專利名稱：永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種有永磁體轉(zhuǎn)子的電機(jī)，按國(guó)際專利分類應(yīng)屬于H02K1/27電機(jī)是由機(jī)電能量和機(jī)電信號(hào)互相轉(zhuǎn)換的電氣機(jī)械，永磁體和通電流的導(dǎo)線周圍都有磁場(chǎng)存在，在以電源輸入電機(jī)電功率時(shí)，則通過(guò)電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)作功；當(dāng)用動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則由其內(nèi)部之電磁作用，在定子繞組中產(chǎn)生電勢(shì)與電流?，F(xiàn)有技術(shù)中，電機(jī)的繞組是線圈跨槽繞制的，由于跨槽大，線圈的工作面則比非工作面小，在鐵心凹槽截面一定的情況下，電壓一定，漆包線的電阻和長(zhǎng)度也就一定了，跨槽的匝數(shù)少，安匝磁通也少，磁通的面積加大一倍，單位面積磁通稀薄，對(duì)轉(zhuǎn)子磁極作用小，反應(yīng)出來(lái)的轉(zhuǎn)矩也就小，帶動(dòng)負(fù)載小。再者，倘若燒毀一把線圈繞組，則必須全部更換繞組線圈，給維修帶來(lái)不便。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種節(jié)能的磁感應(yīng)強(qiáng)度大、定子繞組線圈不跨鐵心凹槽或者只跨一凹槽的永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，以及該電機(jī)所配用的電刷、換向器電路。
本實(shí)用新型的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子的主要部分包括機(jī)座30、定子鐵心18、定子線組、電刷裝置。轉(zhuǎn)子之主要部分有轉(zhuǎn)子磁極、換向器、轉(zhuǎn)軸。定子鐵心18是由表面涂有絕緣材料的硅鋼片疊壓而成，其內(nèi)圓周表面上有加工凹槽，用以嵌入繞組，繞組線圈用絕緣銅線。通過(guò)彈簧墊22和螺栓23將鐵心18固定裝在機(jī)座30和支承蓋16上。套裝在轉(zhuǎn)軸29上的壓板24、壓圈26通過(guò)螺釘25將軸承27分別安裝在機(jī)座30和支承蓋16上，帶有條形氣孔的后蓋1安裝在支承蓋16上，本實(shí)用新型的特點(diǎn)是(一)、電刷裝置含有固定電刷裝置與可調(diào)電刷41。a．固定電刷裝置電刷是由導(dǎo)向線管4矩形刷體5、彈簧6、導(dǎo)向塊7、刷頭8構(gòu)成，刷體5內(nèi)的彈簧6頂壓在導(dǎo)向塊7上，使與其連結(jié)的刷頭8壓靠在換向器的滑環(huán)上，尾部由導(dǎo)向線管4，引出軟導(dǎo)線；以其端耳固定在支板15上；由多個(gè)并排、相互間絕緣的電刷組合成為固定電刷裝置，用夾持板3把多個(gè)刷體一起固定在支板15上，而支板15的端折板用螺釘固定在支承蓋16上，軟導(dǎo)線穿過(guò)支板15的引出孔后連接二極管D1、D2、D3、D4又連接著定子繞組17線端。b．可調(diào)電刷41的結(jié)構(gòu)是無(wú)端耳的電刷，安裝在扇形架40上，是以刷頭8壓靠在換向子13的換向片上，其刷體5穿裝在螺栓42一端的矩形孔中，螺栓42插裝在扇形架40上面圓心角為±36°的月芽型孔中，扇形架40的下安裝邊用螺釘36固定在支承蓋16上，用墊圈37，彈簧墊圈38，螺帽39將螺栓42連帶著可調(diào)電刷41拉緊固定在扇形架40的月芽型孔上，其尾部軟導(dǎo)線引出線端子y裝在接線盒52內(nèi)，用以連接外接電源，可調(diào)電刷41可以在矩形孔中前后滑動(dòng)，使刷頭恰當(dāng)可靠的輪流接觸換向子13上的每只換向片，還可以隨螺栓42沿月芽型圓周作±36°角移動(dòng)，用以調(diào)整轉(zhuǎn)子磁極與定子繞組電極的吸引和排斥力的最佳位置和永磁轉(zhuǎn)子19正反轉(zhuǎn)。
