旋盤(pán)供電式永磁電的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種旋盤(pán)式永磁電機(jī)，包括：機(jī)殼內(nèi)壁安裝的數(shù)對(duì)永久磁極與數(shù)個(gè)輪形架，機(jī)殼的兩端連接左、右兩軸承蓋兩軸承蓋的中心均制有軸承孔，兩軸承孔內(nèi)均安裝陶瓷軸承，兩陶瓷軸承作為轉(zhuǎn)子芯軸的兩簡(jiǎn)支架；轉(zhuǎn)子芯軸一側(cè)安裝鑲崁電樞繞組的疊層鐵芯，另一側(cè)安裝數(shù)個(gè)絕緣材質(zhì)的供電盤(pán)，供電盤(pán)上有合金環(huán)，通過(guò)數(shù)個(gè)空心滾子連接送電杯，數(shù)個(gè)送電杯連接數(shù)個(gè)接線柱，電流經(jīng)過(guò)送電杯、空心滾子、供電盤(pán)的合金環(huán)輸送到電機(jī)的電樞，工作氣隙中永久磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，拖動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)矩；電機(jī)的永久磁場(chǎng)強(qiáng)度易檢測(cè)、調(diào)整與勵(lì)磁，無(wú)電刷機(jī)構(gòu)，無(wú)電磁火花產(chǎn)生，具有多種使用功能，工作壽命較長(zhǎng)，尤其適合作為電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種永磁電機(jī)，特別涉及一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，奠定了電機(jī)歷史上的基本理論基礎(chǔ)。1833年，法國(guó)發(fā)明家皮克西制造了世界上第一臺(tái)旋轉(zhuǎn)磁極式直流電機(jī)。發(fā)電機(jī)是把動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。永久磁電機(jī)是依賴永久磁體作為磁場(chǎng)的電機(jī)。永磁電機(jī)具有很好的機(jī)械特性與調(diào)節(jié)特性:體積小、效率高、轉(zhuǎn)速變化范圍大、有較大的啟動(dòng)力矩。直流電機(jī)的特點(diǎn)是采用了換向器與電刷機(jī)構(gòu)，缺點(diǎn)是:在使用碳刷時(shí)，尤其是由粘合劑碳粉制作的碳刷時(shí)，由于粘接劑的存在，在電流伴隨磁場(chǎng)能量的變化時(shí)，換向延時(shí)，多余的能量以電磁火花的形式強(qiáng)行放出，其電磁波對(duì)周邊的電器產(chǎn)生較大的干擾，還會(huì)造成碳刷與換向器的表面燒毀、碳刷因膨脹卡在刷槽內(nèi)不能導(dǎo)電，產(chǎn)生停機(jī)故障，碳刷與換向器的摩擦?xí)a(chǎn)生運(yùn)行噪音，因此電機(jī)的工作壽命較短。
[0003]交流異步電動(dòng)機(jī)是一種將交變電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，主要由定子、轉(zhuǎn)子和它們之間的工作氣隙構(gòu)成，交流電源輸入定子繞組后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁力線切割電機(jī)的封閉式鼠籠轉(zhuǎn)子，獲得轉(zhuǎn)矩。交流異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、價(jià)格便宜、不會(huì)產(chǎn)生電磁火花，對(duì)周邊的電器不會(huì)產(chǎn)生干擾，運(yùn)行噪音小，使用、安裝、維護(hù)方便、制造成本較低、交流電機(jī)可直接從市電或變頻器取得電源供應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是:體積較大、能量轉(zhuǎn)換效率較低、調(diào)速的技術(shù)手段比較繁瑣、價(jià)格昂貴，機(jī)械特性較差、啟動(dòng)力矩較小。
[0004]無(wú)刷直流電機(jī)是基于電子技術(shù)創(chuàng)新的一種新型直流電機(jī)。無(wú)刷直流電機(jī)以法拉第電磁感應(yīng)理論為基礎(chǔ)，加入電力電子的新技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)與新興的磁極材料學(xué)作為支持的，是新時(shí)代的電機(jī)產(chǎn)物。無(wú)刷直流電機(jī)具有定子繞線組和安裝永久磁極的轉(zhuǎn)子，驅(qū)動(dòng)電流受電子電路的控制，無(wú)刷電機(jī)的最大特點(diǎn)是機(jī)構(gòu)中不設(shè)置換向器與電刷機(jī)構(gòu)。因此無(wú)刷直流電機(jī)在運(yùn)行中不產(chǎn)生換向火花，對(duì)周邊的電器干擾較小，運(yùn)行壽命長(zhǎng)，調(diào)速性能好，控制方法多有多樣，輸出轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)，調(diào)速范圍寬，運(yùn)行平穩(wěn)，啟動(dòng)響應(yīng)快，能量轉(zhuǎn)換效率較高等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是:與有刷電機(jī)相比較，電磁轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大，供電電源電路較為復(fù)雜，因此制造成本較高，由于轉(zhuǎn)子為永久磁極結(jié)構(gòu)，磁極材料的性能與電機(jī)腔內(nèi)部的空間限制了此類(lèi)電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式不利于制造功率較大的電機(jī)。
[0005]高電壓電機(jī)是指額定電壓在1000V以上電動(dòng)機(jī)。高電壓電機(jī)產(chǎn)生是基于電機(jī)的功率正比于輸入電壓與輸入電流的乘積，使用低電壓的電機(jī)在功率增大到一定程度，輸入電流受到導(dǎo)線截面的允許承載能力的限制，難于制作大功率電機(jī)。高壓電機(jī)優(yōu)勢(shì)是:在相同的電機(jī)體積下，電樞繞組采用較小的導(dǎo)線截面的線材，可輸出較大的功率，繞組采用鐵氟龍三層絕緣線繞制，繞組的層間無(wú)需設(shè)置絕緣層，繞組的體積小，降低了貴金屬的使用量，也降低了電機(jī)的制造成本，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變小。高壓電機(jī)的抗突變電流沖擊的能力較強(qiáng)，但啟動(dòng)與制動(dòng)時(shí)的控制比較困難。
[0006]目前在城市污染中pm2.5產(chǎn)生的主要來(lái)源，人們把它們歸結(jié)為:日常發(fā)電、有毒物質(zhì)，及汽車(chē)尾氣的排放；工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)尾氣排放等過(guò)程中經(jīng)過(guò)燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有害物質(zhì)，因此為消除汽車(chē)尾氣的污染，人們推崇電動(dòng)汽車(chē)在城市的使用。電動(dòng)汽車(chē)的主要組成包括:電力驅(qū)動(dòng)及動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的最大不同點(diǎn)。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電源和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制等主要裝置組成。電動(dòng)汽車(chē)的其他裝置基本與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)相同；電動(dòng)汽車(chē)的研究與應(yīng)用成為汽車(chē)工業(yè)的一個(gè)新的“熱點(diǎn)”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是要克服在【背景技術(shù)】中涉及的電機(jī)在技術(shù)上的缺陷，采用了旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)電裝置給轉(zhuǎn)子的電樞繞組供電，提供一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)。
