CN1980017A - 三组永久磁铁异极组合转子电动机结构 - Google Patents

三组永久磁铁异极组合转子电动机结构 Download PDF

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Abstract

一种三组永久磁铁异极组合转子电动机结构,它利用磁场同极排斥,异极磁场吸引而工作,由于永久磁铁特殊排放原因,定子上12块永久磁铁排成6组同极组合,转子上6块永久磁铁排放成3组异极组合,当转子在定子中间时形成了三组同极磁场、三组异极磁场,由6块电磁阻隔器,分三组,每组2片阻隔器,分别阻隔定、转子三组异极磁场区,由于电磁阻隔器通入电源后,产生了与定、转子异极磁场区的同极磁场,进行有效阻隔,使转子运转,并且带动转向系统,经转向系统的辅助,使阻隔器逆向同步阻隔,使电动机正常工作。

Description

三组永久磁铁异极组合转子电动机结构
技术领域:
本发明涉及一种三组永久磁铁异极组合转子电动机结构,特别涉及一种定子是由12块永久磁铁一N极,一S极排列成一圆柱体形,并不能有同极在一起,转子是由6块永久磁铁一N极,一S极排列,并且中间间隔与转子上的永久磁铁同样大的空区,电磁阻隔器通入电源产生磁场,所产生的磁场两极与定、转子异极磁场区的磁极两面都产生的同极磁场也产生排斥力,驱动阻隔器运转,未进行阻隔区的磁场作用力会驱动转子运转,才能够有效的输出未阻隔永久磁铁区的作用力,和阻隔区电磁阻隔器的作用力。
背景技术:
在已知电动机结构中,定、转子都是经过线圈绕组通入电源,所产生的磁场作用力,都是电源所产生的磁场作用力。在现有的电动机中定、转子主以永久磁铁做为动力源,电磁为辅助阻隔定、转子异极磁场区的吸引力,但同时产生的磁场又与它所阻隔区的定、转子区为同极,所以它又产生了排斥推动力,同样又可输出它这部分的作用力,从而可大量节约电源的目的。
发明内容:
本发明的三组异极永久磁铁组合转子电动机结构是为了节约电源为目的的电动机结构。
为了实现本发明的目的,本发明的一种三组永久磁铁异极组合转子电动机结构,其特征在于定、转子特殊排放的永久磁铁做为主动力源,它是利用定转子的永久磁铁特殊排放,同极相排斥、异极相吸引,驱动转子运转,而电磁阻隔器通入电源,所产生的磁场与它阻隔区的定、转子磁属同极磁场,起到阻隔的作用,这样未进行阻隔区的定、转子永久磁同极排斥、异极吸引驱使转子运转,但同时电磁阻隔器也属同极磁场也同样受到磁场同极排斥、异极吸引的作用力使电磁阻隔器运转,但电磁阻隔器须经转向系统的辅助,才能逆向同步阻隔,与转子的运转速度所须阻隔的方位相同。
此电动机结构工作原理,是由定、转子特殊排放的原因,当电磁阻隔器通入电源,打开启动开关电流进入电磁阻隔器,它产生磁场两极要求与定、转子异极磁场两磁极是同磁极如图2,进行了第一次有效阻隔,转子上的N磁极和定子上S极异极吸引端,那么未进行阻隔的转子上永久磁铁S极,受到定子上的永久磁铁S极排斥及定子上旁边的异极N极的吸引,它会顺时针向往定子N极前进一方位。因为有两片阻隔定、转子的异极端,一片组隔器阻隔异极遄的吸引作用力,另一片阻隔器阻止转子下一运转方位的阻力,所以它会顺利的向顺时针方向运转,这时未阻隔的转子上的永久磁铁S极进入了定子上的永久磁铁异极N极方,如图3,转子S极磁铁前进了一方位,刚好进入了第二次阻隔定、转子异极磁场区,这时阻隔器上的炭刷随阻隔器运转滑动接触也刚好进入了另一电极片,改变了原来的电极,根据右手定则可知这时阻隔器磁极也会改变,这时就又是同极磁场进行了第二次有效的阻隔定、转子异极端转子上的