專利名稱：電樞固定式直流電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該實(shí)用新型屬于電機(jī)制造領(lǐng)域。作為動(dòng)力和動(dòng)力啟動(dòng)，廣泛應(yīng)用于車(chē)、船、大型的挖掘起重機(jī)械與機(jī)械加工等領(lǐng)域。
直流電動(dòng)機(jī)的電樞都工作在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中，機(jī)械故障率很高，比如甩焊、線圈甩出等。電樞中的熱量也很難通過(guò)電機(jī)外殼散熱。電樞線圈流過(guò)電流時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，隨著電流的增大，磁場(chǎng)增強(qiáng)，隨著電流的減小，磁場(chǎng)減弱。電流的變化，如果按照正弦波的規(guī)律變化時(shí)，磁場(chǎng)能量就不會(huì)滯留在鐵芯內(nèi)。而電樞線圈內(nèi)電流的變化，是靠電樞上的換向器強(qiáng)迫完成的，其規(guī)律遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了正弦波形，這是造成磁場(chǎng)能量大量滯留在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生渦流的主要原因，使直流電動(dòng)機(jī)效率大幅度下降。其嚴(yán)重程度可通過(guò)以下實(shí)例說(shuō)明直流電動(dòng)機(jī)其中一種將電樞做成了空心式，去掉了鐵芯，也就去掉了磁場(chǎng)產(chǎn)生渦流的條件，其節(jié)電效果達(dá)到50％，可見(jiàn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的渦流危害極大。反向自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)產(chǎn)生大量的電磁波，干擾廣播通訊。
本實(shí)用新型的目的是將電樞旋轉(zhuǎn)式改為固定式，改善電樞的工作環(huán)境，使其機(jī)械故障率降低，徹底消除磁場(chǎng)中產(chǎn)生的渦流，從而達(dá)到節(jié)電的目的。
為達(dá)上述目的，將電源正極與負(fù)極串接電源開(kāi)關(guān)后，分別與加裝的兩只定子電刷連接，兩只電刷分別與加裝在轉(zhuǎn)子上的兩只導(dǎo)電滑環(huán)摩擦連接，如果轉(zhuǎn)子上的磁場(chǎng)為電磁磁場(chǎng)，則一個(gè)滑環(huán)與電磁線圈串接后，再與總數(shù)為一半的轉(zhuǎn)子電刷連接，另一個(gè)滑環(huán)與另一半的轉(zhuǎn)子電刷連接，如果轉(zhuǎn)子上的磁場(chǎng)為永磁磁場(chǎng)，則兩滑環(huán)分別與總數(shù)各一半的轉(zhuǎn)子電刷連接。按照所需要的角度與換向器銅片摩擦連接，每一個(gè)換向器銅片分別與繞制在定子鐵芯內(nèi)的線圈與線圈間的接點(diǎn)連接后引出與換向器銅片數(shù)目相等的電樞接線端子。將一只二極管DA的正向端與負(fù)極連接，將另一只二極管DB的反向端與電源正極連接，將二極管DA的負(fù)向端與二極管DB的正向端并接在一起，引出一個(gè)接線端子，組成二極管半橋電路。繼續(xù)連接出許多與上述電路完全相同的二極管半橋電器，其數(shù)目與電樞上引出的端子數(shù)目相等，將二極管半橋電路的接線端子分別與電樞上的接線端子連接。
通過(guò)以上電路，實(shí)現(xiàn)了電樞固定式，減少了直流電動(dòng)機(jī)因機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)造成的故障，電樞通過(guò)外殼散熱效果也會(huì)良好，通過(guò)外接二極管將滯留在鐵芯內(nèi)的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)變成了電流，從而清除了電動(dòng)機(jī)中磁場(chǎng)產(chǎn)生的渦流，其節(jié)電效果非常好，還可以消除反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電磁波，并可以降低電機(jī)的制造成本。
以下結(jié)合附圖
及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖為兩極永磁式直流電動(dòng)機(jī)接線圖，圖中將電樞制作成定子，將永久磁鐵制作成轉(zhuǎn)子，K為電源開(kāi)關(guān)，A1、A2為加裝的定子電刷，A3、A4為改裝在轉(zhuǎn)子上的兩只電刷，B1、B2為加裝在轉(zhuǎn)子上的兩個(gè)導(dǎo)電滑環(huán)，M為定子上的換向器，m1、m2、m3、m4為換向器銅片，L1至L10為電樞線圈，T為接線端子，D1至D20為二極管。通過(guò)電源開(kāi)關(guān)K與定子電刷A1連接，電源負(fù)極與定子電刷A2連接，A1、A2分別與B1、B2摩擦連接，A3、A4分別與換向器的兩邊銅片連接，每個(gè)銅片都分別與繞制在定子鐵芯內(nèi)的線圈與線圈間的連接點(diǎn)連接后，引出十個(gè)電樞接線端子。二極管D1、D2、D3、D4、D5、D16、D17、D18、D19、D20的反向端與電源正極連接，二極管D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15的正向端與電源負(fù)極連接，二極管D1與D6、D2與D7、D3與D8、D4與D9、D5與D10、D16與D11、D17與D12、D18與D13、D19與D14、D20與D15的正向端與反向端各自連接后引出10個(gè)接線端子，與電樞接線端子分別連接。當(dāng)電源開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，電源正極和負(fù)極分別通過(guò)電刷A1、A2，滑環(huán)B1、B2至A3、A4，將電源送入轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子電刷獲得了A3為正，A4為負(fù)的連續(xù)不斷的直流電源，并將這個(gè)電源電壓通過(guò)與換向器摩擦連接送入電樞線圈，此時(shí)，電樞線圈就會(huì)流過(guò)電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)，與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生一個(gè)力，使轉(zhuǎn)子電刷與轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并按照換向器銅片排列的順序逐個(gè)與換向器銅片摩擦連接，通過(guò)換向器換向，線圈也會(huì)按順序逐個(gè)改變電流方向。