(二)定子繞組17在定子鐵心18內(nèi)圓周面上制有均布的凹槽中，定子繞組17是使用甲、乙兩組線圈，不跨凹槽、分別用同一方向繞制在鐵心18的凸臺(tái)上，即鐵心18的一凹槽中既有甲線圈繞組又有乙線圈繞組，把鐵心18的凸臺(tái)分作成奇數(shù)O組和偶數(shù)e組，分別將O組與e組各按首首線相連接，尾尾線相連接，即構(gòu)成甲、乙兩組繞組，再將甲繞組首線與乙繞組的尾線相連接，作為與外電源相連接的引出端子X，乙繞組的首線連接到二極管D1、D2，甲繞組的尾線連接到二極管D3、D4上，二極管的另端連接電刷的軟導(dǎo)線。定子鐵心18凹槽數(shù)是由繞組組數(shù)和轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)而定的，轉(zhuǎn)子磁極為六對(duì)時(shí)，在定子繞組為一組時(shí)，鐵心(18)則有12個(gè)凹(凸)槽；兩個(gè)繞組時(shí)鐵心18就是24個(gè)凹(凸)槽。轉(zhuǎn)子磁極為三對(duì)時(shí)，鐵心18繞組是一組時(shí)，則定子鐵心18制有6個(gè)凹(凸)槽，兩個(gè)繞組則是12個(gè)凹(凸)槽。繞組還可以是跨一個(gè)凹槽的線圈繞制而成；繞組也可以是一組式結(jié)構(gòu)。
(三)定子繞組與電刷之間加有正、反向二極管，提供定子甲、乙繞組不同方向的電流、電壓，是使用了四支二極管D1、D2、D3、D4，按正向與反向安裝在接線盒52內(nèi)，一正一反的二極管一端連接電刷軟導(dǎo)線，另端按一反一正合并與定子甲、乙繞組首或尾線連接。當(dāng)用二極管納入線路中時(shí)，則外接供電源需要交流電源；如果不用二極管接入線路時(shí)，則外接電源是直流電源，兩個(gè)繞組所接的直流電源是互不相干的兩支直流電源，而直流電的電壓為交流電的一半。
(四)永磁轉(zhuǎn)子由左六爪罩極20、右六爪罩極21罩扣在中間為環(huán)形永磁體上構(gòu)成磁極，把成對(duì)的磁極軸向隔有一定小間隙排列安裝成為永磁轉(zhuǎn)子19，其磁極是N極對(duì)N極，S極對(duì)S極，通過(guò)其內(nèi)孔裝有的二個(gè)半圓環(huán)絕緣軸套33安裝在轉(zhuǎn)軸29上，兩端用絕緣墊圈32、34、調(diào)正墊圈31及螺帽35作軸向控位固定，轉(zhuǎn)軸29兩端裝在軸承27內(nèi)，通過(guò)外端軸鍵28連接輸出機(jī)械負(fù)載。
(五)換向器是由滑環(huán)等高片48、絕緣環(huán)套43、絕緣襯49、換向子13、絕緣套筒50、51構(gòu)成，在每個(gè)滑環(huán)的外圓周面上制有均布的凹槽，等高片48在凹槽部分是與滑環(huán)焊接著的連結(jié)，滑環(huán)的外圓周面為光滑表面，換向子13與多個(gè)滑環(huán)相互間隔有絕緣套43呈軸向排列，而滑環(huán)上的等高片48是沿軸向順轉(zhuǎn)錯(cuò)開一定的角度，該錯(cuò)開角度之和是正弦交流電正弦量變化一個(gè)循環(huán)。換向子13則由多頭換向片彼此絕緣圓周向排列，并與彼此間有絕緣襯49呈圓周向排列的等高片48一一對(duì)應(yīng)相連接，在換向器的內(nèi)孔和兩端裝有絕緣套筒50、51，并通過(guò)絕緣套筒50、51安裝在轉(zhuǎn)軸29上，用調(diào)正墊圈14和彈簧墊圈螺帽2作軸向固定，滑環(huán)與電刷對(duì)應(yīng)安裝，換向子13與可調(diào)電刷41對(duì)應(yīng)安裝。電刷的刷頭8壓靠在相對(duì)應(yīng)的滑環(huán)外圓周面上，隨著滑環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)輪流接通或斷開與等高片48導(dǎo)通的回路，變化著與其相連的換向子1 3的換向片相接觸的可調(diào)電刷41所引進(jìn)的電源。
