CN104753286A - 磁动式直流电机构造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明装置的工作原理是根据磁场在通电导体中发生偏转的原理。主要特点是导体不动、磁体运动，不需要使用换向器改变导体的电流方向。如果使用永磁体，则不需要使用碳刷；如果使用励磁绕组，则需要使用碳刷对励磁绕组供电。本发明装置的导体是固定的，和定子安装在一起，磁体是转动的，和转子安装在一起。磁体的磁场方向都相同，都指向电机的轴心，导体的电流方向都相同，都从一端流向另一端。当导体通电后，磁场受到电磁力的作用，在导体中运动，磁场运动带动磁体偏转，磁体偏转则带动转子一起转动。本发明装置相比普通直流电动机，结构更加简单，控制更加方便，工作更加可靠，可广泛替换现有的直流电动机使用。
Description
技术领域
本发明是根据磁体在通电导体中发生偏转的原理，使导体固定而磁体转动的磁动式直流电机构造方法，属于电学技术领域。
背景技术
通常的直流电动机，都是利用通电导体在磁场中偏转的原理，都是外壳固定不动，电枢导体受电磁力作用发生旋转，需要使用换向器改变电枢导体电流方向及使用碳刷对电枢导体供电。我在一次实验中发现，如果固定通电导体不动，那么磁场也会受到电磁力的作用在通电导体中发生偏转。磁场受到电磁力的方向用右手判断：伸出右手，让磁力线穿过手心，四指指向导体电流方向，则母指指向就是磁场受到的电磁力方向。本发明装置就是根据这个原理，使导体固定不动，磁场在导体中运动，磁场运动就会带动磁体偏转，磁体和转子紧密结合在一起，磁体就会带动转子一起绕着电机轴心转动。磁体的磁场方向都相同，导体的电流方向都相同，导体不需要换向器，直接和外部电源接通就可以驱动磁体旋转，使电机启动工作。本发明装置也可以作为直流发电机使用，使磁体旋转，就会在导体中产生直流电流，电流方向用左手判断：伸出左手，让磁力线穿过手心，母指指向磁体的运动方向，四指指向就是导体上产生的直流电流方向。
发明内容
1、本发明装置使用了转子1、磁体2、定子3、导体4、支承轴5 、轴承6、、铜环8、碳刷9。
2、在转子1上安装一圈磁体2，磁体2的磁场方向都相同，全部都指向电机轴心，磁体2和转子1紧密结合在一起。
3、在定子3上安装导体4，导体4嵌入固定到定子3里，在定子3的端口，将导体4的各个线头全部联接在一起，使导体4的电流方向都相同，并用导线引出到电机的外面，分别和外部电源的正、负极连接。
4、转子1和定子3之间安装轴承6，轴承6和支承轴5套接。
5、定子3和磁体2之间有缝隙7，使磁体2不受阻碍在导体4中偏转，使转子1不受阻碍绕电机的轴心旋转。
6、本发明装置的转动是转子1和定子3在轴承6之间的旋转，导体4在定子3上，导体4是固定的，没有转动，它的优点是不需要换向器，使结构更加简单，工作更加可靠。
7、本发明装置的磁体2使用永磁体，就不需要使用碳刷装置，使电动机的构造更加简便。
8、本发明装置的磁体2使用励磁绕组，就在支承轴5的两端上安装铜环8，在铜环8上安装碳刷9对励磁绕组供电，铜环8、碳刷9和外部励磁电源接通，使磁体2的励磁绕组电流从一端流入，从另一端流出。
9、本公开发明所采用的技术方案是：
（1）、根据磁场在通电导体中发生偏转的原理。
（2）、将定子3固定不动，导体4分别和外部电源的正、负极连接。
（3）、磁体2对单根导体4产生的电磁力为：
F为磁体2对单根导体4产生的电磁力，B为导体4上的磁感应强度，I为单根导体4上的电流，L为在磁场中的导体4长度；
如果磁体2对应有n根导体4，那么磁体2产生的总的电磁力F为磁体2对应的n根导体4的电磁力的总和。
（4）、磁体2受到电磁力的作用带动转子1一起旋转，对外输出有用功。
附图说明：
图1是外壳为转子的外观正面图。
图2是外壳为转子的外观侧面图。
图3是外壳为转子的1-1剖面图。
图4是外壳为转子的定子导体浇筑成一个整体的1-1剖面图，是定子导体另一个实施例。
图5是外壳为转子的2-2剖面图。
图6是外壳为转子的磁体使用励磁绕组的2-2剖面图，是磁体另一个实施例。
图7是电枢为转子的外观正面图。
图8是电枢为转子的外观侧面图。
图9是电枢为转子的1-1剖面图。
图10是电枢为转子的定子导体浇筑成一个整体的1-1剖面图，是定子导体另一个实施例。
图11是电枢为转子的2-2剖面图。
图12是电枢为转子的磁体使用励磁绕组的2-2剖面图，是磁体另一个实施例。
图中为转子1、磁体2、定子3、导体4、支承轴5 、轴承6、缝隙7、铜环8、碳刷9。
具体实施方式
1、如图3所示，在转子1的四周安装磁体2，磁体2使用永磁体，它们的磁场方向都相同，同为N极指向电机的轴心，在定子3嵌入导体4，定子3和磁体2之间有间隙7，使磁体2旋转无阻碍。
2、如图4所示，导体4浇筑成一个整体，形成一个导电层，是导体4的另一个实施例。
3、如图5所示，将导体4的两端分别和外部电源接通，如A端接正极，B端接负极，电流则从A端流向B端，在电动机的上方，磁体受到垂直于纸面穿出的电磁力作用，在电动机的下方，磁体受到垂直于纸面穿入的电磁力作用，使电动机受到力偶作用，绕电动机的轴心作旋转运动。