電樞產(chǎn)生的磁場(chǎng)就會(huì)形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使兩磁場(chǎng)間始終處于力的相互作用下，電機(jī)就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)中的電磁電刷A3、A4在m1、m3上通過(guò)并摩擦連接時(shí)，線圈L2、L3、L4、L5、L6中流過(guò)一個(gè)電流，線圈L1、L10、L9、L8、L7中流過(guò)另一路電流，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，電刷A3通過(guò)m1、m2兩銅片并同時(shí)摩擦連接時(shí)，電刷A4通過(guò)m3、m4兩銅片并同時(shí)摩擦連接時(shí)，在L2、L3、L4、L5串連線圈中電流繼續(xù)增長(zhǎng)，L10、L9、L8、L7串連線圈電流也繼續(xù)增長(zhǎng)，在線圈中感應(yīng)出一個(gè)與原電壓相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)，鐵芯內(nèi)感應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)隨著電流的增長(zhǎng)而越來(lái)越大，此時(shí)，線圈L1、L6被短路，電流為零，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)A1、A3分別與換向器銅片m1、m3分開(kāi)，光與m2、m4分別摩擦連接時(shí)，L1將與L2、L3、L4、L5形成串連，L6將與L10、L9、L8、L7形成串連，L1、L6線圈電流方向會(huì)改變，線圈L2、L3、L4、L5中的電流與L10、L9、L8、L7中的電流會(huì)迅速減小，在串連線圈中感應(yīng)出原電流方向相同、與原電壓相反的很高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因?yàn)長(zhǎng)5一端通過(guò)A4、B2、A2與負(fù)極相連接，其電位為零。L1與L2所接的節(jié)點(diǎn)處電位就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電源負(fù)極的零電位，因?yàn)長(zhǎng)10通過(guò)A3、B1、A1與電源正極相連接，其電位為電源電位，線圈L6與L7所接的節(jié)點(diǎn)處電位就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電源電位，此時(shí)，將二極管半橋電路接入電樞接線端子，鐵芯內(nèi)的磁場(chǎng)能量會(huì)迅速轉(zhuǎn)變成電流，一路電流會(huì)從L5一端流出，經(jīng)m4、A4、B2、A2、電源負(fù)極、D12、接線端子、L2、L3、L4流回L5。另一路電流會(huì)從L6與L7的節(jié)點(diǎn)處流出，經(jīng)接線端子、D4、電流正極、A1、B1、A3、m2、L10、L9、L8流回L7。在二極管電樞線圈形成的閉合電路內(nèi)，在二極管的限制下，反向感應(yīng)電動(dòng)式的電壓不會(huì)超過(guò)0.7V。徹底消除了磁場(chǎng)在鐵芯中產(chǎn)生的渦流，反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也不會(huì)產(chǎn)生電磁波向外輻射。
權(quán)利要求一種電樞固定式直流電動(dòng)機(jī)，包括有固定式電樞、轉(zhuǎn)子式磁場(chǎng)、 電刷、滑環(huán)、二極管；其特征在于將電源正極與負(fù)極串接電源開(kāi)關(guān)后，分別與加裝的兩只定子電刷連接，兩只電刷分別與加裝在轉(zhuǎn)子上的兩只導(dǎo)電滑環(huán)摩擦連接，如果轉(zhuǎn)子上的磁場(chǎng)為電磁磁場(chǎng)，則一個(gè)滑環(huán)與電磁線圈串接后，再與總數(shù)為一半的轉(zhuǎn)子電刷連接，另一個(gè)滑環(huán)與另一半的轉(zhuǎn)子電刷連接，如果轉(zhuǎn)子上的磁場(chǎng)為永磁磁場(chǎng)，則兩滑環(huán)分別與總數(shù)各一半的轉(zhuǎn)子電刷連接；按照所需要的角度與換向器銅片摩擦連接，每一個(gè)換向器銅片分別與繞制在定子鐵芯內(nèi)的線圈與線圈間的接點(diǎn)連接后引出與換向器銅片數(shù)目相等的電樞接線端子；將一只二極管DA的正向端與負(fù)極連接，將另一只二極管DB的反向端與電源正極連接，將二極管DA的負(fù)向端與二極管DB的正向端并接在一起，引出一個(gè)接線端子，組成二極管半橋電路；繼續(xù)連接出許多與上述電路完全相同的二極管半橋電器，其數(shù)目與電樞上引出的端子數(shù)目相等，將二極管半橋電路的接線端子分別與電樞上的接線端子連接。
專利摘要一種電樞可以固定的直流電動(dòng)機(jī),包括有固定式電樞、轉(zhuǎn)子式磁場(chǎng)、電刷、滑環(huán)、二極管。其特征在于:通過(guò)電刷、滑環(huán)將電源送入轉(zhuǎn)子,再通過(guò)旋轉(zhuǎn)電刷將電源送至換向器。電樞線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與安裝在轉(zhuǎn)子上的磁場(chǎng)互相作用,使其旋轉(zhuǎn),通過(guò)二極管、電樞構(gòu)成的回路,使滯留在鐵芯內(nèi)的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)變成電流,消除了磁場(chǎng)產(chǎn)生的渦流,達(dá)到節(jié)電、降低制造成本的作用。
文檔編號(hào)H02K23/62GK2385467SQ99221820
公開(kāi)日2000年6月28日 申請(qǐng)日期1999年8月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月2日
發(fā)明者趙長(zhǎng)水 申請(qǐng)人:趙長(zhǎng)水