Что такое магнитный редуктор

Видео:Магнитный редуктор 1:6 для мотора BLDC / Magnetic gearbox 1:6 for BLDCСкачать

Магнитные редукторы Валерия Дудышева

Современные многоступенчатые редукторы применяются повсеместно во многих видах техники от автотранспорта до кухонного комбайна. Пока это достаточно сложные и дорогие механические устройства. Однако, сейчас им появилась серьезная и недорогая альтернатива.

Известный ученый и изобретатель Валерий Дмитриевич Дудышев предлагает создать совершенно новый энергосберегающий тип бесконтактного редуктора нового поколения- магнитный редуктор(МР). Для этого можно и нужно использовать современные сильные постоянные магниты и их известные свойства силового взаимодействия между собой.

Фундаментальным свойством и условием силового взаимодействия одного или более намагниченных тел (например, постоянных магнитов) между собой является их известное всем еще со школьной скамьи стремление притянуться противоположными полюсами и в связи с этим одновременное стремление к взаимонеподвижности их магнитных полей в пространстве.

Следствием этого явления является редукция скорости двух разнополюсных магнитов, один из которых является ведущим, а второй – соответственно, ведомым. В качестве доказательства данного факта достаточно собрать простейшую магнитомеханическую установку (рис. 1). При вращении элементарного полосового магнита 1 угловая скорость вращения составного магнита 2, 3 будет в два раза меньше скорости вращения магнита 1. Это происходит, потому что только при данном условии так взаимодействуют магнитные поля этих не связанных механически взаимонеподвижных магнитов в пространстве.

Самые проницательные читатели, вероятно, уже догадались, что данное устройство уже является простейшим магнитным редуктором скорости.

Более эффективный, рабочий, дисковый магнитный редуктор, предназначенный для бесконтактной передачи значительного вращающего момента с ведущего вала на ведомый вал, показан на рис. 2. Он состоит из двух параллельных дисков 1, 2, выполненных из любого немагнитного материала и сильных рабочих постоянных магнитов 3, 4, размещенных на этих дисках — разноименными полюсами навстречу друг другу. Коэффициент редукции скорости ведущего и ведомого валов 5, 6 такого бесконтактного редуктора устанавливается соотношением числа магнитов на этих дисках.

Третий вариант магнитного редуктора показан на рис. 3
Данный необычный МР представляет собою магнитный бесконтактный аналог планетарного механического редуктора. Такой редуктор позволит осуществить значительно более высокую редукцию скорости и момента вращения.

ПЛАНЕТАРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕДУКТОР

Планетарный магнитный редуктор (МР) (рис3)конструктивно представляет собою две подвижные горизонтальные дисковые платформы – два подвижных ротора, размещенных на общем валу вращения,на которые ребрами жестко укреплены на своих независимых подшипниках дисковые или прямоугольные сильные постоянные магниты .

Коэффициент редукции такого планетарного МР зависит от соотношения количества магнитов на этих дисках Причем один ротор-горизонтальный диск , например, внутренний является ведущим и жестко соединен с валом вращения , а второй диск , выполненный в виде внешнего кольца-обода –ведомый диск –свободно размещен на валу через скользящую втулку(рис.3) .

Горизонтальные рабочие плоскости этих двух роторов МР выполнены на одном уровне и изготовлены из немагнитных материалов, и вставленные друг в друга, с зазором и имеющие общий вал вращения , со свободным вращением относительно друг друга . Для этого внешний.обод МР насажен через спицы и немагнитную втулку на общий вал вращения На обоих роторах размещены на отдельных валах вращения — постоянные магниты –ребрами так чтобы имелась возможность их свободного вращения на подшипниковых узлах вокруг собственных осей. Ведущий вал вращения на своем подшипниковом узле соединен с рабочим столом и через редуктор с механическим приводом независимого вращения этого вала или с приводным сервоэлектродвигателем . При принудительном вращении вала и вместе с ним внутреннего ротора с магнитом – кольцевой ротор с магнитами также приходит в в движение, причем магниты его тоже и одновременно с вращение диска вращаются вокруг оси. Поэтому аналогия с планетарным механическим редуктором довольно полная. Ранее такой планетарный МР с двумя роторами был изготовлен и испытан Подтверждена экспериментально магнитная редукция снижения скорости вращения ведомого ротора по сравнению с ведущим ротором в столько раз во сколько количество магнитов на ведомом д роторе больше количества магнитов на ведущем роторе Причем опыты подтвердили, что несмотря на разные угловые скорости роторов -угловой скорости вращения самих магнитов на обоих роторах- одинаковые. В принципе количество ротором в таких МР может быть и более дух

Читайте также: Сальники редуктора мотоцикла днепр

Такие планетарные МР тоже со временем могут найти самое широкое применение в технике взамен механических планетарных редукторов.

