CN1093503A

CN1093503A - 多层式高效多功能电机

Info

Publication number: CN1093503A
Application number: CN 93103823
Authority: CN
Inventors: 何均恪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-04-06
Filing date: 1993-04-06
Publication date: 1994-10-12

Abstract

一种设计独特的新型电机。其中心轴通过轴承与动力传递轴连成同心轴，中心轴通过支撑盘固定多组径向N、S极相对磁铁组，其气隙间形成叠加强磁场，或电枢支撑盘固定多组非铁磁材料骨架的电枢、插入磁铁气隙中。动力传递轴通过磁铁(或电枢)支撑盘，固定多组磁铁或电枢，另一端通过磁铁(或电枢)支撑盘及轴承与中心轴连接，动力传递轴上有滑环或换向器或直接与外电路连接传递电能。

Description

本发明涉及电机领域，是一种高效、节能、多功能、轻便电机。

现在一般电机是由中心轴、转子、定子、轴承、前后端盖，外壳组成。其转子和定子由许多硅钢片冲片叠压制成，内部固定电枢绕组，定子绕组输入电能，利用电枢绕组的电流磁效应使硅钢片磁化，产生磁场或旋转磁场，转子绕组直接输入电流（同步）、或通过磁感应产生电流（异步）产生磁场，与定子磁场发生磁作用，使转子旋转，通过中心轴对外输出机械能（电动机）。定子绕组或转子绕组输入电流，使定子或转子硅钢片磁化产生磁场（激磁），由中心轴输入机械能使转子旋转，而使转子绕组（旋转电枢式），或定子绕组（旋转磁铁式）切割磁力线产生电流，通过滑环或换向器，或直接与外电路连接输出电能（发电机）。

这种普通电机的缺点是：（1）转子定子由许多硅钢片冲片叠压制成，工艺复杂成本高。（2）转子重量大，机械损耗大。（3）转子定子由于磁化曲线限制磁通密度小且消耗电能。（4）转子定子都由铁磁材料制成，电磁铁磁力线经侧面硅钢片构成通路漏磁严重，磁利用率低。且旋转时相互磁吸引，产生阻力。（5）转子定子都由铁磁材料制成，自身切割磁力线产生涡流，N、S极交变产生磁滞。（6）空间利用率低（只能绕一层绕组）。

综上原因，造成现有电机体积大、重量大、效率低、输出能量小。

本发明的目的是提供一种无磁滞、无涡流、漏磁减少、磁利用率高、体积小、重量轻、效率高、制造工艺简单的新型电机。

为实现上述目的本发明采用多层高磁积能永久磁铁（简称磁铁），（如钐钴永磁铁能量是电磁铁的十倍）提供强磁场，多层磁铁组中间都有一定的气隙（电枢位置），各磁铁组径向N，S极相互对应，在其气隙间形成叠加强磁场。多层电枢（骨架和电枢绕组组成）分别插入多层磁铁中间的气隙中，并固定在电枢支撑盘上。多层电枢骨架采用非铁磁材料制成（如玻璃钢、玻璃、陶瓷、胶木、碳硼纤维复合材料等），不产生磁滞、涡流、漏磁减少。虽然磁铁的气隙增大减少了磁通密度，但因克服了上述种种缺点，仍能大大提高磁利用率，提高效能。采用多层结构，提高了电机内部空间的利用率。且转子重量轻，机械损耗少。

本电机是由外壳、中心轴、动力传递轴、轴承、多层磁铁组、多层电枢、前后电枢支撑盘、前后磁铁支撑盘、导磁体、滑环或换向器、炭刷及架所组成。本电机可制成旋转电枢式，或旋转磁铁式。其结构分述如下：

旋转电枢式：中心轴通过轴承与动力传递轴连接成一个同心轴，中心轴外径固定导磁体、导磁体上固定一组磁铁组，中心轴后部固定磁铁支撑盘，其上固定多个导磁体及多层磁铁组，最外层一组磁铁固定在外壳上，多层磁铁组径向N.S极相互对应，在其气隙间形成叠加强磁场。动力传递轴后部与前电枢支撑盘连接固定，其上固定多组电枢（传递机械能），分别插入多层磁铁中间的气隙中，最外层电枢后端通过后电枢支撑盘与轴承壳连接固定，轴承壳通过轴承与中心轴连接。中心轴后端固定在后端盖上，后端盖通过外壳体与前端盖连接固定，前端盖通过轴承与动力传递轴连接，前端盖上固定炭刷架及炭刷，与换向器或滑环配合输送电能。

旋转磁铁式：中心轴通过轴承与动力传递轴连接成同心轴。动力传递轴与前磁铁支撑盘连接固定，前磁铁支撑盘通过导磁体固定多组永久磁铁组（传递机械能），最外一层导磁体另一端通过后磁铁支撑盘与轴承壳连接固定再通过轴承与中心轴连接。最内一层磁铁固定在导磁体上，内导磁体内固定有绝磁套，绝磁套与中心轴之间有气隙，多层磁铁组之间径向N、S极相互对应，在其气隙间形成叠加强磁场（转子）。中心轴后端通过电枢支撑盘分别与多层电枢连接固定，分别插入多层磁铁组中间的气隙中。最外一层电枢另一端通过电枢支撑盘与轴承壳连接固定，轴承壳通过轴承与中心轴连接（定子）。中心轴后端通过后端盖与外壳及前端盖连接固定，前端盖通过轴承与动力传递轴连接，中心轴后端的中心孔，可引出导线输送电能。

