專利名稱：高效節(jié)電直流永磁電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流電機(jī)，特別是涉及一種結(jié)構(gòu)新穎的高效節(jié)電直流永磁電機(jī)。
二.
背景技術(shù)：
隨著人類文明的不斷進(jìn)步，工業(yè)化生產(chǎn)成為世界各國(guó)和城市增加國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入的主要途徑，廣大農(nóng)村的城市化、工業(yè)化也逐漸成為一種人類文明發(fā)展的潮流。但世界的繁榮和進(jìn)步是以人類有限的物質(zhì)資源、能源消耗為代價(jià)的，無(wú)論是工業(yè)發(fā)達(dá)的先進(jìn)國(guó)家或是工業(yè)落后的第三世界國(guó)家，目前嚴(yán)重的資源、能源危機(jī)已成為全球性問(wèn)題。世界各相鄰國(guó)家的疆域土地紛爭(zhēng)，除了維護(hù)國(guó)家主權(quán)完整因素外，對(duì)地下資源、海洋資源的爭(zhēng)奪也是一個(gè)很大的原因。為了降低能源消耗，保證有限資源的充分利用，避免后代子孫坐吃山空，現(xiàn)在世界各國(guó)都在開(kāi)發(fā)節(jié)能產(chǎn)品，尤其在工業(yè)、家用電器領(lǐng)域和工業(yè)鍋爐燃料利用結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等方面，同行業(yè)科技競(jìng)爭(zhēng)也進(jìn)入白熱化。為了子孫后代的千秋萬(wàn)業(yè)，世界各國(guó)重視節(jié)能機(jī)電設(shè)備的研制，已把現(xiàn)有能源的充分開(kāi)發(fā)利用作為重要的研究課題。高速發(fā)展的現(xiàn)代科技，對(duì)于新型電動(dòng)機(jī)的節(jié)能技術(shù)也進(jìn)行了不斷的探索。
正如我國(guó)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，綜合國(guó)力大大增強(qiáng)，能源危機(jī)卻是日益突出。雖然一些大型水電站、核電站、熱電站不斷建成投產(chǎn)，但在用電高峰季節(jié)，許多地方拉閘限電，嚴(yán)重影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活。排除體制改革進(jìn)程中行業(yè)間的利益紛爭(zhēng)因素外，能源的缺乏才是罪魁禍?zhǔn)住Ｒ环矫媸悄茉垂?yīng)緊張，另一方面是各種高耗能的設(shè)備仍在大量使用，造成能源的極大浪費(fèi)。單是電力機(jī)械、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備能量的轉(zhuǎn)化、利用率低，其造成的能源浪費(fèi)就是不可估量。尤其電動(dòng)機(jī)，大量應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、服務(wù)行業(yè)，哪怕其能源利用率稍稍提高一點(diǎn)點(diǎn)，全國(guó)節(jié)約下來(lái)的電能所能發(fā)揮的作用也是不可估量的，況且以前的電動(dòng)機(jī)，極少對(duì)電機(jī)永磁的磁性潛能進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。
目前應(yīng)用最多的電動(dòng)機(jī)大多是交流異步電動(dòng)機(jī)和直流勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)形式也大同小異，都含有定子和轉(zhuǎn)子、電樞、電刷等，要么定子與轉(zhuǎn)子都纏繞電磁線圈，要么就是定子或轉(zhuǎn)子一個(gè)是永磁材料制成，另一個(gè)纏有繞組線圈，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)包繞精度技術(shù)要求較高，線圈還容易發(fā)熱，電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)或缺相(交流電機(jī))容易燒毀，嚴(yán)重影響電機(jī)使用壽命，電能利用率低。