О технологических особенностях изготовления МР

Благодаря минимальным рабочим зазорам между дисковыми магнитами конструкция МР может быть эффективно обеспечить передачу момента вращения и существенные усилия на выходном валу.
В результате такие МР могут быть применены и в силовых бесконтактных коробках скоростей на автотранспорте нового поколения и на многих устройствах различного применения. Кроме того, такой магнитный редуктор имеет КПД практически равный единице. Неплохой показатель, действительно! Уже сейчас реально создание компактных бесконтактных магнитных редукторов мощностью от сотен ватт до 60 кВт, поскольку сила взаимного притяжения современных магнитов из сплавов типа ниодим, «самарий-кобальт» на расстоянии долей миллиметра достигает тысяч ньютонов. С дальнейшим усовершенствованием магнитных материалов и постоянных магнитов магнитный редуктор вполне будет в состоянии передавать до 100 — 150 кВт механической мощности.

Именно этот диапазон мощностей редукторов наиболее характерен для механических редукторов современного автотранспорта. Регулирование скорости в данном магнитном редукторе возможно различными способами. Например, путем изменения количества постоянных магнитов на дисках электромагнитными и центробежными регуляторами, или путем экранирования части магнитов, а также прочими способами изменения магнитного притяжения дисков редуктора.

Главное, благодаря отсутствию трущихся частей, понятно, что в магнитном редукторе (МР) потерь на механическое трение вообще практически нет и, следовательно, полностью отсутствует износ рабочих частей, его срок службы будет на порядки выше, чем в современных аналогичных механических редукторах. Магнитные «собратья» практически не требуют никакого ухода, нет масла, нет шума и вибраций. Каждое их этих новшеств – это немало, согласитесь. Ведь, к примеру, значительная часть шума двигателя автомобиля «проистекает» именно из коробки передач. Да и тряски оттуда исходит достаточно. Ну а обходиться совсем без трансмиссионного масла это вообще мечта!
Расчет и проектирование такого магнитного редуктора просто сводится к выбору габаритов редуктора и дисков, а также типа и количества магнитов, которые обеспечивают при минимально возможном зазоре между ними передачу требуемого момента вращения с ведущего на ведомый вал редуктора. В зависимости от требуемой редукции скорости при заданном законе регулирования мощности, момента и собственно скорости выбирается способ варьирования (увеличения – уменьшения) числа магнитов на одном из дисков МР.

Возможно также сочетание функций магнитного подшипника — редуктора в одной конструкции. В этом случае совмещенный магнитный редуктор подшипник выполняют с независимым валами – а редукцию скорости вращения выходного вала осуществляют, например, по аналогии с дисковым магнитным редуктором.

Патент РФ на П. М. 61483).

Видео:магнитный редуктор, Самара)).MOVСкачать

Магнитный редуктор для бесколлекторного мотора

В данной статье я расскажу о магнитном редукторе, разработанном нами. Данный редуктор планируется использовать в связке с бесколлекторным мотором. В статье будет рассказано о возможной области применения данного редуктора, о его плюсах и минусах по сравнению с обычными редукторами.

Введение

Бесколлекторные электродвигатели (BLDC) обладают крайне высокой мощностью при минимальном размере. Это достигается благодаря мощным редкоземельным магнитам. При создании мотора в маленьком форм-факторе, такие двигатели не имеют конкуренции.

Однако, несмотря на высокую мощность, небольшой размер мотора накладывает на него множество ограничений таких как: небольшой момент, высокие рабочие обороты, маленькая площадь охлаждения. Данные ограничения не позволяют использовать весь потенциал мотора. Так, например, мотор форм-фактора 540 (D=36мм L=54мм) способен выдавать мощность свыше киловатта с достаточно хорошим КПД, но это возможно только при очень высоких оборотах, когда эту мощность снять с мотора становится достаточно сложно. В номинальном режиме такой мотор без принудительного обдува может выдавать 200-400ватт.

Читайте также: Двухступенчатый газовый редуктор низкого давления

Основным направлением нашего коллектива MotoChrome является проектирование и создание бесколлекторных моторов. При проектировании мотора для одного из заказчиков мы как раз столкнулись с проблемами описанными выше. Заказчику был нужен мотор небольшим диаметром, но при этом достаточно высоким моментом и КПД. Чтобы соблюсти требования мотор получился длиной почти полметра при диаметре в 40мм. Мотор получился достаточно дорогим и очень сложным в сборке. При этом, для достижения тех же мощностных параметров, можно сделать мотор в 3 раза меньше, но с использованием редуктора. И в итоге выбран был именно этот вариант.