S极,未进行阻隔的转子上的永久磁铁N极受到定子上的永久磁铁同极N极的排斥(推力),和旁边的异极S极吸引力(拉力),使转子向顺时针方位前进一方位,如图4,阻隔器也逆向同步前进一方位,其炭刷也随阴隔器运转滑动接触点又进入了另一电极片,又改变了阻隔器磁场的磁极,使阻隔器的磁极与定、转子的异极磁场的磁极是同极磁场,进行了第三次阻隔,第三次未阻隔转子上的永久磁铁S极,受到定子的同极磁场S极排斥力(推力),和旁边的异极磁场N极的吸引力(拉力),向顺时针方向前进一方位,如图5,阻隔器逆向同步前进一方位,由于炭刷随阻隔器的运转滑动接触点又进入了另一电极片,改变了原来的电极,同时也改变了阻隔器原来的磁场磁极,使阻隔器进行有效第四次阻隔,当第五次阻隔时,这一次阻隔器而进入另一阻隔器的第一次阻隔范围,所以也可以称为是第一次阻隔。
转子如此循环运转,阻隔器逆向同步阻隔,每当阻隔器前进一方位,它炭刷滑动接触点便会进入另一电极区,并改变了阻隔器原来的磁极,使它有效循环同步阻隔,转子便能有效的输出它的动力。
动力机的结构构造,它分为四大系统。1、动力源系统;2、电磁阻隔系统;3、转向系统;4、电源供应路线系统。它们是相互辅助,才能正常工作。
1、动力源系统中分为定子、转子两部分。
A、定子:
定子是来固定永久磁铁、及转子和其它系统,使动力机正常工作的固定架,它是一圆柱体形,分别为内外两层,如图6。外层是外罩,以及两端的封盖,它分别为铸铁材料,内层由十二块一样大的永久磁铁组合而成的一圆柱体形,它的排列是一N极、一S极紧挨排列,紧挨的两磁极不能有同极,永久磁铁装到外罩上,拆装槽一端是封死的,另一端是拆装口,当装上永久磁铁时,拆装口外用固定桩堵住,并用螺杆固定。
B、转子
转子是接受磁场之间的作用力,并把它的原动力输出的部件,由于工作的需要,转子上的永久磁铁排列必须是异极组合,而且要间隔一方位排列一永久磁铁,它的磁极不能相同,它间隔方位与转子上永久磁铁面对定子的面积是一样大的,如图9。
转子它又分为三部分:1、转轴;2、永久磁铁;3、永久磁铁支撑架。
转轴是接受定、转子磁场之间的作用力,通过运转输出动的部件,另外它还固定转子上的永久磁铁支撑架的作用,转轴是固定在定子封盖的中心位置。
转子上的永久磁铁,与定子上的永久磁铁就是整个动力源,它是固定在其支撑架上的。
转子的永久磁铁支撑架,它是由插销固定在转轴上,并支撑与固定永久磁铁,以便使定、转子产生磁场作用力,并能把它们的动力输送出去的部件。它的材料是不应被磁化的铜质材料。
2、电磁阻隔系统
电磁阻隔器是这套动力机系统的核心技术,因为它要有效的阻隔定、转子之间部分磁场作用力(异极磁场吸引力)由于电磁阻隔器的工作原理,是电磁铁的原理,它是绕在软磁材料铁心的线圈,通入电源产生了磁场,根据右手定则,可知它的N、S两磁极的方位,如图11,这电磁铁的N极对上定、转子永久磁铁的N磁极,S极对上S极,因为同极磁场相排斥,这样就可以起到阻隔的作用,如图2。
电磁阻隔体的结构,这种电磁阻隔器是一特殊的电磁铁,它由软磁铁心和线圈绕组两个基本部分,软磁铁心是电磁铁的主磁路,又起支撑绕组的作用,为了提高磁路的导磁性能和减小磁滞损耗,电磁铁铁心通常用0.3mm至0.5mm的硅钢片叠成,硅钢两表面涂有绝缘漆,片间彼此绝缘,硅钢片是经冲床冲压成。如图11,在经过多层叠压成一整体,并在绕线槽内放入绝缘层,然后再在绝缘层上绕励磁线圈N匝,绕组是电磁铁的电路部分,它是通过电源产生磁场进行阻隔的作用。
在这套动力机系统中定、转子每一异极磁场区有两个阻隔体,如图2,因为这样设计是考虑到转子运转时异极端永久磁铁下方位是属同极磁场,阻隔了这一同极磁场,转子就会顺利往这一方位前进(这是它运转方向无阻力)。
