CN2865125Y

CN2865125Y - 活塞式永磁无刷电机

Info

Publication number: CN2865125Y
Application number: CN 200520142146
Authority: CN
Inventors: 李海潮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-11-23
Filing date: 2005-11-23
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2015-11-23

Abstract

本实用新型涉及一种活塞式永磁无刷电机，包括有起动机、活塞、连杆和曲轴，起动机通过传动轮与曲轴连接，曲轴与连杆轴连接，而连杆与活塞连接，该电机还包括有线圈和分电盘，线圈与分电盘连接，分电盘通过传动轮与曲轴连接，曲轴与连杆轴连接；所述活塞设有永磁体，该活塞与线圈轴向相对。本实用新型整体结构简单，制作容易，而使用方便；做功的能量密度大、能量凝聚性好、针对性强，输出功率大。

Description

活塞式永磁无刷电机

技术领域

本实用新型涉及一种活塞式永磁无刷电机。

背景技术

对于永磁电机，我们并不陌生。其在油田抽油机配套需要和包装、印刷机械、橡塑机械等自动化设备领域都有应用。不过，我们最为熟悉的，莫过于汽车上的刮雨永磁电机了。其采用两个瓦形的一般(并非强性)永磁体作为定子，采用直流电磁线圈作为转子。当我们将其转子线圈的电流接通时，刮雨永磁电机便开始运转工作。

但不论是小型的刮雨永磁电机，或是用于拖动油田抽油机的大型永磁电机，其输出功率相对都十分有限。即使我们将其定子更换成最优良的强性永磁材料也不会促使其输出功率有显著的提高——因为这是其本身构造结构与工作原理的必然制约。我们知道，转子式永磁电机与转子式全电磁直流电机一样，都是凭借转子导线的环绕磁感线(可用右手螺旋定则来测定)与定子的平行直线磁感线相互作用时的磁通密度差来实现运转的(可用左手定则来测定)。那么，这种利用平行直线磁场与环绕磁场相互作用来实现运转的左手定则工作原理相比于磁场直感(即平行直线磁场对平行直线磁场)的工作原理究竟孰优孰劣呢？

要解答这一疑问，就必须通俗化的理解左手定则工作原理。左手定则的文字解释如下：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在一个平面内，把手放人磁场中，让磁感垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向。我们都知道，处于定子平行直线磁场中的通电导体本身具有环绕磁场(安培定则)。导线一侧的磁感线方向与定子的磁感线相反，互相抵消，磁通密度较小。而另一侧的磁感线方向与定子的磁感线方向相同，所以磁通密度较大。在磁通密度差的作用下，导线向磁通密度小的一侧移动。此种情形和飞机在风洞中进行升力试验的情形十分相似。风洞中的风流相当于定子磁体的平行直线磁场。机翼迎角对气流的扰动相当于通电导体的环绕磁场。机翼上下表面的压力差就相当于导线两侧的磁通密度差。

如果我们将风洞中的大面积风流都凝聚到机翼下方，让这股凝聚的风流垂直向上推升机翼的话，岂不是将凝聚的能量都用到了刀刃上。这其实就是磁场直感的活塞式永磁无刷电机效率高(高度节能)能量大(输出功率大)的奥秘所在。

再举一个更简单的例子，我们都知道，高射炮射出的炮弹由于受到炮膛来伏线涡感气体的旋转作用——其飞行状态是直线飞行中还保持着自转。但有一点却不容我们置疑，那就是推力装药的爆发总能量中，相当部分的能量都作用到了对炮弹的直线推进上。即便我们可以使用科技手段将推力装药的爆发能量全部通过来伏线作用在对弹头的旋转上——其效率也将是十分有限的。也就是说，这种完全自转的弹头所具有的能量值还是不能够与受力于高爆燃气直感的直线飞行弹头相比。同样的道理，相似于左手定则工作原理的导轨式电磁炮就不能够像磁场直感的线圈电磁炮那样可以发射质量较大的物体。例如：重型炮弹、鱼雷、导弹等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提出一种结构简单、节能的活塞式永磁无刷电。

本实用新型所提供的技术方案是：一种活塞式永磁无刷电机，包括有起动机、活塞、连杆和曲轴，起动机通过传动轮与曲轴连接，曲轴与连杆轴连接，而连杆与活塞连接，该电机还包括有线圈和分电盘，线圈与分电盘连接，分电盘通过传动轮与曲轴连接，曲轴与连杆轴连接；所述活塞设有永磁体，该活塞与线圈轴向相对。

进一步地，所述分电盘包括有凸盘、绝缘基体、电源接电板、线圈接电板和压板，电源接电板和线圈接电板相邻而相互绝缘，且都固定设在绝缘基体上；所述压板设在绝缘基体上，其一端设有可连接电源接电板和线圈接电板的导电碳片，另一端位于凸盘上方；所述凸盘活动地设在绝缘基体中，与连杆轴连接，其上设有凸起。

进一步地，所述线圈、活塞与连杆都分别设有1～12个，所述线圈接线板数量与线圈数量对应相同。

本实用新型有如下优点：整体结构简单，制作容易，而使用方便；做功的能量密度大、能量凝聚性好、针对性强，输出功率大。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为分电盘的结构示意图；