換向器上的換向片數(shù)與等高片數(shù)相同和定子鐵心槽數(shù)，——繞組的組數(shù)，及轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)存在有如下關(guān)系p=2Bn式中P為換向片總片數(shù)(等高片數(shù))B是轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)n是表示定子繞組數(shù)。每個(gè)滑環(huán)只管一個(gè)方向的電流，而且每個(gè)組繞需要兩個(gè)方向的電流，所以每組繞組需要兩個(gè)滑環(huán)，滑環(huán)之等高片48與換向片圓周上的連結(jié)數(shù)就是轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)。換向片和等高片48可以制作成整體片式與滑環(huán)凹槽處配合焊接。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較的優(yōu)點(diǎn)是繞組不跨槽或僅跨一槽繞制，充分利用線圈繞組進(jìn)行工作，可以節(jié)能達(dá)60％，再者一旦燒毀一把繞組，不用全盤更換繞組，只需把燒毀的一把換掉即可。由于采用永磁轉(zhuǎn)子、甲乙共槽繞組、二極管、軸向排列電刷換向器及可調(diào)電刷電路，所以對(duì)供給的電壓電流要求不高，只要有一種電源存在，就能夠進(jìn)行工作。另外，永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)并聯(lián)到現(xiàn)有電路中，電路電壓有所增加，約5-10v，因此在串聯(lián)負(fù)載時(shí)，可以增補(bǔ)新部分壓降，不至于在用電高峰時(shí)電壓低于220v給工作帶來(lái)諸多不便。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。


圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1的右視圖。
圖3是圖1的A--A視圖。
圖4是電刷組合安裝圖。
圖5是電刷側(cè)面剖視圖。
圖6是電刷正視、局部剖視圖。
圖7是可調(diào)電刷側(cè)面剖視圖。
圖8是可調(diào)電刷安裝示圖。
圖9是扇形架俯視、局部剖視圖。
圖10轉(zhuǎn)子左六爪罩極圖。
圖11轉(zhuǎn)子環(huán)形永磁體圖。
圖12轉(zhuǎn)子右六爪罩極圖。
圖13鐵心定子繞組圖。
圖14換向器右視圖。
圖15換向器局部剖視圖。
圖16換向器左視圖。
圖17整體片式換向片、滑環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖18滑環(huán)46剖視圖。
圖19滑環(huán)45剖視圖。
圖20電機(jī)線路走向示意圖。
圖中1．后蓋 2．螺帽 3．夾持板 4．導(dǎo)向線管 5．刷體 6．彈簧7．導(dǎo)向塊 8．刷頭 9,10,11,12電刷 13．換向子 14．調(diào)正墊圈15．支板 16．支承蓋 17．定子繞組 18．定子鐵心 19．永磁轉(zhuǎn)子 20．左六爪罩極 21．右六爪罩極 22．彈簧墊圈 23．螺栓 24．壓板 25．螺釘 26．壓環(huán) 27．軸承 28．鍵 29轉(zhuǎn)軸 30機(jī)座 31．調(diào)正墊圈 32．絕緣墊圈 33．半環(huán)式絕緣軸套 34．絕緣墊圈 35．螺帽 36．螺釘 37．墊圈 38．彈簧墊圈 39．螺帽 40．扇形架 41．可調(diào)電刷 42．螺栓 43．絕緣環(huán)套 44,45,46,47．滑環(huán) 48．等高片 49．絕緣襯 50、51．絕緣套筒 52．接線盒參照?qǐng)D1,2,3，永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，有轉(zhuǎn)子部分與定子部分組成，定子主要部分有機(jī)座30、支承蓋16、后蓋1、電刷裝置、定子繞組17、定子鐵心18；轉(zhuǎn)子部分主要有轉(zhuǎn)軸29、永磁轉(zhuǎn)子19，換向器。