專利名稱：一種滑環(huán)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)領(lǐng)域，涉及一種電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的各種電動(dòng)機(jī)，如交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，但有啟動(dòng)困難、啟動(dòng)電流大、耗電量大、發(fā)熱量高、效率低、調(diào)速困難。現(xiàn)有的有刷和無刷直流電動(dòng)機(jī)包括永磁直流電動(dòng)機(jī)，雖有比前者工作效率高、調(diào)速容易，但有發(fā)熱量高、成本高、故障率高、容易燒毀、維修困難、磁能利用率低、轉(zhuǎn)子慣量大?，F(xiàn)有發(fā)電機(jī)也有共同缺點(diǎn)，那就是電機(jī)容易發(fā)熱、效率低、磁能利用率低、使用成本聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種滑環(huán)電機(jī)，與現(xiàn)有電機(jī)相比，它能充分利用磁能做功，具有成本低、重量輕、效率高、溫升低、耗電量小、轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)子慣量小、工作可靠、可實(shí)現(xiàn)無極變速、可頻繁改變正反轉(zhuǎn)，與永磁電機(jī)相比耐高低溫不失磁。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為；一種滑環(huán)電機(jī)包括；控制盒、控制元件、端蓋、軸承、電機(jī)殼、定位盤、定位盤軸承、電機(jī)軸、定子內(nèi)套軸承、導(dǎo)磁套、滑環(huán)、定子、轉(zhuǎn)子，在電機(jī)殼中間設(shè)有定位盤，定位盤中心設(shè)有定位盤軸承，電機(jī)殼兩側(cè)裝有端蓋，端蓋中心設(shè)有軸承，電機(jī)軸中間通過定位盤軸承與定位盤連接，電機(jī)軸兩端通過軸承與端蓋連接，導(dǎo)磁套、定子內(nèi)套軸承以及轉(zhuǎn)子一端，分別與電機(jī)軸相連接，電機(jī)軸為空心一端裝有滑環(huán)，轉(zhuǎn)子線圈連接線通過電機(jī)軸空心與滑環(huán)連接，定子設(shè)在電機(jī)殼內(nèi)，定子一端與端蓋同心相連接；所述的轉(zhuǎn)子具有，在導(dǎo)磁的圓筒內(nèi)周面上設(shè)有偶數(shù)個(gè)等距離的內(nèi)凸極，同時(shí)在每個(gè)內(nèi)凸極徑向所對(duì)應(yīng)的圓筒外周面上設(shè)有外凸極，在圓筒壁上纏有轉(zhuǎn)子線圈，該轉(zhuǎn)子線圈在通過電流時(shí)使各凸極產(chǎn)生磁性，且在同一周面上相鄰兩凸極的磁極性相反，圓筒一端與轉(zhuǎn)子支架同心連接；定子，具有在導(dǎo)磁筒內(nèi)設(shè)置的定子外套，在定子外套內(nèi)設(shè)有線圈骨架，該線圈骨架為同心不同圓的雙層一端相連，兩層之間設(shè)有能套入上述轉(zhuǎn)子并均有空隙的雙層圓筒，線圈骨架上配置有多組空心定子線圈，該定子線圈配置成隔著空隙即與上述轉(zhuǎn)子的內(nèi)周面相對(duì)，同時(shí)也與轉(zhuǎn)子外周面相對(duì)，并且有轉(zhuǎn)子內(nèi)周面的定子線圈與徑向所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子外周面的定子線圈在同一極性的磁場(chǎng)上作用相同。線圈骨架內(nèi)設(shè)有定子內(nèi)套，定子內(nèi)套一端與定子內(nèi)套軸承連接，定子內(nèi)套另一端與定子外套之間設(shè)有支撐圓盤。以上本發(fā)明是用作發(fā)電機(jī)。當(dāng)本發(fā)明作為電動(dòng)機(jī)時(shí)，將裝有控制元件的圓盤形控制盒同心安裝在端蓋上，控制元件與定子里的霍爾元件件組成控制電路，來控制定子線圈與轉(zhuǎn)子的相互作用，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)?？刂坪杏脤?dǎo)熱性好材料制作，即給電子元件散熱又起到保護(hù)作用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。