Использование редуктора кажется хорошим решением. Но с ним возникает множество других проблем, что не позволяет применять их полноценно во всех моторах.

• дополнительный узел, имеющий вероятность поломки, и ограниченный ресурс работы
• увеличение габаритных размеров;
• повышенная шумность, что может быть критичным в работе подводных устройств;
• большинство механических редукторов имеют ограничения по передаваемому крутящему моменту и скорости вала на входном валу редуктора, что в свою очередь накладывает дополнительные ограничения/требования к электромотору.

Подбирая редуктор мы упёрлись в две основные проблемы. 1) Чтобы редуктор смог реализовать весь потенциал бесколлекторного мотора, он должен быть размером сравнимым с размером мотора. С ним мотор перестаёт быть компактным. 2) Большинство механических редукторов не способны работать на высоких оборота (>15000 RPM), а нам интересны именно высокие обороты. Только 1…2 компании согласились взять заказ на требуемый редуктор и поставить его через 3 месяца после получения оплаты. Какова будет его надежность и стойкость нам еще предстоит выяснить, однако трудности, связанные с поиском нужного редуктора, заставили нас думать над этой проблемой дальше.

Неплохим вариантом, с нашей точки зрения, оказался магнитный редуктор. Они пока не получили широкого применения и про них достаточно мало информации, поэтому мы решили поглубже разобраться в данном вопросе и сделать редуктор самостоятельно. Это нам позволит отработать подход к его моделированию и позволит в будущем рассчитывать его параметры.

Магнитный редуктор

Магнитный редуктор мы решили делать по распространённой схеме, которая представляет собой аналог планетарного редуктора. Магниты в центре являются «солнечной шестерней», магниты снаружи — «зубчатый венец (эпицикл)», между ними зубцы из магнитомягкого материала выполняют роль «водила».

Такая конструкция обладает максимальным моментом удержания в минимальном объёме и она хорошо подходит под нашу задачу. В результате нами был спроектирован и изготовлен следующий образец.

Диаметр данного образца 36мм. Входная часть редуктора выполнена по стандарту NEMA 17. Вместо выходного вала мы сделали универсальную планшайбу, позволяющую прикреплять к ней различную нагрузку в опытных работах, тестах и экспериментах, а при необходимости и установить вал, благодаря базовому посадочному отверстию в центре планшайбы. К слову сказать, концепцию универсальных креплений мы применили и в нашем моторе «Electron», который мы готовим к серийному производству и продажи на территории РФ (о нем мы напишем отдельную статью).

Параметры получившегося редуктора оказались достаточно близки к расчётным. Он обладает понижением 1:10 и способен удержать на выходном валу момент 0.53Нм при статической нагрузке. Это достаточно хороший показатель для таких габаритов. Для сравнения, мотор в тех же габаритах выдаст такой момент с КПД ниже 50%, а система с данным редуктором будет обладать КПД 80%.

Читайте также: Мотор редукторе ваз 2114

Кроме того, редуктор получился очень плавным и тихим. В нём абсолютно не ощущаются какие-либо рывки при вращении, момент передаётся очень мягко. Данное свойство определило название, данное нами редуктору — «Smoother».

Видео:🌑 МАГНИТНЫЙ РЕДУКТОР на 3Д принтере БУДЕТ СЛУЖИТЬ ВЕЧНО! 3D Printed Magnetic Gear Игорь БелецкийСкачать

http://vezdehod-strannik.ru/

Видео:Магнитный редуктор или трансмиссия без потерь!Скачать

Магнитный редуктор

Магнитный редуктор:
Бесконтактная дискретная передача момента во вращательных системах с высоким к.п.д. (более 98%)
Момент – до 150 Нм
Дискретность до 1:20
Делают ребята из Калуги. http://erga.ru/products/magnetic_system . enerators/

Вообще, идея магнитного редуктора, во всяком случае, которая в моей башке была, это примерно так.

Вот только как к ней присобачить «Дискретность до 1:20» — фантазии не хватает. Может кто слышал?

Ну, сцепил он два вращающихся магнитных диска за счёт их собственного притяжения. И что тут такого?

