CN209402392U - 一种能源循环利用的自发电驱动马达系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了发电机技术领域中的一种能源循环利用的自发电驱动马达系统，包括机座，机座的两端分别与端盖固定连接，两个端盖之间设有转轴，转轴上设有定子，定子的外围套有转子，转子的外围设有正向线圈和反向线圈，正向线圈和反向线圈并排套在转子的外侧，正向线圈与一侧端盖上的电极输出端子连接，反向线圈与另一侧端盖上的电极输入端子连接。本实用新型通过正反两组线圈形成，将所产生的能源进行循环利用，不仅带动负载工作，还能直接带动发电机工作，从而产生循环利用的能量。

Description

一种能源循环利用的自发电驱动马达系统

技术领域

本实用新型涉及发电机技术领域，具体的说，是涉及一种能源循环利用的自发电驱动马达系统。

背景技术

目前市场上的马达驱动系统主要由两种：

一种是由电池、PCBA整流系统、驱动机构、发电机构和联动机构等组成，通过电池放电，PCBA整流供电给驱动机构，从而带动联动机构运转。此种系统使得能源不能循环利用，给能源造成了极大的浪费。

另一种是由电池、PCBA整流系统A、驱动机构、发电机构、联动机构和PCBA整流系统B等组成，通过电池放电，PCBA整流系统A整流供电给驱动机构，从而带动联动机构运转，再通过PCBA整流系统B整流充电给电池。这种系统形成了能源的循环，但是驱动机构和发电机构都是分开的，无论是从成本方面，还是操作性方便都给生产制造和用户使用带来了极大不便。

目前全球能源紧缺，人类生活生产中重要的能源都非常紧缺，能源循环利用课题一直都是科研和生产的重要话题。在使用过程产生的能源能够得到充分的使用，不产生不必要的浪费是非常重要的。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本实用新型提供一种能源循环利用的自发电驱动马达系统。

本实用新型技术方案如下所述：

一种能源循环利用的自发电驱动马达系统，包括机座，所述机座的两端分别与端盖固定连接，其特征在于，两个所述端盖之间设有转轴，所述转轴上设有定子，所述定子的外围套有转子，所述转子上设有正向线圈和反向线圈，所述正向线圈和所述反向线圈并排套在所述转子的外侧；

所述正向线圈与一侧所述端盖上的电极输出端子连接，所述反向线圈与另一侧所述端盖上的电极输入端子连接。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述转子包括电枢铁芯、电枢绕组以及换向器，所述电枢铁芯套在所述转轴上，所述电枢绕组套在所述电芯铁芯上，所述电枢铁芯的两端分别与两个所述换向器连接，所述换向器与电刷装置连接，所述电刷装置的电极端口分别与所述电极输出端子、所述电极输入端子连接；

所述定子包括主磁极、换向极以及电刷装置，所述主磁极固定在所述机座的内壁上，所述主磁极均匀分布在所述电枢铁芯外侧，相邻两个所述电枢铁芯之间设有所述换向极，所述换向极固定在所述机座的内壁上。

进一步的，所述主磁极包括极身和极靴，所述极靴的宽度大于所述极身的宽度，所述极身的外侧套有励磁绕组。

进一步的，所述换向极包括换向极铁芯和换向极绕组，所述换向极铁芯固定在所述机座上，所述换向极绕组套在所述换向极绕组的外侧。

进一步的，所述换向极的个数与所述主磁极的个数相等。

进一步的，所述电刷装置包括电刷、刷握、刷杆和刷杆座，所述电刷设于所述刷握内，所述电刷的外侧与压紧弹簧抵触连接，所述刷握固定在所述刷杆上，所述刷杆设于所述刷杆座上，所述刷杆座套在所述端盖上。

