專利名稱：多層式高效多功能電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機領(lǐng)域，是一種高效、節(jié)能、多功能、輕便電機。
現(xiàn)在一般電機是由中心軸、轉(zhuǎn)子、定子、軸承、前后端蓋，外殼組成。其轉(zhuǎn)子和定子由許多硅鋼片沖片疊壓制成，內(nèi)部固定電樞繞組，定子繞組輸入電能，利用電樞繞組的電流磁效應(yīng)使硅鋼片磁化，產(chǎn)生磁場或旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子繞組直接輸入電流(同步)、或通過磁感應(yīng)產(chǎn)生電流(異步)產(chǎn)生磁場，與定子磁場發(fā)生磁作用，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，通過中心軸對外輸出機械能(電動機)。定子繞組或轉(zhuǎn)子繞組輸入電流，使定子或轉(zhuǎn)子硅鋼片磁化產(chǎn)生磁場(激磁)，由中心軸輸入機械能使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，而使轉(zhuǎn)子繞組(旋轉(zhuǎn)電樞式)，或定子繞組(旋轉(zhuǎn)磁鐵式)切割磁力線產(chǎn)生電流，通過滑環(huán)或換向器，或直接與外電路連接輸出電能(發(fā)電機)。
這種普通電機的缺點是(1)轉(zhuǎn)子定子由許多硅鋼片沖片疊壓制成，工藝復(fù)雜成本高。(2)轉(zhuǎn)子重量大，機械損耗大。(3)轉(zhuǎn)子定子由于磁化曲線限制磁通密度小且消耗電能。(4)轉(zhuǎn)子定子都由鐵磁材料制成，電磁鐵磁力線經(jīng)側(cè)面硅鋼片構(gòu)成通路漏磁嚴重，磁利用率低。且旋轉(zhuǎn)時相互磁吸引，產(chǎn)生阻力。(5)轉(zhuǎn)子定子都由鐵磁材料制成，自身切割磁力線產(chǎn)生渦流，N、S極交變產(chǎn)生磁滯。(6)空間利用率低(只能繞一層繞組)。
綜上原因，造成現(xiàn)有電機體積大、重量大、效率低、輸出能量小。
本發(fā)明的目的是提供一種無磁滯、無渦流、漏磁減少、磁利用率高、體積小、重量輕、效率高、制造工藝簡單的新型電機。
為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用多層高磁積能永久磁鐵(簡稱磁鐵)，(如釤鈷永磁鐵能量是電磁鐵的十倍)提供強磁場，多層磁鐵組中間都有一定的氣隙(電樞位置)，各磁鐵組徑向N，S極相互對應(yīng)，在其氣隙間形成疊加強磁場。多層電樞(骨架和電樞繞組組成)分別插入多層磁鐵中間的氣隙中，并固定在電樞支撐盤上。多層電樞骨架采用非鐵磁材料制成(如玻璃鋼、玻璃、陶瓷、膠木、碳硼纖維復(fù)合材料等)，不產(chǎn)生磁滯、渦流、漏磁減少。雖然磁鐵的氣隙增大減少了磁通密度，但因克服了上述種種缺點，仍能大大提高磁利用率，提高效能。采用多層結(jié)構(gòu)，提高了電機內(nèi)部空間的利用率。且轉(zhuǎn)子重量輕，機械損耗少。
