CN217607667U - 一种用于并联电机模型的定子结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于并联电机模型的定子结构，包括至少一对由第一磁体和第二磁体构成的磁体对，至少一对由正导电环和负导电环构成的导电环对，第一磁体的N极面向转子以用于作用于通电的线圈，第二磁体的S极面向转子以用于作用于通电的线圈，正导电环用于连接正极电，负导电环用于连接负极电，且导电环面向旋转轴的一侧具有用于供连接于线圈的接电端点直接或间接滑动接触的弧形接触面以为线圈供电。本实用新型取消电刷和换向器，并由导电环代替电刷供电，线圈能够通过直接滑动接触导电环的弧形接触面得电及换向，能够实现所有线圈并联连接，实现所有线圈全时工作，无论具有多少线圈都不存在轮流替换通电的问题。

Description

一种用于并联电机模型的定子结构

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，尤其是涉及一种用于并联电机模型的定子结构。

背景技术

电机包括有刷电机和无刷电机，其中有刷电机由于其性能稳定，造价低等优点而被广泛用于一些要求不高的场合。

传统的有刷电机主要包括壳体、定子和转子，定子包括磁体和电刷，转子包括线圈和换向器，线圈连接于换向器上的换向片并与换向器一起转动，通过切换电刷接触的换向片实现线圈换向。由于在只有一组线圈的情况下，无法保证转轴的连续转动，所以目前的电机都是使用多线圈的形式。如图1和图2所示，目前典型的有三线圈电机，每组线圈与相邻线圈的的公共点接触于一个换向片4，转子在转动过程中，正负电刷5分别轮流接触于三个换向片4实现换向。可以看到，目前转子在转动过程中，存在一组并联线路，其余线路均处于断路状态或与其他线圈串联状态，无法实现所有线圈并联。当线圈数量增多时，每组线圈的通电时间随之减少，各组线圈的通电时间需要通过换向器来分配，无法实现全时工作。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种用于并联电机模型的定子结构。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种用于并联电机模型的定子结构，包括至少一对由第一磁体和第二磁体构成的磁体对，至少一对由正导电环和负导电环构成的导电环对，第一磁体的N极面向转子以用于作用于通电的线圈，第二磁体的S极面向转子以用于作用于通电的线圈，正导电环用于连接正极电，负导电环用于连接负极电，且正导电环、负导电环面向旋转轴的一侧均具有用于供连接于线圈的接电端点直接或间接滑动接触的弧形接触面以为线圈供电。

在上述的用于并联电机模型的定子结构中，所述的弧形接触面位于导电环面向旋转轴的一侧，位于导电环背向旋转轴的一侧，位于导电环的上端面或位于导电环的下端面。

在上述的用于并联电机模型的定子结构中，当具有多对导电环对时，正导电环和负导电环周向交替布置；

当具有多对磁体对时，第一磁体和第二磁体周向交替布置。

在上述的用于并联电机模型的定子结构中，所述的导电环对数量与磁体对数量一致。

在上述的用于并联电机模型的定子结构中，每个导电环/磁体为一整体或被切割为相邻的两个或多个。优选情况是每个导电环/磁体为一整体，但是将一个导电环/磁体切割为相邻的两个不能被排除本专利的保护范围。

在上述的用于并联电机模型的定子结构中，每个导电环的弧形接触面的弧度小于180/导电环对数。

在上述的用于并联电机模型的定子结构中，导电环弧形接触面的弧度趋近于180/导电环对数。使导弧形接触面弧度尽量大，从而尽量延长线圈的通电时间，在理想状态下，能够实现所有线圈始终并联通电。

在上述的用于并联电机模型的定子结构中，相邻导电环之间通过绝缘薄片相隔离。

在上述的用于并联电机模型的定子结构中，包括至少两对磁体对和至少两对导电环对。

在上述的用于并联电机模型的定子结构中，所有的导电环具有同一圆心、同样大小的弧度且各导电环周向均匀分布；所有的磁体具有同一圆心、同样大小的弧度且各磁体周向均匀分布。

