專利名稱：一種高效節(jié)能直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)領(lǐng)域，具體是一種高效節(jié)能直流電機(jī)。
背景技術(shù)：
一百多年以來，常規(guī)的直流電機(jī)在結(jié)構(gòu)上都是由機(jī)殼，軸承，轉(zhuǎn)子，定子，換向器， 碳刷，電樞元件以及眾多的勵磁繞組組成。做功的磁力線垂直于電機(jī)轉(zhuǎn)軸。這種結(jié)構(gòu)造成了以下常見的不可克服的缺陷1、這種結(jié)構(gòu)使得直流電機(jī)必須要有換向裝置，換向的問題是直流電機(jī)的“老大難”問題。2、這種結(jié)構(gòu)使得直流電機(jī)制造復(fù)雜，造價昂貴，體積龐大，磁路長，鐵銅耗大。散熱不好，效率不高，故障率高，維護(hù)困難。3、這種結(jié)構(gòu)限制了直流電機(jī)的應(yīng)用，只能在有限的場合使用。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有直流電機(jī)的這種缺陷，本發(fā)明提供一種新型的不用換向器的一種高效節(jié)能直流電機(jī)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種高效節(jié)能直流電機(jī)，由前定子鐵芯、后定子鐵芯、定子勵磁線圈、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條、轉(zhuǎn)子內(nèi)接線環(huán)、轉(zhuǎn)子外接線環(huán)、圓環(huán)磁極、前端蓋、后端蓋、軸承和電機(jī)主軸等組成。其特征是旋轉(zhuǎn)的磁場平行于電機(jī)轉(zhuǎn)軸，電機(jī)只有一對磁極N極和S極，不使用換向器。定子由兩部分組成，前后對稱，磁極是圓環(huán)型狀的。內(nèi)轉(zhuǎn)子直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子，它被前后兩定子鐵芯包容在定子的空腔內(nèi)，轉(zhuǎn)子同轉(zhuǎn)軸連為一體，從定子中間穿過，通過軸承固定在機(jī)蓋、機(jī)座上。這是內(nèi)轉(zhuǎn)子直流電機(jī)。而外轉(zhuǎn)子直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子，它被前后兩定子鐵芯夾在中間，轉(zhuǎn)子通過前后端蓋、軸承同轉(zhuǎn)軸連為一體，轉(zhuǎn)子在定子外邊。這是外轉(zhuǎn)子直流電機(jī)。所述電機(jī)定子線圈最多兩個，按一個方向繞制。所述轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)條可做成多層，最少做一層。如圖2所示。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的直流電機(jī)，磁場平行于電機(jī)轉(zhuǎn)軸，兩定子包容一個低而粗的立體圓環(huán)型的轉(zhuǎn)子。整個電機(jī)只有N極、S極一對大磁極，磁路短，漏磁少，不用換向器。這樣就從結(jié)構(gòu)上解決了一直困擾直流電機(jī)的換向問題。2、這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的直流電機(jī)，勵磁簡單，磁極是一個圓環(huán)，整個電機(jī)僅用兩個或者一個勵磁線圈，制造加工容易，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的體積精悍小巧，故障少，耗材少，能耗低，維護(hù)更加方便，使用壽命更長。3、這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的直流電機(jī)，能更好地適應(yīng)現(xiàn)場的要求，更靈活地滿足現(xiàn)場的需要。

