CN2528154Y - 电磁铁式直流电机 - Google Patents

Abstract

电磁铁式直流电机涉及直流电机的制造领域。本实用新型的技术方案是解决目前公知的直流电机输出的电磁转矩偏低的问题。解决方法是通过将电枢铁心和电枢绕组改为由多只电磁铁组成的转子，与定子上相对应的固定磁极互相作用而使转子旋转。本实用新型的转子直径可以做的很大而有利于提高电机的输出电磁转矩，且结构简单，制造容易。

Description

电磁铁式直流电机

(一)技术领域，本实用新型涉及直流电机的制造领域。

(二)背景技术，目前公知的直流电机按照产生磁场的方式分为励磁式直流电机和永磁式直流电机。直流电机主要由定子部分和转子部分组成，转子部分：由一个整体带槽的电枢铁心、电枢绕组、换向器、电机输出轴组成。定子部分：由机壳、端盖、轴承、电刷，接线端子，固定磁极组成。其中，励磁式直流电机定子部分固定磁极为定子铁心和励磁绕组，永磁式直流电机定子部分固定磁极为永久磁钢组成。直流电机的工作原理是：垂直于磁场内放置的载流导体，磁场则对载流导体产生电磁力的作用，作用方向由左手定则判断。在电磁力合力的作用下，直流电机的转子按一定的方向旋转，而具有电磁转矩。直流电机的电枢绕组嵌在电枢铁心的槽内，由于槽内空间有限，即产生电磁力的有效导体的总数有限，使得直流电机输出的电磁转矩较低。

本实用新型的目的是提供一种直流电机的技术方案，它可以提高直流电机的输出电磁转矩。

(三)发明内容，本实用新型的目的是这样实现的，电磁铁式直流电机由定子部分和转子部分组成。定子部分由机壳，两个端盖，电刷、接线端子，固定磁极组成，固定磁极可以是永久磁钢或是定子铁心和励磁绕组。转子部分由电机输出轴，圆形电枢支架，电磁铁铁心、电磁铁骨架和电磁铁线圈组成的电磁铁，两个圆环形固定板，圆环形换向器组成。电磁铁铁心由多层硅钢片组成，其上套有绝缘骨架，骨架上用漆包线绕有线圈，圆环形固定板由非导磁，非金属且具有一定机械强度的材料制成，其中在一个圆环型固定板上固定有在一定半经的圆周上由多片相互绝缘的金属换向片组成的换向器，转子部分的圆形电枢支架固定在电机输出轴上，且为同心安装，电机输出轴的轴向与圆形电枢支架的平面垂直，在圆形电枢支架的边缘与圆环形固定板之间固定有多只电磁铁，并且电磁铁线圈的轴向与圆形的电枢支架的平面和圆环形固定板的平面垂直按装。在其中一只圆环形固定板上安装着圆环形换向器，电磁铁的引线按一定规律焊接在换向器的换向片上。定子部分的固定磁极可用永久磁钢组成，且分别固定在两个端盖的内侧，按装位置为永久磁钢磁极端面与转子部分电磁铁铁心位置相对应，在端盖的内侧同按装有两个电刷，其位置应与转子部分的换向器对应，且能有良好的滑动接触，电刷的接线与端盖外侧的接线端子联接，同时两个电刷应与机壳绝缘。电磁铁式直流电机的工作原理是：当带有铁心的线圈通入直流电时，在铁心的两端将产生南北两个磁极，改变通入线圈的直流电的极性，即可改变电磁铁的磁极性。判断电磁铁磁极的方法用右手定则判定。当电磁铁式直流电机通入直流电时，通过电刷、换向器后，使电磁铁通电，电磁铁将产生的两个磁极分别作用于定子部分永久磁钢的磁极，根据磁极的性质：同极性相斥，异极性相吸，磁极间的相互作用使转子按一定的方向旋转。下面结合附图1、2进一步说明直流电机与电磁铁式直流电机的工作原理。图1为直流电机原理示意图，电枢绕组置于磁场中，有效边ab和cd受到电磁力的作用，有效边ab的运动方向垂直纸面向外，cd垂直纸面向里运动，相对于这匝电枢绕组来讲分别受到了两个电磁力的作用，图2为本实用新型原理示意图，上下两个电磁铁通电后，产生的四个磁极分别作用于固定磁场的磁极，即同时有四个磁极的作用力作用于转子。图3为本实用新型工作原理示意图，D1-D6代表六只电磁铁，其引线焊接于六个换向片组成的换向器上，线圈符号上的黑点表示电磁铁线圈的启始端，T1、T2和为两个电刷，分别接在直流电源的正负两极上，两只电刷位置处于固定磁极的几何中心线上。图3中六中电磁铁的极性为未接入电源时，应产生的磁极性，图4为本实用新型通入直流电时的情况，图4的左边为六只电磁铁线圈在电刷上的接线图，此时D1-D2的六中电磁铁的极性如图所示，在固定磁场的作用下，转子顺时针旋转。图5中，D1和D4两只电磁铁的线圈被电刷T1和T2短路，转子继续顺时针旋转，图6中，D1和D4两只电磁铁被换向器换向后的极性如图，六只电磁铁在固定磁场的作用下继续顺时针旋转。由于采取了上述方案，使得本实用新型输出的电磁转矩较大，而且转子的直径可以做的较大，可进一步提高3电机的输出电磁转矩，其结构简单，制作容易。

