CN1071512C - 电动机 - Google Patents

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Abstract

一永久磁铁直流电动机有一形成磁通返回路径的外壳。外壳壁厚度使之磁性饱和。外壳有两平坦侧边和两弧形侧边，定子永久磁铁安装在弧形侧边。在外壳上包绕永久磁铁安装以磁通环。磁通环在其相对的侧缘之间有一相当大的间隙。磁通环的间隙与外壳的平坦侧边对齐，即磁通环间隙位于永久磁铁之间，使得在电动机的一侧边上的磁通返回路径主要只通过外壳，而在另一侧边，磁通返回路径则通过外壳和磁通环，从而使定子产生的磁场的中心朝带有磁通环侧边移位。

Description

电动机
本发明一般地说涉及电动机，更具体地说涉及一种用以集中一种小型永久磁铁直流电动机的磁场的装置。
已经发现通过将一个电动机的转子向一侧偏置，使得其转轴始终与其轴承在支承表面上的相同位置处接触，该电动机将由于支承响度的降低而更宁静的运转。对转子的这种偏置，如示于德国专利DE2,835,507可通过机械装置来实现，而如示于美国专利US2,439,193和US4,079,274则可通过整修该轴承或通过磁力地偏置该转子来实现。
申请人发现，一个具有导磁的外壳罩盖定子的永久磁铁并需要一个磁通环的永久磁铁直流电动机的磁场，可以通过该磁通环的形状和/或对个磁通环的定位，而加以改进或施加以影响。一个磁通环是一个导磁环或用以在该定子的各磁铁之间提供磁通返回路径的条带材料，该磁通环是在该外壳不能提供一个良好的磁通路径即该外壳提供的返回路径已经饱和时才使用的。
磁通环通常装配在该外壳的外侧，并大致上包绕该定子磁铁，以便提供该外壳所提供的磁通返回路径之外的可供选择或附加磁通返回路径。该磁通环通常是裂开的，而其开缝与该磁铁之一的中心线对齐，从而给出一个对称的磁通返回路径。
本发明的目的在于提供一种带有径向偏置的转子的电动机，这种电动机构造简单但极为有效。
在本发明中，该磁通环比较短，使得在该磁通环的相对置的端部之间有一个相当大的间隙，而该磁通环是对齐的，使得该间隙可定位在该磁铁之间。以如此方式，该磁通返回路径是非对称的，导致该定子的磁场朝向该磁铁之间的间隙移位，该间隙则由该磁通环桥接。
因此，本发明提供一种小型永久磁铁直流电动机，该小型永久磁铁直流电动机包括一个两极永久磁铁定子；一个套盖该定子的外壳；一个绕线式电枢，该绕线式电枢包括一个换向器，该换向器安装在一个转轴上，该转轴可转动地安装成与该定子相面对；一个端盖闭合该外壳的开口端并支承一个轴承，该转轴在该轴承中受轴颈支承，该转轴承载电刷装置和用以将该绕线式电枢连接到电源的电动机端子，以及一个安装在该外壳的磁通环，该磁通环与该外壳配合为该定子提供有效的磁通返回路径，其中该磁通环相对于通过该定子的各磁极和该电动机的纵向轴线的第一平面是非对称的。
虽然该永久磁铁定子可包括一种橡胶环磁体，该定子最好具有两个陶瓷弧形片段磁体。
按照本发明的电动机，其优点在于，其转子的侧向偏置不需使用额外的零部件或对磁铁进行复杂的充磁或设计。在实践上，由于使用的材料减少，使得制造成本显然降低。在现有技术中，要用转子的磁场偏移或机械偏置来实现消除或减少轴承响度，需要采用额外的零部件和/或复杂的磁铁组件或或充磁方法。在本发明中，磁偏移是在不需额外地采用标准磁组件的零部件和充磁方法来实现。此外，由于采用比较短的磁通环则使材料的成本降低。本发明的其它优点可通过使用比较薄的电动机外壳而获得，由此，导致大量节省所使用的材料，从而提高了该外壳的加工性能。
现将以实例的方式，参照附图，于下文中叙述本发明的优先实施例。其中：
图1示意地示出本发明的电动机的实施例的侧视图；
图2是本发明的电动机的端视图；
图3是类似于图2的电动机的端视图，但子已经卸取其中的一个端板和转子。
在图1中示出一个电动机10，该电动机10是一个永久磁铁直流电动机。该电动机10具有一个外壳11、一个驱动端端板12和一个非驱动端端板20。该驱动端端板12也叫做法兰盘12，这是由于其显著地径向延伸超越该外壳11的边缘之故，该法兰盘12具有多个用以安装该电动机的孔14。一个转轴15延伸通过该法兰盘12。该转轴14形成该电动机的输出轴，其还承载一个如在永久磁铁直流电动机中常有的包括一个未示出的换向器的绕线式电枢。该转轴15在由该端板12和20支承的轴承中受轴颈支承。该法兰盘12具有一个止挡16，该止挡16中套盖着一个转轴轴承。该法兰盘12为一种公知结构。
端板20也叫做端盖，该端盖20承载该电动机端子21和未示出的用以通过该换向器将电枢绕组电气连接到该电动机端子的电刷装置。一个止挡22套盖另一个转轴轴承。如可从图2中更容易看到的那样，该端盖20具有四个周边凹口23。该端盖20通过将该外壳11的部分压入该端盖20的凹口23而牢固地安装在该凹口12上。
制造该外壳11的材料通常采用铁磁材料。该外壳为圆柱形体，由两个弧形侧边33和两个平坦的侧边31和32连接而成，制成一种通俗语中称之为平坦侧边电动机的电动机。在图3中更清楚地显示该平坦侧边。该外壳覆盖两个永久磁铁34。该磁铁34呈弧形且其尺寸制成可嵌贴在该两个弧形侧边上，从而给该电枢留下一个基本上是圆柱形空间。该外壳11可为用辊轧制成的环形件或一个连续的环形件或可用深拉延方法而制成。
在使用过程中，该外壳11形成该磁铁34的磁通返回路径。然而，由于磁铁的功率和该外壳的壁的厚度，此磁通路径是饱和的。在这种情况下，由该外壳提供的磁通路径通常会由一个磁通环来增大，该磁通环通常用一种铁磁片料的卷绕环或其他导磁材料制成，该磁通环设置在该外壳处包绕该磁铁的区域之内，以便对该定子的返回磁通提供一个低阻抗磁通路径。
在本发明中，一个磁通环30也用以增大该外壳11的该磁通返回路径。该磁通环30是一种卷曲的环并在该环的相对置的纵向侧缘36之间具有一个相当大的间隙35。在现有技术中，磁通环的间隙是与定子的磁极之一对齐，即，该间隙与通过个电动机轴线和该定子磁极的第一平面对齐。本发明中，该磁通环的间隙35是与垂直于第一平面并饱和该电动机纵向轴线的第二平面对齐，即该间隙35与该电动机的平坦的侧边之一例如平坦的侧边32对齐。最好且如示于图3中，该磁通环30覆盖着一个平坦侧边31和两个弧形侧边33，但其端部终止于该第二平坦侧边32与两个弧形侧边33的会交处，使得由该第二平坦侧边32提供的磁通路径基本上不受该磁通环30的影响，而在该定子的这一边上的磁通返回路径主要是通过已磁性饱和的该外壳11的第二平坦侧边32和通过具有高磁阻抗的空气。
以如此方式，设想得到，在电动机带有该磁通环的侧边上的该定子的磁场由于有一个比其他侧边的磁通返回路径更低阻抗的磁通返回路径，结果导致由该定子产生的磁场的中心朝向该电动机带有该磁通环30移位。这种磁场的偏移可增加在制造该电动机过程中产生的其他磁性偏移，并如上所述通过减少轴承响度而有助于制造一种比较宁静的电动机。