3、转向系统
因为转向系统是为了使阻隔器进行逆向同步阻隔,它在动力机中所在的位置,如图1,它主要由三个齿轮组合来改变阻隔器与转子转动的方向,这里要求动力输入齿的直径、齿数都与受力齿轮一样,这样才会达到逆向同步阻隔的要求。
动力输入齿轮是由插销固定在转轴上的,如图13,它的动力是由转子经转轴输入,而受力齿轮则是由螺杆固定在阻隔器支撑架上的动力输入齿轮与受力齿都是立向则面齿。
动力输入齿轮把动力输入到转向齿轮,而转向齿轮两端运转方向正好相反,所以受力齿轮接受动力方向是相反向传送,使受力齿轮运转与动力输入齿轮运转方向是相反的,而受力齿轮是固定在阻隔器支撑架上的,使阻隔器逆向同速运转的目的。
4、电源供应路线系统
电源供应路线中的电源、导线由启动开关、导线、集电环,再由电磁阻隔器上的炭刷接触集电环的电极片,再由导线通入电磁阻隔器,如图18。
附图说明
图1表示现有三永久磁铁异极组合转子电动机结构示意图。
图2、3、4、5表示本发明动力机结构、电磁阻隔器通入电源进行阻隔路径,分别为第1、2、3、4次阻隔及转子运转图。
图6表示本发明的动力机结构、定子上的永久磁铁排放图。
图7表示本发明的电动机结构、定子外罩构造图。
图8表示定子封口盖构造图。
图9表示本发明电动机结构转子上的三组异极永久磁铁排放图。
图10表示本发明电动机结构转子支撑架结构图。
图11表示本发明电动机结构电磁阻隔器通入源所产生的磁场示意图,及它的线图绕组图。
图12表示本发明电动机结构阻隔器支撑架图。
图13表示本发明电动机结构内转向系统中转向齿轮组合结构主视图。
图14表示转向系统转向示意图。
图15、16、17分别表示转向系统中的受力齿轮、转向齿轮、动力输入齿轮结构图。
图18表示本发明电动机结构电源供应路线连接图。
具体实施方式
参照图1,三组永久磁铁异极组合转子动力机结构,它包括动力源、电磁阻隔和转向、电源供应四大系统组合而成。
动力源系统中包括定子、转子两部分,定子由外罩(1)和12块永久磁铁(6)还有两端的封盖(3)构成,永久磁铁(6)是由固定桩(36)经螺杆(2)固定在外罩上的,两端封盖(3)支撑和固定转子及其它系统的作用,转子由转轴(5)和支撑架(1 5)及6块永久磁铁(8)组成,永久磁铁由固定桩(36)经螺杆(2)固定在支撑架(15)上,而支撑架(15)又由插销(9)固定在转轴(5)上,它是接受磁场作用力,通过转轴(5)输送到动力输出轮(21),由动力输出轮(21)输送出去。
电磁阻隔系统是由6片阻隔器(7)经螺杆固定在支撑架(14)上,每一异极磁场端两片阻隔器(7),两片是紧挨一起,它与下一异极端的角度为120度,阻隔器支撑架(14)离转子支撑架(15)有一定的间隙,而其支撑架(14)放有轴承(4),并套在转轴(5)上,而转轴(5)紧挨轴承(4),不让阻隔器支撑架碰到转子支撑架(15),而阻隔器(7)距定子永久磁铁(6)和转子永久磁铁(8)有一定的间隙,这是为了能让阻隔器(7)在运转时不受阻碍。
转向系统是由三个齿轮组合而成,动力输入齿轮(10)由插销(9)固定在转轴(5)上,当转轴(5)运转时,会带动动力输入齿轮(10)转运,并把动力输到转向齿轮(12),经转向齿轮(12)把动力输到受力齿轮(11)上,经过转向齿轮(12)的运转使受力齿轮(11)运转方向与动力输入齿轮(10)相反,而转向齿轮(12)由小转轴(13)固定在外罩(1)上,而且装上轴承(4)。