图3为分电盘上压板安装示意图。

其中：1：缸体 2：线圈 3：活塞 4：曲轴

5：起动机 6：分电盘 7：风扇 8：传动轴

9：齿轮轴 10：齿轮 11：固定臂

21：青铜缸套 22：隔热膜

31：活塞环 32：连杆

61：线圈接电板 62：电源接电板 63：凸盘 631：凸起

64：导电碳片 65：拉簧 66：支撑架 67：调整螺钉

68：压簧 69：钢珠 601：绝缘基体 602：压板

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示的一种活塞式永磁无刷电机，包括有起动机5、活塞3、连杆32和曲轴4，起动机5通过传动轮与曲轴4连接，曲轴4与连杆32轴连接，而连杆32与活塞3连接，该电机还包括有线圈2和分电盘6，线圈2与分电盘6电连接，分电盘6位于起动机5相对的另一端，通过传动轮与曲轴4连接，曲轴4与连杆32轴连接；所述活塞上设有永磁体，该活塞3与线圈2轴向正对。其中线圈2、活塞3和连杆32都为6个。

如图2所示，分电盘6包括有凸盘63、绝缘基体601、电源接电板62、线圈接电板61和压板602，电源接电板62和线圈接电板61相邻而相互绝缘，且都固定设在绝缘基体601上；所述压板602设在绝缘基体601上，其一端设有可连接电源接电板62和线圈接电板61的导电碳片64，另一端位于凸盘63上方；所述凸盘63活动地设在绝缘基体601中，与连杆32轴连接，其上设有凸起631。其中压板如图3所示，通过支撑架66固定在绝缘基体601上，另一端设有压簧68和钢珠69。

起动机5固定于铝合金缸体1上。缸体1带有六个缸筒，每个缸筒中均镶有青铜缸套。永磁活塞3的外面镶嵌有铝合金套，铝合金套的外面镶嵌有六道活塞环31，其中最下面的一道活塞环31可采用普通油环，不苛求其刮油能力有多么强，主要注重其在缸套上均匀涂附机油膜的效果；中间的三道活塞环31采用微锥面环，安装时让记号朝下，以借助其微弱的向上泵油作用向活塞顶部输渗润滑油；最上面的两道活塞环31亦采用微锥面环，安装时记号朝上，以借助其向下泵油的作用来阻止润滑油浸渗污染活塞顶部。活塞销连接于铝合金套下端，通过连杆32将曲轴4和活塞销连接起来。

缸盖体的材质为非导磁性不锈钢，以最大程度降低对直流电磁体的干扰，其两端开有导流洞，利用散热风扇7把电磁铁芯产生的热量吹走。电磁铁芯用0.3--1毫米的硅钢片叠成，用螺钉固定于缸盖体上，电磁线圈由漆包铜条线或纱包铜条线采用单绕组结构或多绕组结构绕制在电磁铁芯上。缸盖体用螺钉压紧于铝合金缸体上。在六个电磁铁芯的外面包有隔热膜22(并非紧密包裹，而是为散热风扇预留有气流的流通气隙)，用于阻止直流电磁体的热辐射损耗永磁活塞的顶部，同时防止散热风扇吹进的气流窜入缸筒中。

其工作原理如下：按下开关，直流起动机开始工作，通过齿轮、齿轮带动传动轴转动，进而带动曲轴转动，再由六个连杆带动六个永磁活塞作往复运动。启动2-3秒之后，自动接通分电盘电路。永磁活塞共有六个，分为三组，每组的两个活塞对应位置一致。当最外面的两个永磁活塞运行至上止点时，分电盘同时为与其对应的缸盖上的两个电磁线圈接通瞬时强大电流，利用强大的电磁力推动两个永磁活塞同时下行；三组活塞循环往复，间隔相位120度，因而使得传动轴能够不断旋转下去而得到输出功率。

与此同时，通过传动轴带动齿轮和皮带轮转动，由内齿皮带、齿轮带动分电器工作，由普通皮带、皮带轮带动散热风扇转动而使电磁铁芯降温以延长寿命。

支撑架66固定于绝缘基体601上，并用于支撑销轴和拉杆；拉簧65安装于拉杆和压板602的前端，用于把压板602的前端拉起(当凸起不在钢珠的下方位置时)；垫块起稳定压板602的作用。

当齿轮旋转时，带动凸盘63旋转(凸盘63与齿轮轴用螺钉固定，松开此螺钉，可对凸盘63上的凸起631顶起钢珠69的时间进行精确微调)，其上的凸起631随之旋转。当2个凸起631转至钢珠69下方时，把钢珠69向上顶起，通过压簧68、调整螺钉带动压板602绕销轴转动，使压板602的前端向下而压紧导电碳片64，致使电源接电板62与线圈接电板61导通，从而使电机的一对电磁线圈通电产生电磁力。

分电盘6的顶部罩有陶瓷灭弧罩，用于消除导电碳片64与电源接电板62、线圈接电板61瞬间分离时产生的电弧。

Claims

1、一种活塞式永磁无刷电机，包括有起动机、活塞、连杆和曲轴，起动机通过传动轮与曲轴连接，曲轴与连杆轴连接，而连杆与活塞连接，其特征在于：该电机还包括有线圈和分电盘，线圈与分电盘连接，分电盘通过传动轮与曲轴连接，曲轴与连杆轴连接；所述活塞设有永磁体，该活塞与线圈轴向相对。

2、根据权利要求1所述的活塞式永磁无刷电机，其特征在于：所述分电盘包括有凸盘、绝缘基体、电源接电板、线圈接电板和压板，电源接电板和线圈接电板相邻而相互绝缘，且都固定设在绝缘基体上；所述压板设在绝缘基体上，其一端设有可连接电源接电板和线圈接电板的导电碳片，另一端位于凸盘上方；所述凸盘可转动地设在绝缘基体中，与齿轮轴连接，其上设有凸起。

3、根据权利要求1或2所述的活塞式永磁无刷电机，其特征在于：所述线圈、活塞与连杆都分别设有1～12个，所述线圈接线板数量与线圈数量对应相同。