CN104467542A - 直流电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流电机，包括上壳体、上轴承、上磁铁固定件、上磁铁、PCB板、下磁铁、下磁铁固定件、下轴承、下壳体和转轴。本发明的直流电机，以所述上磁铁靠近所述下磁铁的磁极为N极，所述下磁铁靠近所述上磁铁的磁极为S极为例，其磁路为从下磁铁的N级出发，通过下磁铁固定件、转轴、上磁铁固定件、上磁铁的S极、上磁铁的N极回到下磁铁的S极，完成磁路循环；当对所述PCB板上的铜线通电后，所述铜线产生磁场，所述磁场与所述上磁铁和下磁铁之间的磁场相互作用，使得所述上磁铁固定件和下磁铁固定件转动，从而使得所述直流电机转动，可见本发明的结构中，并不包括绕组，避免了磁损耗和热损耗，效率较高。

Description

直流电机

技术领域

本发明涉及一种电机，尤其涉及一种直流电机。

背景技术

现有技术中的直流电机一般分为有刷直流电机和无刷直流电机两种，有刷直流电机，如中国授权专利CN101651396B所公开的那样，其包括定子、转子和碳刷等部件，所述碳刷可以改变电机的转子内的励磁线圈内的电流方向，从而使得所述转子转动；而无刷直流电机，如中国专利公开文献CN102684441A所记载的，其包括控制电路和多个电绕组，所述控制电路可以控制所述多个电绕组产生旋转磁场，所述旋转磁场与定子的永磁磁场或者励磁磁场相作用，使得定子转动；可见现有技术中的直流电机一般均包括绕组，然而绕组中的铁芯不可避免地会出现涡流，从而导致磁损耗和热损耗。

发明内容

本发明目的是提供一种直流电机，其并不包括绕组，不会产生上述的磁损耗和热损耗。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种直流电机，包括上壳体、上轴承、上磁铁固定件、上磁铁、PCB板、下磁铁、下磁铁固定件、下轴承、下壳体和转轴；

所述上壳体上开设有第二沉孔，所述第二沉孔的底壁上开设有第一通孔；

所述下壳体上开设有第四沉孔；且固定于所述上壳体；

所述上磁铁固定于所述上磁铁固定件上，所述下磁铁固定于所述下磁铁固定件上；

所述定子固定于所述上壳体和下壳体内；

所述转轴依次穿过所述上轴承、上磁铁固定件、上磁铁、PCB板、下磁铁、下磁铁固定件和下轴承，且其上端穿过所述上壳体的第一通孔，并通过上轴承支撑于所述上壳体上，且所述上轴承位于所述第二沉孔内；其下端通过下轴承支撑于所述下壳体内，所述下轴承位于所述第四沉孔内；

所述上磁铁固定件和下磁铁固定件固定于所述转轴上；

所述上磁铁和下磁铁的磁极为轴向磁极，且所述上磁铁和下磁铁相对的磁极的极性相反；

所述PCB板上布置多条铜线，当对所述铜线通电时，其能够产生磁场，所述磁场能与所述上磁铁和下磁铁之间的磁力线相互作用，时所述上磁铁和下磁铁转动。

可选的，所述上磁铁固定件、转轴和下磁铁固定件通过导磁材料制备。

可选的，所述上磁铁固定件、下磁铁固定件、上轴承、上壳体、下轴承和下壳体采用导磁材料制备。

可选的，所述PCB板为多个，所述多个PCB板平行设置，且均位于所述上磁铁和下磁铁之间。

可选的，所述PCB板上包括第一接线端和第二接线端，所述第一接线端和第二接线端分别于所述多条铜线电路连接。

本发明具有如下有益效果：本发明的直流电机，以所述上磁铁靠近所述下磁铁的磁极为N极，所述下磁铁靠近所述上磁铁的磁极为S极为例，本发明的直流电机的磁路为从下磁铁的N级出发，通过下磁铁固定件、下轴承、下壳体、上壳体、上轴承、上磁铁固定件、上磁铁的S极、上磁铁的N极回到下磁铁的S极，完成磁路循环；当所述转轴可以导磁时，所述磁路也可以为：从下磁铁的N级出发，通过下磁铁固定件、转轴、上磁铁固定件、上磁铁的S极、上磁铁的N极回到下磁铁的S极，完成磁路循环；当对所述PCB板上的铜线通电后，所述铜线产生磁场，所述磁场与所述上磁铁和下磁铁之间的磁场相互作用，使得所述上磁铁固定件和下磁铁固定件转动，从而使得所述直流电机转动，可见本发明的结构中，并不包括绕组，避免了磁损耗和热损耗，效率较高。