本電機是由外殼、中心軸、動力傳遞軸、軸承、多層磁鐵組、多層電樞、前后電樞支撐盤、前后磁鐵支撐盤、導(dǎo)磁體、滑環(huán)或換向器、炭刷及架所組成。本電機可制成旋轉(zhuǎn)電樞式，或旋轉(zhuǎn)磁鐵式。其結(jié)構(gòu)分述如下旋轉(zhuǎn)電樞式中心軸通過軸承與動力傳遞軸連接成一個同心軸，中心軸外徑固定導(dǎo)磁體、導(dǎo)磁體上固定一組磁鐵組，中心軸后部固定磁鐵支撐盤，其上固定多個導(dǎo)磁體及多層磁鐵組，最外層一組磁鐵固定在外殼上，多層磁鐵組徑向N.S極相互對應(yīng)，在其氣隙間形成疊加強磁場。動力傳遞軸后部與前電樞支撐盤連接固定，其上固定多組電樞(傳遞機械能)，分別插入多層磁鐵中間的氣隙中，最外層電樞后端通過后電樞支撐盤與軸承殼連接固定，軸承殼通過軸承與中心軸連接。中心軸后端固定在后端蓋上，后端蓋通過外殼體與前端蓋連接固定，前端蓋通過軸承與動力傳遞軸連接，前端蓋上固定炭刷架及炭刷，與換向器或滑環(huán)配合輸送電能。
旋轉(zhuǎn)磁鐵式中心軸通過軸承與動力傳遞軸連接成同心軸。動力傳遞軸與前磁鐵支撐盤連接固定，前磁鐵支撐盤通過導(dǎo)磁體固定多組永久磁鐵組(傳遞機械能)，最外一層導(dǎo)磁體另一端通過后磁鐵支撐盤與軸承殼連接固定再通過軸承與中心軸連接。最內(nèi)一層磁鐵固定在導(dǎo)磁體上，內(nèi)導(dǎo)磁體內(nèi)固定有絕磁套，絕磁套與中心軸之間有氣隙，多層磁鐵組之間徑向N、S極相互對應(yīng)，在其氣隙間形成疊加強磁場(轉(zhuǎn)子)。中心軸后端通過電樞支撐盤分別與多層電樞連接固定，分別插入多層磁鐵組中間的氣隙中。最外一層電樞另一端通過電樞支撐盤與軸承殼連接固定，軸承殼通過軸承與中心軸連接(定子)。中心軸后端通過后端蓋與外殼及前端蓋連接固定，前端蓋通過軸承與動力傳遞軸連接，中心軸后端的中心孔，可引出導(dǎo)線輸送電能。
本發(fā)明的優(yōu)點(一)采用多層式結(jié)構(gòu)，空間利用率高。(二)充分利用高能磁鐵的磁能量。(三)采用圓桶多層電樞，機械損耗小。(四)轉(zhuǎn)子定子采用非鐵磁材料作骨架，無磁滯、無渦流、重量輕、漏磁減少、磁利用率高、機械損耗少，且沒有磁吸引力(阻力)。(五)磁鐵組之間N、S極相互對應(yīng)，產(chǎn)生疊加強磁場。(六)可一機多用(可交流可直流電壓、可高可低)。(七)可電動與發(fā)電相互轉(zhuǎn)換。(八)工藝簡單成本低。
本電機適用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、軍事、電力等各部門行業(yè)。
下面結(jié)合附圖
作進一步說明圖一旋轉(zhuǎn)電樞式多層式高效多功能電機正剖圖。
圖二旋轉(zhuǎn)電樞式多層式高效多功能電機軸剖圖。
圖三旋轉(zhuǎn)磁鐵式多層式高效多功能電機正剖圖。
其中1、中心軸;2、3、4、5導(dǎo)磁體;6、7、8、9永久磁鐵組;10、11、12電樞;13動力傳遞軸;14、15、16軸承;17軸承殼;18、19端蓋;20換向器;21滑環(huán);22炭刷及架;23、24電樞支撐盤;25、26磁鐵支撐盤;27外殼(含底座);28風(fēng)扇;29風(fēng)槽;30絕磁套;31出線孔。
參見圖一、二、旋轉(zhuǎn)電樞式多層電機中心軸1前端通過軸承15與動力傳遞軸13連接成同心軸。中心軸1外徑通過導(dǎo)磁體2與磁鐵組6連接固定，中心軸1后端與端蓋19連接固定，端蓋19通過外殼27與端蓋18連接固定，端蓋18通過軸承14與動力傳遞軸13連接，端蓋18上固定有炭刷及架22，分別與換向器20或滑環(huán)21接觸傳遞電能。中心軸1后部與磁鐵支撐盤26連接固定，磁鐵支撐盤26通過導(dǎo)磁體3、4分別與磁鐵組7、8連接固定，磁鐵組9與外殼27連接固定，動力傳遞軸13外徑上固定換向器20或滑環(huán)21，動力傳遞軸13一端通過電樞支撐盤23分別與電樞10、11、12連接固定(傳遞機械能)，電樞12通過電樞支撐盤24與軸承殼17連接固定，軸承殼17通過軸承16與中心軸1連接。電樞10.11.12旋轉(zhuǎn)時，帶動電樞支撐盤23、24上的風(fēng)扇28旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)經(jīng)風(fēng)槽29對電樞10、11、12風(fēng)冷。
