Стойка из воздушных шаров пошагово. Арки из шаров

Тема, с которой хочу ознакомить вас уважаемый читатель сегодня, возникла внезапно. Во время проведения Х международной специализированной выставки по энергоэффетивности и ВИЭ-2017 в МВЦ Киев, на прошлой неделе, к нашему стенду подошел посетитель и зразу задал вопрос, есть ли в нашем журнале «Винахідник і раціоналізатор» информация о мотор-колесе Шкондина . Мой отрицательный ответ смутил его, но мы разговорились и нашли точки соприкосновения в изобретениях, касающихся электроприводов для велосипеда.

В свое время на блоге я рассказывал об асинхронном колесе российского инженера Дмитрия Дуюнова. Но нашего посетителя интересовала разработка именно Шкондина, поэтому я нашел подходящий материал и решил возобновить в памяти это оригинальное устройство, способное значительно усилить эффект езды на велосипеде и не только на нем.

Об истории изобретения

Увидеть металлический диск внутри оси велосипедного колеса сегодня можно довольно часто. Не сложно догадаться, что это не что иное, как велосипедный электродвигатель, названный мотор-колесо. В свое время такую разработку выполнил и запатентовал инженер-изобретатель Василий Шкондин. Нужно отдать должное российскому ученому, который более 20 лет занимался внедрением своего главного изобретения - импульсно-инерционного электрического мотор-колеса.

Изобретения электротранспортных технологий всегда пользовались особым вниманием. Довольно удачные попытки совмещение двигателя с колесом воедино, так чтобы отпала необходимость в трансмиссии, предпринимались ещё в XІX веке. В апреле 1900 года на парижской выставке World Expo был замечен электромобиль Lohner-Porsche с электрическими мотор-колесами. Данную двигательную установку в автомобиле реализовал ни кто иной, как молодой инженер Фердинанд Порше - всемирно известный производитель автомобилей в XІX веке.

Конструкция мотор-колес Порше настолько пришлась людям по вкусу, что начиная с 1911 года колесными электродвигателями системы Лонера-Порше стали оборудоваться не только автомобили, но и троллейбусы, самосвалы, железнодорожные локомотивы. Правда, с развитием бензиновых двигателей, мотор-колеса начали встречаться в автомобилях куда реже, но сама идея - подобная разработка просто не могла быть забыта.

А что же велосипеды? В период с 1860 по 1895 год было создано несколько версий электрических велосипедов, среди которых присутствовали и модели с мотор-колесами. В 1895 году Огдэн Болтон получил патент за разработку щеточно-коллекторного двигателя постоянно тока, внедренного во внутреннее пространство заднего колеса. Попытки оснащения велосипедов мотор-колесами предпринимались не раз, но по причине того, что велосипедные электрические двигатели были довольно увесистыми и не обеспечивали развития достаточного показателя крутящего момента, довольно долгое время данное изобретение находилось в небытие.

Создать дешевое электрическое велосипедное мотор-колесо совсем небольших размеров и малого веса, но с отличным показателем крутящего момента, да ещё лишь с одной единственной вращающейся деталью удалось в 1980-х гг. инженеру Василию Шкондину. Поставив перед собой цель создания двигателя, существенно превосходящего традиционные моторы по показателям работоспособности, Шкондин собрал рабочий образец импульсно-инерционного двигателя. Принципы однополярных и чередующихся импульсов в последующем были подтверждены целым рядом патентов, выданных на имя изобретателя.

Это изобретение стало поистине революционным, ведь впервые за многие годы удалось решить задачу установления идеального баланса между велосипедом и электрическим двигателем. На Всемирном салоне изобретений "Брюссель - Эврика — 1990" Василий Шкондин был удостоен звания человека года, а за свою разработку инвалидной электроколяски получил золотую медаль. Несколько позже российский изобретатель получил награды на выставках в Брюсселе, Женеве, Сеуле, Ганновере, Париже.

Но как ни печально, изобретение длительное время нельзя было реализовать и до серийного производства дело так и не доходило. В середине 1990-х после получения патента США, была налажена сборка электровелосипедов на основе двигателя Шкондина на Кипре. А в 2003 году изобретением российского ученого заинтересовалась английская фирма «Flintstone Technologies». Для реализации данного проекта было создано предприятие «Ultra Motors», статутный капитал которого в момент основания составлял практически миллион долларов. В данной компании Василий Шкондин, занял должность технического директора.

В этом же году состоялось ещё одно финансовое "вливание" в реализацию его разработки - в качестве инвестора выступила компания «Русские технологии», возложив на проект Василия Васильевича "большие надежды", исчисляемые более чем одним миллионом долларов. Экологически безопасными и эффективными в работе мотор-колесами заинтересовалась и индийская компания «Crompton Greaves». В 2005 году она начала производить мотор-колеса системы Василия Шкондина с целью комплектации ими велосипедов, скутеров, трициклов, инвалидных колясок, погрузочных электрокаров.

Свое главное изобретение Василий Шкондин позиционирует, как мотор-колесо. Хоть сам по себе коллекторный электрический двигатель может быть модифицирован и использован в разного рода электротехнике, его главное предназначения - расширение возможностей велосипедного транспорта. Для того, чтобы понять особенности и принцип работы мотор-колеса Шкондина, его нужно прежде всего сравнить со стандартным двигателем постоянного тока и бесколлекторным электромотором.

Шкондин получил несколько патентов на свои изобретения, но наиболее важным было то, что ученый рассматривал возможность использования в электрическом транспортном средстве двигателя без коллектора (щеточного-коллекторного узла). Электродвигатель Шкондина - это объединение магнитных дорожек, динамично изменяющих параметры при переключении обмоток электромагнитов.

Вначале Василий Васильевич испытал свой двигатель на инвалидной коляске, после чего уже решился на установку мотор-колеса на велосипед, скутер, мотоцикл и даже автомобиль. Как отметил разработчик, мотор отлично показал себя во всех вариантах комплектации. Так как электродвигатель, интегрируемый во внутреннее пространство колеса транспортного средства, уже не имел редуктора, шестеренок и трансмиссии, он получился значительно более прочным и долговечным.

Конструктивные особенности и принцип работы

Что касается конструктивного исполнения, то электродвигатель Шкондина довольно прост — состоит он лишь из 5-6 основных деталей. Главными элементами мотор-колеса является внутренний статор с круговым магнитоприводом и внешний ротор. На статоре на одинаковом расстоянии друг от друга размещено 11 пар магнитов неодим-железо-борного состава, образуя 22 полюса. На роторе, отделенном от статора воздушным промежутком, имеется 6 подковообразных электромагнитов, расположенных попарно и сдвинутых на 120° в отношении друг друга.

Благодаря тому, что расстояние между полюсами электромагнитов ротора равно расстояние между магнитами статора, при соприкосновении одного из полюсов электромагнитов с соседними полюсами магнитов статора контакта между полюсами иных электромагнитов с полюсами магнитов не возникает. При изменении положения полюсов магнитов относительно друг друга создается градиент напряженности магнитного поля, который, по сути, и является источников образования крутящего момента. Получается, что в определенный момент времени, крутящий момент формирует пять электромагнитов ротора и 20 магнитов статора

Иные компоненты конструкции мотор-колеса Шкондина - закрепленный на корпусе статора распределительный коллектор, состоящий из отдельных, изолированных друг от друга токопроводных пластин, количество которых равно числу электромагнитов, и токосъемники с элементами токосъема. Каждая из пластин соединяется с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов. Каждый из электромагнитов имеет по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки. Принцип создания намотки указанных электромагнитов таков: если одна катушка мотается по часовой стрелке, то другую выполняют против часовой стрелки. Обмотки катушек соседних электромагнитов соединяются последовательно, а выводы противоположных - соединяются между собой. Количество витков в обмотках противоположных электромагнитов может быть различным.