电源供应路线系统,它由导线(231)连到接线盒(35)接线端(351)上,再由导线连接电源供应线路板(19)上。再接到电极片(18),电极片(18)电极排列是一正极、一负极,紧挨两极不能有同极,经两炭刷(17A、B)接触一正极、一负极,在运转过程中,两炭刷(17A、B)使终是不同的电极,也就是A炭刷是正极,而B炭刷就是负极,而A炭刷是负极时B炭刷就是正极,同时变换,接到电磁阻隔器(7)上,使它通入电源产生同极磁场进行有效的阻隔定子永久磁铁(6)和转子永久磁铁(8)的异极磁场区,因为产生与它们同极磁场,所以能阻止它们的吸引力。
图2、3、4、5给出本发明动力机结构具体阻隔次数和转子运转路线图。
图2中,当电磁阻隔器(7R1、R2、R3、R4、R5、R6、)通入电源后,6片阻隔器同时产生磁场,阻隔器R1、R3、R5产生了磁场S极对定子S极,N极对转子N极磁场,进行了第一次有效阻隔转子上的永久磁铁N1、N2、N3磁极和定子上永久磁铁S6、S2、S4异极磁场,阻隔器R2、R4、R6它所产生的磁场与R1、R3、R5相反,它是N极对定子N极进行阻隔转子运转方向下一方位,它是为能让转子往没有阻力的方向运转,以达到转子方向下一方位,它是为能让转子往没阻力的方向运转,以达到转子定向运转的目的,未进行阻隔转子上的永久磁铁S1、S2、S3受到定子上的永久磁铁S1、S3、S5同极磁场的排斥力推动,同时受到定子上的永久磁铁N1、N3、N5的异极磁场吸引拉动,两股磁场作用力使转子上的永久磁铁S1、S2、S3顺时针方向运转一方位,到达图3的位置,这时转子上的永久磁铁S1、S2、S3到达定子永久磁铁N1、N3、N5异极磁场方位,阻隔器(7)逆向同步前进一方位,阻隔器R1、R3、R5也同时到达定、转子这时的异极方位,由于阻隔器运转带动炭刷(17)滑动接触点进入另一电极片(18)区,改变了原来的电极,使6片阻隔器同时改变这时的磁场,阻隔器R1、R3、R5的N极对定子N极磁场、S极对转子S极磁场同时进行第二次有效阻隔转子上的永久磁铁S1、S2、S3磁极和定子上的永久磁铁N1、N3、N5异极磁场、阻隔器R2、R4、R6产生的磁场与R1、R3、R5磁场相反,同时阻隔定子永久磁铁S6、S4、S2磁极方位,未进行阻隔转子N1、N2、N3磁场,受到定子上的永久磁铁N6、N2、N4同极磁场排斥力推动,同时受定子异极S1、S3、S5磁场的吸引力拉动,使转子永久磁铁N1、N2、N3顺时针方位前进一方位,到达图4的位置,这时转子上的永久磁铁N1、N2、N3到达定子S5、S1、S3的异极磁场方位,并带动阻隔器向前进一方位,阻隔器R1、R3、R5也同时到达这一异极磁场区,炭刷(17)随阻隔器运转滑动接触点进入了另一电极片(18)区,改变了阻隔器原来的电极,使六片阻隔器产生的磁场同时改变,阻隔器R1、R3、R5产生的磁场S极对定子S极、N极对转子N极磁场,同时进行第三次有效阻隔转子上永久磁铁N1、N2、N3磁极,和定子上的永久磁铁S1、S3、S5异极磁场区、阻隔器R2、R4、R6产生的磁场与相反,同时阻隔定子上的永久磁铁N1、N5、N3磁极方位,未进行阻隔转子上的永久磁铁S1、S2、S3磁极受到定子上的永久磁铁S6、S2、S4同极磁场排斥力推动,同时还受到定子上的永久磁铁N6、N2、N4异极磁场的吸引力拉动,使转子上永久磁铁S1、S2、S3顺时针前进一方位,到达图5的位置,这时转子的永久磁铁S1、S2、S3磁极到达定子N6、N2、N4异极磁场方位,阻隔器逆向运转一方位,阻隔器R1、R3、R5也一达这一异极方位,炭刷(17)随阻隔器运转滑动接触点到另一电极片(18)改变了阻隔器现在的电极,使六片阻隔器同时改变它的磁极,阻隔器R1、R3、R5产生的磁场N极对定子的N极、S极对转子的S极磁场,同时进行第四次有效阻隔转子上的永久磁铁S1、S2、S3磁极和定子上永久磁铁N6、N2、N4异极磁场,阻隔器R2、R4、R6产生与R1、R3、R5相反的磁场同时阻隔定子上的永久磁铁S1、S5、S3磁极方位,未阻隔的磁场相互作用力下,使转子顺时针运转前进一方位。
