CN114825824A - 一种新型无极直流电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型无极直流电机，涉及电机类领域，包括定子、外壳、底座、输出轴,所述定子包括N极环形定子、S极环形定子、中心定子，所述N极环形定子与S极环形定子均固定安装在外壳的内侧壁上，所述N极环形定子与S极环形定子的侧壁上均设置有环形定子励磁绕组，所述底座固定连接在外壳的外侧壁上，所述外壳的两端侧壁均固定连接有端盖，改进后的这种电机工作在两个定子和一个转子之间，定子采用磁场同极性排列，随着电机转速不断增加，转子绕组感应电势增高，线圈中的电流减少，电机温度随电流减少转速提高而降低。改进后电机可节约大量有色金属，力矩大，运转稳定，噪音小,电机的调速范围宽广。

Description

一种新型无极直流电机

技术领域

本发明涉及电机类领域，尤其涉及一种新型无极直流电机。

背景技术

传统的直流电机，是闭合线圈排布在相邻的N极和S极之间，在直流电流的作用下，线圈作周期性的转动，通过线圈的磁通量发生周期性的变化，产生了反电势，随着电机的转速提高，反电势也相应增大，线圈中的电流逐渐减少，电机温度随着转速提高和电流减少而降低。普通直流电机只有安装附件才能运行，如整流器，换向极，碳刷，刷杆等，这种传统直流电机存在以下不足：一电机使用效率较低，一般是70％-80％之间，二要有电流换向装置，换向装置由于碳刷易磨损，需经常更换，有时负荷过重，电机换向效果差，容易产生火花，三机构复杂制造工艺要求高，电机价格昂贵，消耗了大量的有色金属，为此我们提出了一种新型无极直流电机，来解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新型无极直流电机。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种新型无极直流电机，包括定子、外壳、底座、输出轴,所述定子包括N极环形定子、S极环形定子、中心定子，所述N极环形定子与S极环形定子均固定安装在外壳的内侧壁上，所述N极环形定子与S极环形定子的侧壁上均设置有环形定子励磁绕组，所述底座固定连接在外壳的外侧壁上，所述外壳的两端侧壁均固定连接有端盖，其中一个端盖的侧壁上贯穿开设有内孔，所述内孔内设置有固定齿轮，所述端盖的外侧壁上设置有轴位销，另一个所述端盖的侧壁上固定安装有电机外轴承，两个所述端盖的内侧壁上均设置有电机内轴承，所述外壳的内部设置有中心轴，所述中心轴的一端与固定齿轮固定连接，所述中心轴的另一端与电机外轴承的侧壁固定连接，所述中心定子固定安装在中心轴的侧壁上，所述中心定子包括两个圆柱磁铁，两个所述圆柱磁铁的极性分别与对应的N极环形定子、S极环形定子相同，两个所述圆柱磁铁之间设置有中心定子集中励磁绕组，所述N极环形定子、S极环形定子、中心定子之间设置有两个转子，两个所述转子的侧壁上均设置有转子电枢绕组，两个所述转子的侧壁上开设有多个平行槽，两个所述转子的侧壁分别共同固定连接有两个转子固定盘，两个所述转子固定盘均固定安装在中心轴的侧壁上，其中一个所述转子固定盘的侧壁上固定安装有风扇，所述输出轴固定连接在其中一个转子固定盘的侧壁上，所述输出轴的前端贯穿电机外轴承的侧壁并向外延伸，另一个所述转子固定盘的侧壁上固定连接有集电环与碳刷杆。

优选的，所述转子绕组的导线分别嵌在对应的平行槽内。

优选的，多个所述平行槽的形状及大小相一致，并在转子的内、外两侧均匀分布。

优选的，所述转子的侧壁沿圆环半径方向开设有多个转子分割槽，且多个所述转子分割槽内均安装金属非导磁材料。

优选的，多个所述平行槽的侧壁上均设置有两个预留孔。

优选的，所述转子固定盘采用金属非导磁材料制成。

优选的，所述转子分割槽的数量规格为3个或4个。

优选的，所述端盖与外壳的侧壁紧密贴合。

本发明的有益效果为：本发明中，改进后的这种电机工作在两个定子和一个转子之间，定子采用磁场同极性排列，随着电机转速不断增加，转子绕组感应电势增高，线圈中的电流逐渐减小，电机温度随着转速提高和电流减少而降低。电机随负载的变化，电机能够自动调节电流大小，完善电机性能。无需整流器的直流电机，称之为无极直流电机,本电机可用于交通，改进后电机可节约大量有色金属，力矩大，运转稳定，噪音小，电机的调速范围宽广；

