CN2050235U - 端面作用式直流永磁电动机 - Google Patents

Abstract

一种端面作用式直流永磁电动机，在定子铁板的内侧平面上装有三对或三对以上奇数对磁极，在转子铁板上装有一对和磁极相对的永久磁铁。接通直流电源，通过分电器使定子铁板上的一对磁极产生极性，和永久磁铁相互作用，使转轴旋转。当一对永久磁铁的对称中心线旋转到一对磁极的对称中心线附近时，通过电刷、分电器使下一对磁极产生极性，和永久磁铁相互作用，使转轴持续旋转。这种端面作用式直流永磁电动机，长时间低速运转不致烧毁。

Description

本实用新型涉及一种直流电动机。

直流电动机由定子和转子组成，现有直流电动机的定子的主要作用是产生磁通，由体形较大的主磁极完成。转子又称电枢，包括电枢铁心和换向器，当定子上的激磁绕组通电产生磁通、电枢绕组流过电流时，电枢因电磁作用而旋转。现有直流电动机常有下列不足之处：起动电流大，不能长时间低速运转，低速运转时，力矩减少很多，过载电流大，会导致烧坏电机。

本实用新型的目的是为了克服上述不足之处，提供一种端面作用式直流永磁电动机，其定子上装有三对以上的奇数对磁极，当有顺序地给一对一对的磁极通电，能产生旋转磁场。转子上装有一对永久磁铁，在旋转磁场作用下，永久磁铁带动转轴转动。这种端面作用式直流永磁电动机在起动或过载时的电流与额定电流值变化不大，能长时间低速运转，过载时也不致于烧坏电机，解决了传统直流电动机长期不能解决的问题。

本实用新型的内容叙述如下：端面作用式直流永磁电动机也是由定子和转子组成。定子由定子铁板、磁极、分电器组成，在定子铁板的内侧平面上安装三对或三对以上奇数对（3对、5对、7对、9对……）磁极。磁极是用漆包线在圆柱形或长方形或正方形铁芯上绕制而成，当线圈通电时，磁极两端分别显示N、S极。磁极在定子铁板上的安装位置是这样的：我们把在铁板上直径方向上成对安装的一只N极和一只S极称为一对磁极。三对或三对以上的奇数对磁极以等分分布，磁极圆心轨迹在铁板上是一个圆，在离开铁板一端的极性（N或S）是相间排列的，即为N、S、N、S、N……S。每只磁极的线圈有两只接头，分别接在安装在定子铁板上的接线柱上。磁极线圈的接线方法是这样的：每一对磁极的线圈互相串联或并联，三对或三对以上的奇数对磁极线圈串联或并联后，将串联或并联后的一端汇集连接在直流电源的一个电极上，串联或并联的另一端分别连接在分电器的导电板上，分电器与直流电源的另一个电极相通。在定子铁板的外侧平面上安装有分电器，分电器是带有绝缘槽，将环形铜导片分成若干等分，其等分数和定子铁板内侧平面所安装的磁极对数一致。绝缘槽宽度为5～10毫米。分电器和定子铁板中间有绝缘片隔开，並用粘接或用紧固件连接的方式连接起来。转子由转轴、转子铁板、永久磁铁、电刷组成，在转子铁板内侧平面上（和磁极相对的平面）用粘接或用紧固件连接的方式安装有两块永久磁铁，永久磁铁呈扇形，两只永久磁铁在离开铁板的端面的极性相反，一只N极，一只S极，成直线方向安装。扇形永久磁铁在圆周方向上的分中线和磁极的圆心线轨迹一致。扇形永久磁铁所包含的圆心角θ＝ (360°)/(N) －γ。式中N为磁极对数，γ为磁极铁芯宽度在扇形永久磁铁分中线上所占有的弦长的圆心角。装有永久磁铁的转子铁板用锥销和转轴连接成一体。转轴和定子铁板之间有轴承。定子铁板上的磁极和转子铁板上的永久磁铁处于相对位置。磁极和永久磁铁之间有间隙0.5～1毫米。在转轴的头部装有电刷，可随转轴一起旋转，电刷贴在分电器上滑动，电刷接触头的宽度是分电器绝缘槽宽度的2／3～1／2。电刷的位置处在扇形永久磁铁的极性中心线相垂直的位置上。

端面作用式直流永磁电动机的工作过程是这样的：接通电源，通过电刷、分电器使定子铁板上的一对磁极产生极性（N和S极），磁极的极性和永久磁铁的极性相互作用，使转轴旋转。当一对永久磁铁的对称中心线旋转到一对磁极的对称中心线附近时，转子上的电刷正处于圆周上分电器下一档位置，接通定子铁板下一对磁极，使之产生极性对永久磁铁相互作用，使之旋转到下一对磁极的对称中心线位置，如此周而复始，直流永磁电动机就这样不停地旋转起来。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细阐述。

附图说明：

图1是本实用新型的端面作用式直流永磁电动机的剖视图。图中1——转轴，2——电刷，3——分电器，4——绝缘片，5——定子铁板，6——磁极，7——永久磁铁，8——锥形销，9——转子铁板，10——轴承，11——壳体，12——接线柱。