В основе работы электродвигателя Шкондина лежит действие сил электромагнитного притяжения и отталкивания, наблюдаемые при взаимодействии электромагнитов ротора и неодимовых магнитов статора. Когда электромагнит проходит между осями неодимовых магнитов, образуется магнитный полюс одноименный с полюсом магнита, который ему уже удалось преодолеть, и противоположный полюсу магнита, к которому он движется. Иными словами, электромагнит отталкивается от одного магнита и притягивается к другому - последующему в направлении вращения. Указанное электромагнитное взаимодействие и обеспечивает вращение обода. Если электромагнит достигает оси магнита, то он обесточивается, так как именно здесь располагается токосъемник. Использование своеобразных "пауз" позволяет существенно экономить энергию аккумуляторных батарей транспортного средства, питая двигатель лишь тогда, когда это будет выгодно. Скорость вращения мотор-колеса прямо зависит от количества электричества подаваемого к токопроводящим пластинам.

КПД электродвигателя составляет 83%. При создании тяги в электродвигателе противоЭДС не наблюдается, однако на холостом ходу конструкция электрического мотор-колеса позволяет максимально эффективно возвращать часть энергии в аккумуляторы за счет возникновения противоЭДС, а не только в момент торможения, существенно увеличивая таким образом дальность пробега электровелосипеда (функция рекуперации энергии).

Внешняя корпусная защитная часть электромотора Шкондина имеет отверстия для продевания спиц и соединения с ободом велосипедного колеса.

Что касается достоинств мотор-колес Шкондина, то они характеризуются не только малым весом и доступной ценой, но и более высокой производительностью, нежели электродвигатель стандартной конструкции. Изобретению Шкондина при относительно простом конструктивном исполнении свойствен свободный инерционный ход, большая скорость вращения. Так, на 300 ваттном электродвигателе, выпушенном согласно его задумки, можно разгонятся без педалей до 25-30 км/ч на ровной дороге. Не совсем низкой будет и скорость перемещения по местности с уклонов в 8 градусов - около 20-22 км/ч. Поддержка функции рекуперации энергии при торможении и спусках позволяет возвращать в аккумуляторные батареи до 180Вт энергии.

Благодаря использованию малого количества деталей удается не только повысить надежность мотор-колеса Шкондина, но и уменьшить его себестоимость практически в два раза по сравнению с иными типами электрических двигателей. В отличии от большинства электромоторов велосипедного транспорта, комплектуемых электронным блоком управления, мотор-колесо Шкондина не требует внешнего управляющего устройства. Этот электродвигатель совершенно не боится пыли, влаги, не имеет свойства нагреваться во время работы.

Простота исполнения, низкая стоимость производства, эксплуатации и ремонта, отличные качественные характеристики делают мотор-колеса Шкондина весомым и ценным продуктом. В настоящее время ведутся работы в направлении широкого внедрения данного электродвигателя в механизм работы разных видов транспорта: электровелосипедов, электроскутеров, электромобилей, водного и воздушного электротранспорта. Данная разработка позволяет ослабить зависимость средств передвижения от сырьевых ресурсов и увеличения их экологичности.

Спасибо за прочтение. Если вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения.

Представляет собой импульсно-инерционное электрическое колесо, и является важнейшим изобретением российского ученого Василия Васильевича Шкондина, который посвятил его созданию и внедрению в электротранспорт более 20 лет жизни.

История признания

Журналист по образованию и инженер по призванию, В. Шкондин ставил перед собой задачу создания мотор-колеса для велосипеда, которое бы превосходило все существующие до этого по работоспособности. В 1980-х рабочая модель такого колеса была собрана. Электрическое колесо имело небольшие размеры и вес, высокие показатели крутящего момента и к тому же имело всего одну вращающуюся деталь. Революционным это изобретение можно назвать также потому, что Шкондину впервые удалось установить идеальный баланс между электроколесом и велосипедом. К сожалению, после получения им звания «Человека года» на Брюссельском Салоне изобретений в 1990-м и золотой медали за разработанную им модель электрической инвалидной коляски, а также множества наград на других зарубежных выставках и патентов, коммерческий интерес в России к его мотор-колесу никто не проявил. В результате безуспешных попыток продвинуть свое детище на Родине, в 1992-м автор запатентовал это изобретение в США, и продолжал поиск инвесторов за рубежом. В результате в середине 90-х была налажена сборка электровелосипедов с МК Шкондина на Кипре. Но настоящие признание и успех пришли только в 2003 году – изобретением заинтересовалась компания «FlintstoneTechnologies» (Великобритания), принявшая решение финансировать выпуск электротранспорта с этим мотор-колесом. Чтобы развивать проект, была создана компания «UltraMotors», где В.Шкондин стал техническим директором. В этот же год инвестором выступила и отечественная компания «Русские технологии», вложив в проект внушительную по тем временам сумму. Еще год спустя компания «CromptonGreaves» (Индия) стала выпускать мотор-колеса отдельно и устанавливать их на велосипеды, трициклы, скутеры, электропогрузчики и коляски для инвалидов.

Несмотря на то что изобретатель представляет свое изобретение как мотор-колесо, увеличивающее возможности велосипеда, коллекторный электродвигатель можно модифицировать и использовать и в других видах электротехники.

Устройство МК Шкондина

Устройство этого мотор-колеса довольно простое, как все гениальное. Он имеет всего несколько основных деталей. Главные составляющие – внешний ротор и внутренний статор, оснащенный круговым магнитоприводом. Статор имеет 11 пар магнитов (состав – неодим-железо-бор), которые расположены друг от друга на одинаковом расстоянии, таким образом создавая 22 полюса. Ротор отделяет от статора воздушное пространство, на нем установлены 6 электромагнитов в форме подковы. Они располагаются по парам, и относительно друг друга сдвинуты на 120 градусов.

На корпусе статора располагается распределительный коллектор, на котором по окружности находятся токопроводящие пластины. Еще один элемент мотор-колеса – токосъемники, имеющие возможность взаимодействия с пластинами коллектора. В основе действия электродвигателя Шкондина положен принцип действия сил электромагнитного отталкивания и притяжения, которые наблюдаются в
процессе взаимодействия магнитов статора и электромагнитов ротора. При прохождении электромагнита между осями магнита из неодима электромагнит отталкивается от одного магнита и притягивается к другому, следующему в направлении движения. Такое электромагнитное воздействие и заставляет обод вращаться. При достижении электромагнитом оси магнита, происходит обесточивание, поскольку здесь располагается токосъемник. Такие «паузы» обеспечивают экономию энергии аккумулятора, поскольку питание двигатель получает не постоянно, а лишь при необходимости.

На внешней части корпуса электромотора располагаются отверстия для спиц и соединения с ободом колеса велосипеда.

Достоинства

КПД электроколеса - до 94%! Шкондин предусмотрел, что ротор может находиться как с внешней части статора, так и с внутренней. Форма конструкции двигателя может быть не только колесообразной, но и цилиндровой, благодаря чему этот электродвигатель может использоваться и для наземного транспорта, и для воздушного, и даже для космического.