[0008]本發(fā)明米取的技術(shù)方案是:一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)，包括空心圓柱形的機(jī)殼，機(jī)殼的頂部安裝起重環(huán)，機(jī)殼的兩端連接左、右端蓋，兩端蓋的中心均制有軸承孔。
[0009]電機(jī)機(jī)殼:所述的空心圓柱形的機(jī)殼由輕型合金鑄造制成，機(jī)殼一側(cè)的內(nèi)壁上安裝數(shù)對(duì)用稀土材質(zhì)制成的永久磁極。
[0010]進(jìn)一步的，本發(fā)明的機(jī)殼另一側(cè)的內(nèi)壁上用螺栓連接多個(gè)輪形架的外圈。
[0011]進(jìn)一步的，本發(fā)明的多個(gè)輪形架均采用輕質(zhì)合金鑄制，中心的內(nèi)圈通過(guò)數(shù)條輪輻與外圈相連接，外圈、輪輻與內(nèi)圈為一體化結(jié)構(gòu)。
[0012]進(jìn)一步的，本發(fā)明的機(jī)殼上安裝與多個(gè)輪形架數(shù)量相等的接線柱，各接線柱均與機(jī)殼相絕緣，各接線柱的位置與各輪形架的位置相對(duì)應(yīng)。
[0013]進(jìn)一步的，本發(fā)明的左、右兩端蓋中心的軸承孔內(nèi)均安裝陶瓷軸承。
[0014]電機(jī)轉(zhuǎn)子:所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子芯軸由40Gr合金鋼制成，芯軸上安裝鐵芯與多個(gè)供電盤(pán)。
[0015]進(jìn)一步的，本發(fā)明的芯軸軸身制有兩段與陶瓷軸承內(nèi)孔直徑相配合的精磨軸頸。
[0016]進(jìn)一步的，本發(fā)明的芯軸的左軸伸上制有預(yù)定直徑的軸頸與鍵槽。
[0017]進(jìn)一步的，本發(fā)明的芯軸在疊層鐵芯與多個(gè)供電盤(pán)的安裝位置的表面采用打筋或者滾花方法加工。
[0018]進(jìn)一步的，本發(fā)明的疊層鐵芯采用高導(dǎo)磁率的硅鋼片沖制成，沖片的邊緣有偶數(shù)槽口，中心有與芯軸表面打筋或者滾花部位直徑相配合的通孔，沖片上還沖制有均布的多條凸痕。
[0019]進(jìn)一步的，本發(fā)明的疊層鐵芯利用中心孔與芯軸上打筋或者滾花的部位做套嵌安裝連接。
[0020]進(jìn)一步的，本發(fā)明的疊層鐵芯與數(shù)對(duì)永久磁極之間，預(yù)留工作氣隙。
[0021]進(jìn)一步的，本發(fā)明的電樞繞組的絕緣線采用鐵氟龍三層絕緣線繞制，鑲崁在疊層鐵芯的偶數(shù)槽口內(nèi)。
[0022]進(jìn)一步的，本發(fā)明的多個(gè)供電盤(pán)采用優(yōu)質(zhì)絕緣性能的板材制為圓盤(pán)狀。
[0023]進(jìn)一步的，本發(fā)明的多個(gè)絕緣圓盤(pán)的中心均制有與芯軸上打筋或者滾花的部位直徑相配合的通孔。
[0024]進(jìn)一步的，本發(fā)明的絕緣圓盤(pán)上鑲崁用銀銅合金板沖制的圓環(huán)。
[0025]進(jìn)一步的，本發(fā)明的合金圓環(huán)與轉(zhuǎn)子芯軸之間是絕緣的。[0026]進(jìn)一步的，本發(fā)明的各供電盤(pán)之間的距離相等，供電盤(pán)的數(shù)量與電樞的繞組數(shù)量相同。
[0027]進(jìn)一步的，本發(fā)明的電樞各繞組同名端線首分別連接到各供電盤(pán)的合金圓環(huán)上，同名端線尾連接在同一接點(diǎn)上，電樞的繞組成為Y形接法。
[0028]進(jìn)一步的，本發(fā)明的電樞各繞組的線首與各繞組的線尾兩兩相連，將各接點(diǎn)分別連接到各供電盤(pán)的合金圓環(huán)上，電樞的繞組成為△形接法。
[0029]進(jìn)一步的，本發(fā)明的輪形架的數(shù)量與轉(zhuǎn)子軸上供電盤(pán)的數(shù)量相等。
[0030]進(jìn)一步的，本發(fā)明的各輪形架與轉(zhuǎn)子軸上各供電盤(pán)的位置一一對(duì)應(yīng)。
[0031]進(jìn)一步的，本發(fā)明的各輪形架的內(nèi)圈上均安裝用絕緣板制作的圓環(huán)。
[0032]進(jìn)一步的，本發(fā)明的絕緣圓環(huán)的環(huán)面上制有數(shù)個(gè)導(dǎo)向孔。
[0033]進(jìn)一步的，本發(fā)明的送電杯的邊緣用銀銅合金沖制為筒狀，中心有通孔。
[0034]進(jìn)一步的，本發(fā)明的送電杯的杯底安裝數(shù)個(gè)導(dǎo)向柱，數(shù)量與絕緣圓環(huán)上導(dǎo)向孔的數(shù)量相等，分布位置相同。 [0035]進(jìn)一步的，本發(fā)明的送電杯底的各導(dǎo)向柱均穿入絕緣圓環(huán)的各導(dǎo)向孔內(nèi)。
[0036]進(jìn)一步的，本發(fā)明的多個(gè)圓柱彈簧均套在各送電杯底的導(dǎo)向柱上。
[0037]進(jìn)一步的，本發(fā)明的圓柱彈簧的兩端抵在送電杯底與絕緣圓環(huán)之間。
[0038]進(jìn)一步的，本發(fā)明的送電杯與供電盤(pán)的合金圓環(huán)之間由多個(gè)空心金屬滾子相連接。
[0039]進(jìn)一步的，本發(fā)明的多個(gè)金屬滾子之間用金屬保持架隔離。
[0040]進(jìn)一步的，本發(fā)明的送電杯的筒狀邊緣包羅攜帶多個(gè)滾子的保持架與供電盤(pán)，成為與推力滾子軸承相同的結(jié)構(gòu)。
[0041]進(jìn)一步的，本發(fā)明的芯軸上兩段精磨的軸頸，分別安裝在左、右兩端蓋軸承孔陶瓷軸承的內(nèi)孔中。
[0042]進(jìn)一步的，本發(fā)明的芯軸的軸伸處于左端蓋之外。
[0043]進(jìn)一步的，本發(fā)明的各送電杯均用電源線分別連接到與各絕緣支架相對(duì)應(yīng)的各接線柱上。
[0044]進(jìn)一步的，本發(fā)明的電機(jī)采用高電壓直流驅(qū)動(dòng)電流能源。
[0045]進(jìn)一步的，本發(fā)明的高壓直流驅(qū)動(dòng)電源由交流市電或者蓄電瓶組合提供，通過(guò)輸入電子開(kāi)關(guān)電路與數(shù)字信號(hào)處理器組成的控制器輸出可控電流，連接到本發(fā)明電機(jī)的多個(gè)絕緣接線柱上。
[0046]進(jìn)一步的，本發(fā)明的磁極位置檢測(cè)方法采用無(wú)位置傳感器的反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)方法。
[0047]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明克服了在【背景技術(shù)】中所述的電機(jī)在技術(shù)上的缺陷，采用旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)電裝置給轉(zhuǎn)子的電樞提供電流。一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)，包括:空心圓柱形的機(jī)殼，機(jī)殼的頂部安裝起重環(huán)，機(jī)殼的兩端連接左、右端蓋，兩端蓋的中心均制有軸承孔。空心圓柱形的機(jī)殼由輕型合金鑄造制成，可減輕電機(jī)的自重；在機(jī)殼的頂部安裝起重環(huán)，目的是電機(jī)在移動(dòng)與運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中起吊搬運(yùn)的便利；機(jī)殼一側(cè)的內(nèi)壁上安裝數(shù)對(duì)用稀土材質(zhì)制成的永久磁極，目的是在機(jī)腔一側(cè)的空間內(nèi)形成環(huán)狀閉合磁場(chǎng)；機(jī)殼另一側(cè)內(nèi)壁上安裝多個(gè)輪形架的目的是作為多個(gè)絕緣環(huán)的承接架，機(jī)殼上安裝與多個(gè)輪形架數(shù)量相等的接線柱，各接線柱均與機(jī)殼相絕緣，各接線柱的位置與各輪形架的位置相對(duì)應(yīng)，目的是通過(guò)多個(gè)接線柱，將驅(qū)動(dòng)電源的電流輸送到多個(gè)輪形架上絕緣圓環(huán)連接的送電杯上；左、右兩端蓋中心的軸承孔內(nèi)均安裝陶瓷軸承，目的是利用兩陶瓷軸承的內(nèi)孔作為轉(zhuǎn)子芯軸兩段精磨軸頸處的簡(jiǎn)支梁承架。陶瓷軸承是耐腐蝕的可以工作在有腐蝕性氣體的環(huán)境中，陶瓷滾動(dòng)體的密度小，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)外圈的離心摩擦破壞作用小，具有較長(zhǎng)的使用壽命陶瓷的熱膨脹系數(shù)小，可適應(yīng)溫差變化較大的工作環(huán)境，陶瓷的彈性模量較高受力不易變性，可在較高的轉(zhuǎn)速下用較高的精度運(yùn)行。