圖1、直流電機(jī)的勵磁原理圖圖2、直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動原理圖。圖3、內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的直流電機(jī)剖面圖。圖4、外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的直流電機(jī)剖面圖。[0013]圖5、內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的直流電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子立體圖。圖6、外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的直流電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子立體圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所采用的設(shè)計(jì)是根據(jù)經(jīng)典的電磁理論，安培右手螺旋管定律和左手定律而設(shè)計(jì)的。眾所周知，螺線管在通電時，在螺線管的內(nèi)部和外部都要產(chǎn)生磁場，磁場是由磁力線組成的。螺線管內(nèi)部的磁力線，是由S極出發(fā)，走“直線”直接指向N極，而螺線管外部的磁力線則是由N極出發(fā)，走“彎線”繞道回到S極，從而使得磁力線閉合，形成一個完整的磁場。螺線管磁場的方向由安培右手螺線管定律來確定。安培右手螺線管定律是這樣論述的用右手握住通電的螺線管，讓四指彎曲并指向螺線管中的電流方向，那么拇指所指的那一端，就是螺線管磁場的N極。本實(shí)用新型是將螺線管內(nèi)部和外部的磁力線0都用硅鋼片鐵心來代替，以減小磁勢的壓降。將內(nèi)部螺線管按幾何分成三等份。其中，將兩邊的等份做成磁極，勵磁線圈3繞制在上面。中間部分做成轉(zhuǎn)子鐵心4。如圖1所示。這樣就形成了直流電機(jī)定子的勵磁磁場。轉(zhuǎn)子鐵芯4是由條型硅鋼片在鐵心沖卷機(jī)上由微機(jī)控制完成的。它的形狀是一個低而粗的立體圓環(huán)。轉(zhuǎn)子立體圓環(huán)的圓表面不設(shè)有切割磁力線的轉(zhuǎn)予導(dǎo)條5。切割磁力線的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條5分別均勻地垂直于轉(zhuǎn)軸并嵌在圓環(huán)的體內(nèi)，成放射線狀態(tài)，層數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況而制造。轉(zhuǎn)子導(dǎo)條5的兩端接在內(nèi)薄圓筒6和外薄圓筒7上，兩薄圓筒6、7在這里是電樞電源的正負(fù)極接線端，如圖2所示。這種把轉(zhuǎn)子鐵心4部分放在螺線管內(nèi)部磁場的結(jié)構(gòu)是內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的直流電機(jī)。如圖3所示。如果將轉(zhuǎn)子鐵心4部分放在螺線管外部磁場的結(jié)構(gòu)則被稱作外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的直流電機(jī)，如圖4所示。這樣就形成了直流電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動電樞。這種直流電機(jī)是由前定子鐵芯1、后定子鐵芯2、定子勵磁線圈3、轉(zhuǎn)子鐵芯4、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條5、轉(zhuǎn)子內(nèi)接線環(huán)6、轉(zhuǎn)子外接線環(huán)7、圓環(huán)磁極8、前端蓋9、后端蓋10、軸承11和電機(jī)主軸12組成的。這種直流電機(jī)磁路，磁力線是從前定子鐵芯1出發(fā)，經(jīng)過空氣間隙，進(jìn)入轉(zhuǎn)子鐵芯4，再經(jīng)過空氣間隙，進(jìn)入后定子鐵芯2，即回到前定子鐵芯1。定子勵磁線圈(3)朝一個方向分別纏繞在前定子鐵芯1和后定子鐵芯2的圓環(huán)磁極8上，電機(jī)的磁場由此而產(chǎn)生，磁場的方向平行于電機(jī)的轉(zhuǎn)軸。兩定子包容著一個低而粗的立體圓柱型的轉(zhuǎn)子鐵心4。這種直流電機(jī)的運(yùn)行原理。定子勵磁線圈3用漆包線將前定子鐵芯1上的圓環(huán)磁極8繞制成S極向前，后定子鐵芯2上的圓環(huán)磁極8也繞制成S極向前。通電后，定子勵磁線圈3在前定子鐵芯1的圓環(huán)磁極8上形成N極，在后定子鐵芯2的圓環(huán)磁極8上形成S 極。