Среди достоинств МК Шкондина – не только легкий вес и доступная цена. Колесо простое в эксплуатации, и имеет производительность гораздо выше, чем стандартный электродвигатель. Например, на электродвигателе 300 W на ровной дороге можно разогнаться до 30 км/ч без участия педалей. Небольшое число деталей обеспечивает устройству как высокую надежность, так и себестоимость в 2 раза меньшую, чем других электродвигателей. Электро колесо Шкондина не нуждается во внешнем управляющем устройстве, он защищен от влаги и пыли, и в процессе работы практически не нагревается. Функция рекуперации возвращает аккумулятору до 180 Wэнергии.

Применение данного мотор-колеса имеет серьезные коммерческие преимущества, позволяет значительно снизить зависимость современного транспорта от сырья и обеспечить его экологичность. Это устройство невероятно жизнеспособно и перспективно, и хочется верить, что за ним – будущее, причем не только наземного транспорта. Кстати, электромобили, которые использовались во время Олимпиады в Сочи, в своей основе имели именно мотор-колеса Шкондина.

/00 1 ЬОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТЕНТУ щОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР йт 910480, кл. В 60 К 7/00, 1982.Авторское свидетельство СССР М 628008, кл. Н 02 К 17/02, 1978,(54) МОТОР-КОЛЕСО В.В.ШКОНДИНА (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к мотору-колесу транспортных средств. Цель изобретения повышение надежности и экономичности. В мотор-колесо встроен двигатель постоянного тока с датчиком-распределителем,. представляющим собой кольцевое токонепроводящее основание с закрепленными по окружности токопроводящими плаИзобретение относится.к машиностроению в частности к мотору-колесу (двигателей) транспортных, дорожных и других передвижных средств.Известно мотор-колесо, содержащее неподвижно установленный двигатель, редуктор, солнечная шестерня которого связана с валом двигателя, коронная - со ступицей колеса, первую и вторую сателлитную шестерни, связанные непосредственно с солнечной и коронной шестернями соответственно, причем вторая закреплена на сателлитной оси, втулку, установленную, на этой оси с фланцем с одной стороны и упором с другой, между которыми установстинами, Датчик расположен на неподвижном индукторе, на котором также закреплены по окружности постоянные магниты с чередующимися по окружности полюсами, Ротор выполнен с закрепленным на нем зубчатым магнитопроводом, на котором на зубцах закреплены последовательно- встречно катушки, выходы соединения которых соединены с щетками, закрепленными на роторе с возможностью скольжения по пластинам, Зубцы ротора могут быть сгруппированы с катушками в группы при условии введения дополнительных пар щеток и их соответствующего крепления. Предусмотрены модификации двигателя для увеличения мощности за счет расположения магнитов в радиальном и тангенциальном направлении. 12 з,п. ф-лы, 8 ил. лена посредством шлицев вторая сателлитная шестерня, а первая - между ней и фланцем втулки и выполнена в виде зубчатых дисков, свободно установленных на втулке и подпружиненныхдруготносительно друга для прижатия их торцовыми поверхностями соответственно к второй сателлитной шестерне и фланцу втулки.Наличие редуктора снижает надежность и безопасность довольно сложной конструкции,Известно мотор-колесо, которое содержит колесо со встроенным в него электродвигателем, выполненным в виде дисковой асинхронной электромашины, статор которой с магнитопроводом, обмотками и токо- проводами неподвижно закреплен на оси колеса, а ротор с короткозамкнутой обмоткой и магнитопроводом, размещенным с двух сторон статора, размещен с внутренней стороны подвижного обода колеса.Встраивание непосредственно в колесо электродвигателя позволяет уменьшить габариты, вес, ненадежность, сложность сборки и эксплуатации, исключить редуктор и некоторые дополнительные системы и тем самым упростить конструкцию.Однако указанная конструкция, кроме всех недостатков, присущих асинхронной машине, имеет ряд других: наличие сложной системы для управления режимами работы и дорогих громоздких и высоковольтных источников переменного напряжения (для автономных средств).Цель изобретения - повышение мощности, надежности и экономичности.На фиг.1 изображено мотор-колесо, вид сбоку, с тремя группами катушек обмотки; на фиг,2 - мотор-колесо, разрез; на фиг.З - распределительный коллектор, разрез А - А; на фиг.4 - то же с пластинами для возврата энергии; на фиг.5 - . мотор-колесо с двумя магнитопроводами якоря; на фиг,6 - мотор- колесо с магнитами, оси которых параллельны оси колеса; на фиг.7 - мотор-колесо с дополнительными постоянными магнитами (ротор соответствует фиг,5) на фиг,8 - мотор-колесо с магнитами, оси которых тангенциальны (ротор соответствует фиг,6).Мотор-колесо (фиг.1 и 2) содержит обод 1, ось 2, электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения (не показан) и электродвигателя, содержащего якорь 3 с магнитопроводом 4 и группами катушек 5, индикатор 6 с магнитопроводом 7 и постоянными магнитами 8, размещенными равномерно, токосъемники 9 с двумя элементами (щетками) 10,1 и 10,2 токосъема и распределительный коллектор 11, размещенный на индукторе 6. Индуктор 6 закреплен неподвижно на оси 2, якорь 3 - на ободе 1 колеса. Катушки 5 расположены по окружности магнитопровода 4 якоря по меньшей мере одной группой (фиг.1, число групп равно трем), число токосъемников 9 равно числу групп катушек. Токосъемники 9 закреплены на якоре 3. Элементы 10,1 и 10.2 токосъема каждого токосъемника электрически соединены с выводами катушек соответствующей группы, Распределительный коллектор 11 образован расположенными по окружности изолированными токопроводящими основными пластинами 12.1 и 12,2, соединенными электрически через одну друг с другом, образуя две группы электрически соединен 10 15 20 25 45 50. ла 55 30 35 40 ных через одну основных пластин. Каждая из групп основных пластин соединена с соответствующим выводом 13 источника регулируемого напряжения. Число основных пластин 12.1 и 12,2 равно числу постоянных магнитов. Между каждыми двумя основными пластинами размещена холостая пластина 14, ширина которой больше ширины любого элемента токосъема. Число М постоянных магнитов 8 равно 20,Катушки в группах размещены так, что угловое расстояние между серединами любых двух катушек кратно угловому расстоянию а. При этом любые две катушки одной группы создают противоположно направленные магнитные потоки, если угловое расстояние между их серединами кратно нечетному числу расстояний а, и одинаково направленные, если кратно четному числу расстояний а. Группы катушек смещены друг относительно друга таким образом, что когда середины катушек как минимум одной группы совпадают с серединами соответствующих постоянных магнитов, середины катушек как минимум одной другой группы не совпадают с серединами постоянных магнитов. Оси намагниченности магнитов радиальны, Для фиг.1 а = 360/М = 360/20 = 18 оРаспределительный коллектор 11 (фиг.З) представляет собой расположенные по окружности основные пластины 12,1 и 12,2, одни из которых (помечены "+") соединены с одним выводом 13 источника регулирующего напряжения, другие (помечены "-") - с другим его выводом. Между ними располагаются холостые пластины 14, которые могут быть токонепроводящими (т,е. изолирующими) и токопроводящими. Распределительный коллектор целесообразно выполнять с возможностью углового смещение относительно оси колеса (для регулировки момента подачи электричества в катушки), например, делая дуговые прорези 15 для винтов крепления.Источник регулируемого напряжения представляет собой, например, источник регулируемого по амплитуде напряжения или источник широтно-импульсного сигнаМотор-колесо работает следующим образом.С источника регулируемого напряжения на группы основных пластин 12.1 и 12.2 подается напряжение, Так как группы катушек 5 смещены друг относительно друга, то через щетки 10.1 и 10,2 минимум одного токосъемника 9 напряжение подается на катушки 5 соответствующей группы.30 40 50 55 При прохождении тока по катушкам катушки 5 в силу специфики распределительного коллектора 11 всегда запитываются так, что образуют электромагниты, имеющие противоположные полюса с магнитом, расположенным в сторону вращения, и одинаковые - в противоположн.