直流永磁電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，轉(zhuǎn)子永久磁極與定子上所對(duì)電磁極在相互作用的全過(guò)程都對(duì)勵(lì)磁線圈供電，轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中永磁與電磁在靠吸引力運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終存在同性排斥、異性相吸現(xiàn)象，線圈繞組本身消耗電能，產(chǎn)生熱量，還得克服磁性相斥力，這樣的電機(jī)肯定耗電量大。
發(fā)明專利申請(qǐng)，公開(kāi)號(hào)CN1449095A提出了一種直流激磁磁力電機(jī)，在轉(zhuǎn)子上裝有若干組同極性轉(zhuǎn)子磁極，定子和機(jī)座相連并裝有若干組同極性定子磁極，定子磁極和轉(zhuǎn)子磁極至少有一種是激磁磁極，在由電刷、金屬滑環(huán)、同步分電開(kāi)關(guān)金屬片組成的同步分電控制裝置下工作，轉(zhuǎn)子磁極橫斷面中心線與定子磁極橫斷面中心線形成一個(gè)小于45度的作用夾角，在任一時(shí)刻只有一組處于作用夾角范圍內(nèi)的激磁磁極通電激磁，定子磁極對(duì)數(shù)大于轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)，改變電源極性可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。本發(fā)明通過(guò)改變定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系，使二者數(shù)量不同且設(shè)有一定的夾角，有效的利用了磁力性能，其存在的缺點(diǎn)是，電機(jī)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不利于實(shí)施，對(duì)電機(jī)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)業(yè)沒(méi)有明顯突破，節(jié)能效果有限。
實(shí)用新型專利公開(kāi)號(hào)CN2269666Y提出一種永磁直流電機(jī)，其定子轉(zhuǎn)軸的外面設(shè)有導(dǎo)磁圓筒，導(dǎo)磁圓筒上設(shè)有N對(duì)永磁極，N＝2、3、4……，N、S極交替排列，轉(zhuǎn)子鐵芯設(shè)多個(gè)溝槽和線圈繞組，形成N對(duì)對(duì)應(yīng)的電磁極，每個(gè)繞組兩端分別和二刷片相連，和定子相連的有兩組電刷，分別和一根電源線相連。其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上也沒(méi)有實(shí)質(zhì)性突破，節(jié)電效果不高。
三.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題為減低能源消耗，達(dá)到節(jié)約用電目的，充分利用電機(jī)永磁性能，開(kāi)發(fā)出一種高效節(jié)電直流永磁電機(jī)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案一種高效節(jié)電直流永磁電機(jī)，含有機(jī)座，機(jī)殼，定子，轉(zhuǎn)子，勵(lì)磁線圈，電刷，以及換向器，機(jī)殼和機(jī)座相連，定子固定在機(jī)殼內(nèi)壁，轉(zhuǎn)子安裝于定子中心位置，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承固定在兩端蓋上，端蓋和機(jī)殼固定為一體，定子由永磁材料構(gòu)成，該定子上固定有電刷架，電刷架設(shè)有同輸入電源相連接的電刷I、II，轉(zhuǎn)子鐵芯有硅鋼片套軸疊加而成，每組鐵芯中間嵌裝永磁體，各永磁體均以同一極性向外排列，每組鐵芯纏繞勵(lì)磁線圈，每組線圈內(nèi)側(cè)一端和設(shè)在轉(zhuǎn)子上的換向器連接，換向器通過(guò)電刷I離合接通電源，每組線圈的另一端連接套裝在轉(zhuǎn)軸上同轉(zhuǎn)軸絕緣的短路金屬環(huán)，短路金屬環(huán)通過(guò)電刷II連接另一根電源導(dǎo)線。
