CN202034872U - 一种高效节能直流电机 - Google Patents

Abstract

一种高效节能直流电机，由前定子铁芯、后定子铁芯、定子励磁线圈、转子铁芯、转子导条、转子内接线环、转子外接线环、圆环磁极、前端盖、后端盖、轴承和电机主轴等组成。其特征是：旋转的磁场平行于电机转轴，电机只有一对磁极N极和S极，不使用换向器。定子由两部分组成，前后对称，磁极是圆环型状的。内转子直流电机的转子，它被前后两定子铁芯包容在定子的空腔内。这是外转子直流电机。所述电机定子线圈最多两个，按一个方向绕制。这种设计结构的直流电机，能更好地适应现场的要求，更灵活地满足现场的需要。

Description

一种高效节能直流电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，具体是一种高效节能直流电机。

背景技术

一百多年以来，常规的直流电机在结构上都是由机壳，轴承，转子，定子，换向器，碳刷，电枢元件以及众多的励磁绕组组成。做功的磁力线垂直于电机转轴。这种结构造成了以下常见的不可克服的缺陷：1、这种结构使得直流电机必须要有换向装置，换向的问题是直流电机的“老大难”问题。

2、这种结构使得直流电机制造复杂，造价昂贵，体积庞大，磁路长，铁铜耗大。散热不好，效率不高，故障率高，维护困难。

3、  这种结构限制了直流电机的应用，只能在有限的场合使用。

实用新型内容

为了克服现有直流电机的这种缺陷，本发明提供一种新型的不用换向器的一种高效节能直流电机。

本实用新型的目的是这样实现的：一种高效节能直流电机，由前定子铁芯、后定子铁芯、定子励磁线圈、转子铁芯、转子导条、转子内接线环、转子外接线环、圆环磁极、前端盖、后端盖、轴承和电机主轴等组成。其特征是：旋转的磁场平行于电机转轴，电机只有一对磁极N极和S极，不使用换向器。定子由两部分组成，前后对称，磁极是圆环型状的。内转子直流电机的转子，它被前后两定子铁芯包容在定子的空腔内，转子同转轴连为一体，从定子中间穿过，通过轴承固定在机盖、机座上。这是内转子直流电机。而外转子直流电机的转子，它被前后两定子铁芯夹在中间，转子通过前后端盖、轴承同转轴连为一体，转子在定子外边。这是外转子直流电机。

所述电机定子线圈最多两个，按一个方向绕制。

所述转子上的导条可做成多层，最少做一层。

如图2所示。本发明的优点是：1、这种设计结构的直流电机，磁场平行于电机转轴，两定子包容一个低而粗的立体圆环型的转子。整个电机只有N极、S极一对大磁极，磁路短，漏磁少，不用换向器。这样就从结构上解决了一直困扰直流电机的换向问题。2、这种设计结构的直流电机，励磁简单，磁极是一个圆环，整个电机仅用两个或者一个励磁线圈，制造加工容易，设计结构的体积精悍小巧，故障少，耗材少，能耗低，维护更加方便，使用寿命更长。3、这种设计结构的直流电机，能更好地适应现场的要求，更灵活地满足现场的需要。

附图说明

图1、直流电机的励磁原理图图2、直流电机的转动原理图。

图3、内转子结构的直流电机剖面图。

图4、外转子结构的直流电机剖面图。

图5、内转子结构的直流电机的定子、转子立体图。

图6、外转子结构的直流电机的定子、转子立体图。

具体实施方式

本实用新型所采用的设计是根据经典的电磁理论，安培右手螺旋管定律和左手定律而设计的。众所周知，螺线管在通电时，在螺线管的内部和外部都要产生磁场，磁场是由磁力线组成的。螺线管内部的磁力线，是由S极出发，走“直线”直接指向N极，而螺线管外部的磁力线则是由N极出发，走“弯线”绕道回到S极，从而使得磁力线闭合，形成一个完整的磁场。螺线管磁场的方向由安培右手螺线管定律来确定。安培右手螺线管定律是这样论述的：用右手握住通电的螺线管，让四指弯曲并指向螺线管中的电流方向，那么拇指所指的那一端，就是螺线管磁场的N极。