ую. Таким образом, электромагниты, образованные катушками 5, начинают отталкиваться от "предыдущих" магнитов 8 и притягиваться к "последующим" (в сторону вращения). При прохождении катушек 5 над магнитом 8 катушки не запитаны, а при прохождении последующего магнита 8 напряжение на катушках изменяется на противоположное в силу перехода щеток 10,1 и 10.2 на следующие пластины. При прохождении над магнитами, когда катушки не запитаны, движение не прекращается в силу инерции, а при прохождении магнита питание катушек перекоммутируется.На фиг.4 изображен распределительный коллектор, в котором холостые пластины 14 имеют среднюю токопроводящую часть 16. Указанные средние части соединены через одну в группы и подключены к соответствующим выводам 17 блока подзарядки (например, выпрямитель и аккумулятор).В процессе скольжения щеток 10.1 и 10,2 по пластинам распределительного коллектора 11 в моменты, когда катушки одной группы находятся напротив соответствующих постоянных магнитов, щетки 10.1 и 10.2 находятся на средних частях 16 холостых пластин. При этом энергия магнитного поля этих катушек преобразуется и импульсно подзаряжает блок подзарядки.Для увеличения мощности в мотор-колесо могут дополнительно вводиться второй магнитопровод якоря с минимум одной группой катушек, размещенный на ободе, второй распределительный коллектор, установленный концентрично основному распределительному коллектору или аналогично ему с другой стороны индуктора, дополнительные токосъемники, установленные на якоре, элементы токосъема которых аналогично элементам основных токосъемников электрически соединены с выводами катушек второго магнитопровода якоря (фиг,5),На фиг.6 приведен вариант с расположением магнитов, оси намагниченности которых параллельны оси колеса; на фиг.7 - вариант с дополнительными постоянными магнитами 18. При этом магнитопровод индуктора выполнен в виде кольца, закрепленного на основании индуктора между основными и дополнительными магнитами,5 10 15 20 25 В мотор-колесо: могут быть дополнительно введены (фиг.8) концентраторы магнитного потока, постоянные магниты, расположенные так, что оси их намагниченности параллельны касательным к окружности расположения постоянных магнитов (тангенциально), а концентраторы 19 расположены между одноименными полюсами ма гн ито в.Мотор-колесо может быть выполнено не только с двумя, но и с большим числом магнитопроводов индуктора (с постоянными магнитами) и магнитопроводов якоря (с группами катушек), что приводит к увеличению мощности и улучшению других параметров, При этом выбирается соответствующее число токосъемников и распределительных коллекторов,Простота и надежность конструкции, использование низковольтных источников, отсутствие редуктора, увеличение срока эксплуатации, хорошие тепловые и регулирующие характеристики и экономичность позволяют создать на ее основе эффективные электротранспортные средства. Формула изобретения 1. Мотор-колесо, содержащее обод, ось, электропривод, состоящий из источника регулируемого напряжения,и электродвигателя, содержащего якорь с магнитопроводом и катушками обмотки, индуктор с магнитопроводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения мощности, надежности и экономичности, индуктор выполнен с постоянными магнитами, размещенными равномерно на поверхности его магнитопровода, введены дополнительно по меньшей мере один токосъемник сдвумя элементами токосъемника и распределительный коллектор, размещенный на индукторе, который закреплен неподвижно на оси, якорь - на ободе колеса, катушки обмотки расположены по окружности магнитопровода якоря по меньшей мере одной группой, число токосъемников равно числу групп катушек, которые размещены в,группах так, что угловое расстояние между серединами любых двух катушек кратно угловому расстоянию а, при этом любые две катушки одной группы создают противоположно направленные магнитные потоки, если угловое расстояние между их серединами кратно нечетному числу угловых расстояний а, и одинаково направленные, если кратно четному числу угловых расстояний а, группы катушек смещены друг относительно друга таким образом, что когда середины катушек как1725780 55 минимум одной группы совпадают с серединами постоянных магнитов, середины катушек как минимум одной другой группы не совпадают с серединами постоянных магнитов,.токосъемники закреплены на якоре, элементы токосъема каждого токосъемника электрически соединены с выводами катушек обмотки соответствующей группы, распределительный коллектор образован расположенными по окружности изолированными токопроводящими основными пластинами, соединенными электрически через одну друг с другом, образуя две группы основных пластин, каждая из которых соединена с соответствующим выводом источника регулируемого напряжения, число основных пластин равно числу М постоянных магнитов, между каждыми двумя основными пластинами размещена холостая пластина, ширина которой больше ширины любого элемента токосъема.2. Мотор-колесо по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что число М постоянных магнитов четно, а= 360 О/М, угловое расстояние между элементами токосъема любого токосъемника кратно нечетному числу расстояний а, катушки обмотки в каждой группе размещены равномерно.3. Мотор-колесо по пп. 1 и 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что холостые пластины выполнены изтоконепроводящего материала.4. Мотор-колесо по пп, 1 и 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что холостые пластины выполнены из токопроводящего материала. 5. Мотор-колесо по пп. 1 - 3, о т л и ч а ющ е е с я, тем, что холостые пластины разделены на три части, средние из которых выполнены из токопроводящего материала и соединены между гобой через одну, образуя две группы электрически соединенных через одну средних частей указанных пластин.6. Мотор-колесо по пп. 1 - 5, о т л и ч а ющ е е с я тем, что распределительный коллектор выполнен с возможностью углового смещения относительно магнитов и закрепления в любом из угловых положений. 7. Мотор-колесо по пп.1 - 6, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в нем дополнительноустановлен второй якорь с магнитопроводом с минимум одной группой катушек об 5 мотки, второй распределительныйколлектор, установленный концентричноосновному распределительному коллекторуили аналогично ему с другой стороны индуктора, дополнительные токосъемники, уста 10 новленные на якоре, элементы токосъемакоторых аналогично элементам основныхтокосъемников электрически соединены свыводами катушек второго якоря.8. Мотор-колесо по п.7, о т л и ч а ю щ е 15 е с я тем, что постоянные магниты размещены так, что оси их намагниченности параллельны оси,колеса, магнитопроводыякоря размещены с обеих сторон индуктора,9. Мотор-колесо по п,8, о т л и ч а ю щ е 20 е с я тем, что в нем установлены дополнительные постоянные магниты, по числу равные основным, магнитопровод индукторавыполнен в виде кольца, закрепленного наосновании индуктора между основными и25 дополнительными магнитами.10. Мотор-колесо по пп. 1 - 7, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оси намагниченностипостоянных магнитов радиальны,11, Мотор-колесо по пп. 1 - 7, о т л и ч а 30 ю щ е е с я тем, что дополнительно введеныконцентраторы магнитного потока, расположенные между одноименными полюсамимагнитов.,12, Мотор-колесо по пп. 1 - 11, о т л и ч а 35 ю щ е е с я тем, что в него дополнителеновведены коммутатор, блок емкостных накопителей, блок подзарядки И/ИЛИ, блок управления, группы основных пластинсоединены через коммутатор с источником40 регулируемого напряжения и блоком емкостных накопителей, группы средних частейхолостых пластин соединены с блоком подзарядки И/ИЛИ блоком управления.13. Мотор-колесо по пп,1 - 12, о т л и ч а 45 ю щ е е с я тем, что источник регулируемогонапряжения выполнен в виде источника регулируемых по длительности, скважностиили длительности и скважности импульсовпостоянной или регулируемой амплитуды.5019 20 1725780 0 7 Корректор М.Максимишине хред М.М эктор Н.Гунько оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 1189 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5