定子繞組17繞制在鐵18的內(nèi)圓周面的凸臺(tái)上，用螺栓28、彈簧墊圈22固定鐵心18并聯(lián)結(jié)了機(jī)座30和支承蓋16。帶有通氣孔的后蓋1連結(jié)在支承蓋16上，安裝電刷的支板15和安裝可調(diào)電刷41的扇形架40是固定在支承蓋16上。參看圖4,5,6，電刷裝置是由四個(gè)并排、相互間絕緣的電刷9,10,11,12和支板15夾持板3構(gòu)成，電刷上端耳用螺釘固定在支板15上；同時(shí)用夾持板3將刷體固定在支板15上。電刷是由導(dǎo)向線管4、刷體5、彈簧6、導(dǎo)向塊7、刷頭8組成，彈簧6頂壓著導(dǎo)向塊7將與其連結(jié)的刷頭8壓靠在滑環(huán)上，即四個(gè)電刷9,10,11,12分別壓靠在滑環(huán)47,46,45,44外圓環(huán)面上。導(dǎo)向線管4通過(guò)支板15的引出孔連結(jié)二極管D1、D2、D3、D4。參看圖7、8、9，可調(diào)電刷41結(jié)構(gòu)與電刷基本相同，只是無(wú)端耳?？烧{(diào)電刷41以其刷體8′安裝在螺栓42一端的矩形孔中，螺栓42插裝在扇形架40上面的月芽型孔中，扇形架40下安裝邊用螺釘36固定在支承蓋16上。可調(diào)電刷41可以在螺栓42的矩形孔中前后移動(dòng)，使刷頭8′適當(dāng)?shù)捻攭涸趽Q向子13的換向片上，接待電流換向，尾部軟導(dǎo)線引出端子y接到接線盒52里；還可以隨螺栓42在扇形架40上的月芽型孔中沿圓周向作±36°的移動(dòng)，使轉(zhuǎn)子磁極對(duì)定子繞組17磁極的吸引和排斥力具有最佳位置，和可調(diào)電刷41相對(duì)換向片的接觸正、反電流，使通電后轉(zhuǎn)子的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。在可調(diào)電刷41的位置調(diào)正好后，用墊圈37、彈簧墊圈38、螺帽39通過(guò)螺栓42將其固定在扇形架40上面的月芽型孔中。
參看圖1、10、11、12，永磁轉(zhuǎn)子19通過(guò)兩個(gè)對(duì)扣的半圓環(huán)絕緣軸套33安裝在轉(zhuǎn)軸29上，轉(zhuǎn)軸29安裝在軸承27上，軸承27分別由壓板24、壓環(huán)26通過(guò)螺釘25固定在機(jī)座30和支承蓋16上。永磁轉(zhuǎn)子19所用磁極是由左六爪罩極20和右六爪罩極21，罩扣在中間為環(huán)形永磁體上而構(gòu)成，四塊永磁體所構(gòu)成的磁極，軸向成六對(duì)磁極，每塊磁極N、S中間隔有一定的距離排列，便組成永磁轉(zhuǎn)19，其中是N極對(duì)N極、S極對(duì)S極，在永磁轉(zhuǎn)子19的兩端裝有絕緣墊圈32、34，用調(diào)正墊圈31調(diào)正其軸向位置，用螺帽35固定，使整個(gè)永磁轉(zhuǎn)子19與相關(guān)的轉(zhuǎn)軸29之間是絕緣的。
參看圖1、13，定子繞組17，分成甲、乙兩組線圈，在定子鐵心18的內(nèi)圓周面上制有24個(gè)均布的凹槽(凸臺(tái))，將線圈不跨槽用同一方向繞制在凸臺(tái)上，即一個(gè)凹槽中既甲線圈繞組又有乙線圈繞組，把鐵心18凸臺(tái)分作奇數(shù)O組和偶數(shù)e組，分別將O組和e組首首相連、尾尾相連就形成甲、乙兩組繞組，再將甲繞組的首線和乙繞組的尾線連接作為與電源相連接的引出端子X。把乙繞組的首線連接到二極管D1、D2；把甲繞組的尾線連接到二極管D3、D4，二極管D1、D2、D3、D4分別與電刷9、10、11、12引出的軟導(dǎo)線相連接。繞組17還可以是一組形式，每組繞組需配以正、反向各一支二極管，繞組數(shù)決定了二極管數(shù)量。定子鐵心18的下線槽數(shù)、換向片數(shù)隨著轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)而變化，鐵心18所用硅鋼片疊用厚度與電動(dòng)機(jī)功率有關(guān)，鐵心18的內(nèi)圓直徑比永磁轉(zhuǎn)子19直徑大0.5--1.0mm，其凹槽數(shù)和永磁轉(zhuǎn)子19磁極對(duì)數(shù)及定子繞組17有關(guān)，如六對(duì)磁極繞組是一組時(shí)鐵心18是12個(gè)凹(凸)槽，兩組繞組則鐵心18需24個(gè)凹(凸)槽；三對(duì)磁極繞組是一組時(shí)鐵心18是6個(gè)凹(凸)槽，兩組繞組則鐵心18就制作12個(gè)凹(凸)槽。定子繞組17還可以是跨一個(gè)槽，但因線圈與線圈之間就需重疊一半，因此本實(shí)用新型一般不予跨槽繞制繞組。