在上述的用于并联电机模型的定子结构中，所述的正极电为正极电源，负极电为接地电；

或者，所述的正极电为正极电源，负极电负极电源电，且定子还包括用于接地的接地电环，且接地电环具有用于供接电端点滑动接触的弧形接触面。

在上述的用于并联电机模型的定子结构中，所述的接地电环具有360度弧形接触面，且所述的接地电环位于转轴周向外侧以供固定在转轴上的接电端点滑动接触。

本实用新型的优点在于：取消电刷和换向器，并由导电环代替电刷供电，线圈能够通过直接滑动接触导电环的弧形接触面得电及换向，能够实现所有线圈并联连接，实现所有线圈全时工作，无论具有多少线圈都不存在轮流替换通电的问题。

附图说明

图1是现有技术三线圈电机的结构示意图；

图2是现有技术多线圈电机的结构示意图；

图3是本实用新型用于并联电机模型的结构示意图；

图4是本方案并联电机模型的电机设置多组90度线圈的效果图。

附图标记：磁体对1；第一磁体11；第二磁体12；导电环对2；弧形接触面21；线圈3；接电端点31；换向片4；电刷5。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

实施例一

如图3所示，本实施例公开了一种用于并联电机模型的定子结构，包括至少一对由第一磁体11和第二磁体12构成的磁体对1，至少一对由正导电环和负导电环构成的导电环对2，第一磁体11的N极面向转子以用于作用于通电的线圈，第二磁体12的S极面向转子以用于作用于通电的线圈，正导电环用于连接正极电，负导电环用于连接负极电，且所有导电环均具有用于供连接于线圈31的接电端点31直接或间接滑动接触的弧形接触面21以为线圈3供电。

具体地，导电环对2数量与磁体对1数量一致，当导电环对数和磁体对数均为一对时，正负导电环以旋转轴为中心线相对称地设置，第二磁体12和第一磁体11也以旋转轴为中心线相对称的设置。

当具有多对导电环对数和磁体对数时，第一磁体11和第二磁体12周向交替布置，正导电环和负导电环周向交替布置。导电环与磁体可以以如图3所示的方式一一对应设置，也可以错开一定的角度设置(将图3中的导电环整体以旋转轴为中心旋转顺时针旋转一定角度后的结构便是导电环与磁体错开一定角度设置的结构形式，如旋转45度)，具体错开角度根据实际情况设计，这里不进行限定。

图4所示为两对磁体对1和两对导电环对2的示意图，实际投入时，还可以是一对、三对、四对或更多对。图4中弧形接触面21位于导电环面向旋转轴的一侧，实际应用中还可以位于导电环背向旋转轴的一侧，位于导电环的上端面或位于导电环的下端面。优选各导电环和磁体均周向均匀分布，且所有的导电环具有同一圆心，所有的磁体具有同一圆心，导电环的圆心与磁体的圆心重合。所有磁体具有相同的弧度，所有的导电环具有相同的弧度，导电环与磁体可以具有相同的弧度，也可以具有不同的弧度。在实际投入应用时，线圈角度、每组线圈所跨铁芯槽的数量、线圈匝数、线圈组数等均可以由本领域技术人员根据需要自由设置，这里不进行限定。

进一步地，每个导电环/磁体为一整体或被切割为相邻的两个或多个，一个导电环/磁体被切割为两个或多个的形式应当视为一个整体，故在实际使用时，将一个导电环/磁体切割为多个的形式不能规避本方案的保护范围。

进一步地，导电环的弧形接触面21弧度小于180/导电环对数，优选导电环的弧形接触面21弧度趋近于180/导电环对数，可以使相邻导电环之间通过绝缘薄片相隔离以使弧形接触面21弧度趋近于180/导电环对数，如当对数为一对时，弧形接触面21弧度趋近于180度，当对数为两对时，弧形接触面21弧度趋近于90度，当对数为三对时，弧形接触面21弧度趋近于60度，工艺允许条件下，越接近越好。这里趋近指与目标(180度、90度、60度)偏差在很小范围内，如3度、5度、10度等小角度范围内。弧形接触面21指的是导电环上能够与线圈的接电端点31相接触的一段，本实施例由于各个导电环弧度大小相等，且具有同一个圆心，所以，每个导电环整个内表面、外表面、上表面或下表面为弧形接触面21。

