CN1305259A

CN1305259A - 一种新型节能直流电动机

Info

Publication number: CN1305259A
Application number: CN 01106867
Authority: CN
Inventors: 邓传义; 甘发吉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2001-07-25

Abstract

本发明公开的一种新型节能直流电动机,是由主轴1、机壳14、左端盖5、右端盖23、电源输入装置60、电枢铁芯18、电枢绕组16、励磁装置15和41以及电源输出装置61和电枢输出绕组21构成,具有多向多极输入、多向多极输出、多极励磁等特点,既能充分利用电机中的无功功率,将其转化为电能进行二次利用;又能降低电机输入电压,节约电能,稳定电网质量,其与同类电机相比较,节约电能可达75%以上,是各种直流电机理想的换代产品。

Description

一种新型节能直流电动机

本发明涉及一种直流电动机，特别是一种新型节能直流电动机。

目前，普通的直流电动机消耗电能，将电能转化为电磁能，继而转化为机械能而带动其它机械作功，在这个过程中，有相当的一部分电能作为无功消耗而用于建立电磁场，因而其作功效率较低；此外，电能的输入是采用一对碳刷与换向器配合，故其需要输入的电压较高，既会消耗较多的电能，起动时又会引起电网(即电源)波动，进而影响其它电器的正常使用。中国专利(申请号为96105147)公开了一种“多极直流电动机”，在这种多极电动机中，相同极性的端件相互邻近安置，而不同极性的端件相互远离安置，并且共极性的端件通过能选择性地断开的分路接片连接；例如，当一台四极电动机要用作一台单速电动机时，跨过关联端件连接的分路接片不断开，并且端件与外部电力线适当连接；当电动机要用作一台双速电动机时，跨过端件连接的分路接片断开，并且端体与外部电力线适当连接；因此，该电动机的目的是用于调节转速，使其容易地适合成或为一台单速电动机，或为一台双速电动机，而对于节约电能，稳定电网质量则无重大突破。

本发明的目的在于提供一种既能充分利用电机中的无功功率，将其转化为电能进行二次利用；又能降低电机输入电压，节约电能，稳定电网质量的直流电动机。

本发明的目的是这样来实现的：

是由主轴1、机壳14、左端盖5、右端盖23、电源输入装置60、电枢铁芯18、电枢绕组16、励磁装置15和41构成，它还包括有电源输出装置61和电枢输出绕组21；电源输出装置61与电源输入装置60相对应地装在电枢铁芯18的右边和左边的主轴1上；电枢输出绕组21与电枢绕组16并列、平行地绕在电枢铁芯18上，并与电源输出装置61相接。

电源输出装置61可以也包括有至少两对以上的碳刷装置70、71、68、69以及输出换向器36；碳刷装置中每相隔一个的70与71、68与69分别相连接形成输出电压的两极。

电源输入装置60包括有至少两对以上的碳刷装置72、73、44、39和电源输入换向器49，碳刷装置中每相隔一个的72与73、44与39分别相连接形成输入的两极。

励磁装置15和41中包括有至少两对以上的磁极15、52、41、53；磁极中每相邻的一对磁极性相反。

励磁装置15、41、52、53可以是永久磁铁，也可以是电磁铁。

本发明的新型节能直流电动机，由于在电枢绕组中，并列、平行地增加了一个发电绕组，通过多向多极输出装置输出电能，进行二次利用，充分利用了电机中的无功功率，大大节约了电能；同时，采用了多极励磁装置，强化了励磁磁场的分布均匀度，既降低了电能消耗，又改善了电机运行的平稳性；此外，还采用了多向多极输入装置，降低了电机的输入电压，节约了电能，还减少了电机在起动时对电网的冲击程度，改善了电网的供电质量。

附图1是本发明的主剖视图；

附图2是本发明的沿A-A轴线的剖视图；

附图3是本发明的沿B-B轴线的剖视图；

附图4是本发明的沿C-C轴线的剖视图。

以下结合附图，详细说明本发明的一个实施例。

本实施例包括主轴1、机壳14、左端盖5、右端盖23、电源输入装置60、电枢铁芯18、电枢绕组16、励磁装置15和41以及电源输出装置61和电枢输出绕组21。电源输出装置61与电源输入装置60相对应地装在电枢铁芯18的右边和左边的主轴1上；电枢输出绕组21与电枢绕组16并列、平行地绕在电枢铁芯18上，并与电源输出装置61相接。