进一步的，所述电枢铁芯包括若干个冲片，相邻两个所述冲片之间叠压连接。

更进一步的，所述冲片的外围设有若干个电枢槽，所述电枢绕组内嵌在所述电枢槽内。

更进一步的，所述电枢槽的槽口设有槽楔。

更进一步的，所述冲片的内部设有若干个均匀分布的通风口。

进一步的，所述电枢绕组包括若干相互连接的线圈，所述线圈的线圈边缠绕形成上下两层，两层所述线圈边之间以及所述线圈与所述电枢铁芯之间设有绝缘体。

进一步的，所述换向器包括若干换向片，所述换向片连接形成圆环形，所述换向片的两侧分别设有V形的套筒和V形的云母环。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，蓄电池通过PCBA整流系统A与所述电极输入端子连接，所述转轴与联动机构联动，所述电极输出端子经过PCBA整流系统B与所述蓄电池连接。

根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于：本实用新型将发电机和电动机合成一体，当电动机启动工作时，就会直接带动发电机工作，发电机工作也会供电给电动机，从而使能量可以循环和充分利用，本实用新型能加大能源的有效利用和循环使用，不仅可以应用于小家电、电动车、汽车等产业，还可以使用于新能源设备等等，以到达能源利用的最大化。本实用新型整体结构紧凑，生产成本低，能量利用最大化。

附图说明

图1为本实用新型内部的纵向剖面图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型中主磁体的结构示意图。

图4为本实用新型中换向极的结构示意图。

图5为本实用新型中电刷装置的结构示意图。

图6为本实用新型中电枢铁心的侧面示意图。

图7为本实用新型中电枢槽中电枢绕组的结构示意图。

图8为本实用新型中换向器的结构示意图。

图9为本实用新型的实现原理框图。

在图中，100、定子；110、机座；120、主磁极；121、极身；122、极靴；123、励磁线圈；130、换向极；131、换向极铁芯；132、换向极绕组；140、电刷装置；141、刷握；142、电刷；143、压紧弹簧；144、刷辫；

200、转子；210、电枢铁芯；211、冲片；212、电枢槽；213、通风口；214、槽楔；220、电枢绕组；221、电枢导体；222、线圈绝缘；223、层间绝缘；224、槽绝缘；225、槽底绝缘；230、换向器；231、换向片；232、连接部；233、套筒；234、云母环；240、风扇；

301、电极输入端子；302、电极输出端子；303、端盖；304、转轴；

401、正向线圈；402、反向线圈。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：

如图1所示，一种能源循环利用的自发电驱动马达系统，包括机座110，机座110的两端分别与端盖303固定连接，两个端盖303之间设有转轴304，转轴304上设有定子100，定子100的外围套有转子200，转子200上设有正向线圈401和反向线圈402，正向线圈401和反向线圈402并排套在转子200的外侧。

正向线圈401与一侧端盖303上的电极输出端子302连接，反向线圈402与另一侧端盖303上的电极输入端子301连接。

在本实施例中，电极输入端子301连接电压输入，电极输出端子302连接电压输出：当自发电驱动马达系统接通输入电能开始工作时，正向线圈401和电枢绕组感应产生电动势，电能转变成机械能的旋转机械，转子200开始转动；同时电枢绕组220和反向线圈402感应，机械能也会转化成电能，给电机发电。

在其他实施例中，也可以由电极输入端子输出301，电极输出端子302输入，电极输入端子301和电极输出端子302的连接方式可以互换，整个工作过程是可逆的，而且产生的能量是可以互相利用的，使得整个系统的应用范围更广。

如图2所示，转子200包括电枢铁芯210、电枢绕组220以及换向器230，电枢铁芯210套在转轴204上，电枢绕组220套在电芯铁芯210上，电枢铁芯210的两端分别与两个换向器230连接，换向器230与电刷装置140连接，电刷装置140的电极端口分别与电极输出端子302、电极输入端子301连接。

定子100包括主磁极120、换向极130以及电刷装置140，主磁极120固定在机座110的内壁上，主磁极120均匀分布在电枢铁芯210外侧，相邻两个电枢铁芯210之间设有换向极130，换向极130固定在机座110的内壁上。