本实用新型是将螺线管内部和外部的磁力线0都用硅钢片铁心来代替，以减小磁势的压降。将内部螺线管按几何分成三等份。其中，将两边的等份做成磁极，励磁线圈3绕制在上面。中间部分做成转子铁心4。

如图1所示。这样就形成了直流电机定子的励磁磁场。转子铁芯4是由条型硅钢片在铁心冲卷机上由微机控制完成的。它的形状是一个低而粗的立体圆环。转子立体圆环的圆表面不设有切割磁力线的转予导条5。

切割磁力线的转子导条5分别均匀地垂直于转轴并嵌在圆环的体内，成放射线状态，层数可以根据实际情况而制造。转子导条5的两端接在内薄圆筒6和外薄圆筒7上，两薄圆筒6、7在这里是电枢电源的正负极接线端，如图2所示。这种把转子铁心4部分放在螺线管内部磁场的结构是内转子结构的直流电机。如图3所示。如果将转子铁心4部分放在螺线管外部磁场的结构则被称作外转子结构的直流电机，如图4所示。这样就形成了直流电机转子的转动电枢。

这种直流电机是由前定子铁芯1、后定子铁芯2、定子励磁线圈3、转子铁芯4、转子导条5、转子内接线环6、转子外接线环7、圆环磁极8、前端盖9、后端盖10、轴承11和电机主轴12组成的。

这种直流电机磁路，磁力线是从前定子铁芯1出发，经过空气间

隙，进入转子铁芯4，再经过空气间隙，进入后定子铁芯2，即回到前定子铁芯1。定子励磁线圈(3)朝一个方向分别缠绕在前定子铁芯1和后定子铁芯2的圆环磁极8上，电机的磁场由此而产生，磁场的方向平行于电机的转轴。两定子包容着一个低而粗的立体圆柱型的转子铁心4。

这种直流电机的运行原理。定子励磁线圈3用漆包线将前定子铁芯1上的圆环磁极8绕制成S极向前，后定子铁芯2上的圆环磁极8也绕制成S极向前。通电后，定子励磁线圈3在前定子铁芯1的圆环磁极8上形成N极，在后定子铁芯2的圆环磁极8上形成S极。连接转子导条5的外圆筒7，接入直流电源的 “正”极，而连接转子导条5的内圆筒6，接入直流电源的“负”极，直流电流从转子的外圆筒7，通过转子导条5，从四面八方流向内圆筒6，回到直流电源的“负极”。根据左手定理，磁力线垂直穿过转子导条5，电流方向从外圆筒7指向内圆筒6，从而形成一个垂直于转子导条(5)，垂直于N极S极磁场的运动力F，转子因此而转动。

本发明的直流电机，在制造上与普通电机不同。其关键部件转子和定子都是由条型硅钢片在铁心冲卷机上由微机控制自动完成。在这之前先给转子开一套模具，将模具装在铁心冲卷机上即可。转子和定子做成以后，再将前定子铁心1和后定子铁心2合起来。定子线圈3按一个方向绕制，分别装在前定子铁芯1和后定子铁芯2的圆环磁极8上。前端盖9，后端盖10和机座都是由生铁或者合金铝铸造。成型后，上机床加工即可。

Claims (3)

1.一种高效节能直流电机，由前定子铁芯、后定子铁芯、定子励磁线圈、转子铁芯、转子导条、转子内接线环、转子外接线环、圆环磁极、前端盖、后端盖、轴承和电机主轴等组成，旋转的磁场平行于电机转轴，电机只有一对磁极N极和S极，不使用换向器，定子由两部分组成，前后对称，磁极是圆环型状的，内转子直流电机的转子，它被前后两定子铁芯包容在定子的空腔内，转子同转轴连为一体，从定子中间穿过，通过轴承固定在机盖、机座上，这是内转子直流电机，而外转子直流电机的转子，它被前后两定子铁芯夹在中间，转子通过前后端盖、轴承同转轴连为一体，转子在定子外边，这是外转子直流电机。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能直流电机，其特征在于：所述电机定子线圈最多两个，按一个方向绕制。

3.根据权利要求1所述的一种高效节能直流电机，其特征在于：所述转子上的导条可做成多层，最少做一层。

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