[0048]轉(zhuǎn)子的芯軸由優(yōu)質(zhì)碳鋼制成，芯軸輸出的是扭矩，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與抗扭模量，40Gr合金鋼是制作轉(zhuǎn)子芯軸的首選，熱處理時(shí)不易產(chǎn)生裂紋，芯軸上安裝鐵芯是作為電樞繞組的承架，也是通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)的主要載體，安裝多個(gè)供電盤(pán)的目的是利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路機(jī)構(gòu)給轉(zhuǎn)子鐵芯上的電樞繞組供電；轉(zhuǎn)子芯軸的軸伸上制有標(biāo)配的軸徑與鍵槽，目的是利用軸伸與平鍵連接傳動(dòng)件的方式，輸出電機(jī)的扭矩；轉(zhuǎn)子芯軸在鐵芯與數(shù)個(gè)供電盤(pán)的安裝位置的表面上采用打筋或者滾花工藝處理，目的是使鐵芯與數(shù)個(gè)供電盤(pán)的芯孔與轉(zhuǎn)子軸上打筋或者滾花的表面做套嵌連接，不產(chǎn)生軸向位移。鐵芯采用高導(dǎo)磁率的硅鋼片沖制為偶數(shù)槽口沖片，目的是使電機(jī)的定位轉(zhuǎn)矩大，電流大，振動(dòng)小，噪音小。硅鋼沖片上沖制多條凸痕，目的是把各沖片多條凸痕的位置對(duì)應(yīng)疊放，達(dá)到預(yù)定的層數(shù)，使用機(jī)械的壓力，將各沖片上正面的凸痕與各沖片上背面的凹痕嵌合到平整無(wú)隙，制成具有疊層結(jié)構(gòu)的鐵芯，即使不采用穿釘兩端鉚合鎖緊疊層沖片的工藝，采用此結(jié)構(gòu)的疊層鐵芯也不會(huì)發(fā)生片間松散的現(xiàn)象；疊層鐵芯與機(jī)殼內(nèi)壁上安裝的數(shù)對(duì)永久磁極之間，留有空氣間隙，目的是避免疊層鐵芯在轉(zhuǎn)動(dòng)中與永久磁極產(chǎn)生摩擦破壞，空氣間隙的直徑與電機(jī)輸出力矩的大小成正比。電樞繞組采用鐵氟龍三層絕緣線繞制，鑲嵌在疊層鐵芯的各偶數(shù)槽口內(nèi)，電樞繞組采用鐵氟龍三層絕緣線繞制，不僅可比傳統(tǒng)的絕緣線節(jié)約1/3的體積，還可以耐受8000V左右高壓電流，即使電樞繞組的繞層間不設(shè)置絕緣隔離層，也不會(huì)產(chǎn)生層間擊穿破壞，可節(jié)約大量銅線材料，降低制造成本；多個(gè)供電盤(pán)采用絕緣性能優(yōu)良的材料制成片狀圓盤(pán)，目的是作為鑲崁在圓盤(pán)上的銅銀合金圓環(huán)的承接架，使銅銀合金圓環(huán)與轉(zhuǎn)子的芯軸相隔離絕緣。多個(gè)片狀圓盤(pán)的中心均制有與芯軸上打筋或者滾花的部位直徑相配合的通孔，目的是使片狀圓盤(pán)與芯軸表面打筋或者滾花的安裝位置做套嵌連接定位，不發(fā)生軸向位移。各供電盤(pán)之間的距離相等，與各輪形架的位置一一對(duì)應(yīng)，目的是預(yù)留空間與多個(gè)輪形架中心絕緣環(huán)上的送電杯通過(guò)多個(gè)空心滾子相連接；供電盤(pán)與電樞繞組的組數(shù)數(shù)量相等，將電樞各繞組的同名線首端分別連結(jié)到各供電盤(pán)上的合金圓環(huán)上，各同名線尾端連接在同一接點(diǎn)上，成為電樞繞組的Y接法；電樞繞組的各首尾端兩兩連接，將接頭分別連結(jié)到各供電盤(pán)上的合金圓環(huán)上，成為電樞繞組的△接法。輪形架采用輕型合金制做成一體化結(jié)構(gòu)，目的是便于輪緣與電機(jī)的外殼用螺栓連接，輪形架具有較好的剛度，在內(nèi)圈上固定絕緣環(huán)，可使絕緣環(huán)有較好的穩(wěn)定性，芯軸穿入絕緣環(huán)的環(huán)心，絕緣環(huán)上制有多個(gè)導(dǎo)向孔，作為送電杯的多個(gè)導(dǎo)向柱的承接架；送電杯用銀銅合金板沖制，有筒狀的邊緣與中心孔，具有良好的導(dǎo)電性能，剛度與表面硬度，送電杯底面安裝的多個(gè)導(dǎo)向柱與絕緣環(huán)的多個(gè)導(dǎo)向孔的數(shù)量相等，位置一一對(duì)應(yīng)，各導(dǎo)向柱穿入各相應(yīng)的導(dǎo)向孔做配合連接，目的是使送電杯在做軸向位移時(shí)，不產(chǎn)生偏斜與錯(cuò)位；多個(gè)圓柱彈簧均套在送電杯的多個(gè)導(dǎo)向柱上，彈簧的兩端分別抵在送電杯底面與絕緣環(huán) 上，目的是用多個(gè)圓柱彈簧的張力壓迫送電杯底，迫使送電杯的內(nèi)底面、保持架隔離的數(shù)個(gè)空心金屬滾子與供電環(huán)的合金環(huán)之間保持緊密的連接，使送電杯、保持架隔離的數(shù)個(gè)空心滾子與供電環(huán)上的合金環(huán)組成的推力滾子軸承，作為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路，將電流輸送到轉(zhuǎn)子的電樞；彈簧組具有緩和沖擊與震動(dòng)的功能，即使供電盤(pán)在轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生軸向或徑向的跳動(dòng)，也不會(huì)發(fā)生送電杯內(nèi)底面與供電盤(pán)合金環(huán)之間通過(guò)數(shù)個(gè)金屬滾子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路的中斷；推力滾子軸承承受以軸向載荷為主的軸、徑向聯(lián)合載荷，徑向載荷一般不超過(guò)軸向載荷的55%與其它類(lèi)推力滾子軸承相比較，推力滾子軸承的摩擦因數(shù)較低，可以使用較高的轉(zhuǎn)速，并具有較好的調(diào)心性能；作為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電連通電路的推力滾子軸承結(jié)構(gòu)，所承受的僅有彈簧組提供的張力的軸向載荷，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)通電路的結(jié)構(gòu)，即使在空心滾子的表面發(fā)生了點(diǎn)蝕破壞，也不會(huì)影響其導(dǎo)電的功能，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路結(jié)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)件之間，產(chǎn)生磨損是必然的，但彈簧組可用其貯蓄的勢(shì)能，及時(shí)將彈簧組的壓縮長(zhǎng)度展長(zhǎng)，補(bǔ)償受到磨損的間隙，因此這種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路機(jī)構(gòu)在彈簧組的輔助下具有較長(zhǎng)的使用壽命，可以超過(guò)兩端蓋上陶瓷軸承的使用壽命；高壓直流驅(qū)動(dòng)電流可由市供交流電源或者蓄電瓶組合的直流電源提供，輸入電子開(kāi)關(guān)電路和數(shù)字信號(hào)處理器組成的控制器，通過(guò)內(nèi)部電路的調(diào)整，輸出電機(jī)所需的工作電流。