專利名稱：電磁發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及對直流永磁電動機(jī)的改進(jìn)電動機(jī)是能將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器。在目前產(chǎn)業(yè)中使用的各類電動機(jī)中，直流永磁電動機(jī)以其不必制作工藝復(fù)雜的繞線定子、結(jié)構(gòu)簡單和通過改變電源電壓容易實(shí)現(xiàn)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)時的直流永磁電動機(jī)普遍都是使用環(huán)形永久磁鐵作為定子，轉(zhuǎn)子鐵芯由三翼式的硅鋼片疊成后固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)子鐵芯的每個翼上繞線圈構(gòu)成。一般而言，使用定子的永久磁鐵磁通量越大，電動機(jī)的效率應(yīng)越高。但由于轉(zhuǎn)子硅鋼片鐵芯的存在，如果大幅度地提高定子的磁通量，將會導(dǎo)致硅鋼片鐵芯的磁飽和，使電動機(jī)的效率明顯下降。隨著永磁材料生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在制造高磁能積的永磁材料在產(chǎn)業(yè)上已經(jīng)成熟。例如以鋁鎳鈷為原料在磁場中進(jìn)行熱處理，制造出剩磁通密度超過2T、最大磁能積超過70kJ/M3各向異性永久磁鐵已成為穩(wěn)定的技術(shù)。因此，如何利用強(qiáng)力永久磁鐵制成節(jié)能高效率的直流永磁發(fā)動機(jī)，是該產(chǎn)業(yè)部門技術(shù)人員努力的方向。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種電磁發(fā)動機(jī)，以克服目前直流永磁電動機(jī)因轉(zhuǎn)子硅鋼片鐵芯的存在可能導(dǎo)致飽和而不能使用強(qiáng)力永久磁鐵的缺點(diǎn)，使轉(zhuǎn)換效率明顯提高。
本實(shí)用新型的目的是這樣達(dá)到的一種電磁發(fā)動機(jī)，主要包括軸、機(jī)殼、換向器，本實(shí)用新型的特征在于所述的一種電磁發(fā)動機(jī)的定子由至少一塊磁極互異且相向設(shè)置的強(qiáng)力永久磁鐵構(gòu)成，轉(zhuǎn)子為裝置在軸上的置于磁極間的一個以上用非導(dǎo)磁材料作框架繞制的空心線圈。所述的強(qiáng)力永久磁鐵是至少能夠使常規(guī)磁性材料鐵心產(chǎn)生磁飽和的永久磁鐵。所述的空心線圈的橫截面可以是圓形或矩形。
采取以上措施的本實(shí)用新型，能夠采用強(qiáng)力永久磁鐵作為定子，由于轉(zhuǎn)子沒有磁性材料，所以避免了因使用強(qiáng)力永久磁鐵帶來的磁飽和問題。本實(shí)用型可以依據(jù)使用電源電壓和所需功率設(shè)定轉(zhuǎn)子的參數(shù)后，單方向地增大定子的磁通量，從而提高電動機(jī)的電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換效率，具有明顯的節(jié)能效果。
下面再結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳述附

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖；附圖2是本產(chǎn)用新型的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)軸側(cè)圖。
參考以上附圖。機(jī)殼(6)由非導(dǎo)磁材料做成包置強(qiáng)力環(huán)形永久磁鐵(9)和(9’)，強(qiáng)力環(huán)形永久磁鐵(9)相向兩個極性互異。本實(shí)用新型采用剩磁通密度超過1.8T，最大磁能積超過70KJ/M3作定子即可達(dá)到發(fā)明目的。軸(4)一般用鋼材做成，應(yīng)較硬且光潔，兩端分別套入機(jī)殼軸襯和端蓋軸襯內(nèi)，在制作較大轉(zhuǎn)動力矩的發(fā)動機(jī)時，可加置滾珠軸承以減少摩擦。換向器(14)和(14’)一般用需磨銅片做成，通過墊片(17)與軸(4)絕緣?？招木€圈(8)具有用非磁性材料做成的上僥漆包線(10)的框架(20)，框架(20)可以是實(shí)心的，也可以是空心的，其橫截面可以是圓形，也可以是矩形?？蚣?20)質(zhì)心位置附近有方孔與軸(4)的中部相應(yīng)方狀柱套入固連?？招木€圈(8)的線圈繞制可以軸(4)穿過部位為界分兩段同方向多層繞制，然后兩線圈的首尾相接，余下線端分別接換向器(14)和(14’)上，再將固定于機(jī)殼并與之絕緣的碳刷(15)和(15’)與換向器(14)和(14’)壓觸，即構(gòu)成了一個電磁發(fā)動機(jī)。