連接轉(zhuǎn)子導(dǎo)條5的外圓筒7，接入直流電源的“正”極，而連接轉(zhuǎn)子導(dǎo)條5的內(nèi)圓筒6， 接入直流電源的“負(fù)”極，直流電流從轉(zhuǎn)子的外圓筒7，通過轉(zhuǎn)子導(dǎo)條5，從四面八方流向內(nèi)圓筒6，回到直流電源的“負(fù)極”。根據(jù)左手定理，磁力線垂直穿過轉(zhuǎn)子導(dǎo)條5，電流方向從外圓筒7指向內(nèi)圓筒6，從而形成一個垂直于轉(zhuǎn)子導(dǎo)條( ，垂直于N極S極磁場的運(yùn)動力F， 轉(zhuǎn)子因此而轉(zhuǎn)動。[0023] 本發(fā)明的直流電機(jī)，在制造上與普通電機(jī)不同。其關(guān)鍵部件轉(zhuǎn)子和定子都是由條型硅鋼片在鐵心沖卷機(jī)上由微機(jī)控制自動完成。在這之前先給轉(zhuǎn)子開一套模具，將模具裝在鐵心沖卷機(jī)上即可。轉(zhuǎn)子和定子做成以后，再將前定子鐵心1和后定子鐵心2合起來。定子線圈3按一個方向繞制，分別裝在前定子鐵芯1和后定子鐵芯2的圓環(huán)磁極8上。前端蓋9，后端蓋10和機(jī)座都是由生鐵或者合金鋁鑄造。成型后，上機(jī)床加工即可。
權(quán)利要求1.一種高效節(jié)能直流電機(jī)，由前定子鐵芯、后定子鐵芯、定子勵磁線圈、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條、轉(zhuǎn)子內(nèi)接線環(huán)、轉(zhuǎn)子外接線環(huán)、圓環(huán)磁極、前端蓋、后端蓋、軸承和電機(jī)主軸等組成，旋轉(zhuǎn)的磁場平行于電機(jī)轉(zhuǎn)軸，電機(jī)只有一對磁極N極和S極，不使用換向器，定子由兩部分組成，前后對稱，磁極是圓環(huán)型狀的，內(nèi)轉(zhuǎn)子直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子，它被前后兩定子鐵芯包容在定子的空腔內(nèi)，轉(zhuǎn)子同轉(zhuǎn)軸連為一體，從定子中間穿過，通過軸承固定在機(jī)蓋、機(jī)座上，這是內(nèi)轉(zhuǎn)子直流電機(jī)，而外轉(zhuǎn)子直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子，它被前后兩定子鐵芯夾在中間，轉(zhuǎn)子通過前后端蓋、軸承同轉(zhuǎn)軸連為一體，轉(zhuǎn)子在定子外邊，這是外轉(zhuǎn)子直流電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效節(jié)能直流電機(jī)，其特征在于所述電機(jī)定子線圈最多兩個，按一個方向繞制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效節(jié)能直流電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)條可做成多層，最少做一層。
專利摘要一種高效節(jié)能直流電機(jī)，由前定子鐵芯、后定子鐵芯、定子勵磁線圈、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條、轉(zhuǎn)子內(nèi)接線環(huán)、轉(zhuǎn)子外接線環(huán)、圓環(huán)磁極、前端蓋、后端蓋、軸承和電機(jī)主軸等組成。其特征是旋轉(zhuǎn)的磁場平行于電機(jī)轉(zhuǎn)軸，電機(jī)只有一對磁極N極和S極，不使用換向器。定子由兩部分組成，前后對稱，磁極是圓環(huán)型狀的。內(nèi)轉(zhuǎn)子直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子，它被前后兩定子鐵芯包容在定子的空腔內(nèi)。這是外轉(zhuǎn)子直流電機(jī)。所述電機(jī)定子線圈最多兩個，按一個方向繞制。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的直流電機(jī)，能更好地適應(yīng)現(xiàn)場的要求，更靈活地滿足現(xiàn)場的需要。
文檔編號H02K1/22GK202034872SQ20112014007
公開日2011年11月9日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者梁騷明 申請人:佛山市順德區(qū)盈富達(dá)微電機(jī)有限公司