由于本發(fā)明的控制器內(nèi)設(shè)計(jì)的電子開(kāi)關(guān)電路和數(shù)字信號(hào)處理器組成的控制器可以經(jīng)過(guò)其內(nèi)部智能電子元件的功能控制、調(diào)整提供不同性能的電流輸出供給電機(jī)使用；既可以使用市供的交流電源，也可以使用由蓄電瓶組提供的直流電源，因此既可以作為固定場(chǎng)所電機(jī)，提供輸出轉(zhuǎn)矩的動(dòng)力源；也可以作為可移動(dòng)的運(yùn)輸工具的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，例如向電動(dòng)汽車(chē)提供轉(zhuǎn)矩動(dòng)力源，也就是電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；本發(fā)明中電機(jī)的磁極位置檢測(cè)方法采用無(wú)位置傳感器的反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)手段，通過(guò)判斷不導(dǎo)通相繞組反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)，是較為常用的無(wú)轉(zhuǎn)子位置傳感器的的檢測(cè)手段，電路簡(jiǎn)潔可靠，電機(jī)工作穩(wěn)定。
[0049]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)，摒棄了傳統(tǒng)的直流無(wú)刷電機(jī)的軟肋；電刷及滑環(huán)機(jī)構(gòu)。電流不是輸入定子的電樞繞組，而是輸入轉(zhuǎn)子電樞繞線組，采用全新的供電盤(pán)上的合金環(huán)、送電杯與金屬保持架上相互隔離數(shù)個(gè)空心滾子，組合成與推力滾子軸承相同的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)可靠的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電連通電路，這種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電連通電路具有緩和沖擊與震動(dòng)的能力，供電盤(pán)在轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生軸向或徑向的跳動(dòng)，也不會(huì)產(chǎn)生送電杯與供電盤(pán)的合金環(huán)之間通過(guò)數(shù)個(gè)金屬滾子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電連通電路的中斷，這種連接方式具有可靠的、較長(zhǎng)的使用壽命；有效地避免了因使用傳統(tǒng)的碳刷結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電磁火花，不產(chǎn)生電磁干擾，不會(huì)引起電機(jī)控制傳感信號(hào)對(duì)相位的誤判，有效地克服了使用碳刷系統(tǒng)造成的使用壽命短，需要經(jīng)常維護(hù)、維修，延誤電機(jī)的工作時(shí)間，需要較高的維護(hù)維修費(fèi)用等弊病，突破了永磁電機(jī)向制造大功率電機(jī)方向發(fā)展的瓶頸；體積小、重量輕、與同體積的電機(jī)相比較功率大，永磁定子結(jié)構(gòu)的采用，使得發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)排列得緊湊，體積、重量大為減少。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，使得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量降低轉(zhuǎn)速增加，作為同步發(fā)電機(jī)使用中、低速發(fā)電性能較好，在功率等級(jí)相同的情況下怠速時(shí)，永磁式發(fā)電機(jī)要比勵(lì)磁式發(fā)電機(jī)的輸出功率高一倍以上。永磁式發(fā)電機(jī)是一種節(jié)能產(chǎn)品。結(jié)構(gòu)中舍棄了勵(lì)磁繞組、碳刷和滑環(huán)等零部件，減少了因磨擦造成的的機(jī)械損耗，使得永磁式發(fā)電機(jī)的效率大為提升。普通勵(lì)磁式發(fā)電機(jī)在1500轉(zhuǎn)/分至6000轉(zhuǎn)/分之間的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)平均效率只有45%至55%，而永磁式發(fā)電機(jī)則可高達(dá)75%至80%。永磁發(fā)電機(jī)因其無(wú)碳刷、無(wú)滑環(huán)的結(jié)構(gòu)，消除了碳刷與滑環(huán)在磨擦中產(chǎn)生的電磁火花與無(wú)線電雜波干擾的現(xiàn)象發(fā)生，可以工作在爆炸性、危險(xiǎn)性等惡劣的環(huán)境下，發(fā)電機(jī)對(duì)溫度、濕度的要求相對(duì)降低，在潮濕或粉塵存在的環(huán)境下可正常工作，是一種性能優(yōu)良的新式永磁發(fā)電機(jī)。
[0050]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0051]圖1是本發(fā)明的主視剖視示意圖。
[0052]圖2是圖1的A-A剖視示意圖。
[0053]圖3是圖2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0054]圖4是供電盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0055]圖5是實(shí)施例1的電路示意圖。
[0056]圖6是實(shí)施例2的電路示意圖。
[0057]圖7是實(shí)施例3的電路示意圖。
[0058]圖8是實(shí)施例4.1的電路示意圖。
[0059]圖9是實(shí)施例4.2的電路示意圖。
[0060]圖10是實(shí)施例4.3的電路示意圖。
[0061]圖11是實(shí)施例6的電路示意圖。
[0062]
[0063]圖中:1.機(jī)殼，2.接線柱，3.起重環(huán)，4.永久磁極，5.電樞，6.軸承孔，7.鐵芯，
8.右端蓋，9.工作氣隙，，10.機(jī)座，11.供電盤(pán)，12.合金圓環(huán)，13.輪形架，14.絕緣環(huán)，
15.陶瓷軸承，16.左端蓋，17.芯軸，18.鍵槽，19.導(dǎo)向孔，20.電源線，21.送電杯，22.空心滾子，23.保持架，24.導(dǎo)向柱，25.圓柱彈簧。
【具體實(shí)施方式】
[0064]現(xiàn)在結(jié)合附圖與優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。此附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)造。
[0065]新型永磁電機(jī)的實(shí)施例1，結(jié)構(gòu)原理圖如圖1-4所示，以輸入交流市電三相電為能源，作為交流同步電機(jī):電路原理圖如圖5所不,一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī),包括；機(jī)殼I,接線柱2，起重環(huán)3，永久磁極4，電樞5，軸承孔6，鐵芯7，右端蓋8，工作氣隙9，機(jī)座10，供電盤(pán)11，合金圓環(huán)12，輪形架13，絕緣環(huán)14，陶瓷軸承15，左端蓋16，芯軸17，鍵槽18，導(dǎo)向孔19，電源線20，送電杯21，空心滾子22，保持架23，導(dǎo)向柱24，圓柱彈簧25。