組成定子的永磁體磁極至少為一對(duì)，永磁體為整體式，或?yàn)榉煮w組合式，永磁體為磁石，或?yàn)榇配摚貦C(jī)殼內(nèi)壁圓周分布，永磁體為磁鋼時(shí)，每對(duì)磁極連接處的間隙內(nèi)填充磁絕緣材料，在定子永磁體上設(shè)有電刷架固定螺孔。
所述的直流永磁電機(jī)，定子為一對(duì)永磁體，即兩對(duì)N、S磁極，沿機(jī)殼內(nèi)壁一周對(duì)稱分布；定子或?yàn)槿龑?duì)永磁體，沿機(jī)殼內(nèi)壁呈120°夾角均勻分布；定子永磁體或?yàn)閮蓪?duì)，或?yàn)樗膶?duì)，或?yàn)槲鍖?duì)，或?yàn)榱鶎?duì)，永磁體為一端尺寸較大另一端尺寸相對(duì)較小的近似虎頭蛇尾形狀。
所述的直流永磁電機(jī)，轉(zhuǎn)子為永磁體，或?yàn)橛来朋w和硅鋼片疊合而成，定子如按三對(duì)永磁極數(shù)，則轉(zhuǎn)子電磁鐵芯的溝槽極數(shù)為4，或?yàn)?，或?yàn)?，或?yàn)?，或?yàn)?0，或?yàn)?1，或?yàn)?3，或?yàn)?4，或?yàn)?6，或?yàn)?7，或?yàn)?9，或?yàn)?0，或?yàn)?2，或?yàn)?3，或?yàn)?5，或?yàn)?6，或?yàn)?8，或?yàn)?9，或?yàn)?1，或?yàn)?2，或?yàn)?5，或?yàn)?7，或?yàn)?8，或?yàn)?0；定子為兩對(duì)N、S磁極時(shí)，轉(zhuǎn)子電磁鐵芯的溝槽極數(shù)為4以上的偶數(shù)個(gè)，或?yàn)?以上的奇數(shù)個(gè)；永磁體為電磁鐵芯，溝槽極數(shù)為任意自然數(shù)。
各鐵芯電磁線圈或與電源串聯(lián)連接，每一槽極一繞的線圈的首尾連接，每?jī)蓚€(gè)線圈的中間抽頭連接設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的換向器，換向器通過(guò)電刷分別連接電源的正極和負(fù)極；轉(zhuǎn)子溝槽、鐵芯形狀為橫截面為齒輪狀的柱形，或?yàn)閹в幸欢ê穸鹊凝X輪體組合，電磁線圈可按立“0”形或臥“0”形纏繞；組合式轉(zhuǎn)子電磁線圈可按“∞”形或“ ”形交叉套繞，或余之類推套繞。
一種高效節(jié)電直流永磁電機(jī)，含有機(jī)殼，機(jī)座，定子，轉(zhuǎn)子，勵(lì)磁線圈，電刷，以及換向器，機(jī)殼和機(jī)座相連，定子固定在機(jī)殼內(nèi)壁，轉(zhuǎn)子安裝于定子中心位置，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承固定在兩端蓋上，端蓋和機(jī)殼連接固定，轉(zhuǎn)子為永磁體，定子鐵芯為永磁體，或?yàn)楣桎撈B加永磁體構(gòu)成，定子每一槽彀鐵芯纏繞勵(lì)磁線圈，各線圈的一端和電源負(fù)極連接，各線圈的另一端分別連接定子上的換向器，換向器通過(guò)設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的電刷連接電源正極。
所述的直流永磁電機(jī)，轉(zhuǎn)子由永磁材料套軸疊加而成，磁鐵均以同一極性向外排列或左右并排，定子鐵芯疊加的永磁件皆用N或S同一極性向外排列，沿機(jī)殼內(nèi)壁圓周分布，電磁鐵芯的溝槽極數(shù)為4，或?yàn)?，或?yàn)?，或?yàn)?