CN1052584C - 特殊直流电机 - Google Patents

Abstract

一种特殊电机，外壳采用1.2mm厚冷轧板制作并有72个孔分两排环绕一周，孔为正反方向凹凸孔，具有较高的冷却作用，外壳的两端装有前后端盖，前端盖内装有轴承，后端盖内装换相座、碳刷、接线座、绝缘垫并与后罩壳联接一起。电机的轴辊上装有用特殊材质的铜板冲压成铜片132块和924块硅钢片紧压在一起的电机转子并和轴辊联接件用内六角螺栓联接压紧固定使其形成一体，转子一周的断路环形成齿形式运转起到较高的冷却作用，该电机的结构使用寿命较长，可适用于各种机械、车辆及电动的场合，并具有重量轻、效率高的优点。

Description

特殊直流电机

本发明涉及电机。

现有的电机类型很多，但它们存在一些共同的缺点，包括：重量重，体积大、效率低，而且一般均有线圈绕组，因而制造工艺比较复杂，浪费大量原材料。以一个300W的小电机为例，其成品重量达到5kg以上，而一个5KW的直流电机则重达90kg。

现有的普通有刷直流电机的碳刷不直接接触在电机的转子上，需要一个换向器装置，因此结构比较复杂，而且碳刷的使用寿命相对比较短。由于结构和设计上的关系，现有的普通直流电机不具备一个宽幅的使用电压和不同功率的范围，一个电机不能适用多种不同功率输出的使用要求，其额定输出功率是固定的，功率范围不变，因此不适合电动汽车的需要，而且使用时升温较高，怕受潮，使用寿命较低。

本发明的目的即在于针对上述现有技术存在的重量重、体积大、效率低、线圈绕组工艺复杂等方面的缺点，而提供一种特殊直流电机。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种特殊直流电机主要由机壳、前端盖、轴辊、后端盖组成，前端盖(2)和后端盖(10)的内壁均贴有磁钢(5)，轴辊(3)的中部具有楔形槽(301)并镶嵌有数量为n的铜片(8)或(8′)(8″)，上述铜片之间装有一叠硅钢片(6)，两者紧压在一起，并有断路环将各铜片的外端联结在一起；在后端盖(10)的内孔中装有换相座(12)、电碳刷(11)及两个接线座(17)。在接线座(17)的内孔中还装有螺栓(19)，它作为电源接线端穿过后罩壳(13)，并用螺母(20)、垫圈(21)紧固联结在一起，在两个接线座(17)之间装有绝缘垫(22)并在螺栓(19)上套有套管(18)。所说的铜片可作成三种形式，第一种铜片(8)呈辐射形插入轴辊(3)的楔形槽(301)中，在铜片(8)之间各装有一叠硅钢片(6)。第二种铜片(8′)弯折呈具有α角和β角的人字形，并插入轴辊(3)的楔形槽(301)中，在铜片(8′)之间各装有一叠硅钢片(6)。第三种铜片(8″)呈圆片状，其轮辐部分具有m个长条形槽孔(802″)周边有m+2个凹槽(803″)，安装在轴辊(3)上时，前一铜片(8″)与后一个铜片(8″)均错开一个凹槽(803″)，在凹槽(803″)中还装有截面呈U字形的断路环(9″)。铜片(8″)上的长条形槽孔(802″)的数量m＝132个。上述的每一叠硅钢片(6)由7片大小不同的硅钢片叠成一个梯形。轴辊(3)作成可分式结构，通过螺栓(15)联结轴联结件(14)，并将铜片(8)或(8′)、(8″)以及硅钢片(6)牢牢压紧在轴辊(3)的楔形槽(301)中。

本发明具有以下优点和效果：

1、本发明的特殊直流电机改变了传统的绕组式结构，采用了特殊工艺制造加工的复合装配式结构，具有额定电压、电流、功率辐度较大的特殊性能和不怕受潮，升温低、体积小、重量轻、效率高的特点，其重量只有普通同功率直流电机的1/10，本发明的5KW特殊直流电机重量只有9kg左右，如果全国生产10万台特殊直流电机，可节省材料8100多吨，合价值1.5亿元左右。因而本发明是电机领域的一项重大发明。

2、适用范围广，该特殊直流电机除可以取代原有的普通直流电机外，还可以大力发展电动车，如电动摩托车、电动汽车等，为国家的环境保护，降低污染和节能作出巨大贡献。

附图的图面说明如下：

图1是本发明的特殊直流电机的结构图

图2a、2b是外壳上的通风孔断面图

图3为实施例一的铜片安装结构图

图4为硅钢片叠成梯形图

图5a～5c为实施例二的铜片结构图和安装图

图68～6b为实施例三的铜片结构图和安装图

实施例一：请参图图1，本发明的特殊直流电机由外壳1、前端盖2、轴辊3、后端盖10和换相座12等构成，其中外壳1采用1.2mm冷轧板冲压成型，周圈具有两排72个正反方向开翅的通风孔101和102，其按圆周方向正、反开翅的形状见图2a、2b，外壳1左端与前端盖2联结在一起，右端与后端盖10联结在一起，在前端盖2的内壁贴有磁钢5，在前端盖2的中心装有轴承4、轴辊3和轴承盖7，轴辊3的中段镶嵌铜片8，铜片8之间装有硅钢片6，两者紧压在一起，并有断路环将各铜片8联结在一起。

请同时参阅图1和图3，即为上述轴辊3、铜片8、硅钢片6和断路环9的一种结合方案，图3中只画出一部分铜片8的安装，从图中可见辐射形插入轴辊3的楔形槽301中，在铜片8之间各装有一叠硅钢片6，每一叠硅钢片6由大小不同的单片硅钢片叠成一个梯形(见图4)，在各铜片8的外端装有断路环9。