本发明的优点：（一）采用多层式结构，空间利用率高。（二）充分利用高能磁铁的磁能量。（三）采用圆桶多层电枢，机械损耗小。（四）转子定子采用非铁磁材料作骨架，无磁滞、无涡流、重量轻、漏磁减少、磁利用率高、机械损耗少，且没有磁吸引力（阻力）。（五）磁铁组之间N、S极相互对应，产生叠加强磁场。（六）可一机多用（可交流可直流电压、可高可低）。（七）可电动与发电相互转换。（八）工艺简单成本低。

本电机适用于工业、农业、交通、军事、电力等各部门行业。

下面结合附图作进一步说明：

图一旋转电枢式多层式高效多功能电机正剖图。

图二旋转电枢式多层式高效多功能电机轴剖图。

图三旋转磁铁式多层式高效多功能电机正剖图。

其中：1、中心轴;2、3、4、5导磁体;6、7、8、9永久磁铁组;10、11、12电枢;13动力传递轴;14、15、16轴承;17轴承壳;18、19端盖;20换向器;21滑环;22炭刷及架;23、24电枢支撑盘;25、26磁铁支撑盘;27外壳（含底座）;28风扇;29风槽;30绝磁套;31出线孔。

参见图一、二、旋转电枢式多层电机：中心轴1前端通过轴承15与动力传递轴13连接成同心轴。中心轴1外径通过导磁体2与磁铁组6连接固定，中心轴1后端与端盖19连接固定，端盖19通过外壳27与端盖18连接固定，端盖18通过轴承14与动力传递轴13连接，端盖18上固定有炭刷及架22，分别与换向器20或滑环21接触传递电能。中心轴1后部与磁铁支撑盘26连接固定，磁铁支撑盘26通过导磁体3、4分别与磁铁组7、8连接固定，磁铁组9与外壳27连接固定，动力传递轴13外径上固定换向器20或滑环21，动力传递轴13一端通过电枢支撑盘23分别与电枢10、11、12连接固定（传递机械能），电枢12通过电枢支撑盘24与轴承壳17连接固定，轴承壳17通过轴承16与中心轴1连接。电枢10.11.12旋转时，带动电枢支撑盘23、24上的风扇28旋转，使风经风槽29对电枢10、11、12风冷。

参见图三旋转磁铁式：中心轴1通过轴承15与动力传递轴13连成同心轴，中心轴1与端盖19连接固定，端盖19通过外壳27与前端盖18连接固定，端盖18通过轴承14与动力传递轴13连接，中心轴1后部固定电枢支撑盘24与电枢10，11，12连接固定，动力传递轴13后部通过磁铁支撑盘25、导磁体2、3、4、5分别与永久磁铁6，7，8，9连接固定（传递机械能），导磁体5通过磁铁支撑盘26与轴承壳17连接固定，轴承壳17通过轴承16与中心轴1连接，导磁体2内径固定有绝磁套30，中心轴1后端有电源出线孔31引出导线，直接传递电能。磁铁组6，7，8，9旋转时带动磁铁支撑盘25，26的风扇28旋转，使风经风槽29对电枢（10，11，12）风冷。

Claims

1、一种多层式电机，它由中心轴、导磁体、永久磁铁组、磁铁支撑盘、电枢、电枢支撑盘、动力传递轴、滑环或换向器、碳刷及架、轴承、外壳、端盖等组成，其中电枢由非铁磁材料骨架及电枢绕组组成，其技术特征是：

(1)中心轴前端通过轴承与动力传递轴连接成同心轴，(中心轴不旋转)，中心轴后端与后端盖及外壳连接固定，动力传递轴通过轴承与端盖及外壳连接固定

(2)中心轴外径通过导磁体与内永久磁铁组连接固定，中心轴后部通过磁铁支撑盘及导磁体与多组永久磁铁组连接固定，最外一组永久磁铁固定在外壳上，各组永久磁铁组径向N、S极相对，在其气隙间形成叠加强磁场，动力传递轴后部通过电枢支撑盘与多组电枢连接固定(传递机械能)，分别插入磁铁组的气隙中，最外一层电枢另一端通过电枢支撑盘与轴承壳连接固定，轴承壳通过轴承与中心轴连接，动力传递轴外径固定滑环或换向器，前端盖固定有炭刷架及炭刷，通过滑环或换向器传递电能(旋转电枢式)

(3)动力传递轴后部通过磁铁支撑盘及导磁体与多组永久磁铁连接固定(传递机械能)，多组永久磁铁径向N、S极相对，在其气隙间形成叠加强磁场，最外一层导磁体通过磁铁支撑盘与轴承壳连接，轴承壳通过轴承与中心轴连接，中心轴后部通过电枢支撑盘与多组电枢连接固定，分别插入磁铁组的气隙中，从中心轴后端的中心孔引出导线传递电能(旋转磁铁式)。