在碳刷(15)和(15’)兩端加上直流電壓，本實(shí)用新型即與常規(guī)直流永磁電動機(jī)相似，在安培力和空心線圈(8)兩端與強(qiáng)力永久磁鐵(9)和(9’)形成的磁偶共同作用下，作為轉(zhuǎn)子的空心線圈(8)即帶動軸(4)轉(zhuǎn)動。本實(shí)用新型由于不存在轉(zhuǎn)子鐵芯的磁飽和問題，因此當(dāng)大幅度地提高定子的磁通量后，空心線圈電壓和電流固定的情況下，形成的安培力和磁偶相應(yīng)增大，使轉(zhuǎn)換效率大幅度提高。附圖2給出了本實(shí)用新型單空心線圈(8)轉(zhuǎn)子實(shí)施例的軸側(cè)圖。機(jī)殼(6)用工程塑料做成，包置強(qiáng)力環(huán)形永久磁鐵(9)和(9’)，作為轉(zhuǎn)子的空心線圈(8)兩端與強(qiáng)力環(huán)形永久磁鐵(9)和(9’)形成較小的空隙。軸(4)連固有空心線圈(8)，兩端分別套入機(jī)殼軸襯(5)和端蓋球形軸襯(18)內(nèi)，端蓋(19)套入機(jī)殼(6)內(nèi)固定?？招木€圈(8)的框架(20)用工程塑料做成，橫截面積為矩形。碳刷(15)和(15’)用石墨制成，平行地安裝在換向器(14)和(14’)兩側(cè)。兩個電刷架(2)套入碳刷(15)和(15’)依靠卡在端蓋(19)上的兩上小彈簧(3)的張力壓觸換向器(14)和(14’)。兩個強(qiáng)力環(huán)形永久磁鐵(9)和(9’)沿圓周方向不相接，留下很小的縫。本實(shí)施例的框架(20)橫截面為8厘米×2.5厘米的矩形，豎直截面為邊長2.5厘米的正方形?？招木€圈(8)用φ0.13高強(qiáng)度漆包線繞約8000圈，強(qiáng)力環(huán)形永久磁鐵(9)和(9’)的制磁通密度為2T，磁能積為75KJ/M3，外徑12厘米，內(nèi)徑4厘米。本實(shí)施例使用220V交流經(jīng)整流的直流電。輸出效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有的70％，因而其節(jié)能效果較為明顯。如果希望進(jìn)一步提高本實(shí)用新型的效率，可以進(jìn)一步選用更大磁能積的強(qiáng)力永久磁鐵，當(dāng)然同樣的磁能積永久磁鐵加大體積亦可達(dá)到目的。本實(shí)用新型還可采用多個空心線圈(8)組成轉(zhuǎn)子，這對于永久性動力設(shè)施或要求更大轉(zhuǎn)動力矩時是非常現(xiàn)實(shí)的，實(shí)施可將多個空心線圈(8)并聯(lián)后接到換向器從而組成轉(zhuǎn)子，值得提出的是，如果使用脈沖電流于本實(shí)用新型時，可以不用碳刷(15)和(15’)、電刷架(2)，小彈簧(3)等相關(guān)電流換向附件，直接將脈沖電流輸入換向器(14)和(14’)組成回路即可使電磁發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動，脈沖電流使用于直流永磁電動機(jī)目前已是應(yīng)用比較普遍的技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種電磁發(fā)動機(jī)，主要包括軸、機(jī)殼、換向器，本實(shí)用新型的特征在于所述的一種電磁發(fā)動機(jī)的定子由至少一塊磁極互異且相向設(shè)置的強(qiáng)力永久磁鐵構(gòu)成，轉(zhuǎn)子為裝置在軸上的置于磁極間的一個以上用非導(dǎo)磁材料作框架繞制的空心線圈。
2.按權(quán)利要求1所述的一種電磁發(fā)動機(jī)，其特征為所述的強(qiáng)力永久磁鐵為至少能夠使常規(guī)磁性材料鐵心產(chǎn)生磁飽和的永久磁鐵。
3.按權(quán)利要求1所述的一種電磁發(fā)動機(jī)，其特征為空心線圈的橫截面可以是圓形或矩形。
專利摘要一種電磁發(fā)動機(jī),主要包括軸、機(jī)殼、換向器,本實(shí)用新型的特征在于:定子同磁極互異且相設(shè)置的強(qiáng)力永久磁鐵構(gòu)成,轉(zhuǎn)子為非導(dǎo)磁材料作框架繞制的空心線圈。本實(shí)用新型能采用強(qiáng)力永久磁鐵作定子,由于轉(zhuǎn)子設(shè)有磁性材料,所以避免了磁飽和問題,可以設(shè)定轉(zhuǎn)子的參數(shù)后,單方向地增大定子的磁通量,從而提高轉(zhuǎn)換效率,具有明顯的節(jié)能效果。
文檔編號H02K23/02GK2279743SQ9624086
公開日1998年4月22日 申請日期1996年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月20日
發(fā)明者李揚(yáng)遠(yuǎn) 申請人:李揚(yáng)遠(yuǎn)