ГРУНДФОС уже несколько лет ВЫПУСКАЕТ насосы серии Альфа с роторами на постоянных магнитах, так как при этом получается безщёточный синхронный двигатель с более высоким КПД,чем у привычных асинхронных двигателе предыдущих поколений, где скольжение достигало 15-20% по частоте вращения из-за влияния воды в зазоре мокрого двигателя.

150 Н*м, на 3-5 тыс. об. — для мелкой техники — дофига.
Для одного борта — тем более.
Добавь к этому плавное управление моментом, просто раздвигая оси (уходят фрикционы) — готовое решение бортового поворота.
Да еще непонятка с «Дискретность до 1:20» — это в смысле на ходу управляют? Тогда еще и коробка там же.

а на предмет электромашин на неодимовых магнитах — я собственно в их поисках на это и вышел. Ищется генератор, как можно легче, на пару квт и 3 тыс. об. Хочется легкий генератор. Пока — глухо.

Их 150Н*м — это перевраные 150Вт на 3тыс. оборотах, что даёт куда меньший момент.

Подмена цифр мощности на момент и обратно- это привычная ошибка в таких заявах. на Каанле Дискавере такие заляпухи встречаются весьма часто в обзорах довольно известных экземпляров техники.

Дискретность- это вообще термин ни о чём.
Полагаю, что в данном случае это может подразумевать СЕГМЕНТИРВАННОСТЬ дисков на 20 частей. Что будет соответсвовать просто двигателю с 20 полюсами
Можно и обычный трёхфазник намотать на 20 полюсов. Вот только масса и габариты прут у таких устройств.

Раздвигая магниты ты просто получишь снижение сцепление и потерю передаваемого момента..Только это не коробка, а плохой аналог обычного сцепления или гидромуфты, вот только магниты будут несколько дороговаты и тяжеловаты в этой функции.

>Их 150Н*м — это перевраные 150Вт на 3тыс. оборотах, что даёт куда меньший момент.
Ты сайт глянь, ребята с большими железками играют.
Что до дискретности, скорее всего предлагают пары «шестеренок» с передачами от 1 до 25.

>Вот только масса и габариты прут у таких устройств.
Отстаешь от жизни Неодимовый кубик с ребром 25 мм, на отрыв 28 кило при весе 120 грамм.

Вот, от них же магнитный подвес:
============================
Допустимая масса ротора — 1500 кг
Максимальная частота вращения — 200 000 об/мин
Несущая способность АМП — 4 Н/см2
Масса активного МП — 7 кг
Потребляемая мощность — 100 Вт
=============================

>Раздвигая магниты ты просто получишь снижение сцепление и потерю передаваемого момента..
Это редуктор и фрикцион в одном флаконе. Готовый механизм бортового поворота.
А если добавить еще это

===================================
Магнитные муфты
Крутящий момент от 0, 03 до 5000 Нм;
Рабочая температура -40 +250 С;
Рабочее давление до 250 Атм;
Число оборотов до 25000 об./мин.
Защитный экран находящийся между полумуфтами обеспечивает герметичность перекачиваемого продукта.
===========================

То еще и реализация герметичного корпуса, с передачей момента вне корпуса

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chto-takoe-magnitnyy-reduktor

  💡 Видео

  🌑 Делаю ВЕЧНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕДУКТОР Это не Вечный Двигатель! 3D Printed Magnetic Gear Игорь БелецкийСкачать

  

  МАГНИТНЫЙ РЕДУКТОР С РЕКУПЕРАТИВНЫМ ТОРМОЖЕНИЕМСкачать

  

  Магнитный волновой редуктор 1:25 / Magnetic gear 1:25Скачать

  

  Магнитный редуктор с передаточным отношением, не зависимым от отношения диаметров колёс редуктора.Скачать

  

  Циллиндрический магнитный редукторСкачать

  

  Магнитный редукторСкачать

  

  Магнитный редуктор 1:10 / Magnetic gearbox 1:10Скачать

  

  Магнитная муфтаСкачать

  

  Магнитный редуктор с силовой развязкой на моторе 5065 и магните диаметральной намагниченности.Скачать

  

  Циллиндрический магнитный редуктор часть 2Скачать

  

  Редуктор циклоидного типаСкачать

  

  Магнитный червячный редукторСкачать

  

  ЧАСТЬ 1. Магнитный двигатель-редукторСкачать

  

  Магнитный редуктор на магнитах диаметральной намагниченности. ч3.Скачать

  

  МАГНИТНЫЙ РЕДУКТОР скрытые технологииСкачать

  

  🌑 КАК СДЕЛАТЬ УНИКАЛЬНЫЙ МАГНИТНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ 3D Printed Magnet Gun Игорь БелецкийСкачать