Заявка

4731991, 01.09.1989

В. В. Ш кон дин

ШКОНДИН ВАСИЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

МПК / Метки

Код ссылки

Мотор-колесо в. в. шкондина

Похожие патенты

С небольшими выступами для обхвата ими стойки передка, а относительное укрепление колеса по вертикали достигается зажимом хомутика,Для устранения изменения профили конца оси полевого колеса, предлагается для скрепления со стойкой передка применять прокладку, снабженную гнездами для стоек и хомутиком для скрепления их между собой.На фиг. 1 изображена прокладка в трех проекциях и на фиг. 2 изображено в трех проекциях скрепление при помощи прокладки оси полевого колеса со стойкой передка.Прокладка из литого чугуна представляет плоскую плитку 3 (фиг. 1) с бортиками вдоль длинных сторон, образующими два паза 5,5 соответствующие профилям стойки полевого колеса 1 (фиг. 2) и стойке передка 2. По диагонали бортики снабжены ушками 7,7, через...

Шкивами 48, передачу от вала 44. К части 45 подводится ток от генератора 50, установленного на валу другого двигателя 38, а на валу ее насажена ручка реостата 51, изменяющего сопротивление 53, включенное в цепь возбуждения 52 двигателя 38,Число полюсов генераторов 40 и 50, двигателя 42 и машины 45 - 46 с одной стороны и передача 43 с другой, так выбраны, что соответствующим подбором передач 34, 35, 36 удается сразу получить необходимые для частей 31, 32, 33 рабочей машины числа оборотов,Т Тип, аКоминтернв Центриздата Народов СССР. Ленинград. Краснан Регулировочное приспособлениедействует таким образом, что онообразует разность чисел оборотовдвигателей 37 и 38 и, если эта разность совпадает с числом оборотоввала 44, то ручка...

Василий Шкондин изобрёл замечательный электродвигатель! Но, как признал сам автор, электромагнетизм у нас вообще не изучен. А это означает, что автор не может сказать, почему его мотор работает, и как долго будет ещё работать…В России сделано изобретение века, которое обещает совершить революцию в физике!
Автор - Ярослав Старухин

Мы все уже привыкли, считаем это обычным делом, когда новое прорывное открытие в области теоретической физики даёт мощный толчок научно-техническому прогрессу и побуждает людей создавать какие-то новые технические новинки военного и гражданского назначения. Именно так после революционного открытия Ганса Христиана Эрстеда, который обнаружил в 1820 году тесную связь между электричеством и магнетизмом, человечество обрело первые электродвигатели, электрогенераторы, средства теле- и радиосвязи, и многое, многое другое.

То, что изобрёл и довёл до массового производства русский инженер Василий Васильевич Шкондин, обладает обратным эффектом. Принципиально новый электродвигатель Шкондина и его массовое производство, уже начатое в целом ряде стран, способны дать толчок для пересмотра и ревизии всей теории электромагнетизма, возникшей аккурат после открытия Ганса Христиана Эрстеда, в которую творение Шкондина просто не вписывается. Сам изобретатель нового электродвигателя объясняет этот парадокс тем, что «электромагнетизм вообще не изучен»!

Услышьте это из его уст сами!

Я. Старухин: - Вы бы что-нибудь рассказали про тайны электромагнетизма. Эфир есть или нет? Откуда это всё берётся?

В. Шкондин: - Ну, здесь тайн-то никаких нет. Я сейчас приведу один пример, который говорит о том, что электромагнетизм ещё вообще не изучен!

Вообще не изучен?!

Вот мы сделали два двигателя. У одного вращаются магниты, и точно такой же двигатель со всеми параметрами, у которого, наоборот, магниты стоят на месте, а вращается ротор. И вот что получилось: почти в два раза лучше результат показал двигатель, у которого магниты не вращаются, а стоят на месте. Из этого какой следует вывод? Получается, что, если магниты вращаются, они теряют свои магнитные свойства! Понимаете? Это поразительно просто! Это просто поразительно! И мы так и остались в недоумении, так и не определили, почему возникает это явление! Узнав про этот феномен, мы именно по этому принципу и стали делать моторы, когда магниты стоят на месте, а вращается ротор. Стоит только один раз проэкспериментировать, и ты уже видишь, по какому пути тебе нужно идти. И мы не ошиблись! На всех международных салонах, а их было уже десять, на тестировании двигателя Шкондина мы всегда выигрывали: на динамике, на скорости, на дальности пробега...

Итак, помимо изобретения принципиально нового электродвигателя, Василий Шкондин сделал открытие: если магниты вращаются, они теряют свои магнитные свойства! Как объясняет этот феномен современная теоретическая физика? Пока никак!

Это означает, что учёным-физикам придётся вернуться к революционному открытию Ганса Христиана Эрстеда, которое было сделано почти 200 лет назад. Очевидное-невероятное состоит в том, что Г.Х. Эрстед в 1820 году открыл само явление электромагнетизма и сопроводил его своим комментарием, который был сразу же отвергнут учёными того времени, как ошибочный! Получилось как в советской кинокомедии «Операция Ы и другие приключения Шурика»: студент схлопотал на экзамене за изобретение - 5, а за знание физики - 2!

Учёный совет при Королевской академии наук Дании вынес Г.Х Эрстеду точно такой же вердикт: за открытие электромагнетизма - 5, а за знание физики - 2. Правда горькая пилюля была подслащена тем, что Эрстед был сразу же избран членом многих наиболее авторитетных научных обществ: Лондонского Королевского общества и Парижской Академии. В 1830 году его избрали почётным членом Петербургской академии наук. Англичане присудили ему медаль за научные достижения, а из Франции он получил премию в 3000 золотых франков, когда-то назначенную Наполеоном для авторов самых крупных открытий в области электричества! Но, при всём этом, объяснение открытия, сделанное Эрстедом, было признано однозначно неверным!

Что же такое «неверное» рассказал в своём объяснении открытия электромагнетизма Г.Х. Эрстед, и как это взаимосвязано с открытием В.В. Шкондина?!

Эрстед приоткрыл тайну электромагнетизма: «магнитное поле представляет собой вихрь материи». «… из сделанных наблюдений можно заключить, что электрический ток образует вихрь вокруг проволоки. Иначе было бы непонятно, как один и тот же участок проволоки, будучи помещён под магнитным полюсом [стрелки] относит его к востоку, а, находясь над полюсом увлекает его к западу. Именно вихрям свойственно действовать в противоположных направлениях на двух концах одного диаметра. Вращательное движение вокруг оси, сочетающееся с поступательным движением вдоль этой оси, обязательно даёт винтовое движение…» (Цитата из научной работы Эрстеда «Опыты, относящиеся к действию электрического конфликта на магнитную стрелку»).

Эти слова Эрстеда хорошо иллюстрирует следующий рисунок:

Что же открыл в XXI веке Василий Шкондин?

Шкондин открыл: если постоянные магниты (источники вихревого магнитного поля постоянной силы) начинать вращать, то в процессе их вращения сила создаваемого ими магнитного поля заметно уменьшается. Почему? Очевидно потому, что образуемый постоянным магнитом «магнитный вихрь» не любит, когда ему придают дополнительное вращение в разных плоскостях!