当到第五次有效阻隔时,就会发现阻隔器R1、R2是进入了R3、R4的第一次阻隔范围,阻隔器R3、R4进入了R5、R6的第一次阻隔范围,而R5、R6又进入了R1、R2的第一次阻隔范围,所以说当第五次有效阻隔时,可以看成另一组阻隔器的第一次阻隔,这四次阻隔称为四次阻隔法,本发明的动力机就是遵循四次阻隔法而阻隔。
图(6)是给出本发明具体定子上的永久磁铁(6)排放,它是由12块体积、形状一样的永久磁铁(6)排放到定子拆装槽(33)中,它的排放是一N极,一S极紧挨排列,形成6组同级组合。
图7给出本发时动力机外罩的基本结构图,它由外罩体(1)和永久磁铁拆装槽(33),这是为使定子上的永久磁铁(6)组装固定的槽子,把永久磁铁(6)装上拆装槽(33),并由螺杆(2)紧固固定桩(36)使永久磁铁(6)固定,螺杆孔(32)是为了封口盖(42)固定用的,螺杆孔(34)是为了坚固永久磁铁(6)、转向齿轮(1 2)支撑架(38)、(39)支撑和固定转向齿轮(12),轴承座(40)装上轴承(4)也起支撑转轴作用。
图8是本发明外罩封口结构图,进线口(37)是为了能让电源接线通入动力机内部的进口,和轴承座(43)装上轴承(4),支撑和固定转轴(5)螺杆孔(41)是让螺杆(2)把封盖体(42)固定到外罩体上的作用。
图9是本发明动力机结构中的转子结构及永久磁铁排放图,它是由6块体积、形状一样的永久磁铁排成三组异极组合,它排放是一N极,中间间隔一与永久磁铁外孤一样的空区,再放一S极,并由螺杆(2)紧固固定桩(36)使永久磁铁(8)固定,永久磁铁(8)由支撑架(15)支撑,并由插销(9)固定在转轴(5)上,使永久磁铁(8)接受磁场作用力由转轴(5)输出。
图10是转子支撑架结构图,它由支撑架(15)和拆装槽(6)主要是为了固定永久磁铁(8)的,永久磁铁(8)由螺杆(2)紧固固定桩(36)使永久磁铁(8)固定。
图11是本发明动力机结构内电磁阻隔器构造形成,及它所产生的效果,它主要由软磁铁心(71)和线圈绕组(76)两个基本部分,软磁铁心(71)由0.3mm-0.5mm的硅钢片多叠压而成,硅钢片两表面涂有绝缘漆,中间彼此绝缘,经过多层叠压而形成一整体,并由螺固定,在绕线槽(77)内外放上一层绝缘层(78)并绕上N匝线圈,六片阻隔器线圈绕法一样,线圈匝数一样,只是在每一异极磁场区的两片阻隔器接线完全相反。
图12中本发明阻隔器支撑结构图,它由阻隔器支撑架体(141)和固定螺孔(142)、轴承座(143)轴孔(144)组成,在轴承座内放上轴承(4)固定在转轴(5)上而转轴孔(144)比转轴(5)直径要大,比轴承(4)外径要小,阻隔器(7),由螺杆固定在支撑架固定孔(142)上。
图13、14、15、16、17是具体给出本发明动力结构内部的转向系统组成和基本结构图,图13、14是转向系统的组成和运转时产生的效果图,其动力输入齿轮(10)由插销(9)固定在转轴(5)上,由转轴(5)输入动力带动输入齿轮(10)运转,动力输到转向齿轮(12)再把动力输到受力齿轮(11)上,在它们运输时,动力输入齿轮(10)经转向齿轮(12)改变了方向使受力齿轮(11)改变了方向,与动力输入齿轮(10)完全相反方向运转,由于受力齿轮(11)固定在阻隔器支撑架(14)上,所以也带动阻隔器(7)运转方向与转子的方向相反。图15、16、17分别是受力齿轮(11),转向齿轮(12),和动力输入齿轮(10)的结构图形,动力输入齿轮(10)与受力齿轮的直径、和齿数都一样,分别固在转轴(5)上,和阻隔器支撑架(14)上,而转向齿轮(12)是为了改变它们运转方向,它固在其支撑架(38)(39)上,并在动力输入齿轮(10)和受力齿轮(11)中间部位。