本发明中，一种新型电机转子上尽可能减少转子磁场没有规律的合成，对电机合成磁场加以限制，将转子等分三等份，每份隔开的间隙之间距离大约为1.5-3厘米，隔开转子的上层边和下层边距离相等，转子隔开分段的磁阻增加，在转子上合成磁场形成了各自的主磁回路，使定子主磁极合成磁场在转子中趋于规律性。分割槽内填充金属非导磁性材料，以增加转子机械强度。

附图说明

图1为本发明的直流电机剖视图。

图2为本发明的图1中C向视图。

图3为本发明的图1中D向视图。

图4为本发明的电机转子内外层槽平面展开图。

图中标号：1N极环形定子、2S极环形定子、3外壳、4底座、5环形定子励磁绕组、6中心定子集中励磁绕组、7集电环、8转子绕组、9电机外轴承、10电机内轴承、11转子固定盘、12轴位销、13端盖、14转子、15风扇、16固定齿轮、17输出轴、18转子分割槽、19中心定子、20预留孔、21碳刷杆、22平行槽、23中心轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-4，一种新型无极直流电机，包括定子、外壳3、底座4、输出轴17,定子包括N极环形定子1、S极环形定子2、中心定子19，N极环形定子1与S极环形定子2均固定安装在外壳3的内侧壁上，N极环形定子1与S极环形定子2的侧壁上均设置有环形定子励磁绕组5，底座4固定连接在外壳3的外侧壁上，外壳3的两端侧壁均固定连接有端盖13，端盖13与外壳3的侧壁紧密贴合，其中一个端盖13的侧壁上贯穿开设有内孔，内孔内设置有固定齿轮16，端盖13的外侧壁上设置有轴位销12，用于固定中心轴23的移位量；

另一个端盖13的侧壁上固定安装有电机外轴承9，两个端盖13的内侧壁上均设置有电机内轴承10，外壳3的内部设置有中心轴23，中心轴23的一端与固定齿轮16固定连接，中心轴23的另一端与电机外轴承9的侧壁固定连接，中心定子19固定安装在中心轴23的侧壁上，中心定子19包括两个圆柱磁铁，两个圆柱磁铁的极性分别与对应的N极环形定子1、S极环形定子2相同，两个圆柱磁铁之间设置有中心定子集中励磁绕组6，N极环形定子1、S极环形定子2、中心定子19之间设置有两个转子14，两个转子14的侧壁上均设置有转子绕组8，两个转子14的侧壁上开设有多个平行槽22，多个平行槽22的侧壁上均设置有两个预留孔20，且转子14上预留孔20的数量为偶数，改进预留孔20设置，横向跨越N极和S极，转子绕组8连线在同一槽内电流方向相反，磁场抵消，对外不显磁性，槽内绕组固定，使转子绕组8在转子14中排布更加有合理性，转子14机械性能性增强，且为了减少相邻的N极和S极漏磁，转子A铁芯和B铁芯之间距离选择合适位置，转子绕组8在平行槽22和预留孔20按照要求排布；

转子绕组8的导线分别嵌在对应的平行槽22内，多个平行槽22的形状及大小相一致，并在转子14内、外两侧均匀分布，转子14的侧壁沿圆环半径方向开设有多个转子分割槽18，且多个转子分割槽18内均安装有金属非导磁材料，转子分割槽18的数量规格为3个或4个，两个转子14的侧壁分别共同固定连接有两个转子固定盘11，转子固定盘11采用金属非导磁材料制成，两个转子14通过转子固定盘11串联在一起，两个转子固定盘11均固定安装在中心轴23的侧壁上，其中一个转子固定盘11的侧壁上固定安装有风扇15，输出轴17固定连接在其中一个转子固定盘11的侧壁上，输出轴17的末端贯穿电机外轴承9的侧壁并向外延伸，另一个转子固定盘11的侧壁上固定连接有集电环7与碳刷杆21。

改进转子14的预留孔20设置，平行槽22靠近转子14中间位置两边，设置两个预留孔20，预留孔20留在平行槽22内是直通槽，预留孔20改变转子绕组8排布，跨越N极和S极导线在同一槽内电流方向相反，A铁芯和B铁芯之间位置上不显磁性，槽内绕组容易固定，转子14整体性强，为了减少相邻的N极和S极漏磁，A、B转子之间距离选择1-4厘米，转子绕组8在平行槽22和预留孔20排布线圈；