[0066]—種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī),包括:空心圓柱形的機(jī)殼I,由輕型合金鑄造制成，降低電機(jī)的自重；機(jī)殼I的頂部安裝起重環(huán)3，提供電機(jī)在移動(dòng)與運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中升高起吊時(shí)的便利；機(jī)殼I的兩端連接右端蓋8與左端蓋16，兩端蓋的中心均制有軸承孔6，右端蓋8與左端蓋16，對(duì)電機(jī)的內(nèi)腔起到密封、保護(hù)的作用，軸承孔6作為陶瓷軸承15的軸承座；兩陶瓷軸承15的內(nèi)孔作為芯軸17兩段精磨軸頸處的簡(jiǎn)支梁承架；機(jī)殼I 一側(cè)的內(nèi)壁上安裝數(shù)對(duì)用稀土材質(zhì)制成的永久磁極4,在機(jī)殼I 一側(cè)的空間內(nèi)形成環(huán)狀閉合磁場(chǎng)；機(jī)殼I另一側(cè)內(nèi)壁上安裝多個(gè)輪形架13，作為多個(gè)絕緣環(huán)14的承架，機(jī)殼I上安裝與多個(gè)與輪形架13數(shù)量相等的接線柱2，各接線柱2均與機(jī)殼I絕緣，各接線柱2的位置與各輪形架13的位置相對(duì)應(yīng)，通過(guò)多個(gè)接線柱2，用電源線20把驅(qū)動(dòng)電源的電流輸送到各輪形架13上絕緣環(huán)14連接的送電杯21上。電機(jī)轉(zhuǎn)子的芯軸17由40Gr合金鋼制成，具有較好的強(qiáng)度與抗扭模量，電機(jī)芯軸17上安裝鐵芯7是作為電樞5的承架，鐵芯7是產(chǎn)生磁場(chǎng)的主要載體；電樞5的繞組可以連接成Λ或者Y接法，用多個(gè)供電盤(pán)11的合金環(huán)12連接各端線；芯軸17的軸伸上制有預(yù)制的軸頸與鍵槽18，利用軸伸與平鍵可接傳動(dòng)件輸出電機(jī)的磚矩；轉(zhuǎn)子芯軸17在鐵芯7與數(shù)個(gè)供電盤(pán)11的安裝位置的表面上采用打筋或者滾花方法加工，鐵芯7與數(shù)個(gè)供電盤(pán)11的芯孔與芯軸17上打筋或者滾花的表面做套嵌連接定位，不產(chǎn)生軸向位移；鐵芯7采用高導(dǎo)磁率的硅鋼片沖制為多片偶數(shù)槽口沖片組合，可使電機(jī)獲得較大的定位轉(zhuǎn)矩，使用較大的電流時(shí)，振動(dòng)小，噪音??；硅鋼沖片上沖制多條凸痕，把預(yù)定的數(shù)量的沖片按各凸痕對(duì)應(yīng)的位置整齊疊放，使用機(jī)械壓力，將沖片正面的凸痕與另一片沖片上背面的凹痕嵌合到平整無(wú)隙，制成疊層鐵芯7，采用此結(jié)構(gòu)的鐵芯7不會(huì)發(fā)生片間松散脫離的現(xiàn)象；鐵芯7的外緣與機(jī)殼I內(nèi)壁上安裝的數(shù)對(duì)永久磁極4之間，留有工作氣隙9，是永久磁極4的磁場(chǎng)與電樞5的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)交匯的空間的,工作氣隙9的直徑與電機(jī)輸出力矩的大小成正比；電樞繞組5采用鐵氟龍三層絕緣線繞制，鑲崁在疊層鐵芯7的各槽口內(nèi)，電樞5的繞組采用鐵氟龍三層絕緣線繞制，不僅可比傳統(tǒng)的絕緣線節(jié)約1/3的體積，還可以耐受8000V左右高壓電流，即使電樞5繞組的繞層間不設(shè)置絕緣隔離層，也不會(huì)產(chǎn)生層間擊穿破壞，因此可節(jié)約大量銅線材料，降低電樞5繞組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，減少材料成本；多個(gè)供電盤(pán)11采用優(yōu)質(zhì)絕緣性能的板材制成，銅銀合金圓環(huán)12鑲崁在圓盤(pán)上，合金圓環(huán)12與芯軸7絕緣；多個(gè)供電盤(pán)11的中心均制通孔，可與芯軸17上打筋或者滾花的部位做套嵌配合定位，不發(fā)生軸向位移，各
供電盤(pán)11之間的距離相等，與各輪形架13的位置--對(duì)應(yīng)；供電盤(pán)8的數(shù)量與電樞繞組5
的數(shù)量相等，將繞組5的同名線首端分別連結(jié)到各供電盤(pán)11上的合金環(huán)圓12上，各同名線尾端連接在同一接點(diǎn)上，連接為電樞5繞組的Y形接法；電樞5繞組的各首尾端兩兩連接，將接頭分別連結(jié)到各 電盤(pán)11的合金圓環(huán)12上，成為電樞5繞組的△形接法；輪形架13采用輕型合金制做成一體化結(jié)構(gòu)，便于輪緣與機(jī)殼I用螺栓連接，輪形架13具有較好的剛度，輪形架13的內(nèi)圈上固定絕緣環(huán)14，可使絕緣環(huán)14有較好的穩(wěn)定性，芯軸17穿入絕緣環(huán)14的環(huán)心，絕緣環(huán)14上制有多個(gè)導(dǎo)向孔19，作為送電杯21的多個(gè)導(dǎo)向柱24的承接孔；送電杯21用銀銅合金板沖制，具有良好的導(dǎo)電性能、剛度與表面硬度，送電杯21的杯底安裝的多個(gè)導(dǎo)向柱24與絕緣環(huán)14上的多個(gè)導(dǎo)向孔18的數(shù)量相同，位置一一對(duì)應(yīng)，各導(dǎo)向柱24穿入各相應(yīng)的導(dǎo)向孔19做配合連接，送電杯21在做軸向位移時(shí)，不產(chǎn)生偏斜與錯(cuò)位，多個(gè)圓柱彈簧25均套在送電杯21的多個(gè)導(dǎo)向柱24上，圓柱彈簧25的兩端分別抵在送電杯21的底面與絕緣環(huán)14上，用圓柱彈簧25組的張力壓緊送電杯21的底面，使送電杯21的內(nèi)底面、保持架23隔離的數(shù)個(gè)金屬空心滾子22與供電盤(pán)11上的合金環(huán)12之間保持緊密的連接，送電杯21、保持架23隔離的數(shù)個(gè)空心滾子22與供電盤(pán)11上的合金環(huán)12組成推力滾子軸承，作為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路將電流輸送到的電樞5 ;圓柱彈簧25具有緩和沖擊與震動(dòng)的功能，供電盤(pán)11在轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生軸向或徑向的跳動(dòng)，不會(huì)發(fā)生送電杯21內(nèi)底面與供電盤(pán)11合金圓環(huán)12之間通過(guò)數(shù)個(gè)金屬空心滾子22構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路的中斷；推力滾子軸承用于承受以軸向載荷為主的軸、徑向復(fù)合載荷，徑向載荷一般不超過(guò)軸向載荷的55 %與其它類(lèi)推力滾子軸承相比較，推力滾子軸承的摩擦因數(shù)極低，可以承受較高速率的轉(zhuǎn)速，具有較好的調(diào)心性能；作為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電連通電路的推力滾子軸承，所承受的僅有圓柱彈簧25組提供的軸向載荷，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)通電路的結(jié)構(gòu)，即使在空心滾子22的表面發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，也不會(huì)影響其導(dǎo)電的功能，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路結(jié)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)件之間，發(fā)生表面的的磨損，圓柱彈簧14組可用其貯蓄的勢(shì)能，將彈簧25組的壓縮長(zhǎng)度展開(kāi)，作為磨損間隙的補(bǔ)償，這種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路的機(jī)構(gòu)在彈簧25組的輔助下具有較長(zhǎng)的使用壽命，可以超過(guò)電機(jī)兩陶瓷軸承15的使用壽命。當(dāng)本發(fā)明的旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)直接采用市供交流電源作為電能輸入時(shí)，作為交流正弦波永磁同步電機(jī)。