotoučů (42), majících axiální otvor (44) pro jejich nasunutí na hřídel (24).
15. Elektrický motor (10) podle nároku 14, vyznačující se tím, že každý kotouč (42) zahrnuje jeden klín (38) a drážku (46) pro klín (38), přičemž hřídel zahrnuje další klín (38) a drážky (46), takže po montáži kotoučů (42) na hřídel, klín (38) je zasunut drážky (46) a tím kotouč (42) usazen ve stanovené poloze vzhledem ke hřídeli.
16. Elektrický motor (10) podle nároku 15, vyznačující se tím, že jeden z klínů a jedna z drážek je orientována v druhém ostrém úhlu vzhledem k podélné ose hřídele.
17. Elektrický motor (10) podle nároku 16, vyznačující se tím, že druhý ostrý úhel je 10 stupňů.
18. Elektrický motor (10) podle nároků 11 až 17, vyznačující se tím, že póly (50), kolem nichž jsou uspořádána vinutí, jsou uspořádány radiálně asi po 40 stupních kolem středu.
19. Elektrický motor (10) podle nároků 11 až 17, vyznačující se tím, že póly (50), kolem nichž jsou uspořádána vinutí, jsou uspořádány radiálně asi po 20 stupních kolem středu.
20. Elektrický motor (10) podle nároků 11 až 19, vyznačující se tím, že póly (50), kolem nichž jsou uspořádána vinutí, jsou opatřeny na venkovním konci hlavou (252), pro zadržování vinutí na pólech.
21. Elektrický motor (10) podle nároků 11 až 19, vyznačující se tím, že jádro pro vinutí dále zahrnuje unášeče 52, umístěné mezi póly (50), kolem nichž jsou uspořádána vinutí, přičemž unášeče 52 jsou opatřeny venkovním rozšiřujícím se koncem pro zadržování vinutí na pólech (50).
22. Elektrický motor (10) podle nároků 1 až 21, vyznačující se tím, že stator (20) dále zahrnuje množinu sestav vinutí (26) kluzně nasunutou na hřídel (24), přičemž každá sestava vinutí (26) zahrnuje množinu závitů.
23. Elektrický motor (10) podle nároku 22, vyznačující se tím, že stator (20) dále zahrnuje distanční podložku (28), uloženou na hřídeli (24) a umístěnou mezi sousedními sestavami vinutí (26), čímž distanční podložka (28) účinně zvyšuje příčný průřez hřídele (24) a tím pevnost v ohybu hřídele (24).
24. Elektrický motor (10) podle nároku 23, vyznačující se tím, že v prostory mezi distanční podložkou (28) a sestavami vinutí jsou zaplněny pryskyřicí pro účinné spojení sestav vinutí a tím další zvýšení pevnosti v ohybu hřídele (24).
25. Elektrický motor (10) podle nároku 24, vyznačující se tím, že hřídel (24) zahrnuje nákružek (36) a distanční podložka zahrnuje prstencovou zarážku (39), jenž je v kontaktu s nákružkem (36) po jeho umístění na hřídel (24), aby tak fixovala polohu nákružku (36) vzhledem k hřídeli (24).
26. Elektrický motor (10) podle nároků 2-25, vyznačující se tím, že dále zahrnuje řadu ložisek (86), otočně spojující skříň s hřídelí (24).
27. Elektrický motor (10) podle nároku 26, vyznačující se tím, že v oblasti každého z konců hřídele je na hřídeli (24) jedno ložisko.
28. Elektrický motor (10) podle nároků 2-27, vyznačující se tím, že dále zahrnuje protilehlá koncová víka (82), pro uzavření otevřených konců skříně a pro její uložení na hřídeli (24).
29. Elektrický motor (10) podle nároku 28, vyznačující se tím, že každé z koncových vík (82) zahrnuje středový náboj (84) s otvorem pro hřídel (24) a obvodovou stěnu (90), která je zasunuta do vnitřku skříně, pro její uložení na hřídeli (24), t · · · · ·*· »>·· ·· ··*·
30. Elektrický motor (10) podle nároku 29, vyznačující se tím, že středový náboj (84) zahrnuje osazení pro ložisko (86), obepínající středový otvor pro montáž ložiska (86) do koncového víčka (82), přičemž skrze ložisko (86) a otvor v náboji prochází
31. Elektrický motor (10) podle nároku 30, vyznačující se tím, že obvodová stěna zahrnuje zarážku , která je ve styku s koncem skříně, pro omezení vsunutí koncového víčka (82) vzhledem ke skříni.
32. Elektrický motor (10) podle nároků 29-31, vyznačující se tím, že venkovní hrana obvodové stěny je opatřena úkosem , aby se usnadnilo vsunutí obvodové stěny do

1 v r v skříně.
33. Elektrický motor (10) podle nároků 29-32, vyznačující se tím, že každé koncového víko (82) dále zahrnuje kryt (98) pro utěsnění středového otvoru vzhledem ke hřídeli (24).
34. Elektrický motor (10) podle nároku 33, vyznačující se tím, že středový náboj (84) a kryt mají odpovídající soustředné prstence (104,106), které spolu po montáži krytu na koncové víko (82) zabírají a tak vytvářejí labyrintové těsnění.
35. Elektrický motor (10) podle nároků 1-35, vyznačující se tím, že dále zahrnuje montážní blok pro pevné uložení hřídelových konců na nosnou konstrukci.
36. Elektrický motor (10) podle nároků 1-35, vyznačující se tím, že magnetyjsou vyrobeny z neodymia.