(四)附图说明：图7为本实用新型剖面构造图1、电磁铁铁心  2、绝缘骨架  3、电磁铁线圈    4、圆形电枢支架    5、圆环形固定板    6、电机输出轴    7、轴承    8、永久磁钢    9、电刷  10、圆环形换向器  11、端盖  12、机壳  14、接线端子。在图7中，圆形电枢支架4与圆环形固定板5用螺栓联接固定，端盖11与机壳12用螺栓联接固定。

图8为圆环形固定板的局剖图。13、为换向片，换向器10由多个金属换向片13组成，换向片之间相互绝缘，在每个换向片上按一定规律焊接有电磁铁线圈引线。

(五)具体实施方式：本实用新型的结构如附图7所示，具体电磁铁的数目应根据直流电机设计需要，如功率、转速、转矩等要求制定，也可参考现有直流电机的参数制定，如现有直流电机的参数为：槽数25个，定子磁极为4个，换向片为75个，对应于本实用新型的参数为：槽数等于电磁铁数为25个，定子磁极数为8个，换向片为75个，在其它参数相同的情况下可提高电机的输出电磁转矩。

Claims (5)

1、直流电机由转子部分和定子部分组成，转子部分由一个整体带槽的电枢铁心，电枢绕组、换向器，电机输出轴组成，定子部分由机壳，两个端盖、轴承、电刷、接线端子和固定磁极组成，其中，励磁式直流电机定子部分固定磁极为定子铁心，励磁绕组组成，永磁式直流电机定子部分固定磁极为永久磁钢组成，电枢铁心的槽内嵌有电枢绕组，绕组的引线焊接在换向器上，电刷与换向器滑动接触，电刷的引线接在接线端子上，其特征是：转子部分由电机输出轴，圆形电枢支架、电磁铁，两个圆环形固定板，圆环形换向器组成，在圆形电枢支架与圆环形固定板之间固定着分布均匀的多只电磁铁，电磁铁的轴向与电机输出轴的轴向平行，在其中一个圆环形固定板上固定有圆环形换向器，电磁铁的引线按一定规律相应焊接在换向器的换向片上，其中，圆环形换向器和圆环形固定板的平面、圆形电枢支架的平面分别与电机输出轴的轴向垂直，定子部分由机壳、两个端盖、电刷、轴承、接线端子，固定磁极组成，固定磁极安装在两个端盖内，磁极位置与转子部分电磁铁铁心位置相对应，在一个端盖的内侧按装有两个电刷、电刷的位置与转子部分的换向器位置相对应，且有良好的滑动接触，两个电刷的引线接到接线端子上。

2、根据权利要求1所述的直流电机，其特征是：固定磁极是用永久磁钢或者定子铁心与励磁绕组组成。

3、根据权利要求1所述的直流电机，其特征是，电磁铁的铁心由多层硅钢片组成。

4、根据权利要求1所述的直流电机，其特征是：两个圆环形固定板的材料选用非金属且有一定强度的绝缘材料。

5、根据权利要求1所述的直流电机，其特征是：两个电刷应与端盖绝缘。

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