主轴1为对称的阶梯轴，其右端多一段电机的输出端。

机壳14为圆筒型，其下部有叉开的机脚，上部装有吊环17，两端开有散热窗口13、19。

左端盖5和右端盖23相同，分别包括有：左轴承4、左轴承压盖3、左轴承密封圈2、左轴承挡圈6和右轴承31、右轴承压盖30、右轴承密封圈29、右轴承挡圈28。

电源输入装置60由电源输入换向器49和四个碳刷装置44、39、72、73以及绝缘板7构成；电源输入换向器49的表面为与绝缘条相间的铜条，其内还包括有绝缘套50和钢套51；碳刷装置44、39、72、73分别包括有碳刷9、碳刷架8和弹簧10，碳刷48、碳刷架46和弹簧47，碳刷66、碳刷架65和弹簧67，碳刷64、碳刷架62和弹簧63，碳刷架8、46、65和62分别装在环形的绝缘板7上，绝缘板7又装在左端盖5的内侧；碳刷9与48、66与64分别相连接，形成输入电源的两极；电源输入换向器49表面的铜条分别由引线11与电枢绕组16相连接。

电源输出装置61与电源输入装置60相同，由电源输出换向器36和四个碳刷装置68、69、70、71以及绝缘板32构成；电源输出换向器36的表面为与绝缘条相间的铜条，其内还包括有绝缘套37和钢套38；碳刷装置68、69、70、71分别包括有碳刷56、碳刷架54和弹簧55，碳刷57、碳刷架59和弹簧58，碳刷27、碳刷架26和弹簧25，碳刷33、碳刷架35和弹簧34，碳刷架54、59、26和35分别装在环形的绝缘板32上，绝缘板32又装在右端盖23的内侧；碳刷56与57、33与27分别相连接，形成输出电源的两极；电源输出换向器36表面的铜条分别与电枢输出绕组21的引出线相连接。

励磁装置对称地装在机壳14内壁上，为两对磁极，包括有15、41、53和52，其中：15和41、53和52分别为相同的磁极。在本实施例中，这两对磁极为永久磁铁；若采用电磁铁或多对磁极，其磁极性排列与上相同，即相邻的两个磁极极性相反。

在电枢铁芯18的两端面还装有绝缘板42和20，在两个换向器49、36和电枢铁芯18的两端间还分别装有定位调节套筒45、40和散热风扇叶轮43、24及装于叶轮上的风扇叶12、22。左、右端盖5和23上还分别装有电源输入、输出接线装置。

使用时，电流由多向多极的电源输入装置60中的四个碳刷装置44、39、72、73传至电源输入换向器49，并由引线11接至电枢绕组16，驱动电枢转动作功；由于碳刷装置44与39、72与73是相连接的，每对碳刷装置输入的电流流经的绕组数为原来的一半，因而，运行电机所需要的电压即可降低一半，这样一来，不但可节省电能，还可减轻电机在起动时对电网的冲击，同时还可改善电机的起动性能。

又由于在电枢铁芯18上，与电枢绕组16并列、平行地绕有电枢输出绕组21，因而在电机运转中，电枢输出绕组21将会充分地利用电机中的无功功率，产生电势，并由电源输出装置61输出电能，作为二次利用；这种电能通过单向控制装置(例如二极管)后，既可向电网输送，也可向电机的电源输入装置60中输送，使电能得到充分的利用。由于电源输出装置61是多向多极的，一方面与电机励磁场相吻合，另一方面能够输出平稳的电压，同时还可提高发电效率。

此外，由于采用了两对磁极作为励磁装置，且每相邻的两个磁极极性相反，形成了四组磁回路，大大强化了励磁磁场的强度和分布的均匀度，因而，既可减少电能损耗，又可改善电机的运行性能。

从本实施例样机的测试结果来看，本发明的新型节能直流电动机与同类电机相比较，节约电能可达75％以上。

Claims

1、一种新型节能直流电动机，是由主轴(1)、机壳(14)、左端盖(5)、右端盖(23)、电源输入装置(60)、电枢铁芯(18)、电枢绕组(16)、励磁装置(15)和(41)构成，其特征在于：它还包括有电源输出装置(61)和电枢输出绕组(21)；电源输出装置(61)与电源输入装置(60)相对应地装在电枢铁芯(18)的右边和左边的主轴(1)上；电枢输出绕组(21)与电枢绕组(16)并列、平行地绕在电枢铁芯(18)上，并与电源输出装置(61)相接。

2、根据权利要求1所述的新型节能直流电动机，其特征在于：电源输出装置(61)包括有至少两对以上的碳刷装置(70)、(71)、(68)、(69)以及输出换向器(36)；碳刷装置中每相隔一个的(70)与(71)、(68)与(69)分别相连接形成输出电压的两极。

3、根据权利要求1或2所述的新型节能直流电动机，其特征在于：电源输入装置(60)包括有至少两对以上的碳刷装置(72)、(73)、(44)、(39)和电源输入换向器(49)，碳刷装置中每相隔一个的(72)与(73)、(44)与(39)分别相连接形成输入的两极。

4、根据权利要求3所述的新型节能直流电动机，其特征在于：励磁装置(15)和(41)中包括有至少两对以上的磁极(15)、(52)、(41)、(53)；磁极中每相邻的一对磁极性相反。

5、根据权利要求4所述的新型节能直流电动机，其特征在于：励磁装置(15)、(41)、(52)、(53)可以是永久磁铁，也可以是电磁铁。