參看圖14,15,16.17.18，換向器包括了四個(gè)滑環(huán)44,45,46,47和換向子13，安裝在轉(zhuǎn)軸29上，是相互間有絕緣環(huán)套43沿軸向并列排式，兩端面與內(nèi)也孔端配裝有絕緣套筒50,51。在每個(gè)滑環(huán)的外圓周面上制有6個(gè)均布的凹槽a,b,c,d,e,f，等高片48過(guò)凹槽處與滑環(huán)焊接，即滑環(huán)的凹槽中焊有等高片48，滑環(huán)的外圓面周為光滑表面?；h(huán)47的凹槽(等高片48)沿軸向順轉(zhuǎn)一角度與滑環(huán)45同位凹槽(等高重片)角位差15°，與滑環(huán)46同位凹槽角位差30°，與滑環(huán)44同位凹槽角位差45°，而當(dāng)滑環(huán)44導(dǎo)通電流后改換另一凹槽上等高片工作時(shí)，輪轉(zhuǎn)到滑環(huán)47b時(shí)，恰好又與滑環(huán)47角位差15°，滑環(huán)上6個(gè)凹槽均布即互成60°角，吻合四個(gè)滑環(huán)同位角位差之和為60°角。四個(gè)滑環(huán)共有24個(gè)彼此同有絕緣襯49的等高片48，基本上是呈圓周向排列，并分別與換向子13的圓周向排列彼此絕緣的24頭換向片相連接構(gòu)成通路，滑環(huán)47,45之間同位等高片(凹槽)角位差即47a與45a之間為15°，滑環(huán)47,46之間的等高片47a與46a同位角位差30°，滑環(huán)47,44之間47a與44a同位角位差45°，而轉(zhuǎn)過(guò)45°之后，滑環(huán)44與滑環(huán)47的凹槽44a與47b同位角位差為15°，依次c、d、e、f滑環(huán)都轉(zhuǎn)過(guò)一周后，再?gòu)?7a開始循環(huán)，從而達(dá)到永磁轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)15°更換一次繞組，轉(zhuǎn)到30°便更換一次磁極。換向器通過(guò)絕緣軸套50,51用彈簧墊圈，螺帽2固定安裝在轉(zhuǎn)軸29上。由調(diào)正墊圈14調(diào)整位置，使滑環(huán)47,46,45,44正對(duì)電刷9,10,11,12，換向子13對(duì)正可調(diào)電刷41，等高片48與換向片可以是制作成整體片式，還有在與換向片連接時(shí)有交叉接點(diǎn)，滑環(huán)47,46,45,44上的等高片47a,46a,45a,44a所對(duì)應(yīng)的換向片為47a′、45a′、46a′、44a′，等高片46a與換向片45a′交叉連接。這是為了接觸換向不搭界不易混淆，而且換向片頭數(shù)=2倍轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)×繞組組數(shù)。
參看圖1.13.20，永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的工作是甲線圈與永磁轉(zhuǎn)子19的S極相對(duì)應(yīng)，正處在發(fā)電峰值，而乙線圈是對(duì)應(yīng)著永磁轉(zhuǎn)子19的S、N中間，此時(shí)正處在發(fā)電零值。這時(shí)給乙線圈所連端子X通電，電源電流從端子y流向可調(diào)電刷41，到接觸換向片47a′，至滑環(huán)47等高片47a，滑環(huán)47接觸電刷9連導(dǎo)向線管4軟導(dǎo)線與二極管D1相連，二極管D1的另端與乙線圈首線相接，形成電流由乙線圈的首端線導(dǎo)通一圈后流向乙線圈的尾端線，然后流回電源X形成回路。