如图4所示，当导电环有两对时，可以采用多组90度线圈3，每组线圈3具有与线圈角度相对应角度的两个接电端点31，每组线圈的两个接电端点用于滑动接触于正导电环和负导电环，线圈角度指线圈在铁芯的360度圆周上所占据的角度。线圈3转动时，每组线圈3的两个接电端点31随着线圈一起转动，线圈31通过两个接电端点31与导电环滑动接触，在线圈旋转过程中每组线圈3独立地连接导电环，在本实施例的结构下，能够使所有线圈并联，实现所有线圈全时工作，多组线圈几乎始终通电，磁场力几乎始终作用于所有线圈从而提高电机工作效率。

本方案的结构能够改变传统电流切换方式和接电方式，基于本方案的定子结构，磁体对1作用于每组单独线圈3的时间更长，而且任何一组线圈3切换电流方向都不会影响其他线圈3的工作状态，不会出现传统电机各组线圈3之间相互影响的问题。能够实现磁体对几乎始终作用于转子的所有分布线圈，即能够对所有线圈始终有作用力输出，大大提高工作效率。

实施例二

目前电机的供电方式有两种，0-正电压供电，如0-5V，0-35V等，还有一种负电压-正电压供电，如-2.5V-2.5V，-12V-12V等。以0-5V和-2.5V-2.5V为例。实施例一中，正极电为5V电，负极电为0V电，直接接地即可，实现0-5V供电，本实施例中，正极电为2.5V电源，负极电为-2.5V电源，此时定子还包括接地电环，且接地电环具有用于供接电端点滑动接触的弧形接触面。

优选地，接地电环具有360度弧形接触面，且接地电环位于转轴周向外侧以供固定在转轴上的接电端点滑动接触，可以设置在转轴外侧，位于导电环对远离线圈的一端，接地电环的圆心与导电环的公共圆心均在转轴上。接地电环、导电环可以被固定在电机外壳等不进行转动的部位。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了磁体对1；导电环对2；弧形接触面21；线圈3；接电端点31；换向片4；电刷5等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种用于并联电机模型的定子结构，其特征在于，包括至少一对由第一磁体和第二磁体构成的磁体对，至少一对由正导电环和负导电环构成的导电环对，第一磁体的N极面向转子，第二磁体的S极面向转子，正导电环用于连接正极电，负导电环用于连接负极电，且正导电环、负导电环上均具有用于供连接于线圈的接电端点直接或间接滑动接触的弧形接触面。

2.根据权利要求1所述的用于并联电机模型的定子结构，其特征在于，所述的弧形接触面位于导电环面向转轴的一侧，位于导电环背向转轴的一侧，位于导电环的上端面或位于导电环的下端面。

3.根据权利要求2所述的用于并联电机模型的定子结构，其特征在于，当具有多对磁体对时，第一磁体和第二磁体周向交替布置；

当具有多对导电环对时，正导电环和负导电环周向交替布置。

4.根据权利要求3所述的用于并联电机模型的定子结构，其特征在于，每个导电环/磁体为一整体或被切割为相邻的两个或多个；所述的导电环对数量与磁体对数量一致。

5.根据权利要求4所述的用于并联电机模型的定子结构，其特征在于，每个导电环的弧形接触面的弧度小于180/导电环对数。

6.根据权利要求5所述的用于并联电机模型的定子结构，其特征在于，导电环弧形接触面的弧度趋近于180/导电环对数。

7.根据权利要求6所述的用于并联电机模型的定子结构，其特征在于，相邻导电环之间通过绝缘薄片相隔离。

8.根据权利要求7所述的用于并联电机模型的定子结构，其特征在于，包括至少两对磁体对和至少两对导电环对，且所有的导电环和所有的磁体均周向均匀分布。

9.根据权利要求1所述的用于并联电机模型的定子结构，其特征在于，所述的正极电为正极电源，负极电为接地电；

或者，所述的正极电为正极电源，负极电负极电源电，且定子还包括用于接地的接地电环，且接地电环具有用于供接电端点滑动接触的弧形接触面。

10.根据权利要求9所述的用于并联电机模型的定子结构，其特征在于，所述的接地电环具有360度弧形接触面，且所述的接地电环位于转轴周向外侧以供固定在转轴上的接电端点滑动接触。

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