附图说明

图1为本发明的直流电机的结构示意图；

图2为本发明的直流电机的爆炸结构示意图；

图3为本发明的直流电机的爆炸结构另一角度的示意图；

图4为本发明的上磁铁(或下磁铁)的结构示意图；

图中标记示意为：1-上壳体；2-上轴承；3-上磁铁固定件；4-上磁铁；5-PCB板；6-下磁铁；7-下磁铁固定件；8-下轴承；9-下壳体；10-转轴。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种直流电机，包括上壳体1、上轴承2、上磁铁固定件3、上磁铁4、PCB板5、下磁铁6、下磁铁固定件7、下轴承8、下壳体9和转轴10。

所上壳体1采用导磁材料制备，比如铁或者钢；所述上壳体1内开设有第一沉孔，所述第一沉孔的底壁上开设有第二沉孔，所述第二沉孔用作所述上轴承2的轴承座；在所述第二沉孔的底壁上开设有第一通孔，所述第一通孔与所述第二沉孔的轴心线重合；所述下壳体9也采用导磁材料制备，比如铁或者钢，所述下壳体9内开设有第三沉孔，所述第三沉孔与所述第一沉孔相配合，以将所述PCB板5固定于所述上壳体1和下壳体2之间；所述第三沉孔的底壁上开设有第四沉孔，所述第四沉孔作为所述下轴承8的轴承座；所述上壳体1与所述下壳体9相固定。

所述上磁铁4为中心具有通孔的环形磁铁，且所述上磁铁4的磁极为轴向磁极，所述下磁铁5与所述上磁铁4的结构相同，所述上磁铁4固定于所述上磁铁固定件3内，所述下磁铁6固定于所述下磁铁固定件7内；所述上磁铁固定件3和所述下磁铁固定件7均采用导磁材料制备，例如铁或者钢，所述上磁铁固定件3上开设有用于固定所述上磁铁4的槽，且所述上磁铁固定件3的中心开设有第二通孔，所述第二通孔与所述上磁铁固定件的轴心线重合，所述转轴可以穿过所述第二通孔，并将所述上磁铁固定件3固定于所述转轴上，所述上磁铁4固定于所述槽内；所述下磁铁固定件7与所述上磁铁固定件3的结构相同，在此不再一一赘述。

所述转轴10的下端通过所述下轴承8可转动地设置于所述下壳体9的轴承座内，所述转轴10的上端通过所述上轴承2可转动地设置于所述上壳体1的轴承座内，且从所述上壳体1的第一通孔伸出。

所述PCB板固定于上壳体1和下壳体9上，且位于所述上壳体1的第一沉孔和下壳体9的第三沉孔内。

所述上磁铁固定件3和下磁铁固定件7固定于所述转轴10上，用于带动所述转轴10转动，且使得所述上磁铁4和下磁铁6相对设置；并使得所述上磁铁4和下磁铁6相对的磁极的极性相反。

所述PCB板5的中部开设有第三通孔，所述转轴10穿过所述第三通孔，且所述PCB板5位于所述上磁铁4和下磁铁6之间。

所述上轴承2、下轴承8和转轴10均采用导磁材料制备，优选可以采用铁质材料制备，例如铁或者钢等。

所述PCB板上沿所述转轴的径向布置多条铜线。

本发明的直流电机，以所述上磁铁4靠近所述下磁铁6的磁极为N极，所述下磁铁6靠近所述上磁铁4的磁极为S极为例，本发明的直流电机的磁路为从下磁铁6的N级出发，通过下磁铁固定件7、下轴承8、下壳体9、上壳体1、上轴承2、上磁铁固定件3、上磁铁4的S极、上磁铁4的N极回到下磁铁6的S极，完成磁路循环；当所述转轴可以导磁时，所述磁路也可以为：从下磁铁6的N级出发，通过下磁铁固定件7、转轴10、上磁铁固定件3、上磁铁4的S极、上磁铁4的N极回到下磁铁6的S极，完成磁路循环；当对所述PCB板5上的铜线通电后，所述铜线产生磁场，所述磁场与所述上磁铁4和下磁铁6之间的磁场相互作用，使得所述上磁铁固定件3和下磁铁固定件7转动，从而使得所述直流电机转动，可见本发明的结构中，并不包括绕组，避免了磁损耗和热损耗，效率较高。