本實(shí)例中，機(jī)殼I內(nèi)安裝的永久磁極4的對(duì)數(shù)為P對(duì)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速η=60f/p,其中電機(jī)轉(zhuǎn)速(η),電流頻率(f)磁極對(duì)數(shù)(P)。將本發(fā)明的旋盤(pán)式永磁電機(jī)的機(jī)座10固定在需求提供轉(zhuǎn)矩動(dòng)力源的固定架上，把機(jī)殼I上安裝的三個(gè)接線柱2分別連接到三相市電三位閘刀開(kāi)關(guān)下方的的接線孔內(nèi)，合上三位閘刀開(kāi)關(guān)，將三相交流電輸入三個(gè)接線柱2，三個(gè)接線柱2分別連接三個(gè)送電杯21，在多個(gè)圓柱彈簧25組的張力的控制下，壓緊數(shù)個(gè)金屬空心滾子22，與數(shù)個(gè)金屬空心滾子22與三個(gè)供電盤(pán)11上的合金圓環(huán)12連接，三個(gè)合金環(huán)12分別連接芯軸17上固定的鐵芯7上鑲嵌的電樞5繞組的三個(gè)繞組的同名端線首，電樞5繞組的三個(gè)組的同名端線尾連接在同一接點(diǎn)，三相交流正弦波電流進(jìn)入電樞5的繞組，電樞5的繞組激勵(lì)鐵芯7產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，與機(jī)殼I 一側(cè)內(nèi)壁上安裝的P對(duì)永久磁極4的閉合環(huán)路磁場(chǎng)在工作氣隙9相互作用，電磁力矩推動(dòng)鐵芯7與電樞5的繞組旋轉(zhuǎn),鐵芯7與芯軸17之間由鐵芯7的內(nèi)孔與芯軸17表面上打筋或滾花的部位做套嵌連接，芯軸17被拖曳旋轉(zhuǎn)，芯軸17表面上的與芯軸17做套嵌連接的三個(gè)供電盤(pán)11被拖曳旋轉(zhuǎn)，送電杯21的杯底安裝的導(dǎo)向柱24與絕緣環(huán)14的多個(gè)導(dǎo)向孔19的數(shù)量相同，位置一一對(duì)應(yīng)，各導(dǎo)向柱24穿入各相應(yīng)的導(dǎo)向孔19做配合連接，送電杯21在做軸向位移時(shí)，不產(chǎn)生偏斜與錯(cuò)位；多個(gè)圓柱彈簧25均套在送電杯21的多個(gè)導(dǎo)向柱24上，圓柱彈簧25的兩端分別抵在送電杯21的底面與絕緣環(huán)14上，用多個(gè)圓柱彈簧25的張力壓緊送電杯21的底面，使送電杯21的內(nèi)底面、保持架23隔離的數(shù)個(gè)金屬空心滾子22與供電盤(pán)11上的合金環(huán)12之間保持緊密的連接，送電杯21、保持架23隔離的數(shù)個(gè)空心滾子22與供電盤(pán)11上的合金環(huán)13組成了推力滾子軸承，作為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路將電流輸送到的電樞5的繞組；圓柱彈簧25組具有緩和沖擊與震動(dòng)的功能，三個(gè)供電盤(pán)11在轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生軸向或徑向的跳動(dòng)，不會(huì)發(fā)生送電杯21內(nèi)底面與供電盤(pán)11合金圓環(huán)12之間通過(guò)數(shù)個(gè)金屬空心滾子22構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路的中斷；三相交流市電無(wú)間斷地輸入三個(gè)接線柱2，本發(fā)明的電機(jī)就會(huì)連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，輸出轉(zhuǎn)矩做功，三相對(duì)稱正弦波電源加到三組對(duì)稱的轉(zhuǎn)子電樞5的繞組，當(dāng)作為Y形連接時(shí)，每組繞組兩端的電壓是220V，轉(zhuǎn) 子電樞5的繞組激勵(lì)鐵芯7產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電機(jī)芯軸17的轉(zhuǎn)速與外部的電源頻率保持嚴(yán)格的同步，與負(fù)載的大小無(wú)關(guān)。
[0067]的新型永磁電機(jī)的實(shí)施例2，除以下不同外，本實(shí)施例具有與實(shí)施例1完全相同的結(jié)構(gòu)。電路原理圖如圖6所示，本實(shí)施例的裝置中的的電樞5的繞組可用Λ接線方法連接供電盤(pán)11上的合金環(huán)12，即將三組對(duì)稱的電樞5繞組的各的首、尾端相連接，將各連接點(diǎn)分別連接三個(gè)不同的供電盤(pán)11上的合金環(huán)12上。三相對(duì)稱正弦波電源加到三組對(duì)稱的電樞5繞組上，各繞組兩端的電壓均為380V，電樞5的繞組產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電機(jī)芯軸17的轉(zhuǎn)速與外部的電源頻率保持嚴(yán)格的同步，與負(fù)載的大小無(wú)關(guān)，電機(jī)使用△接線方法比用Y接線方法的實(shí)際轉(zhuǎn)速略高，輸出功率為Y接線方法的3倍。
[0068]新型永磁電機(jī)的實(shí)施例3，除以下不同外，本實(shí)施例具有與實(shí)施例1完全相同的結(jié)構(gòu)。電路原理圖如圖7所示，本實(shí)施例的新型永磁電機(jī)輸入設(shè)定的方波電流相位區(qū)間可控的電源，作為方波自控式直流電機(jī)。本實(shí)施例采用的電源電路模式由三相整流橋、三相逆變器、數(shù)字電子控制器及轉(zhuǎn)子位置傳感器構(gòu)成。50~60Hz的交流市電經(jīng)整流后，送入三相逆變器，輸出設(shè)定相位、頻率的方波電流，通過(guò)三個(gè)接線柱2加到電樞5的三組對(duì)稱的繞組，三繞組的同名線首分別連接到各供電盤(pán)11的合金圓環(huán)12上，電樞5三繞組的同名線尾連接在同一接點(diǎn)，連接成Y形接線方式；電樞5的繞組激勵(lì)鐵芯7產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與與機(jī)殼I一側(cè)內(nèi)壁上安裝的P對(duì)永久磁極4的閉合環(huán)路磁場(chǎng)在工作氣隙9間相互作用，電磁轉(zhuǎn)矩拖動(dòng)芯軸17同步旋轉(zhuǎn)，電機(jī)的磁極位置檢測(cè)方法采用無(wú)轉(zhuǎn)子位置傳感器的反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)手段，通過(guò)判斷不導(dǎo)通相反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)，轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，控制逆變器的功率電子開(kāi)關(guān)元件，調(diào)節(jié)電流的頻率和相位，使電樞5的繞組激勵(lì)鐵芯7的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與與機(jī)殼I 一側(cè)內(nèi)壁上安裝的P對(duì)永久磁極4的閉合環(huán)路磁場(chǎng)，保持穩(wěn)定的位置關(guān)系，產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩；電樞5的繞組中電流強(qiáng)度的變化是由負(fù)載決定的，電樞5繞組中三相電流的頻率和相位隨電樞5繞組激勵(lì)的鐵芯7的位置變化而變化，產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)?？刂破饔晒β书_(kāi)關(guān)元件和數(shù)字電路等構(gòu)成，接收電機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)；接收過(guò)零位點(diǎn)位置信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，控制逆變橋各功率電子開(kāi)關(guān)元件的通斷，接收速度指令和速度的反饋信號(hào)，控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；控制器中還設(shè)有保護(hù)和顯示屏信息等電路。