采用本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是；改變了傳統(tǒng)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化線圈軌跡上的磁場(chǎng)分布，極大的提高線圈與永磁場(chǎng)的相互作用，從而使電機(jī)效率得到很大提高，減小了啟動(dòng)電流、降低了耗電量。由于定子線圈為空心線圈，降低了鐵損、減輕了電機(jī)重量、去除了齒槽效應(yīng)，同時(shí)也降低了電機(jī)溫升。轉(zhuǎn)子為空心，減輕了轉(zhuǎn)子重量、降低了轉(zhuǎn)子慣量、提高了改變正反轉(zhuǎn)的頻率。轉(zhuǎn)子內(nèi)外都有定子線圈，增大了定子線圈與轉(zhuǎn)子的作用力；從而提高了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明用電子器件控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了無極變速。


圖1為本發(fā)明一種滑環(huán)電機(jī)半剖示意圖；圖2a為本發(fā)明一種滑環(huán)電機(jī)定子線圈與線圈骨架裝配示意圖；圖2b為本發(fā)明一種滑環(huán)電機(jī)定子線圈骨架剖面示意圖；圖3為本發(fā)明一種滑環(huán)電機(jī)單個(gè)定子線圈的一種纏繞形式示意圖；圖4為本發(fā)明一種滑環(huán)電機(jī)定子外套剖面示意圖；圖5為本發(fā)明一種滑環(huán)電機(jī)導(dǎo)磁筒剖面不意圖；圖6為本發(fā)明一種滑環(huán)電機(jī)定子內(nèi)套外形示意圖；圖7為本發(fā)明一種滑環(huán)電機(jī)轉(zhuǎn)子剖面示意圖；圖8為本發(fā)明一種滑環(huán)電機(jī)轉(zhuǎn)子一端面示意圖；圖中有；I定位盤，2線圈骨架，3定子外套，4導(dǎo)磁筒，5電機(jī)殼，6端蓋，7滑環(huán)，8軸承，9引線，10支撐圓盤，11定子線圈，12定子內(nèi)套，13圓筒，14導(dǎo)磁套，15定子內(nèi)套軸承，16轉(zhuǎn)子支架，17定位盤軸承，18電機(jī)軸，19定子，20轉(zhuǎn)子，21控制盒，22控制元件，23轉(zhuǎn)子線圈，201外加強(qiáng)筋，202筒壁，203霍爾元件，204內(nèi)加強(qiáng)筋，301外套槽，12a內(nèi)套槽，13a內(nèi)凸極，13b外凸極，13c螺紋孔，16a螺栓。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。參見附圖1至附圖8所示，一種滑環(huán)電機(jī)包括；控制盒21、控制元件22、端蓋6、軸承8、電機(jī)殼5、定位盤1、定位盤軸承17、電機(jī)軸18、定子內(nèi)套軸承15、導(dǎo)磁套4、滑環(huán)7、定子19、轉(zhuǎn)子20 ;在電機(jī)殼5中間設(shè)有定位盤1，定位盤I中心設(shè)有定位盤軸承17，電機(jī)殼5兩側(cè)裝有端蓋6,端蓋6中心設(shè)有軸承8,電機(jī)軸18中間通過定位盤軸承17與定位盤I連接，電機(jī)軸18兩端通過軸承8與端蓋6連接，導(dǎo)磁套14、定子內(nèi)套軸承15以及轉(zhuǎn)子20 —端，分別與電機(jī)軸18相連接，電機(jī)軸18為空心一端裝有滑環(huán)7，轉(zhuǎn)子線圈23連接線通過電機(jī)軸18空心與滑環(huán)7連接(圖中沒畫出)，定子19設(shè)在電機(jī)殼5內(nèi)，定子19 一端與端蓋6同心相連接；所述的轉(zhuǎn)子20包括，圓筒13、轉(zhuǎn)子線圈23、轉(zhuǎn)子支架16、螺栓16a，在導(dǎo)磁的圓筒13內(nèi)周面上設(shè)有偶數(shù)個(gè)等距離的內(nèi)凸極13a，同時(shí)在每個(gè)內(nèi)凸極13a徑向所對(duì)應(yīng)的圓筒13外周面上設(shè)有外凸極13b，在圓筒13壁上纏有轉(zhuǎn)子線圈23，該轉(zhuǎn)子線圈23在通過電流時(shí)使各凸極產(chǎn)生磁性，且在同一周面上相鄰兩凸極的磁極性相反，圓筒13 —端與轉(zhuǎn)子支架16同心連接，用螺栓16a與螺紋孔13c配合將其緊固(參見圖7)，其中轉(zhuǎn)子支架16用非導(dǎo)磁材料制作。定子19包括；線圈骨架2、定子外套3、導(dǎo)磁筒4、定子線圈11、引線9、支撐圓盤10、定子內(nèi)套12，其中導(dǎo)磁筒4起到磁屏蔽作用，可用帶有絕緣層的硅鋼片疊成，或用外層絕緣的高導(dǎo)磁鋼絲繞成，也可用高導(dǎo)磁的鐵氧體磁瓦合成。線圈骨架2為同心不同圓的雙層一端相連的兩層之間設(shè)有能套入上述轉(zhuǎn)子20并均有空隙的空腔雙層圓筒，在筒壁202的內(nèi)層圓筒內(nèi)周面設(shè)有多條周向平行，且間距相等，短于圓筒長的內(nèi)加強(qiáng)筋204，在內(nèi)加強(qiáng)筋204徑向?qū)?yīng)的外層筒壁202外周面上，設(shè)有相同數(shù)目的外加強(qiáng)筋201，在線圈骨架2上安裝有多組空心定子線圈11，該定子線圈11在線圈骨架2上配置成隔著空隙即與上述轉(zhuǎn)子20的內(nèi)周面相對(duì)，同時(shí)也與轉(zhuǎn)子20的外周面相對(duì)。在線圈骨架2內(nèi)插入與內(nèi)加強(qiáng)筋204相對(duì)應(yīng)的設(shè)有內(nèi)套槽12a的定子內(nèi)套12后，再安裝內(nèi)壁上與外加強(qiáng)筋201相對(duì)應(yīng)設(shè)有外套槽301的定子外套3，定子內(nèi)套12—端與定子內(nèi)套軸承15連接，另一端與定子外套3之間安裝有支撐圓盤10，同時(shí)在支撐圓盤10的出線孔(圖中沒標(biāo)明)引出定子線圈11引線9，在定子外套3的外圓上設(shè)置導(dǎo)磁筒4，定子20內(nèi)外用高強(qiáng)度樹脂澆注成一體，一臺(tái)發(fā)電機(jī)組裝完成。其中定子外套3、線圈骨架2、定子內(nèi)套17，全部用高電阻率材料制作。定子內(nèi)套軸承15可防止定子內(nèi)套徑向移動(dòng)。當(dāng)本發(fā)明一種滑環(huán)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)時(shí)；將裝有控制元件22的控制盒21與端蓋6同心連接。在定子19 一端設(shè)有霍爾元件203，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置并輸出信號(hào)控制控制元件7，來控制每組定子線圈11與轉(zhuǎn)子20磁場(chǎng)的相互作用，從而使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種滑環(huán)電機(jī)，該電機(jī)包括；控制盒、控制元件、端蓋、軸承、電機(jī)殼、定位盤、定位盤軸承、電機(jī)軸、定子內(nèi)套軸承、導(dǎo)磁套、滑環(huán)、定子、轉(zhuǎn)子，在電機(jī)殼中間設(shè)有定位盤，定位盤中心設(shè)有定位盤軸承，電機(jī)殼兩側(cè)裝有端蓋，端蓋中心設(shè)有軸承，電機(jī)軸中間通過定位盤軸承與定位盤連接，電機(jī)軸兩端通過軸承與端蓋連接，導(dǎo)磁