，或?yàn)?0，或?yàn)?1，或?yàn)?3，或?yàn)?4，或?yàn)?6，或?yàn)?7，或?yàn)?9，或?yàn)?0，或?yàn)?2，或?yàn)?3，或?yàn)?5，或?yàn)?6，或?yàn)?8，或?yàn)?9，或?yàn)?1，或?yàn)?2，或?yàn)?5，或?yàn)?7，或?yàn)?0；轉(zhuǎn)子或?yàn)楣桎撈B加永磁體構(gòu)成，轉(zhuǎn)子永磁體磁極體為三對(duì)，或?yàn)閮蓪?duì)；轉(zhuǎn)子永磁體磁極體為四對(duì)時(shí)，電刷為4個(gè)均布，定子電磁鐵芯以一溝槽一繞組，溝槽極數(shù)為3，或?yàn)?；轉(zhuǎn)子永磁體磁極體為五對(duì)時(shí)，電刷為5個(gè)均布，定子電磁鐵芯以一溝槽一繞組，溝槽極數(shù)為4，或?yàn)?；轉(zhuǎn)子永磁體磁極為六對(duì)時(shí)，定子電磁鐵芯以一溝槽一繞組，溝槽極數(shù)為5，或?yàn)?。
一種高效節(jié)電直流永磁電機(jī)，含有轉(zhuǎn)子機(jī)殼，定子，勵(lì)磁線圈，電刷，定子通過(guò)軸承固定在轉(zhuǎn)子機(jī)殼中心位置，轉(zhuǎn)子機(jī)殼內(nèi)部由永磁材料構(gòu)成，定子鐵芯有硅鋼片嵌加永久磁鐵疊合而成，每組鐵芯纏繞勵(lì)磁線圈，每組線圈一端和設(shè)在定子一側(cè)的換向器連接，換向器同連接電源的電刷離合連接，所有線圈的另一端和設(shè)在定子上同輸入電源連接的金屬導(dǎo)體相連。
所述的直流永磁電機(jī)，組成轉(zhuǎn)子的永磁件為3對(duì)N、S磁極，沿機(jī)殼內(nèi)壁圓周分布，定子鐵芯硅鋼片疊合永磁體皆用N或皆用S外向設(shè)置，或依次一個(gè)向里，一個(gè)向外，電磁鐵芯的溝槽極數(shù)為5，或?yàn)?，或?yàn)?1，或?yàn)?3，或?yàn)?4，或?yàn)?6，或?yàn)?7，或?yàn)?9，或?yàn)?0，或?yàn)?2，或?yàn)?3，或?yàn)?5，或?yàn)?6，或?yàn)?8，或?yàn)?9，或?yàn)?1；轉(zhuǎn)子永磁體極數(shù)至少為1對(duì)，或?yàn)?對(duì)，或?yàn)?對(duì)，或?yàn)?對(duì)，或?yàn)?對(duì)。
所述的直流永磁電機(jī)，組成轉(zhuǎn)子的永磁件為1對(duì)，或?yàn)?對(duì)，定子硅鋼片疊合永磁體皆用N極或皆用S極外向設(shè)置，或N、S磁極依次一個(gè)向里，一個(gè)向外，電磁鐵芯的溝槽極數(shù)為3～40其中任意一個(gè)自然數(shù)；或者轉(zhuǎn)子由硅鋼片疊合永磁體構(gòu)成電磁鐵芯，定子由永磁體構(gòu)成。
本發(fā)明的有益積極效果1.本發(fā)明直流永磁電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明確，新穎，繞線簡(jiǎn)單，容易制作，定子與轉(zhuǎn)子皆采用永磁材料，充分利用磁性材料同性相斥、異性相吸作用力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能作功，利用電磁力克服同性相斥產(chǎn)生的障礙力，節(jié)電效果明顯。
2.本發(fā)明直流永磁電機(jī)，電源接入及電刷裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，設(shè)計(jì)巧妙，可在需要克服磁性相斥產(chǎn)生障礙力時(shí)接通電源產(chǎn)生電磁力有效抵消定子、轉(zhuǎn)子斥力，并可在異性相吸強(qiáng)化磁場(chǎng)極性，促進(jìn)能量有效轉(zhuǎn)化，提出一種能源利用新方式，可大幅度節(jié)約電能，緩解當(dāng)前用電緊張情況。
3.本發(fā)明直流永磁電機(jī)的推廣實(shí)施，可促進(jìn)當(dāng)前有限電能合理有效利用，減少發(fā)電設(shè)備投資，本發(fā)明直流永磁電機(jī)的使用，將為工廠、企業(yè)節(jié)約大量電費(fèi)，降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明具有較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景和較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
四.