Поняв это из эксперимента, Василий Шкондин выбрал, как он сам говорит, верное для себя направление: конструировать двигатели, в которых постоянные магниты стоят на месте, а вращается ротор с электромагнитами. Уже только поэтому его двигатели выгодно отличаются по характеристикам от двигателей, у которых постоянные магниты установлены в роторе.

Есть у Шкондина и ещё некоторые «Know how» (от англ. know how - «знать как»), которые ставят его двигатели вне конкуренции и делают их чуть ли не вдвое более эффективными, чем все другие созданные когда-либо электродвигатели. Эти секреты изобретатель пока не собирается раскрывать никому, кроме своих самых близких компаньонов.

Мотор-колёса Шкондина как генератор прогресса
Автор - Владимир Леонов

На самой границе Московской области, за Окой, в 80 километрах от МКАД, есть очаровательный «наукогородок» Пущино. Серьёзно-напыщенное - «наукоград» - ему как-то не к лицу, всего чуть больше 20 тыс. жителей. На них, правда, приходится целых 9 научно-исследовательских институтов и радиофизическая обсерватория РАН. И один изобретатель - Василий Шкондин.

Там, где прячется гениальность

Ждём Василия Васильевича на автостоянке Института белка - там он арендует помещения для мастерской-лаборатории. «Мороз и солнце - день чудесный». Появляется свежая иномарка-минивэн, за рулём сам Шкондин. Приглашает следовать за ним. Едем по извилистым дорожкам института и наконец паркуемся на крошечной площадке перед задней частью какого-то крупного одноэтажного здания, напоминающего цех средних размеров. Знакомимся - на первый взгляд (да и на второй тоже) изобретатель совсем не тянет на 1941 год рождения. Заранее заготовленный образ «непризнанного гения» тает как парок на ветру.

Нас встречает и обнюхивает средних размеров гончий пёс. По глазам видно, что давно не щенок, серьёзный товарищ и он первый сюрприз Шкондина. Изобретатель утверждает, что собаке от роду 22 года. Прочитал на моём лице недоверие и призвал в качестве свидетелей помощников - как оказалось, к мастерской он прибился совсем маленьким щенком в 1992 году, с первого дня аренды. Подумалось - может быть, институт занимается не исследованиями структуры и функций белка, а давно решил вопрос, как побороть старость? И Шкондин подозрительно моложав и энергичен…

Внутри небольшого, не более 100 кв. м, помещения, разбитого на три пространства, атмосфера типичной мотовеломастерской. Куда ни кинь взгляд - рамы, колёса, скутера и солидный трёхколёсный байк. Тесно… Много места занимает огромный допотопный фрезерный станок. И только приглядевшись, замечаешь, что колёса необычные - внутри ободов установлены диски, внешне что-то вроде коробок от киноплёнки. На рабочих столах преобладают тестеры, магниты и ещё какие-то совершенно незнакомые детали.

Техника на грани фантастики

Увесистый трёхместный и трёхколёсный байк-рикша, с огромными мягкими креслами, тяжёлой рамой, широченными колёсами и начисто лишённый каких-либо обтекателей, призванных экономить топливо и энергию (аэродинамика обувной коробки, а то и хуже), на 14 литрах топлива способен преодолеть без дозаправки 1400 км - заслуга мотор-колёс Шкондина. Расход - 1 литр на 100 километров. Большой и мощный мотор выброшен, установлен маленький и слабосильный бензиновый, который призван компенсировать механические потери и подзаряжать аккумуляторы. Динамика - зверская. Осталось создать конструкцию с благородными формами, изначально спроектированную под мотор-колёса Шкондина, и революция в автопроме будет неизбежной.

Удалось испытать в деле далеко не самую новую и максимально «простую» разработку Василия Васильевича - велосипед с мотором в заднем колесе и несколькими аккумуляторами. Шкондин с сомнением посмотрел на меня, на снег со льдом, переключил двигатель на малый ход (до 40 км/ч), проинструктировал: «Тормоза обычные, педали не крутите. Вот ручка газа, как на мотоцикле».

Я взгромоздился на седло (минус 22 по Цельсию, толстенный свитер и дублёнка - не самая удобная одежда для «ходовых испытаний» велотехники) и крутанул ручку газа на себя. С трудом парировал желание велика встать на заднее колесо и опрокинуть седока. Из-за спины слышу вопль Шкондина: «Осторожно!!!» Отчаянно торможу - до кирпичной стены осталось меньше метра… Только тогда понял, осознал, какая мощь таится в этих шкондинских мотор-колёсах. Освоился, сделал несколько кругов, помечтал - эх, мне бы такое чудо - летом по Москве рассекать.

Василий Васильевич именно на нём частенько летает к себе на дачу в Тульскую область. Это не очень далеко, 30 с небольшим километров. Преимущество его мотор-колёс перед всеми остальными - не только малый вес, в разы большие дистанции пробегов на небольших и совершенно обыкновенных кислотных аккумуляторах (показывал и суперсовременные батареи, их установит на новые модели), но и колоссальная тяга, момент силы, выраженный в ньютон-метрах (Н·м). В горку, как на импортных электровелосипедах, педали крутить не надо. Мотор-колёса для велотехники и скутеров при максимальной электрической мощности, сопоставимой с компактной кофемолкой, имеют момент до 65 Н·м - подтверждено испытаниями в МЭИ.

Для сведения: у бензинового двигателя внутреннего сгорания малолитражного авто (те же «Жигули») этот показатель равен 70 Н·м. И КПД - 30%. У мотор-колёс последний показатель достигает немыслимых 94%. Поэтому оценивать двигатели Шкондина по мощности в ваттах и лошадиных силах бессмысленно, и это признали все эксперты из научных институтов.

А ещё Шкондин похвастался мотором, подходящим для лёгкого вертолёта или самолёта. Подержал в руках - тяжёлый, больше 20 кг. Но его мощность, по тяге, по моменту, составляет 270 Н·м. По автомобильным меркам - современный трёхлитровый шестицилиндровый двигатель мощностью свыше 200 л.с.! Для двухмоторного самолёта на 4-8 мест - самое то.

Василий Шкондин выставлял свою технику множество раз по всему миру. Даёт на тестирование и испытания в солидные отечественные и зарубежные институты и лаборатории. Всё, что создано другими конструкторами и компаниями в этой области, уступает мотор-колёсам Шкондина по всем параметрам: при равной мощности вес втрое больше, затраты энергии вдвое выше, скорость в разы ниже.

Суета вокруг колёс

Шкондин запатентовал своё изобретение - мотор-колесо первого поколения - в 1991 году. И с тех пор занят его развитием. Сегодня готово уже четвёртое поколение. Ноу-хау держит при себе, всех секретов не раскрывает. Жулики неоднократно пытались его обойти, их привлекает кажущаяся простота конструкции. Вроде бы минимум деталей, никаких компьютерных изысков, «критических» технологий. Но всё, что у него примитивно скопировано (украдено), работает, в лучшем случае, как обычный электромотор.

Был момент - на частном самолёте примчалась к нему на Кипр (некоторое время назад он имел возможность подолгу проводить там время) пара удачливых бизнесменов. Покрутились вокруг, посмотрели на технику и заявили - платим любые деньги за пару велосипедов. Не вопрос, Шкондин продал. Спустя полтора месяца эта же парочка вновь возникла на горизонте, но уже с недовольными лицами и претензией: «Мы сделали ваши мотор-колёса один к одному, но они не работают!» Шкондин не удивился, посоветовал не идти по китайскому пути, а купить лицензию: «Когда покупали, говорили, кататься будем? Вот и катайтесь».