套、定子內(nèi)套軸承以及轉(zhuǎn)子一端，分別與電機(jī)軸相連接，電機(jī)軸為空心一端裝有滑環(huán)，轉(zhuǎn)子線圈連接線通過電機(jī)軸空心與滑環(huán)連接，定子設(shè)在電機(jī)殼內(nèi)，定子一端與端蓋同心相連接；其特征在于所述的轉(zhuǎn)子具有，在導(dǎo)磁的圓筒內(nèi)周面上設(shè)有偶數(shù)個(gè)等距離的內(nèi)凸極，同時(shí)在每個(gè)內(nèi)凸極徑向所對(duì)應(yīng)的圓筒外周面上設(shè)有外凸極，在圓筒壁上纏有轉(zhuǎn)子線圈，該轉(zhuǎn)子線圈在通過電流時(shí)使各凸極產(chǎn)生磁性，圓筒一端與轉(zhuǎn)子支架同心連接；定子，具有在導(dǎo)磁筒內(nèi)設(shè)置的定子外套，在定子外套內(nèi)設(shè)有線圈骨架，該線圈骨架為同心不同圓的雙層一端相連，兩層之間設(shè)有能套入上述轉(zhuǎn)子并均有空隙的雙層圓筒，線圈骨架上配置有多組空心定子線圈，該定子線圈配置成隔著空隙即與上述轉(zhuǎn)子的內(nèi)周面相對(duì)，同時(shí)也與轉(zhuǎn)子外周面相對(duì)，并且有轉(zhuǎn)子內(nèi)周面的定子線圈與徑向所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子外周面的定子線圈在同一極性的磁場(chǎng)上作用相同，線圈骨架內(nèi)設(shè)有定子內(nèi)套，定子內(nèi)套一端與定子內(nèi)套軸承連接，定子內(nèi)套另一端與定子外套之間設(shè)有支撐圓盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑環(huán)電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子支架為非導(dǎo)磁材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑環(huán)電機(jī)，其特征在于所述定子外套、定子內(nèi)套和線圈骨架為高電阻率材料制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑環(huán)電機(jī)，其特征在于所述定子外套、線圈骨架、定子線圈、定子內(nèi)套和導(dǎo) 磁筒用樹脂澆注成一體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種滑環(huán)電機(jī)，包括電機(jī)殼、定子和轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子具有，在轉(zhuǎn)子支架同心連接圓筒，圓筒內(nèi)外周面設(shè)有凸極，圓筒壁上纏有轉(zhuǎn)子線圈，該線圈與滑環(huán)連接；定子，具有在導(dǎo)磁筒內(nèi)設(shè)置有定子外套，在定子外套內(nèi)設(shè)有線圈骨架，線圈骨架上配置有多組空心線圈，該線圈配置成隔著空隙即與上述轉(zhuǎn)子的內(nèi)周面相對(duì)，同時(shí)也與轉(zhuǎn)子的外周面相對(duì)。本發(fā)明特點(diǎn)是改變了傳統(tǒng)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化線圈軌跡上的磁場(chǎng)分布，極大的提高線圈與永磁場(chǎng)的相互作用，從而使電機(jī)效率得到很大提高，增大了電機(jī)轉(zhuǎn)矩、減小了啟動(dòng)電流、降低了耗電量，定子線圈為空心線圈，降低了鐵損、減輕了電機(jī)重量，同時(shí)也降低了電機(jī)溫升。
文檔編號(hào)H02K1/12GK103078427SQ201310007620
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者王九龍 申請(qǐng)人:王九龍