CN1455497A

CN1455497A - 转子励磁式无换向器直流电机

Info

Publication number: CN1455497A
Application number: CN 02117554
Authority: CN
Inventors: 杨永林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2003-11-12

Abstract

本发明公开了一种转子励磁式无换向器直流电机方案，属于直流电机领域。用本方案制造的直流电机无换向器，它是采用轴向励磁的螺线管线圈、隔磁衬筒及磁屏蔽技术制造而成，它具有起动力矩大、调速性好、噪声小、无电磁干扰、节电等优点，主要用做电动汽车电机、家用电器电机(可替代变频家电)和大型设备电机。

Description

转子励磁式无换向器直流电机

(一)技术领域

本发明涉及一种转子励磁式无换向器直流电机，属直流电机领域。

(二)背景技术

交流电机结构简单，维修方便，但由于其调速性差，起动力矩小，使其应用范围受到了限制。直流电机调速性好，起动力矩大，但由于其带有换向器，从而使其在容量和转速上受到了限制，即很难造出大容量和高转速的直流电机。

本人曾提出专利号为01259327.3的《用交流电机基本结构改制成的无换向器直流电机》的技术方案，从而实现了制造大容量无换向器直流电机的设想，但此技术方案采取了定子励磁方式，励磁线圈绕制方式较为复杂。利用本发明可简化励磁线圈的绕制方式，制造出结构简单的转子励磁式无换向器直流电机。

(三)发明内容

本发明涉及一种转子励磁式无换向器直流电机。其技术方案为：本发明所提出的转子励磁式无换向器直流电机是由定子和转子两部分构成，转子磁极铁芯为两段或两段以上具有一定厚度的空心圆盘，并由比其外径小的内径与其相同的筒形磁轭将磁极铁芯同轴紧密联结，磁极铁芯和磁轭铁芯可由整块硅钢构成，也可由硅钢片迭成，轴向励磁的螺线管线圈固定在转子磁轭上，励磁线圈的供电导线由转子上的引线孔引到机壳之外的滑环上，滑环紧固在转子轴上并由电刷将电流通过滑环导入励磁线圈。在转子的轴上紧固隔磁衬筒，转子磁极铁芯、转子磁轭铁芯紧固在隔磁的衬筒上。定子铁芯也相应为两段或两段以上的空心圆盘，与转子磁极铁芯同轴且位置相对应，其内径稍大于转子磁极铁芯外径，由内径比其大的外径与其相同的筒形铁芯沿轴向同轴紧密联结。这样在定子空心圆盘铁芯和转子磁极铁芯之间形成了磁隙，当给轴向励磁的螺线管线圈通电时，定子空心圆盘铁芯被转子磁极磁化为相异的磁极，并在转子磁极铁芯和定子空心圆盘铁芯之间形成辐射状磁场，转子磁极铁芯、磁隙、定子铁芯、转子磁轭构成闭合的磁路。定子铁芯的外圆周上套有隔磁衬筒，在定子空心圆盘铁芯的内圆周上沿轴向安装电枢线圈的一个有效边，电枢线圈的另一轴向边固定在隔磁衬筒上，不受磁场作用，电枢线圈沿径向的两个边处于定子铁芯外部的部分不受磁场作用，其处于铁芯内部的部分由于铁芯的磁屏弊作用也使其不受磁场的作用。当给电枢线圈通电时，同一电枢线圈中处于磁场作用下的有效边电流方向一致，在安培力的作用下，转子即可转动，从而实现了转子励磁式无换向器直流电机这一构想。同现有的直流电机相比，本发明所提出的转子励磁式无换向器直流电机具有结构简单、运行可靠、造价低、容量大、无电磁干扰等优点。

(四)附图说明

附图1为转子励磁式无换向器直流电机的俯视图。附图2为转子磁极铁芯为两段时的转子励磁式无换向器直流电机沿A-A方向的剖视图。其中图中1为转子轴承，2为转子转轴，3为转子隔磁衬筒，4为转子磁极铁芯，5为定子空心圆盘铁芯，6为定子电枢线圈，7为励磁线圈引线孔，8为筒形转子磁轭铁芯，9为螺线管励磁线圈，10为定子筒形铁芯，11为定子空心圆盘铁芯，12为定子电枢线圈，13为定子隔磁衬筒，14为转子磁极铁芯，15为定子机座，16为定子端盖，17为滑环罩紧固螺栓，18为滑环罩，19为滑环，20为滑环，21为电刷，22为出线孔，23为电刷，I为电枢线圈中的电流方向。附图3为转子励磁式无换向器直流电机沿B-B方向的剖视图。图中2为转子转轴，3为转子隔磁衬筒，4为转子磁极铁芯，6为定子电枢线圈，7为励磁线圈引线孔，13为定子隔磁衬筒，15为定子机座。附图4为转子磁极铁芯为三段时的转子励磁式无换向器直流电机沿C-C方向的剖视图。图中1为转子轴承，2为转子转轴，3为转子隔磁衬筒，4为转子磁极铁芯，5为定子空心圆盘铁芯，6为定子电枢线圈，7为转子筒形磁轭铁芯，8为定子筒形铁芯，9为螺线管励磁线圈，10为定子空心圆盘铁芯，11为定子电枢线圈，12为定子隔磁衬筒，13为转子磁极铁芯，14为转子磁轭铁芯，15为定子筒形铁芯，16为螺线管励磁线圈，17为定子电枢线圈，18为定子空心圆盘铁芯，19为转子磁极铁芯，20为定子机座，21为定子端盖，22为滑环罩紧固螺栓，23为励磁线圈引线孔，24为滑环，25为滑环罩，26为滑环，27为电刷，28为出线孔，29为电刷，I为电枢线圈中的电流方向。