參見圖三旋轉(zhuǎn)磁鐵式中心軸1通過軸承15與動力傳遞軸13連成同心軸，中心軸1與端蓋19連接固定，端蓋19通過外殼27與前端蓋18連接固定，端蓋18通過軸承14與動力傳遞軸13連接，中心軸1后部固定電樞支撐盤24與電樞10，11，12連接固定，動力傳遞軸13后部通過磁鐵支撐盤25、導(dǎo)磁體2、3、4、5分別與永久磁鐵6，7，8，9連接固定(傳遞機械能)，導(dǎo)磁體5通過磁鐵支撐盤26與軸承殼17連接固定，軸承殼17通過軸承16與中心軸1連接，導(dǎo)磁體2內(nèi)徑固定有絕磁套30，中心軸1后端有電源出線孔31引出導(dǎo)線，直接傳遞電能。磁鐵組6，7，8，9旋轉(zhuǎn)時帶動磁鐵支撐盤25，26的風(fēng)扇28旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)經(jīng)風(fēng)槽29對電樞(10，11，12)風(fēng)冷。
權(quán)利要求
1.一種多層式電機，它由中心軸、導(dǎo)磁體、永久磁鐵組、磁鐵支撐盤、電樞、電樞支撐盤、動力傳遞軸、滑環(huán)或換向器、碳刷及架、軸承、外殼、端蓋等組成，其中電樞由非鐵磁材料骨架及電樞繞組組成，其技術(shù)特征是(1)中心軸前端通過軸承與動力傳遞軸連接成同心軸，(中心軸不旋轉(zhuǎn))，中心軸后端與后端蓋及外殼連接固定，動力傳遞軸通過軸承與端蓋及外殼連接固定(2)中心軸外徑通過導(dǎo)磁體與內(nèi)永久磁鐵組連接固定，中心軸后部通過磁鐵支撐盤及導(dǎo)磁體與多組永久磁鐵組連接固定，最外一組永久磁鐵固定在外殼上，各組永久磁鐵組徑向N、S極相對，在其氣隙間形成疊加強磁場，動力傳遞軸后部通過電樞支撐盤與多組電樞連接固定(傳遞機械能)，分別插入磁鐵組的氣隙中，最外一層電樞另一端通過電樞支撐盤與軸承殼連接固定，軸承殼通過軸承與中心軸連接，動力傳遞軸外徑固定滑環(huán)或換向器，前端蓋固定有炭刷架及炭刷，通過滑環(huán)或換向器傳遞電能(旋轉(zhuǎn)電樞式)(3)動力傳遞軸后部通過磁鐵支撐盤及導(dǎo)磁體與多組永久磁鐵連接固定(傳遞機械能)，多組永久磁鐵徑向N、S極相對，在其氣隙間形成疊加強磁場，最外一層導(dǎo)磁體通過磁鐵支撐盤與軸承殼連接，軸承殼通過軸承與中心軸連接，中心軸后部通過電樞支撐盤與多組電樞連接固定，分別插入磁鐵組的氣隙中，從中心軸后端的中心孔引出導(dǎo)線傳遞電能(旋轉(zhuǎn)磁鐵式)。
全文摘要
一種設(shè)計獨特的新型電機。其中心軸通過軸承與動力傳遞軸連成同心軸，中心軸通過支撐盤固定多組徑向N、S極相對磁鐵組，其氣隙間形成疊加強磁場，或電樞支撐盤固定多組非鐵磁材料骨架的電樞、插入磁鐵氣隙中。動力傳遞軸通過磁鐵(或電樞)支撐盤，固定多組磁鐵或電樞，另一端通過磁鐵(或電樞)支撐盤及軸承與中心軸連接，動力傳遞軸上有滑環(huán)或換向器或直接與外電路連接傳遞電能。
文檔編號H02K16/00GK1093503SQ9310382
公開日1994年10月12日 申請日期1993年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月6日
發(fā)明者何均恪 申請人:何均恪