[0069]新型永磁電機(jī)的實(shí)施例4，除以下不同外，本實(shí)施例具有與實(shí)施例1完全相同的結(jié)構(gòu)原理。電路原理圖如圖8，圖9，圖10所示，作為多繞組自控電機(jī)。
[0070]如圖8所示，新型永磁電機(jī)機(jī)構(gòu)中的接線柱2、輪形架13，送電杯21及芯軸17上套崁連接的供電盤(pán)11的數(shù)量與電樞5的繞組數(shù)量相等，新型永磁電機(jī)芯軸17上電樞5的繞組形式與交流電機(jī)的定子繞組相似，主要有星形繞組與封閉式繞組兩大類(lèi)；供電換相電路，可分為橋接式與非橋接式電路，電路組合時(shí)，可以有多種類(lèi)型。星形繞組就是把所有繞組的同名首端分別連接到各供電盤(pán)11的合金環(huán)12上，所有的尾端連接在一起，與橋式或非橋式換相線路配合。
[0071]如圖9所示，封閉繞組就是把各繞組的同名首線端與各同名尾線端依次連接，形成閉合的回路，各首尾的連接線分別連接到各供電盤(pán)11的合金環(huán)12上，與橋接式或非橋接式的換相線路配合。
[0072]如圖10所示新型永磁電機(jī)電樞5的繞組的特殊繞組連接方式。
[0073]新型永磁電機(jī)的實(shí)施例5，除以下不同外，本實(shí)施例具有與實(shí)施例1完全相同的結(jié)構(gòu)。作為三相交流同步發(fā)電機(jī)。
[0074]由外界的動(dòng)力源(蒸汽機(jī)、水輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī))的動(dòng)力輸出軸用皮帶輪或同步帶輪提供穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩，連接皮帶或同步帶，將轉(zhuǎn)矩輸送給本發(fā)明的新型永磁電機(jī)芯軸17鍵槽18上連接的皮帶輪或者同步帶輪，輪轂內(nèi)的鍵槽用平鍵連接芯軸17上的鍵槽18，轉(zhuǎn)子芯軸17拖動(dòng)鐵芯7上的電樞5的繞組旋轉(zhuǎn)，電樞5的繞組在機(jī)殼I 一側(cè)內(nèi)壁上安裝的P對(duì)永久磁極4的閉合環(huán)路磁場(chǎng)中做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工作氣隙9中的磁場(chǎng)被電樞5的繞組有效邊切割，三相電樞5的繞組中產(chǎn)生感應(yīng)交流電勢(shì)，通過(guò)電樞5的繞組各端頭連接線，連接到三個(gè)供電盤(pán)11上的三個(gè)合金圓環(huán)12，三個(gè)合金圓環(huán)12與數(shù)個(gè)金屬空心滾子22相連接，三個(gè)送電杯21在多個(gè)圓柱彈簧25的張力的控制下壓緊數(shù)個(gè)金屬空心滾子22，作為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路，將三相感生電動(dòng)勢(shì)輸送到三個(gè)送電杯21，三個(gè)送電杯21的電源線20分別連接在三個(gè)接線柱2上，通過(guò)三個(gè)接線柱2向負(fù)載輸出三相正弦波交流電流，頻率由動(dòng)力源的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。
[0075]如圖10所示的新型永磁電機(jī)的實(shí)施例6，除以下不同外，本實(shí)施例具有與實(shí)施例1完全相同的結(jié)構(gòu)。電路原理圖如圖11所示，使用由蓄電瓶組提供的直流電源，作為可移動(dòng)的運(yùn)輸工具的動(dòng)力源，把轉(zhuǎn)矩動(dòng)力輸入電動(dòng)汽車(chē)的行走系統(tǒng)。蓄電池組的直流電流經(jīng)鎖相環(huán)控制器內(nèi)部的電子器件:通過(guò)電子振蕩器轉(zhuǎn)化為交流高頻電流，升壓后，整流，輸出高壓直流電。其驅(qū)動(dòng)流程與新型永磁電機(jī)的實(shí)施例3的自控式電壓型的流程完全相同，新型永磁電機(jī)的控制器受到來(lái)自位置傳感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，按照設(shè)定的模式，使控制器內(nèi)的功率電子開(kāi)關(guān)元件在某一時(shí)段的瞬間導(dǎo)通或者截止，送出遵循設(shè)定規(guī)律的邏輯電流，新型永磁電機(jī)的電樞5的繞組5的電流發(fā)生躍變，電樞5的繞組與鐵芯7的磁場(chǎng)極性隨電樞繞組5內(nèi)電流的躍變而變化，電樞5的繞組內(nèi)的這種電流變化的過(guò)程，在物理學(xué)中稱之為換相，每一次的換相，電樞5的繞組與鐵芯6的磁場(chǎng)極性均會(huì)發(fā)生瞬變；這樣，在工作氣隙9內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生躍變的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在目前的無(wú)刷永磁電機(jī)中，轉(zhuǎn)子的永磁磁場(chǎng)是由永磁體建立的，永磁體在電機(jī)中既是磁源，又是磁路的組成部分。永磁體的磁性能不僅與生產(chǎn)廠的制造工藝有關(guān)，還與永磁體的形狀和尺寸、充磁設(shè)備的容量和充磁方法有關(guān)，具體性能數(shù)據(jù)的離散性很大，而且永磁體在電機(jī)中所能提供的磁通量和磁動(dòng)勢(shì)還會(huì)隨磁路其余部分的材料性能、尺寸和電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)而變化，永磁發(fā)電機(jī)的磁路結(jié)構(gòu)多種多樣，漏磁路十分復(fù)雜，而且漏磁通占的比例較大，鐵磁材料部分又比較容易飽和，磁導(dǎo)是非線性的。這些都增加了目前無(wú)刷永磁電機(jī)電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算的復(fù)雜性，計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)低于勵(lì)磁式電機(jī)。必須建立新的設(shè)計(jì)概念，重新分析和改進(jìn)磁路結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，必須應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，研究新的分析計(jì)算方法，以提高設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確度；必須研究采用先進(jìn)的測(cè)試方法和制造工藝。永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)制成后不需外界能量即可維持其磁場(chǎng)，但也造成從外部調(diào)節(jié)、控制其磁場(chǎng)的手段極為困難。這些因素使永磁轉(zhuǎn)子電機(jī)的應(yīng)用范圍受到了限制。本發(fā)明的新型永磁電機(jī)的電路具有準(zhǔn)確的換相過(guò)程，保障了本發(fā)明的新型永磁電機(jī)可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行，本發(fā)明的新型永磁電機(jī)，數(shù)對(duì)永久磁極4安裝在外殼的內(nèi)壁，可以方便地對(duì)電機(jī)磁場(chǎng)的磁通量和磁動(dòng)勢(shì)進(jìn)行檢查、測(cè)量、調(diào)節(jié)或充磁。
