專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)換向無(wú)刷直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的名稱(chēng)是無(wú)換向無(wú)刷直流電機(jī)，涉及一種直流電機(jī)。
現(xiàn)有的直流電機(jī)，均為有刷換向或無(wú)刷電子換向，因換向機(jī)制的存在，致使電機(jī)存在著換向損耗，電樞反應(yīng)、電流及轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等問(wèn)題。
公告號(hào)為CN1052579A、申請(qǐng)?zhí)枮?5103012和86104917的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，提出了直流電機(jī)無(wú)換向過(guò)程的原理及方法，但其所提出的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不符合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求，無(wú)法在工程上實(shí)現(xiàn)。此外，上述專(zhuān)利申請(qǐng)沒(méi)有考慮到電機(jī)的功率密度問(wèn)題，存在功率密度較低的不足。
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可行的無(wú)換向直流電機(jī)。此外，通過(guò)使鐵芯芯片的導(dǎo)磁特性呈各向異性的工藝手段，來(lái)提高電機(jī)的功率密度。
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)，主要通過(guò)下述措施進(jìn)行在電樞無(wú)電磁反應(yīng)的一側(cè)(內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)為外側(cè)，外轉(zhuǎn)子電機(jī)為內(nèi)側(cè))沖有n對(duì)導(dǎo)磁齒及線(xiàn)槽，繞組形式為螺繞環(huán)，磁極是NS極軸向排列的環(huán)形磁極，磁場(chǎng)是由磁極、兩側(cè)電樞、導(dǎo)磁套構(gòu)成的與電樞磁場(chǎng)垂直的閉合磁路。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為外轉(zhuǎn)子無(wú)換向直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1為定子磁極的N極、2為勵(lì)磁線(xiàn)圈(若為永磁方式，則勵(lì)磁線(xiàn)圈可去)，磁力線(xiàn)自N極1經(jīng)導(dǎo)磁帽3進(jìn)入左側(cè)電樞的導(dǎo)磁齒4，再經(jīng)電樞鐵芯5穿過(guò)電樞繞組6及轉(zhuǎn)動(dòng)氣隙進(jìn)入外轉(zhuǎn)子的導(dǎo)磁套7，這樣繞過(guò)了線(xiàn)槽中的無(wú)效邊，自其他三邊或其中的一邊或其中的兩邊穿過(guò)。然后，離開(kāi)導(dǎo)磁套7穿過(guò)氣隙及右側(cè)電樞繞組8三個(gè)有效邊中的一至三邊，進(jìn)入右側(cè)電樞鐵芯9，經(jīng)導(dǎo)磁齒10繞過(guò)了無(wú)效邊，再經(jīng)S磁極帽11進(jìn)入S極12，從而完成了磁極磁場(chǎng)的閉合磁路。導(dǎo)磁套可有圖1所示的凹型圍，又可采用虛線(xiàn)所示的平直等厚的簡(jiǎn)單形狀。
依據(jù)電磁學(xué)的基本原理，即可判定圖1的電機(jī)設(shè)有換向機(jī)制，即可正常工作，并有∂I∂θ=0]]>及∂M∂θ=0]]>的理想電機(jī)特性。
為提高電機(jī)的功率密度，可使電樞鐵芯具有各向異性的導(dǎo)磁特性，加大環(huán)向磁阻以使電樞的飽和電流得以增強(qiáng)，從而增加了電機(jī)的功率密度。可在普通各向同性的鐵芯芯片的線(xiàn)槽所在圓弧段內(nèi)沖出若干個(gè)徑向氣縫14，使芯片具有環(huán)向磁阻大于徑向磁阻的效果。也可采取徑向碾壓法使冷軋硅鋼片改性。
為減少漏磁，應(yīng)在磁極及軸之間安裝無(wú)磁軸套13，若采用青銅類(lèi)無(wú)磁軸時(shí)，無(wú)磁軸套13可省去。另外，電機(jī)端蓋16及軸承均宜采用無(wú)磁材料，即抗磁及順磁材料。電樞引線(xiàn)及勵(lì)磁引線(xiàn)均由軸部15引出，可表面開(kāi)槽或軸心打孔，當(dāng)電機(jī)為內(nèi)轉(zhuǎn)子時(shí)，可由機(jī)殼打孔引出，線(xiàn)組間可并可串。
因電機(jī)有內(nèi)外轉(zhuǎn)子之分，永磁勵(lì)磁之別，所以無(wú)換向電機(jī)共有6種結(jié)構(gòu)形式圖1為內(nèi)轉(zhuǎn)子式勵(lì)磁或永磁結(jié)構(gòu)，圖2為外轉(zhuǎn)子式勵(lì)磁或永磁結(jié)構(gòu)，圖3為內(nèi)轉(zhuǎn)子式永磁結(jié)構(gòu)及可行的變形，圖4為外轉(zhuǎn)子式永磁結(jié)構(gòu)及可行的變形，其磁路及電機(jī)工作原理如上所述，不再重復(fù)。依據(jù)上述原理，也可設(shè)計(jì)出直線(xiàn)工作電機(jī)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無(wú)換向電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率密度可數(shù)倍于普通電機(jī)，克服了傳統(tǒng)直流電機(jī)需要換向所存在的一系列缺點(diǎn)，可取代大部分直流電機(jī)及完全取代無(wú)刷電子換向電機(jī)，具有噪聲低，電流平穩(wěn)，轉(zhuǎn)矩均勻連續(xù)等優(yōu)點(diǎn)，若設(shè)計(jì)成輪式結(jié)構(gòu)，可直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)輛，并自然具備減速發(fā)電回饋制動(dòng)功能，是電動(dòng)轎車(chē)實(shí)用化的首選電機(jī)。
權(quán)利要求
1.無(wú)換向無(wú)刷直流電機(jī)，電樞為定子，電樞磁場(chǎng)是閉合在電樞鐵芯內(nèi)的環(huán)形磁場(chǎng)，其特征是在電樞無(wú)電磁反應(yīng)的一側(cè)沖有n對(duì)導(dǎo)磁齒及線(xiàn)槽，繞組形式為螺繞環(huán)，磁極是N、S極軸向排列的環(huán)形磁極，磁場(chǎng)是由磁極、兩側(cè)電樞、導(dǎo)磁套形成與電樞磁場(chǎng)垂直的閉合磁路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機(jī)，其特征在于為提高功率密度，在鐵芯芯片上沖有徑向氣隙或采用徑向碾壓法使普通硅鋼片改性。
全文摘要
無(wú)換向無(wú)刷直流電機(jī)，涉及直流電機(jī)制造領(lǐng)域。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有直流電機(jī)有刷換向或無(wú)刷電子換向存在的缺點(diǎn)，提出了一種根本上無(wú)換向機(jī)制的直流電機(jī)。該電機(jī)具有本電機(jī)可勝任自零轉(zhuǎn)至超高速的大轉(zhuǎn)速范圍工作，也可設(shè)計(jì)成輪式電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)輛，且自然具備減速充電回饋制動(dòng)功能，是電動(dòng)轎車(chē)實(shí)用化的理想電機(jī)。
文檔編號(hào)H02K57/00GK1134622SQ9510427
公開(kāi)日1996年10月30日 申請(qǐng)日期1995年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月26日
發(fā)明者劉惠清 申請(qǐng)人:劉惠清