圖1高效節(jié)電直流永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)示意2定子永磁體磁極與轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)示意3陽(yáng)極電刷結(jié)構(gòu)示意圖之一圖4陽(yáng)極電刷結(jié)構(gòu)示意圖之二(也可作為陰極電刷)圖5定子鐵芯與轉(zhuǎn)子永磁體結(jié)構(gòu)示意6圖5所示電機(jī)換向器及固定架結(jié)構(gòu)示意7圖5所示電機(jī)換向器電刷結(jié)構(gòu)示意8電風(fēng)扇式高效節(jié)電直流永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖五.
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一參見(jiàn)圖1、圖2、圖4，圖中1為前、后端蓋，2為機(jī)殼，3為定子永磁體，4為軸承，5為陽(yáng)極電刷，6為碳刷，7為密封蓋，8為陰極電刷，圖4中的陽(yáng)極電刷也作為陰極電刷使用，9為轉(zhuǎn)軸，10為固定在轉(zhuǎn)軸上同其絕緣的導(dǎo)電金屬圓環(huán)，11為轉(zhuǎn)子，13為轉(zhuǎn)子鐵芯，定子沿機(jī)殼內(nèi)壁一周以120°夾角設(shè)置三只永磁體A1、A2、A3，每只永磁體的內(nèi)弧面曲率半徑較小，形成三對(duì)N、S磁極，相應(yīng)的在定子上固定三個(gè)陽(yáng)極電刷。轉(zhuǎn)子11是由硅鋼片和永久磁鐵套軸疊合制作而成，圍繞轉(zhuǎn)子11周面體設(shè)置成溝槽和勵(lì)磁線圈鐵芯13，勵(lì)磁鐵芯13內(nèi)嵌裝有永磁體，本實(shí)施例電機(jī)轉(zhuǎn)子溝槽極數(shù)為7個(gè)，轉(zhuǎn)子溝槽極數(shù)也可為14個(gè)，或16個(gè)，或17個(gè)，或19個(gè)，或22個(gè)，或23個(gè)，或38個(gè)，或40個(gè)不等。圍繞各極槽磁芯分別纏繞電磁線圈14，7個(gè)極槽鐵芯套繞7個(gè)繞組，各極槽鐵芯套繞的繞組線圈一端一起或分別和設(shè)在轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)子一側(cè)的導(dǎo)電金屬圓環(huán)10連接(見(jiàn)圖1)，導(dǎo)電金屬圓環(huán)10通過(guò)陰極電刷8連接電源負(fù)極，陰極電刷這里為一個(gè)，也可為兩個(gè)，各繞組線圈另一端分別和設(shè)在轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)子另一側(cè)的換向器16相連接，換向器16通過(guò)均布的三個(gè)陽(yáng)極電刷5上的碳刷6離合連接電源正極。圖中17為電刷固定螺孔。圖3為陽(yáng)極電刷的另一種結(jié)構(gòu)形式，圖中15為電刷架，電刷架15上設(shè)有三個(gè)電刷件。本發(fā)明直流電機(jī)采用低壓直流穩(wěn)壓電源供電，穩(wěn)壓電源整流輸出接入電機(jī)正、負(fù)電源輸入端，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)經(jīng)電刷離合接通各電磁線圈電源，產(chǎn)生電勵(lì)磁。