Claims (7)

1．一种小型永久磁铁直流电动机，其包括：
一个两极永久磁铁定子；
一个套盖所述定子的外壳(11)；
一个绕线式电枢，所述绕线式电枢包括一个换向器，所述换向器安装在一个转轴(15)上，所述转轴(15)可转动地安装成与所述定子相面对；
一个端盖(20)闭合所述外壳(11)的开口端并支承一个轴承，所述转轴(15)在所述轴承中受轴颈支承，所述转轴(15)承载电刷装置和用以将所述绕线式电枢连接到电源的电动机端子(21)；
一个安装在所述外壳(11)的磁通环(30)，所述磁通环(30)与所述外壳(11)配合为所述定子提供有效的磁通返回路径；
其特征在于，所述磁通环(30)相对于通过所述定子的各磁极的第一平面和所述电动机的纵向轴线是非对称的。
2．如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述磁通环(30)形成所述磁通返回路径的主要部分。
3．如权利要求1所述的电动机，其特征在于，由所述外壳(11)提供的磁通路径是已磁性饱和的。
4．如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述磁通环(30)安装在所述外壳(11)的外部表面上。
5．如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述外壳(11)为由两个弧形侧边(33)和两个平坦的侧边(31,32)连接而成的圆柱形体，而该定子包括安装在两个弧形侧边(33)的两个弧形永久磁铁(34)，所述磁通环(30)基本上只延伸在包绕所述两个弧形侧边(33)和一个所述侧边(31)上。
6．如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述两个磁极永久磁铁定子包括两个安装在所述外壳(11)的所述弧形侧边(33)上的陶瓷磁铁(34)。
7．如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述磁通环(30)具有一个形成两个径向侧缘(36)的纵向间隙，所述两径向侧缘(36)由一个相当大的间隙(35)分隔开，而所述间隙与一个第二平面对齐，所述第二平面垂直于所述第一平面和沿所述电动机的所述纵向轴延伸。
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