图2为本实用新型的接线示意图。图中13——磁极线圈。

以功率为140瓦、工作电压为24伏、额定电流为9安的端面作用式直流永磁电动机作为本实用新型的实施例：定子由定子铁板（5）、磁极（6）分电器（3）组成。在定子铁板（5）的内侧平面上固定安装有三对磁极（6）。磁极（6）是用φ0.67毫米的漆包线绕在高25毫米、直径φ16毫米的圆柱形铁芯上，线圈匝数为200匝，铁芯材料为工业纯铁。当线圈有直流电通过时，磁极（6）的两端分别显示N、S极，磁极（6）在定子铁板（5）的安装是这样的，三对磁极以等分分布，磁极圆心轨道在铁板平面上是一个圆。每只磁极（6）的绕线方向（左旋右旋）相间排列，所表现在磁极（6）在离开铁板（5）的一端的极性也是相间排列的，即为N、S、N……S。每只磁极的线圈（13）有两个接头，分别接在接线柱（12）上。在定子铁板（5）的外侧平面上固定安装有分电器（3），分电器是一个带有绝缘槽的环形铜导片，绝缘槽为3个，等分分布，将环形铜片分成三等分。绝缘槽跨度为5毫米。分电器（3）和定子铁板（5）之间有绝缘片（4）隔开。转子由转轴（1）、转子铁板（9）、永久磁铁（7）、电刷（2）组成。在转子铁板（9）的内侧平面上（和磁极（6）相对的平面）上用粘接或机械连接的方式安装有二块呈扇形    的永久磁铁（7），永久磁铁用锶铁氧体Y30制成，扇形永久磁铁（7）的极性在离开转子铁板（9）的平面极性相反，安装在转子铁板（9）成直径的位置上。永久磁铁（7）和磁极（6）之间的间隙为0.5～1毫米，扇形永久磁铁（7）所包含的圆心角为116°。装有永久磁铁（7）的转子铁板（9）用锥形销（8）和转轴（1）连接，在转轴（1）的头部装有电刷（2），电刷用紫铜制成。电刷（2）和转轴（1）相对固定。随转轴（1）一起旋转。电刷接触头宽度为3毫米。电刷的安装在和永久磁铁（7）的极性中心线相差90°的位置上。端面作用式直流永磁电动机磁极线圈的连线由图2给出，（13）为磁极线圈，每一对磁极（N和S极）串联起来。三对磁极线圈串联后一端连在一起，和电源的正极连接；每一对磁极串联后的另一端分别接在分电器的带有绝缘槽的环形铜导片上。电刷和电源的负极相连。当转轴转动，带动电刷在分电器上滑动，有顺序地给各对磁极通电，产生旋转磁场。转轴（1）有两只200型向心滚珠轴承（10）分别支承在壳体（11）和定子铁板（5）上，定子铁板（5）和壳体（11）用螺钉连接。壳体（11）用铸铝制成。壳体（11）外壳φ160毫米，宽60毫米。

本实用新型的优点：这种端面作用式直流永磁电动机没有整流子结构，定子上的磁极线圈为显极式，显得结构简单、制造方便；使用这种端面作用式直流永磁电动机，能长时间低速运转，过载电流也不大，低速运转时力矩比现有直流电机来得大，从而拓宽了直流电流机的应用范围。

Claims (3)

1、一种端面作用式直流永磁电动机，是由转子、定子、电刷等组成，其特征在于：

A、定子由定子铁板(5)、磁极(6)、分电器(3)组成，在定子铁板的内侧平面上固定安装有三对或三对以上的奇数对磁极(6)，磁极(6)是用漆包线绕制在铁芯上制成，每对磁极在铁板平面等分分布，磁极圆心轨迹是一个圆，每只磁极(6)的绕线方向左旋或右旋相间排列：在定子铁板(6)的另一平面上安装有分电器(3)，分电器(3)是带有绝缘槽的环形铜导片，绝缘槽等分分布，绝缘槽的数目和磁极对数相同；

B、转子由转轴(1)、转子铁板(9)、永久磁铁(7)、电刷(2)组成，在转子铁板(9)和磁极相对的平面上用粘接或机械连接的方式安装有二块扇形永久磁铁(7)，永久磁铁(7)在转子铁板(9)上成直径位置，两只永久磁铁在离开铁板的端面极性相反，一只N极，一只S极，转子铁板(9)用锥形销(8)和转轴(1)连接，转轴(1)的头部装有电刷(2)，电刷(2)和转轴(1)相对固定，电刷(2)安装在和永久磁铁(7)的极性中心线相差90°的位置上；

C、磁极(6)和永久磁铁(7)处于相对位置，其间隙为0.5～1毫米；

D、分电器(3)的绝缘槽宽为5～10毫米，电刷(2)的接触头宽度为绝缘槽宽度的2/3～1/2；

E、磁极(6)线圈的接线方法是这样的：每一对磁极的线圈互相串联或者并联，三对或三对以上的奇数对磁极线圈串联或并联后，将串联或并联后的一端汇集连接在直流电源的一个电极上，串联或并联的另一端分别连接在分电器的带有绝缘槽的环形铜导片上，分电器与直流电源的另一个电极相通。

2、根据权利要求1所述的端面作用式直流永磁电动机，其特征在于分电器（3）和定子铁板（5）中间有绝缘片（4）隔开。

3、根据权利要求1所述的端面作用式直流永磁电动机，其特征在于转轴（1）有两只轴承（10）分别支承在壳体（11）和定子铁板（5）上，定子铁板（5）和壳体（11）用螺钉连接。

Images