机座110用来固定主磁极120、换向极130和端盖303，并起整个电机的支撑和固定作用；同时机座110本身也是磁路的一部分，借以构成磁极之间磁的通路，磁通通过的部分称为磁轭。为保证机座110具有足够的机械强度和良好的导磁性能，其由铸钢件或由钢板焊接而成。

转轴304起转子旋转的支撑作用，用圆钢加工而成。转轴304上还设有风扇240，风扇240设于电枢铁芯210与端盖303之间。

如图3所示，整个主磁极120用螺钉固定在机座110上，用于产生气隙磁场。主磁极120包括极身121和极靴122，极身121的外侧套有励磁绕组123。极靴122的宽度大于极身121的宽度，既可以调整气隙中磁场的分布，又便于固定励磁绕组123。

极身121和极靴122用0.5mm～1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成，励磁绕组123用绝缘铜线绕制而成，套在极身121的外侧。

如图4所示，换向极130的作用是改善换向，减小电机运行时电刷装置140与换向器230之间可能产生的换向火花，装在两个相邻主磁极120之间。换向极130包括换向极铁芯131和换向极绕组132，换向极铁芯131固定在机座110上，换向极绕组132套在换向极铁芯131的外侧。

优选的，换向极130的个数与主磁极120的个数相等，保证换向效果。

如图5所示，电刷装置140用来引入或引出直流电压和直流电流，其包括电刷142、刷握141、刷杆和刷杆座，电刷142设于刷握141内，刷握141固定在刷杆上，刷杆设于刷杆座上，且相互之间绝缘，刷杆座套在端盖303上。

优选的，电刷142的外侧与压紧弹簧143抵触连接，使电刷142与换向器230之间有良好的滑动接触；电刷142的外侧通过刷辫144引出电流。

如图6、图7所示，电枢铁芯210包括若干个冲片211（优选为0.5mm厚），相邻两个冲片211之间叠压连接，以降低电机运行时电枢铁芯210中产生的涡流损耗和磁滞损耗，叠成的电枢铁芯21固定在转轴304或转子200的支架上。冲片211的外围设有若干个电枢槽212，电枢绕组220内嵌在电枢槽212内，用于产生电磁转矩和感应电动势。

优选的，冲片211的内部设有若干个均匀分布的通风口213，保证通风散热效果。

如图7所示，电枢绕组220用来产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量变换的关键部件，电枢绕组220包括若干相互连接的线圈（即电枢导体221），线圈按一定规律连接而成。

线圈的线圈边缠绕形成上下两层，两层线圈边之间以及线圈与电枢铁芯210之间设有绝缘体。绝缘体包括线圈绝缘222、层间绝缘223、槽绝缘224以及槽底绝缘225。

电枢槽212的槽口设有槽楔214，防止离心力将线圈边甩出槽外，线圈伸出槽外的端接部分用热固性无纬玻璃带进行绑扎。

如图8所示，在直流电动机中，换向器230配以电刷装置140，能将外加直流电源转换为电枢绕组220中的交变电流，使电磁转矩的方向恒定不变；在直流发电机中，换向器230配以电刷装置140，能将电枢绕组220中感应产生的交变电动势转换为正、负电刷上引出的直流电动势。

换向器230包括若干换向片231，换向片231之间用云母片绝缘，换向片231连接形成圆环形。换向片231的下部做成鸽尾形，其两侧分别通过V形的套筒233和V形的云母环234固定，再用螺母锁紧；换向片231的外侧设置连接部232。

如图9所示，蓄电池通过PCBA整流系统A与电极输入端子连接，转轴与联动机构联动，电极输出端子经过PCBA整流系统B与蓄电池连接。

本实用新型的工作过程中：

电池放电通过PCBA整流系统A供电给驱动/发电系统（即能源循环利用的自发电驱动马达系统），进而带动联动机构工作，同时驱动/发电系统通过PCBA整流系统B整流并为电池充电，重新给电池补充能源，在下一循环中重复利用，使能源得到了循环有效的利用。简而言之，就是驱动机构在工作时，带动联动机构，同时还能带动发电机构工作，而发电机构工作又将能量供给给驱动机构，整个过程循环使能量能够得到有效的利用。本实用新型可用于小家电、电动车、汽车、新能源设备等。