[0076]目前在城市污染中pm2.5產(chǎn)生的主要來(lái)源，人們把它們歸結(jié)為:日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)尾氣排放等過(guò)程中經(jīng)過(guò)燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有毒物質(zhì)；為消除汽車(chē)尾氣的污染，人們推崇電動(dòng)汽車(chē)在城市的使用。電動(dòng)汽車(chē)的主要組成包括:電力驅(qū)動(dòng)及動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的最大不同點(diǎn)。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電源和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制等主要裝置組成。電動(dòng)汽車(chē)的其他裝置基本與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)相同；電動(dòng)汽車(chē)的研究和應(yīng)用成為汽車(chē)工業(yè)的一個(gè)新的“熱點(diǎn)”。
[0077]本發(fā)明的新型旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)，具備的優(yōu)點(diǎn)尤其適合作為電動(dòng)汽車(chē)的大功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0078]綜上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī),包括:由輕型合金鑄造空心圓柱形的機(jī)殼(1)，機(jī)殼(1)的頂部安裝起重環(huán)(3)，機(jī)殼⑴的兩端分別連接右端蓋⑶與左端蓋(16)，兩端蓋中心孔內(nèi)的陶瓷軸承(15)的內(nèi)孔作為芯軸(17)兩段精磨軸頸處的簡(jiǎn)支梁承架，機(jī)殼(1)上安裝數(shù)個(gè)接線柱(2)，芯軸(17)的左軸伸上制有鍵槽(18)，轉(zhuǎn)子芯軸(17)在鐵芯(7)與數(shù)個(gè)供電盤(pán)(11)的安裝位置的表面上采用打筋或者滾花工藝處理，鐵芯(7)與數(shù)個(gè)供電盤(pán)(11)的芯孔與芯軸(17)做套嵌連接，疊層鐵芯(7)的外緣與數(shù)對(duì)永久磁極(4)之間，留有工作氣隙(9)，銅銀合金圓環(huán)(12)與芯軸(17)隔離絕緣，多個(gè)供電盤(pán)(11)的中心均制有通孔，可與芯軸上打筋或者滾花的部位做套嵌配合定位，各供電盤(pán)(11)之間的距離相等，與各輪形架(13)的位置一一對(duì)應(yīng)，供電盤(pán)(11)的數(shù)量與電樞(5)繞組的數(shù)量相等，將電樞(5)各繞組的同名線首端分別連結(jié)到各供電盤(pán)(11)上的合金圓環(huán)(12)上，各同名線尾端連接在同一接點(diǎn)上，成為電樞(5)繞組的Y形接法，電樞(5)繞組的各首、尾端兩兩相連，把各接點(diǎn)分別連結(jié)到各供電盤(pán)(11)的合金圓環(huán)(12)上，成為電樞(5)繞組的Λ形接法，輪形架(13)采用輕型合金制做成一體化結(jié)構(gòu)，輪緣與機(jī)殼(1)用螺栓連接，芯軸(17)穿入絕緣環(huán)(14)的環(huán)心，送電杯(21)用銀銅合金板沖制，送電杯(21)的內(nèi)底面、保持架(23)隔離的數(shù)個(gè)金屬空心滾子(22)與供電盤(pán)(11)上的合金環(huán)(12)之間保持緊密、可靠地接觸連接，作為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電連通電路的推力滾子軸承結(jié)構(gòu)，僅承受圓柱彈簧(25)組合張力的軸向負(fù)載，即使空心滾子(22)的表面發(fā)生了點(diǎn)蝕破壞，也不會(huì)影響其導(dǎo)電的功能，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路結(jié)構(gòu)中各個(gè)零件產(chǎn)生了磨損間隙，圓柱彈簧(25)組可伸展其被壓縮的長(zhǎng)度，補(bǔ)償磨損的間隙，圓柱彈簧(25)組具有緩和沖擊與震動(dòng)的功能，供電盤(pán)(11)在工作中產(chǎn)生軸向或徑向的跳動(dòng)時(shí)，圓柱彈簧(25)組伸長(zhǎng)或縮短，保證了送電杯(21)的內(nèi)底面與供電盤(pán)(11)合金圓環(huán)(12)之間通過(guò)被保持架(22)隔離的數(shù)個(gè)金屬空心滾子(22)連接構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路接觸連接的可靠性，因此這種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路的機(jī)構(gòu)具有較長(zhǎng)的使用壽命，可超過(guò)電機(jī)兩陶瓷軸承(15)的使用壽命，其特征是:機(jī)殼(1) 一側(cè)的內(nèi)壁上安裝多對(duì)用稀土材質(zhì)制成的永久磁極(4)，形成環(huán)狀閉合磁場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)，其特征是:機(jī)殼(1)另一側(cè)的內(nèi)壁安裝多個(gè)輪形架(13)，輪形架(13)的內(nèi)圈上安裝絕緣環(huán)(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)，其特征是:絕緣環(huán)(14)上制有多個(gè)導(dǎo)向孔(19)，送電杯(21)的底部安裝多個(gè)導(dǎo)向柱(24)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)，其特征是:送電杯(21)底部的多個(gè)導(dǎo)向柱(24)與絕緣環(huán)(14)上多個(gè)導(dǎo)向孔(19)的數(shù)量相同，位置一一對(duì)應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)，其特征是:各導(dǎo)向柱(24)穿入各相應(yīng)的導(dǎo)向孔(19)做配合連接，可使送電杯(21)作軸向位移時(shí)，不發(fā)生偏斜與錯(cuò)位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)，其特征是:多個(gè)圓柱彈簧(25)均套在送電杯(21)的多個(gè)導(dǎo)向柱(24)上，圓柱彈簧(25)的兩端分別抵在送電杯(21)的底面與絕緣環(huán)(14)上，圓柱彈簧(25)組合的張力壓緊送電杯(21)的底面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)，其特征是:鐵芯(7)采用高導(dǎo)磁率的硅鋼片沖制為偶數(shù)槽口沖片，硅鋼沖片上沖制多條凸痕，把預(yù)定的數(shù)量的沖片按各凸痕對(duì)應(yīng)的位置疊放，使用機(jī)械壓力，將沖片正面的凸痕與另一沖片上背面的凹痕嵌合到平整無(wú)隙，制成疊層的鐵芯(7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)，其特征是:芯軸(7)上安裝的疊層鐵芯(7)內(nèi)鑲崁電樞(5)的繞組，電樞(5)的繞組采用鐵氟龍三層絕緣線繞制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)，其特征是:多個(gè)供電盤(pán)(11)采用優(yōu)質(zhì)絕緣性能的板材制成圓盤(pán)，銅銀合金圓環(huán)(12)鑲崁在圓盤(pán)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種旋盤(pán)供電式永磁電機(jī)，其特征是:送電杯(21)、保持架(23)隔離的數(shù)個(gè) 空心滾子(22)與供電盤(pán)(11)上的合金圓環(huán)(12)組成與推力滾子軸承相同的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電通路。
【文檔編號(hào)】H02K5/06GK103973046SQ201310470494
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】帥曉華 申請(qǐng)人:帥曉華