工作原理本發(fā)明高效節(jié)電電機(jī)，由于轉(zhuǎn)子既是電磁件，又是永久磁件，轉(zhuǎn)子的永久磁性S或N被定子的永磁性N或S異性相吸引，同性相排斥，當(dāng)轉(zhuǎn)子永磁件在轉(zhuǎn)動(dòng)中遇到其本身固有的與定子永磁件N、S同性相排斥的障礙阻力時(shí)，電源通過(guò)電刷將電傳輸給電樞繞組線圈，產(chǎn)生電磁，將永磁體S極性變成N極性，促進(jìn)轉(zhuǎn)子鐵芯的永磁S變成電磁N性，被定子的永磁N性相排斥，消除轉(zhuǎn)子和定子工作轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的障礙阻力，同時(shí)起到電磁加助永磁功能之作用，當(dāng)電磁體N極性轉(zhuǎn)動(dòng)到定子的永磁體S極性時(shí)，切割電磁N性，恢復(fù)成永磁的S極性，導(dǎo)致形成為轉(zhuǎn)子與定子的永磁S、S同性斥動(dòng)，于是就形成周而復(fù)始的轉(zhuǎn)動(dòng)，充分利用了磁性潛能。
本發(fā)明高效節(jié)電直流電機(jī)，主要是作為低壓直流電機(jī)使用，也可用于制作220V的交流變直流的直流電源電機(jī)。在實(shí)現(xiàn)克服磁體同性相斥產(chǎn)生障礙阻力時(shí)，也可采用方波形發(fā)生器，使其頻率與電機(jī)內(nèi)結(jié)構(gòu)繞組同性產(chǎn)生斥力的頻率一致。本發(fā)明電機(jī)的電源可采用單相橋式整流、電容濾波輸出，在采用倍壓整流時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速可提高一倍，尤其適用于高速電機(jī)。
實(shí)施例二參見(jiàn)圖1，圖2，圖3，本實(shí)施例大體結(jié)構(gòu)同實(shí)施例一，其不同之處在于共陰極導(dǎo)電金屬圓環(huán)10(圖2中)固定在轉(zhuǎn)子11一側(cè)端面上，換向器16絕緣固定在轉(zhuǎn)軸9上，在圖3所示陽(yáng)極電刷架上徑向固定、設(shè)有連接電源負(fù)極的陰極電刷，該電刷對(duì)應(yīng)連接陰極導(dǎo)電金屬圓環(huán)10。本實(shí)施例節(jié)電電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯溝槽極數(shù)為29個(gè)。圖中標(biāo)號(hào)及其代表意義同實(shí)施例一，不重述。
實(shí)施例三參見(jiàn)圖1，圖中標(biāo)號(hào)同實(shí)施例一相同的，代表意義相同，不重述。本實(shí)施例定子永磁體磁極為五對(duì)N、S，沿機(jī)殼2內(nèi)壁一周均勻分布，轉(zhuǎn)子鐵芯溝槽極數(shù)為6個(gè)，也可為4個(gè)，所有電磁線圈首、尾端依次串聯(lián)連接，每?jī)蓚€(gè)電磁線圈的中間抽頭連接設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的換向器，換向器通過(guò)兩個(gè)對(duì)稱排列的電刷分別連接電源的正、負(fù)極。
實(shí)施例四參見(jiàn)圖5，圖6，圖7，本實(shí)施例節(jié)電電機(jī)與實(shí)施例一不同之處是轉(zhuǎn)子為永磁體，定子為硅鋼片疊加永磁體構(gòu)成，定子鐵芯纏繞電磁線圈。圖中9為轉(zhuǎn)軸，11為轉(zhuǎn)子，21為定子永磁體及電磁鐵芯，22為定子電磁繞組，轉(zhuǎn)子永磁體23為3對(duì)N、S磁極，定子電磁鐵芯為4溝槽，24為換向器固定架，12為換向器固定架固定螺孔，彼此間相互絕緣的換向器16連接定子上電磁線圈一端，所有電磁線圈的另一端短接連接電源負(fù)極，換向器16通過(guò)陽(yáng)極電刷架5上的碳刷6短路連接陽(yáng)極導(dǎo)電金屬環(huán)19，離合接通電磁線圈電源，換向器16和陽(yáng)極導(dǎo)電金屬環(huán)19之間設(shè)絕緣材料層26，圖7中標(biāo)號(hào)6所示為碳刷，5為陽(yáng)極電刷，28為套裝轉(zhuǎn)軸固定孔，29為彈簧，30為調(diào)節(jié)螺釘，本實(shí)施例電刷為圖7所示以套軸固定孔為中心的三個(gè)一體式。