改进后的这种电机工作在两个N极环形定子1、S极环形定子2、中心定子19、转子14之间，定子采用磁场同极性排列，随着电机转速不断增加，转子绕组8感应电势增高，线圈中的电流减少，电机温度随着转速提高和电流减少而降低；

新型无极直流电机转子上尽可能减少转子14磁场没有规律的合成，对电机合成磁场加以限制，等分转子14叁等份，每份隔开的间隙之间距离大约为1.5-3厘米，隔开转子14的上层边和下层边距离相等，隔开转子14分段的磁阻增加，转子14隔开后形成各自的主磁回路，主磁极合成磁场在转子中趋于规律性；转子分割槽18内填充金属非导磁性材料，以增加转子14机械强度。

工作原理：技术在改进电机内外侧N极下A转子，S极下B转子沿着转子圆周上排布导线，N极下和S极下的转子电流始终在一个方向上，使得内外侧转子有效边电流受到电磁力作用，转子带动负载轴旋转，根据左手定则改变电机转子内外侧电流方向或者励磁方向，就可改变电机旋转方向。

在电机上有A组和B组两种转子，两种转子的结构相同，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型无极直流电机，包括定子、外壳(3)、底座(4)、输出轴(17),其特征在于，所述定子包括N极环形定子(1)、S极环形定子(2)、中心定子(19)，所述N极环形定子(1)与S极环形定子(2)均固定安装在外壳(3)的内侧壁上，所述N极环形定子(1)与S极环形定子(2)的侧壁上均设置有环形定子励磁绕组(5)，所述底座(4)固定连接在外壳(3)的外侧壁上，所述外壳(3)的两端侧壁均固定连接有端盖(13)，其中一个端盖(13)的侧壁上贯穿开设有内孔，所述内孔内设置有固定齿轮(16)，所述端盖(13)的外侧壁上设置有轴位销(12)，另一个所述端盖(13)的侧壁上固定安装有电机外轴承(9)，两个所述端盖(13)的内侧壁上均设置有电机内轴承(10)，所述外壳(3)的内部设置有中心轴(23)，所述中心轴(23)的一端与固定齿轮(16)固定连接，所述中心轴(23)的另一端与电机外轴承(9)的侧壁固定连接，所述中心定子(19)固定安装在中心轴(23)的侧壁上，所述中心定子(19)包括两个圆柱磁铁，两个所述圆柱磁铁的极性分别与对应的N极环形定子(1)、S极环形定子(2)相同，两个所述圆柱磁铁之间设置有中心定子集中励磁绕组(6)，所述N极环形定子(1)、S极环形定子(2)、中心定子(19)之间设置有两个转子(14)，两个所述转子(14)的侧壁上均设置有转子绕组(8)，两个所述转子(14)的侧壁上开设有多个平行槽(22)，两个所述转子(14)的侧壁分别共同固定连接有两个转子固定盘(11)，两个所述转子固定盘(11)均固定安装在中心轴(23)的侧壁上，其中一个所述转子固定盘(11)的侧壁上固定安装有风扇(15)，所述输出轴(17)固定连接在其中一个转子固定盘(11)的侧壁上，所述输出轴(17)的末端贯穿电机外轴承(9)的侧壁并向外延伸，另一个所述转子固定盘(11)的侧壁上固定连接有集电环(7)与碳刷杆(21)。

2.根据权利要求1所述的一种新型无极直流电机，其特征在于，所述转子绕组(8)的导线分别嵌在对应的平行槽(22)内。

3.根据权利要求1所述的一种新型无极直流电机，其特征在于，多个所述平行槽(22)的形状及大小相同，并在转子(14)的内、外两侧均匀分布。

4.根据权利要求1所述的一种新型无极直流电机，其特征在于，所述转子(14)的侧壁沿圆环半径方向开设有多个转子分割槽(18)，且多个所述转子分割槽(18)内均安装有金属非导磁材料。

5.根据权利要求1所述的一种新型无极直流电机，其特征在于，多个所述平行槽(22)的侧壁上均设置有两个预留孔(20)。

6.根据权利要求1所述的一种新型无极直流电机，其特征在于，所述转子固定盘(11)采用金属非导磁材料制成。

7.根据权利要求4所述的一种新型无极直流电机，其特征在于，所述转子分割槽(18)的数量规格为3个或4个。

8.根据权利要求1所述的一种新型无极直流电机，其特征在于，所述端盖(13)与外壳(3)的侧壁紧密贴合。

Images