本实施例中，为提高所述直流电机的输出的扭矩，所述PCB板5可以为多个，所述多个PCB板5平行设置于所述上磁铁4和下磁铁6之间，且所述多个PCB板5之间可以相固定，以通过所述多个PCB板5使得输入电流增大，从而增大所述直流电机的输出扭矩。

本实施例中，为提高所述直流电机的散热性能，所述上壳体1和下壳体9的外部设置有多个散热翅片，以对所述PCB板所产生的热量进行有效散发。

本实施例中，为进一步提高所述直流电机的输出扭矩和方便对所述直流电机进行调速，所述上磁铁4和下磁铁6均包括多个扇形永磁体，所述永磁体的磁极为轴向磁极，所述多个扇形永磁体沿环向阵列，组成所述环形上磁铁4或下磁铁6，所述多个永磁体的磁极围绕着该阵列呈交替极性，在相同位置上，所述上磁铁4和下磁铁6中永磁体的极性相反；采用该交替极性的永磁体的设置可以与所述PCB板的形状设计相配合，提高电机的转速和扭矩。

更进一步，为配合所述上磁铁4和下磁铁6，所述PCB板5包括与所述扇形永磁体个数相同的扇块电路板，所述每一个扇块扇块电路板上均包括接线端子，所述接线端子的个数因所述直流电机的电相的个数，例如，当所述直流电机的电相的个数为3个时，所述接线端子的数量为6个；所述PCB板上开设置有连接相邻的扇块电路板的电路，以将所述多个扇块电路板之间电连接；

所述每一个扇块电路板具体的结构以及所述相邻扇块电路板的结构也可以参照中国发明专利公开文件CN102292897A所描述的结构。

本发明的直流电机是一种直流低电压、低速大扭矩的高效电机，可以智控，寿命长久耐用，制造成本和维护成本低，且其还具有以下优点：

1、将传统电机的径向磁力线布置改为轴向磁力线结构；

2、其体积、重量只有传统电机的1/4或者1/5；

3、高效率，平均达到93％以上(由于没有定子的铁才磁损和热损耗)

4、制造成本和维护成本低；

5、可以手动或者程序化的控制，适于智能控制，可以在0-10000转的范围内方便调速。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种直流电机，其特征在于，包括上壳体、上轴承、上磁铁固定件、上磁铁、PCB板、下磁铁、下磁铁固定件、下轴承、下壳体和转轴；

所述上壳体上开设有第二沉孔，所述第二沉孔的底壁上开设有第一通孔；

所述下壳体上开设有第四沉孔；且固定于所述上壳体；

所述上磁铁固定于所述上磁铁固定件上，所述下磁铁固定于所述下磁铁固定件上；

所述定子固定于所述上壳体和下壳体内；

所述转轴依次穿过所述上轴承、上磁铁固定件、上磁铁、PCB板、下磁铁、下磁铁固定件和下轴承，且其上端穿过所述上壳体的第一通孔，并通过上轴承支撑于所述上壳体上，且所述上轴承位于所述第二沉孔内；其下端通过下轴承支撑于所述下壳体内，所述下轴承位于所述第四沉孔内；

所述上磁铁固定件和下磁铁固定件固定于所述转轴上；

所述上磁铁和下磁铁的磁极为轴向磁极，且所述上磁铁和下磁铁相对的磁极的极性相反；

所述PCB板上布置多条铜线，当对所述铜线通电时，其能够产生磁场，所述磁场能与所述上磁铁和下磁铁之间的磁力线相互作用，时所述上磁铁和下磁铁转动。

2.根据权利要求1所述的直流电机，其特征在于，所述上磁铁固定件、转轴和下磁铁固定件通过导磁材料制备。

3.根据权利要求1所述的直流电机，其特征在于，所述上磁铁固定件、下磁铁固定件、上轴承、上壳体、下轴承和下壳体采用导磁材料制备。

4.根据权利要求1所述的直流电机，其特征在于，所述PCB板为多个，所述多个PCB板平行设置，且均位于所述上磁铁和下磁铁之间。

5.根据权利要求1或4所述的直流电机，其特征在于，所述PCB板上包括第一接线端和第二接线端，所述第一接线端和第二接线端分别于所述多条铜线电路连接。