實(shí)施例五參見(jiàn)圖5，圖6，圖7，本實(shí)施例定子轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)基本同實(shí)施例四，不同之處在于，轉(zhuǎn)子永磁體磁極為四對(duì)，對(duì)應(yīng)電刷為4個(gè)均布，永磁體均為一端尺寸較大另一端尺寸相對(duì)較小的近似虎頭蛇尾形狀，定子永磁體溝槽極數(shù)為5，也可為3。
當(dāng)轉(zhuǎn)子永磁體磁極也可為二對(duì)，磁石定子永磁體鐵芯溝槽極數(shù)可為2至40中的任意數(shù)。轉(zhuǎn)子永磁體也可為六對(duì)，定子永磁體溝槽極數(shù)為5個(gè)或7個(gè)。
實(shí)施例六參見(jiàn)圖7、圖8，本實(shí)施例高效節(jié)電直流電機(jī)為電風(fēng)扇式直流電機(jī)。含有轉(zhuǎn)子機(jī)殼18，轉(zhuǎn)子永磁體33，帶有勵(lì)磁線圈的定子34通過(guò)軸承固定在轉(zhuǎn)子機(jī)殼18中心位置，轉(zhuǎn)子機(jī)殼18內(nèi)壁設(shè)有5對(duì)永磁體磁極，35為轉(zhuǎn)子機(jī)殼殼體與磁極永磁體之間的內(nèi)襯材料層，定子34由硅鋼片嵌加永久磁鐵疊合構(gòu)成定子溝槽鐵芯，定子永磁體極性均為S極向外，每組鐵芯纏繞勵(lì)磁線圈，所有線圈的一端連接電機(jī)直流電源輸入的負(fù)極，每組線圈的另一端和設(shè)在定子一側(cè)的換向器16連接，連接電源正極的陽(yáng)極導(dǎo)電金屬環(huán)19和換向器16處于定子同一側(cè)平面，相互之間通過(guò)絕緣材料層32絕緣，陽(yáng)極電刷5為五個(gè)，固定在轉(zhuǎn)子體上，五個(gè)碳刷圍繞陽(yáng)極導(dǎo)電金屬環(huán)19和換向器16均布，碳刷6接通連接電源正極的陽(yáng)極導(dǎo)電金屬環(huán)19和換向器16，離合接通定子勵(lì)磁線圈電源。此時(shí)圖7中的固定螺孔28與轉(zhuǎn)子體上設(shè)置的電刷固定螺孔對(duì)應(yīng)。本實(shí)施例定子鐵芯溝槽極數(shù)為4個(gè)，或者為7個(gè)。
實(shí)施例七本實(shí)施例同實(shí)施例六不同之處在于轉(zhuǎn)子磁極為三對(duì)N、S，定子溝槽極數(shù)為22個(gè)，電刷對(duì)應(yīng)為三個(gè)。
實(shí)施例八本實(shí)施例同實(shí)施例六不同之處在于轉(zhuǎn)子磁極為兩對(duì)N、S，電刷對(duì)應(yīng)為兩個(gè)，定子鐵芯溝槽極數(shù)可為3至40中任意個(gè)數(shù)。
下表為2004年3月7日至11日第七次對(duì)本發(fā)明高效節(jié)電直流永磁電機(jī)以吊扇形式及與其它普通電機(jī)吊扇的運(yùn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種高效節(jié)電直流永磁電機(jī)，含有機(jī)座，機(jī)殼，定子，轉(zhuǎn)子，勵(lì)磁線圈，電刷，以及換向器，機(jī)殼和機(jī)座相連，定子固定在機(jī)殼內(nèi)壁，轉(zhuǎn)子安裝于定子中心位置，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承固定在兩端蓋上，端蓋和機(jī)殼固定為一體，其特征是定子由永磁材料構(gòu)成，該定子上固定有電刷架，電刷架設(shè)有同輸入電源相連接的電刷I、II，轉(zhuǎn)子鐵芯有硅鋼片套軸疊加而成，每組鐵芯中間嵌裝永磁體，各永磁體均