而乙線圈的對(duì)應(yīng)永磁轉(zhuǎn)子極邊，根據(jù)右手定則產(chǎn)生的磁極為N極，根據(jù)同性相斥、異性相吸作用使永磁子19帶著換向器、轉(zhuǎn)軸29同時(shí)向右轉(zhuǎn)15°之后可調(diào)電刷41與換向片45a接觸，乙線圈對(duì)應(yīng)永磁轉(zhuǎn)子的S極，又處在發(fā)電峰值(最高位置)。甲線圈對(duì)應(yīng)的永磁轉(zhuǎn)子19處在磁極N、S中間，處于發(fā)電為零。這時(shí)給甲線圈通電，其構(gòu)成的電流回路是外接電源端子電流y→可調(diào)電刷41→換向片45a′→滑環(huán)45→電刷11→二極管D3→甲線圈尾線→甲線圈首線→電源X。到電源端子X，又是一個(gè)完整的回路，此時(shí)線圈產(chǎn)生的為S極，又新形成了一個(gè)方向的吸引力與排斥力，使永磁轉(zhuǎn)子19、轉(zhuǎn)軸29、換向子13又同時(shí)向右轉(zhuǎn)動(dòng)15°的角度，兩次軸向轉(zhuǎn)角共轉(zhuǎn)了30°。可調(diào)電刷41與換向片45a接觸。這時(shí)的甲線圈與永磁轉(zhuǎn)子19的N極相對(duì)應(yīng)，又處在發(fā)電最高位置，而乙線圈對(duì)應(yīng)的永磁轉(zhuǎn)子19是處在N、S中間，是處在發(fā)電為零。
為了讓永磁轉(zhuǎn)子19向右繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)作功，給乙線圈通電就不能按第一次順時(shí)針?lè)较蛄?，因?yàn)榈谝淮我揖€圈對(duì)應(yīng)的磁極是處于S、N中間，經(jīng)過(guò)兩次運(yùn)轉(zhuǎn)后，現(xiàn)在乙線圈對(duì)應(yīng)的磁極是N、S，所以給乙線圈通電就按逆時(shí)針?lè)较?，磁極變了通電方向也隨著改變，正好與交流電特性吻合，否則就得用兩組互不相干的直流電源來(lái)給永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)提供正向和反向電流了。繼續(xù)工作構(gòu)成的回路是電源電流X→乙線圈尾線→乙線圈首線→二極管D2→電刷10→滑環(huán)46→換向子13的換向片46a→可調(diào)電刷41→電源端子y。是一個(gè)反向的回路，乙線圈產(chǎn)生的磁極與第一次也就相反的為S極，給予永磁轉(zhuǎn)子19、轉(zhuǎn)軸29、換向器第三次向右轉(zhuǎn)動(dòng)15°，至此共轉(zhuǎn)動(dòng)了45°角位?？烧{(diào)電刷41與換向子13的換向片44a′接觸，乙線圈對(duì)應(yīng)的永磁轉(zhuǎn)子19之N極，發(fā)電最高。甲線圈對(duì)應(yīng)的永磁轉(zhuǎn)子19處在S、N兩磁極中間，發(fā)電為零，再給甲線圈也是按逆時(shí)針?lè)较蛲?。其回路是電源電流X→甲線圈首線→甲線圈尾線→二極管D4→電刷12→滑環(huán)44→換向片44a′→可調(diào)電刷41→電源端子y。上述四次15°運(yùn)轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)軸29共運(yùn)轉(zhuǎn)60°；即永磁轉(zhuǎn)子19的磁極S、N又回復(fù)到了第一次運(yùn)轉(zhuǎn)的位置，還要繼續(xù)循環(huán)工作向右轉(zhuǎn)下去帶動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)做功。永磁轉(zhuǎn)子19轉(zhuǎn)動(dòng)15 °角位便更換一次繞組，轉(zhuǎn)過(guò)30°便更換一次磁極。本電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)期間既是電動(dòng)機(jī)又是發(fā)電機(jī)。