Конкретные частные примеры 1 – 4 (см. Фиг. 1 – 4) различных электрических машин работают следующим образом

В примере 1 электрическая машина постоянного электрического тока, которая изображена на Фиг. 1, может работать как в режиме электрического двигателя, так и в режиме электрического генератора (если ротор 8 намагничен). Если она используется в качестве электрического двигателя, то из внешней двухпроводной электрической сети она должна получать (посредством управляющего устройства) постоянный электрический ток. Если же электрическая машина используется в качестве электрического генератора, то во внешнюю электрическую сеть она будет выдавать постоянный электрический ток. В рассматриваемом устройстве электрические контакты катушек 2 обмотки статора 1 с целью реализации вращающегося магнитного поля статора 1 в зависимости от положения ротора 8, соединяются с соответствующими электрическими контактами 3 и 4 управляющего устройства. Конечно, скорость вращения магнитного поля статора 1 может подчиняться и другому заданному закону. При этом вращение ротора 8, если нагрузка на него не чрезмерная, будет следовать за вращением магнитного поля статора 1. Если использовать устройство в качестве электрического двигателя, то возможна одновременная запитка катушек статора 1 и ротора 8 не только постоянным, но и переменным электрическим током.

В примере 2 электрическая машина постоянного электрического тока, которая изображена на Фиг. 2, может работать как в режиме электрического двигателя, так и в режиме электрического генератора. Если она используется в качестве электрического двигателя, то из внешней двухпроводной электрической сети она должна получать (посредством управляющего устройства) постоянный электрический ток. Если же электрическая машина используется в качестве электрического генератора, то во внешнюю двухпроводную электрическую сеть она будет выдавать постоянный электрический ток. В рассматриваемом устройстве электрические контакты 11 катушек 10 обмотки статора с целью реализации вращающегося магнитного поля статора 9 в зависимости от пространственного положения ротора 16 соединяются с соответствующими электрическими контактами 12 и 13 управляющего устройства.

В примере 3 (см. Фиг. 3) электрическая машина является генератором постоянного электрического тока. Как только ротор 17 этой электрической машины с косым двухполюсником будет приведён во вращение внешним устройством, то на электрических контактах внешней сети появится электрическое напряжение, которое можно использовать для получения постоянного электрического тока в этой сети. Подчеркнём, что косой двухполюсник используется здесь для уменьшения энергии на вращение ротора и, следовательно, для существенного увеличения КПД, рассматриваемого здесь, генератора постоянного электрического тока.

В примере 4 (см. Фиг. 4) электрическая машина является электрическим генератором переменного электрического тока. Если ротор 26 этой машины будет приведён во вращение внешним устройством, то на двух стационарных электрических контактах 30 и 31 (или 32 и 33) обмоток статора 27, соединённых с внешней электрической сетью, появится переменное электрическое напряжение, которое можно использовать для получения переменного электрического тока во внешней электрической сети. Последнее является следствием индуктивно наведённого электрического тока с заданным направлением электрического тока в указанных двух катушках обмотки статора, обеспечивающим получение технического результата – электрического тока во внешней двухпроводной сети.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

К настоящему моменту изготовлен экспериментальный образец электрической машины, который можно использовать в качестве либо электрического двигателя, либо электрического генератора постоянного электрического тока. Современный технологический уровень позволяет создать серийное производство электрических машин нового уровня малой, средней и большой мощности.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Электрическая машина, содержащая ротор и статор с катушками обмотки статора и управляющим устройством, характеризующаяся тем, что катушки обмотки статора представляют собой систему последовательно и/или встречно соединённых радиальных и/или тангенциальных катушек, каждая из которых имеет электрические выводы, а управляющее устройство выполнено с возможностью соединения своими электрическими контактами с электрическими выводами соответствующих катушек обмотки статора с обеспечением цепного управления подачи электрического тока в соответствующие катушки обмотки статора и реализации во времени заданного магнитного поля статора в электрической машине, в том числе вращающегося или возвратно - поступательного в зависимости от пространственного положения и магнитного состояния ротора, совершающего вращательное или возвратно – поступательное движения.

2. Электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что она является электрическим двигателем или электрическим генератором постоянного электрического тока, в которой ротор содержит двухполюсный или короткозамкнутый или магнитомягкий, с параллельно отсечёнными двумя сегментами, сердечник, а статор содержит магнитомягкий сердечник и тангенциальные и/или радиальные, последовательно соединённые между собой, катушки обмотки статора с их электрическими выводами, при этом управляющее устройство выполнено с возможностью соединения своими электрическими контактами с электрическими выводами катушек обмотки статора с обеспечением реализации во времени вращающегося магнитного поля статора в зависимости от пространственного положения ротора.

3. Электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что она является электрическим генератором постоянного электрического тока, в которой ротор представляет собой косой двухполюсный ротор, а статор содержит магнитомягкий сердечник и тангенциальные и/или радиальные, последовательно соединённые между собой, катушки обмотки статора с их электрическими выводами, при этом управляющее устройство выполнено с возможностью соединения своими электрическими контактами с электрическими выводами катушек обмотки статора с обеспечением реализации во времени вращающегося магнитного поля статора в зависимости от пространственного положения ротора.

4. Электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что она является электрическим генератором переменного электрического тока, в которой ротор представляет собой двухполюсный ротор, а статор имеет магнитомягкий сердечник и две, равновеликие, последовательно или встречно соединённые, тангенциальные катушки обмотки статора с их двумя электрическими выводами для соединения с внешней электрической сетью, при этом в случае последовательного соединения двух указанных катушек эти два электрических вывода расположены в противоположных частях статора обмотки статора, а в случае встречного соединения, двух указанных катушек обмотки статора, они расположены рядом.

РЕФЕРАТ

Изобретение относится к области электродвигателестроения и электрогенераторостроения и может быть использовано, в частности, для генерации электрической и механической энергии. Задачей изобретения является расширение области применения, снижение затрат, увеличение мощности и КПД электрической машины. Электрическая машина содержит ротор и статор с катушками обмотки и управляющим устройством. Катушки обмотки статора представляют собой систему последовательно и/или встречно соединённых радиальных и/или тангенциальных катушек, каждая из которых имеет электрические выводы. Управляющее устройство выполнено с возможностью соединения своими электрическими контактами с электрическими выводами соответствующих катушек с обеспечением цепного управления подачи электрического тока в соответствующие катушки обмотки статора и реализации во времени заданного магнитного поля статора в электрической машине, в том числе вращающегося или возвратно - поступательного в зависимости от пространственного положения и магнитного состояния ротора, совершающего вращательное или возвратно – поступательное движения. Изобретение может найти применение в энергетике, транспорте, машиностроении, строительной индустрии, космонавтике и других областях техники. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.