За рубежом его секреты давно пытаются разгадать целые лаборатории и научные коллективы, с солидными, по сотне сотрудников, штатами. Были и наши, и английские «партнёры». И все как один занимались тем, что привлекали сотни миллионов долларов, проводили маркетинговые исследования, обольщались видимой простотой конструкции, восторгались перспективами и, не успев приступить к серийному выпуску, по жадности, выбрасывали изобретателя из бизнеса. В итоге, их копии оставались заурядными подделками.

Единственная страна, где производятся мотор-колёса Шкондина, - Индия. Так «удачно» он когда-то посотрудничал с командой выходцев из «Альфа-Групп». Под его мотор-колёса они приобрели там крупнейший в мире велозавод (10 тыс. велосипедов в сутки). Часть из них специально спроектирована для установки мотор-колёс. Но и тут неучастие автора изобретения сказалось - мотор-колёса индийского разлива давно уступают его последующим разработкам.

Не вечный двигатель

КПД его изобретений, конечно, необычайно высок, близок к заветной единице, но всё равно, как говорит Василий Васильевич, «несколько ампер не хватает». И эти амперы надо где-то восполнять, с помощью тех же классических двигателей внутреннего сгорания или аккумуляторных батарей, которые при зарядке потребляют энергию не из «космоса», а сгенерированную на разнообразных ГЭС, АЭС, ТЭС и т.д. Выходит, его случай - отнюдь не революционный прорыв в неведомое и вполне согласуется с постулатами общепринятых физических теорий. Или темнит господин Шкондин, скрывает что-то?

На выезде из Пущино в сторону трассы на Москву над дорогой плакат-растяжка. Не привычно-протокольное «Счастливого пути!» (читай - «скатертью дорожка» или «вали отсюда, да побыстрее»), а впервые встреченное - «Возвращайтесь!».

Что же, к мотор-колёсам и генераторам Шкондина вернёмся обязательно. Сегодня работы Шкондина востребованы, крупный концерн готовит площадки для массового производства мотор-колёс и связанной с ними техники, возможно, и военного назначения. Его мастерская переезжает в просторные помещения под 2 тыс. кв. метров. Да и ситуация подходящая, государственные деятели всех уровней азартно говорят о необходимости «модернизаций» и «инноваций». Вот им и карты в руки.

Двигатель Шкондина

Шкондин В.В. [самое интересное] Вечный двигатель для автомобилей, велосипедов, вертолетов

Увидеть металлический диск внутри оси велосипедного колеса сегодня можно довольно часто. Не сложно догадаться, что это не что иное, как велосипедный электродвигатель – мотор-колесо – изобретение ученого Василия Васильевича Шкондина. Несколько десятков лет тому назад казалась совсем невероятной возможность переоборудования обычного велосипеда в электрический при помощи небольшого набора электрокомпонентов, и потому стоит отдать должное российскому ученому, который более 20 лет занимался активным внедрением в транспортную промышленность своего главного изобретения – импульсно-инерционного электрического мотор-колеса.

История трудовых достижений человека, не единожды получавшего награды за изобретения, касаемые электротранспортных технологий, заслуживает особого внимания наших читателей. Довольно удачные попытки совмещение двигателя с колесом воедино, так чтобы отпала необходимость в трансмиссии, предпринимались ещё в XІX веке. 14 апреля 1900 года на парижской выставке World Expo был замечен электромобиль Lohner-Porsche с электрическими мотор-колесами. Данную двигательную установку в автомобиле реализовал ни кто иной, как молодой инженер Фердинанд Порше – всемирно известный производитель автомобилей в XІX веке. Конструкция мотор-колес Порше настолько пришлась людям по вкусу, что начиная с 1911 года колесными электродвигателями системы Лонера-Порше стали оборудоваться не только автомобили, но и троллейбусы, самосвалы, железнодорожные локомотивы. Правда, с развитием бензиновых двигателей, мотор-колеса начали встречаться в автомобилях куда реже, но сама идея – подобная разработка просто не могла быть забыта. Тогда почему же мотор-колеса начали использоваться лишь в габаритных транспортных средствах и немного обошли стороной велосипеды? Неужели двухколесные транспортные средства не заслуживали внимания? Дело в том, что конструкторам того времени было довольно сложно добиться сочетания высокой производительности велосипедного мотор-колеса и его малого веса. Как правило, мотор-колеса, встречающиеся на транспортных средствах XІX века, были довольно громоздкими, но в принципе, с весом не особо приходилось заморачиваться, ведь устанавливались эти электромоторы на довольно большие, увесистые средства передвижения. Совсем же другое дело крохотный велосипед... В период с 1860 по 1895 год было создано несколько версий электрических велосипедов, среди которых присутствовали и модели с мотор-колесами. В 1895 году Огдэн Болтон получил патент за разработку щеточно-коллекторного двигателя постоянно тока, внедренного во внутреннее пространство заднего колеса. Попытки оснащения велосипедов мотор-колесами предпринимались не раз, но по причине того, что велосипедные электрические двигатели были довольно увесистыми и не обеспечивали развития достаточного показателя крутящего момента, довольно долгое время данное изобретение находилось в небытие.

Создать дешевое электрическое велосипедное мотор-колесо совсем небольших размеров и малого веса, но с отличным показателем крутящего момента, да ещё лишь с одной единственной вращающейся деталью удалось в 1980-х гг. инженеру Василию Василиевичу Шкондину. Поставив перед собой цель создания двигателя, существенно превосходящего традиционные моторы по показателям работоспособности, сотрудник Института русского языка им. А. С. Пушкина, журналист по образованию В. Шкондин собрал рабочий образец импульсно-инерционного двигателя. Принципы однополярных и чередующихся импульсов в последующем были подтверждены целым рядом патентов, выданных на имя изобретателя.

Изобретение В.Шкондина было поистине революционным, ведь ему первому за многие годы удалось решить задачу установления идеального баланса между велосипедом и электрическим двигателем. На Всемирном салоне изобретений "Брюссель – Эврика - 1990" Василий Шкондин был удостоен звания человека года, а за свою разработку инвалидной электроколяски получил золотую медаль. Несколько позже российский изобретатель получил награди на выставках в Брюсселе, Женеве, Сауле, Ганновере, Париже. Но как ни печально, мировая слава постучала в двери Василия Васильевича не сразу, мало кто проявлял коммерческий интерес к его творениям. Изобретения ученого регулярно патентовались, однако до серийного производства довольно продолжительное время дело так и не доходило. Не получив поддержки на родине, Шкондин взял курс на запад. В 1992 году Шкондин получил патент на свое изобретение в США. В середине 1990-х обращения к представителям иностранных государств принесли плоды – было налажено сборку электровелосипедов на основе двигателя Шкондина на Кипре. В 1997 году программой электрофикации велосипедного транспорта В. В. Шкондина заинтересовался Всемирный Банк, который начиная с 1998 года решился на оснащение мотор-колесами его разработки рикш в Бангладеше, но как-тодальше выпуска небольшого тиража электрических трициклов дело не дошло. Зато в 2003 году российского ученого ждало истинное счастье – его изобретение было высокого оценено английской фирмой «Flintstone Technologies», которая, не долго думая, решилась на значительные финансовые вложения в область развития электрического транспорта с мотор-колесами Шкондина, так как увидела в данном изобретение значительные коммерческие преимущества. Для реализации данного проекта даже было создано предприятие «Ultra Motors», статутный капитал которого в момент основания составлял практически миллион долларов. В данной компании Василий Шкондин, как и полагалось, занял должность технического директора. Согласно неофициальных данных Flintstone Technologies принадлежало более 44% акций новообразованной компании. Как говорится, счастье лишним не бывает... В тот же знаменательный для Шкондина 2003 год состоялось ещё одно финансовое "вливание" в реализацию его разработки – в качестве инвестора выступила также компания «Русские технологии», возложив на проект Василия Васильевича "большие надежды", исчисляемые более чем одним миллионом долларов. Экологически безопасными и эффективными в работе мотор-колесами заинтересовалась и индийская компания «Crompton Greaves». В 2005 году она занялась выпуском мотор-колес системы Василия Шкондина с целью комплектации ими велосипедов, скутеров, трициклов, инвалидных колясок, погрузочных электрокаров.