表一：本实用新型输入输出测试数据

由上表可以得出：当输入电压为100V时，输出电压也为100V，多输出0；当输入电压为120 V时，输出电压140 V，多输出20V；当输入电压为150 V时，输出电压180 V，多输出30V。以此类推，当电机输入电压越大，输出电压也越大，多输出的也越多。

本实用新型具有以下效果：

（1）能源方面：本实用新型能够自身产生能源，在工作过程中，能源还能循环利用，节约能源；

（2）效率方面：驱动机构和发电机构一体化控制方便，效率高、应答性好；

（3）成本方面：本实用新型将驱动机构和发电机构组合到统一机构上，大大降低了成本。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种能源循环利用的自发电驱动马达系统，包括机座，所述机座的两端分别与端盖固定连接，其特征在于，两个所述端盖之间设有转轴，所述转轴上设有定子，所述定子的外围套有转子，所述转子上设有正向线圈和反向线圈，所述正向线圈和所述反向线圈并排套在所述转子的外侧；

所述正向线圈与一侧所述端盖上的电极输出端子连接，所述反向线圈与另一侧所述端盖上的电极输入端子连接。

2.根据权利要求1所述的能源循环利用的自发电驱动马达系统，其特征在于，所述转子包括电枢铁芯、电枢绕组以及换向器，所述电枢铁芯套在所述转轴上，所述电枢绕组套在所述电芯铁芯上，所述电枢铁芯的两端分别与两个所述换向器连接，所述换向器与电刷装置连接，所述电刷装置的电极端口分别与所述电极输出端子、所述电极输入端子连接；

所述定子包括主磁极、换向极以及电刷装置，所述主磁极固定在所述机座的内壁上，所述主磁极均匀分布在所述电枢铁芯外侧，相邻两个所述电枢铁芯之间设有所述换向极，所述换向极固定在所述机座的内壁上。

3.根据权利要求2所述的能源循环利用的自发电驱动马达系统，其特征在于，所述主磁极包括极身和极靴，所述极靴的宽度大于所述极身的宽度，所述极身的外侧套有励磁绕组。

4.根据权利要求2所述的能源循环利用的自发电驱动马达系统，其特征在于，所述换向极包括换向极铁芯和换向极绕组，所述换向极铁芯固定在所述机座上，所述换向极绕组套在所述换向极绕组的外侧。

5.根据权利要求2所述的能源循环利用的自发电驱动马达系统，其特征在于，所述电刷装置包括电刷、刷握、刷杆和刷杆座，所述电刷设于所述刷握内，所述电刷的外侧与压紧弹簧抵触连接，所述刷握固定在所述刷杆上，所述刷杆设于所述刷杆座上，所述刷杆座套在所述端盖上。

6.根据权利要求2所述的能源循环利用的自发电驱动马达系统，其特征在于，所述电枢铁芯包括若干个冲片，相邻两个所述冲片之间叠压连接。

7.根据权利要求6所述的能源循环利用的自发电驱动马达系统，其特征在于，所述冲片的外围设有若干个电枢槽，所述电枢绕组内嵌在所述电枢槽内。

8.根据权利要求6所述的能源循环利用的自发电驱动马达系统，其特征在于，所述冲片的内部设有若干个均匀分布的通风口。

9.根据权利要求2所述的能源循环利用的自发电驱动马达系统，其特征在于，所述电枢绕组包括若干相互连接的线圈，所述线圈的线圈边缠绕形成上下两层，两层所述线圈边之间以及所述线圈与所述电枢铁芯之间设有绝缘体。

10.根据权利要求1所述的能源循环利用的自发电驱动马达系统，其特征在于，蓄电池通过PCBA整流系统A与所述电极输入端子连接，所述转轴与联动机构联动，所述电极输出端子经过PCBA整流系统B与所述蓄电池连接。