4、如图6所示，磁体2使用励磁绕组产生磁场，⊕为励磁绕组导线电流流入方向，☉为励磁绕组导线电流流出方向，用导线将所有磁体2的励磁绕组在转子上全部接通。使用铜环8、碳刷9将外部电源接入励磁绕组，在支承轴5上安装铜环8，铜环8和支承轴5之间用绝缘材料隔离，碳刷9和铜环8接通，铜环8和外部励磁电流接通后，比如从A端接正极，从B端接负极，就能将外部励磁电流通过铜环8、碳刷9接入到励磁绕组上，使磁体2产生磁场，是磁体2的另一个实施例。
5、在支承轴5上安装轴承6，轴承6联接转子1，支承轴5联接定子3，定子3固定不动，转子1绕电机的轴心作旋转运动。
6、调节导体4的电流大小，就可以调节转子1的旋转速度。
7、改变导体4的电流方向，就可以改变转子1的旋转方向。
8、如图9所示，在转子1的四周安装磁体2，磁体2使用永磁体，它们的磁场方向都相同，同为N极指向电机的轴心，在定子3嵌入导体4，定子3和磁体2之间有间隙7，使磁体2旋转无阻碍。
9、如图10所示，导体4浇筑成一个整体，形成一个导电层，是导体4的另一个实施例。
10、如图11所示，将导体4的两端分别和外部电源接通，如A端接正极，B端接负极，电流则从A端流向B端，在电机的上方，磁体受到垂直于纸面穿出的电磁力作用，在电机的下方，磁体受到垂直于纸面穿入的电磁力作用，使电机受到力偶作用，绕电机的轴心作旋转运动。
11、如图12所示，磁体2使用励磁绕组产生磁场，⊕为励磁绕组导线电流流入方向，☉为励磁绕组导线电流流出方向，用导线将所有磁体2的励磁绕组电源在转子上全部接通。使用铜环8、碳刷9将外部电源接入励磁绕组，在支承轴5上安装铜环8，铜环8和支承轴5之间用绝缘材料隔离，铜环8和碳刷9接通，碳刷9和外部励磁电流接通后，比如从A端接正极，从B端接负极，就能将外部励磁电流通过碳刷9、铜环8接入到励磁绕组上，使磁体2产生磁场，是磁体2的另一个实施例。
12、在支承轴5上安装轴承6，轴承6联接定子3，支承轴5联接转子1，定子3固定不动，转子1绕电机的轴心作旋转运动。
13、调节导体4的电流大小，就可以调节转子1的旋转速度。
14、改变导体4的电流方向，就可以改变转子1的旋转方向。
Claims (10)
1.磁动式直流电机构造方法，其特征在于，它主要包括：
——安装磁体的转子；
——安装导体的定子。
2.根据权利要求1的一种装置，其特征在于，电机的磁体是旋转的，是转子，是转动部分，磁体的磁极指向都相同，磁场方向全部都指向电机的轴心方向，磁体有2种形式：
第1种形式是磁体使用永磁体产生磁场；
第2种形式是磁体使用励磁绕组产生磁场。
3.根据权利要求1的一种装置，其特征在于，电机的导体是固定不动的，是定子，是固定部分，导体的电流方向都相同，从定子的一端流向另一端，导体有2种形式：
第1种形式的导体是一根根的导线，各根导线均匀的嵌入在定子上；
第2种形式的导体是浇筑成一个整体，在定子上整体形成一个导电层。
4.根据权利要求1的一种装置，其特征在于，磁动式直流电机构造方法有2种形式：
第1种形式是电枢安装导体，电枢为定子，外壳安装磁体，外壳作为转子；
第2种形式是电枢安装磁体，电枢为转子，外壳安装导体，外壳作为定子。
5.根据权利要求3的一种装置，其特征在于，导体是固定不动的，直接和外部电源连接，不需要使用换向器改变导体的电流方向，导体的电流方向由外部电源决定。
6.根据权利要求1的一种装置，其特征在于，本发明装置的工作原理是根据垂直于通电导体的磁场受到电磁力的作用发生偏转的原理，磁场偏转带动磁体偏转，磁体偏转带动转子一起转动，磁场受到电磁力的作用方向用右手判断：伸出右手，让磁力线穿过手心，四指指向导体电流方向，母指指向就是磁场受到的电磁力方向。
7.根据权利要求6的一种装置，其特征在于，固定导体定子，使其不能运动，磁体转子不固定，对导体通入直流电，磁体将在电磁力的作用下运动，绕电机的轴心转动，磁体受单根导体影响产生的电磁力计算公式如下：
F为磁体受单根导体影响产生的电磁力，B为导体上的磁感应强度，I为导体上的电流，L为在磁场中的导体长度，
转子上的磁体产生的总的电磁力是磁体受所有导体影响产生的电磁力的总和。
8.根据权利要求1的一种装置，其特征在于，调节定子上导体的电流大小，就可以调节转子的转动速度；改变定子上导体的电流方向，就可以改变转子的转动方向。
9.根据权利要求1的一种装置，其特征在于，本发明装置可作为电动机使用，对定子导体输入直流电，磁体转子就会旋转，将电能转化为机械能；也可以作为发电机使用，使磁体转子旋转，定子导体就会产生直流电，将机械能转化为电能。
10.根据权利要求9的一种装置，其特征在于，本发明装置作为发电机使用时，产生的直流电的电流方向用左手判断：伸出左手，让磁力线穿过手心，母指指向磁体的运动方向，四指指向就是导体上产生的直流电流方向。
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2015
- 2015-04-07 CN CN201510159871.2A patent/CN104753286A/zh active Pending
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