Свое главное изобретение В. Шкондин позиционирует, как мотор-колесо. Хоть сам по себе коллекторный электрический двигатель может быть модифицирован и использован в разного рода электротехнике, его главное предназначения – расширение возможностей велосипедного транспорта. Для того, чтобы понять особенности и принцип работы мотор-колеса Шкондина, его нужно прежде всего сравнить со стандартным двигателем постоянного тока и бесколлекторным электромотором.

Бесколлекторные вариант мотор-колеса Шкондина

Шкондин получил несколько патентов на свои изобретения, но наиболее важно то, что российский ученый рассматривал возможность использования в электрическом транспортном средстве двигателя без коллектора (щеточного-коллекторного узла). Электродвигатель Шкондина – это объединение магнитных дорожек, динамично изменяющих параметры при переключении обмоток электромагнитов.

Схема обмоток и щеточного узла мотор-колеса Шкондина

Что касается конструктивного исполнения, то устроен электродвигатель Шкондина довольно просто - состоит он лишь из 5-6 основных деталей. Конструкция данного импульсного инерционного электродвигателя несколько похожа на электрогенератор Джона Серла, поэтому, понимая принципы работы последнего, можно легко разобраться и с работой шкондиновского мотор-колеса. Главными элементами мотор-колеса является внутренний статор с круговым магнитоприводом и внешний ротор. На статоре на одинаковом расстоянии друг от друга размещено 11 пар магнитов неодим-железо-борного состава, образуя 22 полюса. На роторе, отделенном от статора воздушным промежутком, имеется 6 подковообразных электромагнитов, расположенных попарно и сдвинутых на 120° в отношении друг друга. Благодаря тому, что растояние между полюсами электромагнитов ротора равно расстояние между магнитами статора, при соприкосновении одного из полюсов электромагнитов с соседними полюсами магнитов статора контакта между полюсами иных электромагнитов с полюсами магнитов не возникает. При изменении положения полюсов магнитов относительно друг друга создается градиент напряженности магнитного поля, который, по сути, и является источников образования крутящего момента. Получается, что в определенный момент времени крутящий момент формирует пять электромагнитов ротора и 20 магнитов статора.

Иные компоненты конструкции мотор-колеса Шкондина – закрепленный на корпусе статора распределительный коллектор, состоящий из отдельных, изолированных друг от друга токопроводных пластин, количество которых равно числу электромагнитов, и токосъемники с элементами токосъема. Каждая из пластин соединяется с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов. Каждый из электромагнитов имеет по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки. Принцип создания намотки указанных электромагнитов таков: если одна катушка мотается по часовой стрелке, то другую выполняют против часовой стрелки. Обмотки катушек соседних электромагнитов соединяются последовательно, а выводы противоположных – соединяются между собой. Количество витков в обмотках противоположных электромагнитов может быть различным.

В основе работы электродвигателя Шкондина лежит действие сил электромагнитного притяжения и отталкивания, наблюдаемые при взаимодействии электромагнитов ротора и неодимовых магнитов статора. Когда электромагнит проходит между осями неодимовых магнитов, образуется магнитный полюс одноименный с полюсом магнита, который ему уже удалось преодолеть, и противоположный полюсу магнита, к которому он движется. Иными словами, электромагнит отталкивается от одного магнита и притягивается к другому – последующему в направлении вращения. Указанное электромагнитное взаимодействие и обеспечивает вращение обода. Если электромагнит достигает оси магнита, то он обесточивается, так как именно здесь располагается токосъемник. Использование своеобразных "пауз" позволяет существенно экономить энергию аккумуляторных батарей транспортного средства, питая двигатель лишь тогда, когда это будет выгодно. Скорость вращения мотор-колеса прямо зависит от количества электричества подаваемого к токопроводящим пластинам.

КПД электродвигателя составляет 83%. При создании тяги в электродвигателе противоЭДС не наблюдается, однако на холостом ходу конструкция электрического мотор-колеса позволяет максимально эффективно возвращать часть энергии в аккумуляторы за счет позникновения противоЭДС, а не только в момент торможения, существенно увеличивая таким образом дальность пробега электровелосипеда (функция рекуперации энергии).

Василий Шкондин предполагал возможность расположения ротора, как с внешней стороны статора, так и изнутри (фиг.1, фиг.2). Что же касается конструктивного исполнения двигателя, то его форма тоже может быть изменена с колесообразной, скажем, в цилиндровую, наподобии той, которая популярна среди целого ряда двигателей постоянного тока. Последний момент особо важен, так как делает возможным использование электродвигателей конструктивной разработки Василия Шкондина не только при сборке наземного транспорта, но и воздушного, космического. Помимо электродвигателя Василий Васильевич собрал несколько вариантов генераторов, который могли бы использоваться параллельно с электромоторами. Когда электродвигатели будут обеспечивать пространственное перемещение транспортного средства, электрогенераторы обеспечат выработку электрической энергии для питания аккумуляторных батарей, повысив таким образом КПД электроустановки до 90%. Среди технологических разработок Шкондина выделяется и симбиоз электромотора и генератора, дополняемого солнечной батареей.

Электродвигатель Шкондина со статором внутри ротора

Электродвигатель Шкондина с ротором внутри статора

Что касается достоинств мотор-колес Шкондина, то они характеризуются не только малым весом и доступной ценой, но и более высокой производительностью, нежели электродвигатель стандартной конструкции. Изобретению Шкондина при относительно простом конструктивном исполнении свойствен свободный инерционный ход, большая скорость вращения. Так, на 300W электродвигателе, выпушенном согласно его задумки, можно разгонятся без педалей до 25-30 км/ч на ровной дороге. Не совсем низкой будет и скорость перемещения по местности с уклонов в 8 градусов – около 20-22 км/ч. Поддержка функции рекуперации энергии при торможении и спусках позволяет возвращать в аккумуляторные батареи до 180W энергии.

Благодаря использованию малого количества деталей удается не только повысить надежность мотор-колеса Шкондина, но и уменьшить его себестоимость практически в два раза по сравнению с иными типами электрических двигателей. В отличии от большинства электромоторов велосипедного транспорта, комплектуемых электронным блоком управления, мотор-колесо Шкондина не требует внешнего управляющего устройства. Этот электродвигатель совершенно не боится пилы, влаги, не имеет свойства нагреваться во время работы.

Простота исполнения, низкая стоимость производства, эксплуатации и ремонта, отличные качественные характеристики делают мотор-колеса Шкондина весомым и ценным продуктом. В настоящее время ведутся работы в направлении широкого внедрения данного электродвигателя в механизм работы разных видов транспорта: электровелосипедов, электроскутеров, электромобилей, водного и воздушного электротранспорта. Данная разработка позволяет ослабить зависимость средств передвижения от сырьевых ресурсов и увеличения их экологичности.

Все о тюнинге авто