(五)具体实施方式

实施例一：

在本实施例中，转子磁极铁芯为两段，如附图2、附图3如示。转子磁极铁芯4和14是具有一定厚度的空心圆盘，由比其外径小的内径与其相同的筒形磁轭铁芯8将转子磁极铁芯4和14紧密联结，轴向励磁螺线管线圈9固定在转子磁轭8上，励磁线圈9的供电导线由转子上的引线孔7引到机壳之外的滑环19、20上，滑环19、20紧固在转子轴2上，并由电刷21、23将电流通过滑环19、20导入励磁线圈9中。在转子轴2上紧固隔磁衬筒3，转子磁极铁芯4和14及转子筒形磁轭铁芯8紧固在转子隔磁衬筒3上。定子铁芯也相应为两段空心圆盘5和11，并与转子磁极铁芯4和14同轴且位置相对应，其内径稍大于转子磁极铁芯外径，由内径比其大的外径与其相同的筒形铁芯10沿轴向同轴紧密联结。这样在定子空心圆盘铁芯5、11和转子磁极铁芯4、14之间形成了环形磁隙，当给轴向励磁的螺线管线圈9通电时，定子空心圆盘5和11被转子磁极铁芯4和14磁化为相异的磁极并形成辐射状磁场，由转子磁极铁芯、磁隙、定子铁芯、转子磁轭构成闭合磁路，如附图2所示。定子铁芯的外圆周套有隔磁衬筒13，在定子圆盘铁芯5和11的内圆周上沿轴向安装电枢线圈6和12的一个有效边，电枢线圈6和12的另一轴向边固定在隔磁衬筒13上，不受磁场作用，电枢线圈6和12沿径向的两个边处于定子铁芯外部的部分不受磁场作用，处于定子铁芯内部的部分由于铁芯的磁屏弊的作用，也不受磁场的作用。当给电枢线圈6和12按附图2所示的方向通电时，同一电枢线圈中处于磁场作用下的有效边电流方向一致，在安培力的作用下，转子即可发生如附图2所示的转动。

在本实施例中，可将转轴2和转子隔磁衬筒3制成一体，并由隔磁材料制成。

在本实施例中，可只将定子空心圆盘铁芯5和11中的一个安装电枢线圈，另一个只用于形成闭合磁路，这样可以简化机械结构。

实施例二：

在本实施例中，为了增加电机的功率，如附图4所示，可将转子磁极铁芯变为4、13、19三段，定子空心圆盘铁芯变为5、10、18三段，定子电枢线圈变为6、11、17三段，轴向励磁线圈变为9和16两段且极性相对安装。

在本实施例中，可只将定子空心圆盘10上安装电枢线圈，另外两个定子空心圆盘5和18不安装电枢线圈，只用于形成闭合磁路，这样可以简化机械结构。

在本实施例中可将转轴2与转子隔磁衬筒3制成一体，并由隔磁材料制成。

Claims

1.一种转子励磁式无换向器直流电机，它由定子和转子两部分组成，转子磁极铁芯为二段或二段以上具有一定厚度的空心圆盘，定子铁芯也相应为两段或两段以上空心圆盘，并与转子磁极铁芯同轴且位置相对，定子空心圆盘铁芯由内径比其大的筒形铁芯沿轴向紧密联结，分段的定子空心圆盘铁芯在内圆周上沿轴向安装电枢线圈的一个有效边，其特征是：转子磁极铁芯由比其外径小的筒形磁轭将转子磁极铁芯紧密联结，转子磁极铁芯、转子磁轭铁芯可由整块磁钢构成，也可由磁钢片迭成，轴向励磁的螺线管线圈固定在转子磁轭上，励磁线圈的供电导线由转子上的引线孔引到机壳之外的滑环上，滑环紧固在转子轴上，并由电刷将电流通过滑环导入轴向励磁螺线管线圈，转子磁极铁芯、转子磁轭铁芯紧固在隔磁衬筒上，隔磁衬筒紧固在转子的轴上，也可将转子磁极铁芯、转子磁轭铁芯直接安装在由隔磁材料制成的转子轴上，与转子同轴的定子铁芯外圆周套有隔磁衬筒，电枢线圈的另一边沿轴向固定在隔磁衬筒上，使其不受磁场作用。

2.由权利要求1中所述的无刷无换向器直流电机，其特征是：当转子磁极铁芯多于两段时，相邻的磁轭上的轴向励磁的螺线管线圈要极性相对安装。