因?yàn)樵趯?shí)施比較時(shí)，普通一臺(tái)60瓦的電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)，與形體近同的永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)用同一電流表5--10A測(cè)量之，電流表盤在普通電動(dòng)機(jī)上是45秒轉(zhuǎn)一周，而永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)則是1分15秒轉(zhuǎn)一周，由此可見本發(fā)明節(jié)能可達(dá)60％以上。無(wú)論是單相電，三相電或直流電均可以作為永磁轉(zhuǎn)子的外接電源，由于永磁體的存在，因此對(duì)啟動(dòng)電壓的要求也不高。
權(quán)利要求1.一種永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，是由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子的主要部分包括有機(jī)座(30)、定子鐵心(18)，定子繞組，電刷裝置；轉(zhuǎn)子的主要部分有轉(zhuǎn)子磁極、換向器、轉(zhuǎn)軸(29)，其特征在于(一)電刷裝置含有固定電刷裝置與可調(diào)電刷(41)，a．固定電刷裝置電刷是由導(dǎo)向線管(4)、矩形刷體(5)、彈簧(6)、導(dǎo)向塊(7)、刷頭(8)構(gòu)成，刷體(5)內(nèi)的彈簧(6)頂壓在導(dǎo)向塊(7)上，使刷頭(8)壓靠在換向器的滑環(huán)上，尾部由導(dǎo)向線管(4)引出軟導(dǎo)線；以其端耳固定在支板(15)上；由多個(gè)并排、相互間絕緣的電刷組合成為固定電刷裝置，用夾持板(3)把多個(gè)刷體(5)一起固定在支板(15)上，而支板(15)的端折板用螺釘固定在支承蓋(16)上，軟導(dǎo)線連接二極管后又連接著繞組(17)線端，b．可調(diào)電刷(41)的結(jié)構(gòu)是無(wú)端耳的電刷，是以刷頭(8)壓靠在換向子(13)的換向片上，其刷體(5)穿裝在螺栓(42)一端的矩形孔中，螺栓(42)插裝在扇形架(40)上面圓心角為±36°的月芽型孔中，扇形架(40)的下安裝邊用螺釘(36)固定在支承蓋(16)上，用墊圈(37)，彈簧墊圈(38)，螺帽(39)將螺栓(42)連帶著可調(diào)電刷(41)拉緊固定在扇形架(40)的月芽型孔上，其尾部軟導(dǎo)線引出線端子y裝在接線盒(52)內(nèi)，(二)定子繞組(17)在定子鐵心(18)內(nèi)圓周面上制有均布的凹槽中，定子繞組(7)使用甲、乙兩組線圈，不跨凹槽、分別用同一方向繞制在鐵心(18)的凸臺(tái)上，即鐵心(18)一凹槽中既有甲線圈繞組又有乙線圈繞組；把鐵心(18)凸臺(tái)分作成奇數(shù)O組和偶數(shù)e組，分別將O組與e組各按首首線相連接，尾尾線相連接，即構(gòu)成甲、乙兩組繞組，再將甲繞組首線與乙繞組的尾線相連接，作為與外電源相連接的引出端子X，乙繞組的首線連接到二極管D1、D2，甲繞組的尾線連接到二極管D3、D4上，二極管的另端連接電刷的軟導(dǎo)線。(三)永磁轉(zhuǎn)子(19)由左六爪罩極(20)、右六爪罩極(21)罩扣在中間為環(huán)形永磁體上構(gòu)成磁極，把成對(duì)的磁極軸向隔有一定小間隙排列安裝成為永磁轉(zhuǎn)子(19)，其磁極是N極對(duì)N極，S極對(duì)S極，通過(guò)其內(nèi)孔裝有的二個(gè)半圓環(huán)絕緣軸套(33)安裝在轉(zhuǎn)軸(29)上，兩端用絕緣墊圈(32)、(34)、調(diào)正墊圈(31)及螺帽(35)作軸向控位固定，轉(zhuǎn)軸(29)兩端裝在軸承(27)內(nèi)，通過(guò)外端軸鍵(28)連接輸出機(jī)械負(fù)載。