外壳1的右端与后端盖10紧密联接，后端盖10的内壁也贴有磁钢5，和前端盖2内壁的磁钢5对称，达到较高的磁场作用。后端盖10右端装有换相座12和碳刷11，碳刷11的接线端联结在接线座17上，接线座17的内孔中装有M8的六角螺栓19，作为电源接线端和后罩壳13联结在一起。接线座17共有两个(图中只能看到一个，另一个与它并列)，在两个接线座17之间用绝缘垫22隔开，这样当把两根正负极电源线接上接线座后，电源通过碳刷11在铜片8、硅钢片6、断路环9及磁钢5的作用下开始旋转动作，变动输入电源正负极的位置则电动机的转向随之起正反方向的变动。

实施例二，请参阅图5a～5c，其中图5a表示铜片8′的下料形状，铜片8′顶部有一与轴辊3的楔形槽301相配合的楔形端801′，其中间有一宽度为2mm的槽802′一直通到底，图5b表示铜片8′从中间的槽802′分开并弯折成人字形，弯折角α为24°，β约大于90°，图5c为铜片8′在轴辊3上的安装情况，(图中只表示一部分铜片8′的安装情况)，从图5c可看到铜片8′的楔形端801′插入轴辊3的楔形槽301中，上面的第1片与下面第33片用断路环9′联结，共联结成8个极每个极为33片，共264个接头。

实施例二除上述结构与实施例一不同以外，其它与实施例一完全相同。

实施例三，请参阅图6a～6b，其中图6a表示铜片8″的结构图，铜片8″的中心具有插入轴辊3楔形槽301的孔801″，轮辐部分具有m个长条形槽孔802″，周边有m+2个凹槽803″(槽孔802″和凹槽803″在图中均只画出一部分)。m＝132。当安装在轴辊3上时前一铜片8″与后一铜片8″之间错开一个凹槽803″，这样使前片与后片之间的槽孔802″也错开一个小的角度。图6b是在铜片8″的凹槽803″中装断路环9″的情况，从图中可以看到断路环9″的截面呈∪字形，在每个∪字形之间留有1.5～2.5mm间隙。除上述结构外，其它结构与实施例一完全相同。

为了使实施例一、二、三中的铜片8或8′、8″安装在轴辊3上方便，在轴辊3的右端作成可分式结构，用螺栓15联结轴联结件14并将铜片8或8′、8″以及硅钢片6牢牢压紧，上述各零件均采用了特殊的表面处理，起到相互之间的绝缘作用。

本发明的电机经过有关单位测试，各项指标达到设计要求如下：

实测的数据为：

①适用电压范围：12V～72V

②功率范围：300W～12KW

③最高电流：500A

④最高温升：小于80℃

⑤噪音：小于40分贝

⑥效率：86～90％

⑦最大转矩：43Nm

⑧堵转特性：

6.8V、320A  51.5Nm

9.4V、440A  62.5Nm

⑨空载特性：24V、2291rpm、4A

⑩净重：9kg

使用寿命(在电动摩托车上使用测定)20万KM以上。

上述数据均达到设计要求，超过国内普通直流电机标准。

Claims (10)

1、一种特殊直流电机主要由机壳、前端盖、轴辊、后端盖组成，其特征在于：前端盖(2)和后端盖(10)的内壁均贴有磁钢(5)，轴辊(3)的中部具有楔形槽(301)并镶嵌有数量为n的铜片，上述铜片之间装有一叠硅钢片(6)，两者紧压在一起，并有断路环将各铜片的外端联结在一起；在后端盖(10)的内孔中装有换相座(12)、电碳刷(11)及两个接线座(17)。

2、根据权利要求1所述的特殊直流电机，其特征在于：在接线座(17)的内孔中还装有螺栓(19)，它作为电源接线端穿过后罩壳(13)，并用螺母(20)、垫圈(21)紧固联结在一起，在两个接线座(17)之间装有绝缘垫(22)，并在螺栓(19)上套有套管(18)。

3、根据权利要求1所述的特殊直流电机，其特征在于：所说的铜片(8)呈辐射形插入轴辊(3)的楔形槽(301)中，在铜片(8)之间各装有一叠硅钢片(6)。

4、根据权利要求1或3所述的特殊直流电机，其特征在于：铜片(8)的数量n＝90～160片。

5、根据权利要求1或3所述的特殊直流电机，其特征在于：铜片(8)的数量n＝132片。

6、根据权利要求1所述的特殊直流电机，其特征在于：所说的铜片(8′)弯折呈具有α角和β角的人字形，并插入轴辊(3)的楔形槽(301)中，在铜片(8′)之间各装有一叠硅钢片(6)。

7、根据权利要求1所述的特殊直流电机，其特征在于：铜片(8″)呈圆片状，其轮辐部分具有m个长条形槽孔(802″)，周边有m+2个凹槽(803″)，安装在轴辊(3)上时，前一铜片(8″)与后一个铜片(8″)均错开一个凹槽(803″)，在凹槽(803″)中还装有截面呈∪字形的断路环(9″)。

8、根据权利要求1或6、7所述的特殊直流电机，其特征在于：铜片(8″)上的长条形槽孔(802″)的数量m＝132个。

9、根据权利要求1或3、6所述的特殊直流电机，其特征在于：每一叠硅钢片(6)由7片大小不同的硅钢片叠成一个梯形。

10、根据权利要求1或3、6所述特殊直流电机，其特征在于：轴辊(3)作成可分式结构，通过螺栓(15)联结轴联结件(14)，并将铜片(8)或(8′)、(8″)以及硅钢片(6)牢牢压紧在轴辊(3)的楔形槽(301)中。

Images