CN107852042A - 电磁异步电动机 - Google Patents

Abstract

申请的发明涉及动力工程，且可用作具有大功率范围的驱动器。技术成果为提高发动机效率。在本发明的异步电磁马达转轮定子包括主体（外壳）和至少五排安装在围绕定子芯的圆周的角度电磁铁和到空心沟覆盖转子。电磁铁的激活是通过一个控制器来实现的，该控制器向定子几个位置的横向电磁铁组提供电流。产生的电磁场与转子的尖端相互作用并将其驱动旋转。

Description

电磁异步电动机

目录：

1.转子

2.定子

3.壳体

4.控制器

5.工作原理

技术领域

该发明属于动力机械制造和电气机械领域，即使用电磁能的设备。可用作环保清洁型电动机和发电机的传动装置，且功率范围很大。

该项发明的任务是研发效率更高的电磁电动机，使电动机不仅具有更好的牵引性能，还具有更高效的能耗经济性评价指标。设计结构应保证将电磁磁场更高效的转化成动能。另一项任务是发展一系列清洁环保的技术手段。

背景技术

配备转鼓型转子和定子的电磁发电机是最接近技术要点的设备，沿转子和定子周围均匀分布永磁铁，定子永磁铁端部安装与整流器相连的径向磁铁，转子上安装N+1个永磁铁，定子永磁铁数量为N，转子永磁铁安装角度与垂直于电机轴的平面成1-75°角，使得转子和定子永磁铁的相互作用力矢量指向转子转动方向(2000年7月14日RU 2176845 C1,H 02K 21/14,37/14,29/00专利证书)。

以在定子上安装极化电磁铁或U型电磁铁代替永磁铁和电磁铁的方式改进电动机结构，这是该项发明的基础，这样能更合理利用磁能，并最大化补偿电动机造成的损失。以此获得的技术成果就是增加电动机效率。

发明内容

该电动机由传统基础部件定子、转子、壳体组成，与传统电动机的区别在于独特的构造和结构，也就是与标准电动机相比，磁场能更合理的分布在转子上并高效运作。

具体实施方式

1.转子

转子是带放射杆的星型转子(图1-1.2和图2-2.2)，端部有端头，放射杆和转子本身由对磁场显中性的材料制成，以避免制动和减速的旋转被磁化。放射杆与中心成一定角度，以达到最佳强度，并在转子基础运动矢量上达到动态稳定，必要时也不排除采取反向转动。放射杆端部安装铁磁材料制成的椭圆形端头(图1-1.1和图2-2.1)，这是转子主要的过程运行部件。放射杆数量以及端头尺寸由所需功率决定，通过计算得出，以达到最终要求的牵引力。转子与定子一起固定在壳体里。轴固定在转子中心，轴上有锯齿形的孔以保证可靠固定，防止轴转动(图1-1.3和图2-2.4)，并能传递旋转动能。转子中心和轴的安装位置会承受最大负荷，因此“孔”的基础要用更坚固的台座固定(图2-2.3)。转子可以是铸造的，也可以是组装的。

2.定子

定子外壳(图4-4.3)由绝缘且绝对无弹性的材料制成，呈圆形，像圆形汽车轮胎的形状，内部有凹槽以配合转子端头的运转。环定子四周从外向内安装U型电磁铁(图3和图4-4.4)，电磁铁两个互相连接的螺管线圈(图3-3.2)组成，安装在大导磁系数的绝缘U型金属芯上(图3-3.1)。电磁铁安装固定在定子外壳上，安装时使电磁铁铁芯的工作部位从内向外突出，此时在定子凹槽内保留运行间隙，在端头和电磁铁之间留出1-2mm气垫，将磁场以一定角度集中到凹槽中心。铁芯呈收缩型，收缩到线圈端部，这样一来，电磁铁矢量方向(图3-3.3)同时在定子凹槽中心(图4-4.1)和转子端头中心交叉(图4-4.2)。为方便安装，可制作由两部分组装的铁芯。电磁铁(图4-4.4)布置成5排或5排以上(图4、图5、图6)，向转子转动方向倾斜安装(图4-4.5)，以实现磁场牵引力对转子端头的最佳有效作用。各排电磁铁与相邻排错开布置，使每排电磁铁都立在定子横轴上，磁铁相互交错分部(图10)，以避免出现死区，达到最佳效率。直流电磁铁和交流电磁铁都可以使用，这取决于电机使用地点和供电方式，通过磁场确保所需的牵引力。电磁铁所有线圈都与控制器相连，以继续供电并控制相应导线。由于要保证必要参数，要求结合铁芯材料和供电线路计算正确的电磁铁安装坡度和电磁铁线圈数量。

3.壳体

壳体是电动机底座，应能将转子可靠固定在轴上，并可靠固定定子。在安装定子时(图8)，将转子安到定子里。在轴从壳体的出口处安装轴承。此时，主要任务为：保持定子凹槽上转子端头和电磁铁芯之间的运行间隙；定子和转子防潮防尘。

4.控制器

要求完成操作检测以使发动机正常运转，即以快速送电并依次建立所需磁场的方式依次循环激活电磁铁。控制器上电后立即并列激活不在同一排的相邻电磁铁，从最上排开始向下一排的相邻电磁铁移动，此时，定子圆周上的几行电磁铁同时被激活，具体行数取决于端头数量。然后按同一原则激活邻行电磁铁，继续按照这个顺序激活直到完成一周。示例中(图9、图10)列出了激活电磁铁的位置和激活顺序。绿色表示最先被激活的电磁体，然后是红色，紧接着激活蓝色，然后按此顺序激活直到完成一周，再加速重复下一周。重要的是，按照设计的线圈数量和铁芯结构，将首先实现所需的电磁场参数。此时，转子转速取决于激活一周电磁铁的速度。快速激活能输送不同类型电流，且电流很大，这能根据使用地点和技术性能加大磁场参数。要降低速度，必须放慢循环过程，要完全制动或紧急停机，必须同时激活所有电磁铁。

5.工作原理

以3000周/分钟或更快的速度依次激活电磁铁，并不断循环激活，实际上能在4个或更多点上的定子凹槽里形成运动磁场。运动且集中的电磁场牵引转子端头，并使其转动。实践得出，电动机运行时，每单位时间内有4-5(或更多)组横排电磁铁(每组5个电磁铁)带电，这些电磁铁消耗的电能比标准电机更经济高效，因为并不是所有电磁铁都始终消耗电能，而是只有一部分。最终，转子的机械能传送到轴上。如果要利用电磁铁的推力，要求在转子端部采用反磁体，用带直芯的螺线管代替U型电磁铁，并按同极安装，才能形成推力。

Claims (1)

1.异步电磁电动机包括轮式定子，定子由定子外壳、5排（或更多）环定子倾斜安装的电磁体组成，工作线圈从定子的空心凹槽里向外突出，星型转子端头向轴传输机械能，借助控制器通过快速送电和不间断循环激活电磁铁，依次激活定子几个位置上的几组横排电磁铁形成运动且集中的电磁场，该电动机的特点在于借助独特的结构更有效的利用电能。