图18具体给出发明电动机的接线路径图,由导线(231)连接到接线盒(35)上的接线端点(351)上,接到线路板(19),再接到电极片(18)上,经炭刷接触两不同电极的电极片(18)再接到分别不同的阻隔器上,阻隔器R1、R3、R5接法与R2、R4、R6的接法相反,这是为了让它们分别产生不同的磁场。

Claims (6)

1、三组永久磁铁异极组合转子电动机结构是一种三组异极永久磁铁组合转子电动机结构,含有12块永久磁铁(6)组成6组相同极组合的定子结构,6块永久磁铁组成3组异极组合转子结构,6块电磁阻隔器(7),形成的阻隔系统,当转子(5)、(8)、(15)在定子(1)、(6)中时有三组同极磁场、有三组异极磁场,而6块阻隔(7)分别阻隔三组异极磁场区,每一异极磁场区有2块阻隔器,当通入电源时,其中一块阻隔异极磁场区的正方位,而另一块阻隔转子(5)、(8)、(15)运转时下一方位的位置,它们所产生的磁场都与定、转子异极端是同极磁场。阻隔器(7)是经转向系统(10)、(12)、(11)的辅助使其改变了与转子(5)、(8)、(15)相反的方向,进行逆向同步阻隔,而阻隔器(7)每前进一步位会带动炭刷(1)进入另一电极片(18)区,使阻隔器(7)逆向同步阻隔。
2、根据权利要求1的电动机结构,其特征在于由12块永久磁铁(6)组成的6组同极组合定子结构。永久磁铁(6)是固定在定子处罩(1)的内部。它的排放是一N极、一S极,紧挨的两磁极不能有同极磁场。
3、根据权利要求1的动力机结构,其特殊在于6块永久磁铁(8)组成的三组异级组合转子结构。永久磁铁(8)是固定在支撑架(15)上。它的排放是一N极,中间间隔一与永久磁铁(8)对定子的外弧长度的同一空区,再放一S极,它们邻近的两磁铁不能有同极。
4、根据权利要求1的电动机结构,其特征在于,6块电磁阻隔器(7)进行阻隔3组异极磁场区,其一片阻隔器(7)阻隔异极磁场区正方,而另一块阻隔转子(5)、(8)、(15)运转时下一方位的位置。
5、根据权利要求1电动机结构,其特征在于阻隔器(7)运转方向由转向系统(10)、(12)、(11)控制其逆向同速运转。
6、根据权利要求1电动机结构,其特征在于阻隔器(7)运转前进一方位,炭刷(17)随阻隔器(7)滑动接触进入另一电极片(18)区,而自动改变原的电极。
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CN108054959A (zh) * 2018-02-07 2018-05-18 刘斌 一种电磁力驱动的转动机构

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CN108054959A (zh) * 2018-02-07 2018-05-18 刘斌 一种电磁力驱动的转动机构
CN108054959B (zh) * 2018-02-07 2024-02-06 刘斌 一种电磁力驱动的转动机构

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