(四)換向器是由滑環(huán)、等高片(48)、絕緣環(huán)套(43)、絕緣襯(49)、換向子(13)、絕緣套筒(50)、(51)構(gòu)成，在每個(gè)滑環(huán)的外圓周面上制有均布的凹槽，等高片(48)在凹槽部分是與滑環(huán)焊接著的連結(jié)，滑環(huán)的外圓周面為光滑表面，換向子(13)與多個(gè)滑環(huán)相互間隔有絕緣套(43)呈軸向排列，而滑環(huán)上的等高片(48)是沿軸向順轉(zhuǎn)錯(cuò)開一定的角度，該錯(cuò)開角度之和是正弦交流電正弦量變化一個(gè)循環(huán)，換向子(13)則由多頭換向片彼此絕緣圓周向排列組成，并與彼此間有絕緣襯(49)呈圓周向排列的等高片(48)一一對(duì)應(yīng)相連接，在換向器內(nèi)孔端裝有絕緣套筒(50)、(51)并通過(guò)絕緣套筒(50)、(51)安裝在轉(zhuǎn)軸(29)上，用調(diào)正墊圈(14)和彈簧墊圈螺帽(2)作軸向固定，滑環(huán)與電刷對(duì)應(yīng)安裝，換向子(13)與可調(diào)電刷(41)對(duì)應(yīng)安裝，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，其特征是換向片和等高片(48)可以制作成整體片式與滑環(huán)凹槽處配合焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，其特征是定子繞組(17)可以是一組繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，其特征是定子繞組(17)與電刷之間可以不加二極管，但外接電源則用直流電，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，其特征是當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極是6對(duì)，繞組為一組時(shí)，定子鐵心(18)凹槽為12個(gè)；繞組為兩組時(shí)，鐵心(18)為24個(gè)凹槽；當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極是3對(duì)，繞組為一組時(shí)，定子凹槽為6個(gè)；繞組為兩組時(shí)，定子鐵心凹槽為12個(gè)，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，其特征是和等高片(48)數(shù)量相同的換向片頭數(shù)、轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù)、以及定子繞組的組數(shù)存有如下關(guān)系p=2bn式中p是換向片頭數(shù)，B是轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)n是定子繞組數(shù)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種有永磁體轉(zhuǎn)子的電機(jī),永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)具有不跨鐵心凹槽的定子繞組,并排的電刷壓靠在軸向排列的滑環(huán)上,滑環(huán)外圓周面上均布凹槽里焊接了等高片,等高片與換向片對(duì)應(yīng)連接,通過(guò)可調(diào)電刷連接電源端子,電刷通過(guò)二極管到繞組后引出另一個(gè)電源端子。由左右六爪罩極罩扣中間環(huán)形永磁體構(gòu)成磁極,成對(duì)的磁極軸向排列裝成永磁轉(zhuǎn)子,并通過(guò)絕緣軸套墊圈裝在轉(zhuǎn)軸上,轉(zhuǎn)軸外端接負(fù)載。永磁轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)可節(jié)能達(dá)60%以上。
文檔編號(hào)H02K57/00GK2338911SQ9821869
公開日1999年9月15日 申請(qǐng)日期1998年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月31日
發(fā)明者高風(fēng)利, 高君意 申請(qǐng)人:高風(fēng)利, 高君意