以同一極性向外排列，每組鐵芯纏繞勵(lì)磁線圈，每組線圈內(nèi)側(cè)一端和設(shè)在轉(zhuǎn)子上的換向器連接，換向器通過(guò)電刷I離合接通電源，每組線圈的另一端連接套裝在轉(zhuǎn)軸上同轉(zhuǎn)軸絕緣的短路金屬環(huán)，短路金屬環(huán)通過(guò)電刷II連接另一根電源導(dǎo)線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流永磁電機(jī)，其特征是組成定子的永磁體磁極至少為一對(duì)，永磁體為整體式，或?yàn)榉煮w組合式，永磁體為磁石，或?yàn)榇配摚貦C(jī)殼內(nèi)壁圓周分布，永磁體為磁鋼時(shí)，每對(duì)磁極連接處的間隙內(nèi)填充磁絕緣材料，在定子永磁體上設(shè)有電刷架固定螺孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流永磁電機(jī)，其特征是定子為一對(duì)永磁體，即兩對(duì)N、S磁極，沿機(jī)殼內(nèi)壁一周對(duì)稱分布；定子或?yàn)槿龑?duì)永磁體，沿機(jī)殼內(nèi)壁呈120°夾角均勻分布；定子永磁體或?yàn)閮蓪?duì)，或?yàn)樗膶?duì)，或?yàn)槲鍖?duì)，或?yàn)榱鶎?duì)，永磁體為一端尺寸較大另一端尺寸相對(duì)較小的近似虎頭蛇尾形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的直流永磁電機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子為永磁體，或?yàn)橛来朋w和硅鋼片疊合而成，定子如按三對(duì)永磁極數(shù)，則轉(zhuǎn)子電磁鐵芯的溝槽極數(shù)為4，或?yàn)?，或?yàn)?，或?yàn)?，或?yàn)?0，或?yàn)?1，或?yàn)?3，或?yàn)?4，或?yàn)?6，或?yàn)?7，或?yàn)?9，或?yàn)?0，或?yàn)?2，或?yàn)?3，或?yàn)?5，或?yàn)?6，或?yàn)?8，或?yàn)?9，或?yàn)?1，或?yàn)?2，或?yàn)?5，或?yàn)?7，或?yàn)?8，或?yàn)?0；定子為兩對(duì)N、S磁極時(shí)，轉(zhuǎn)子電磁鐵芯的溝槽極數(shù)為4以上的偶數(shù)個(gè)，或?yàn)?以上的奇數(shù)個(gè)；永磁體為電磁鐵芯，溝槽極數(shù)為任意自然數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流永磁電機(jī)，其特征是各鐵芯電磁線圈或與電源串聯(lián)連接，每一槽極一繞的線圈的首尾連接，每?jī)蓚€(gè)線圈的中間抽頭連接設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的換向器，換向器通過(guò)電刷分別連接電源的正極和負(fù)極；轉(zhuǎn)子溝槽、鐵芯形狀為橫截面為齒輪狀的柱形，或?yàn)閹в幸欢ê穸鹊凝X輪體組合，電磁線圈可按立“0”形或臥“0”形纏繞；組合式轉(zhuǎn)子電磁線圈可按“∞”形或 形交叉套繞，或余之類推套繞。
6.一種高效節(jié)電直流永磁電機(jī)，含有機(jī)殼，機(jī)座，定子，轉(zhuǎn)子，勵(lì)磁線圈，電刷，以及換向器，機(jī)殼和機(jī)座相連，定子固定在機(jī)殼內(nèi)壁，轉(zhuǎn)子安裝于定子中心位置，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承固定在兩端蓋上，端蓋和機(jī)殼連接固定，其特征是轉(zhuǎn)子為永磁體，定子鐵芯為永磁體，或?yàn)楣桎撈B加永磁體構(gòu)成，定子每一槽彀鐵芯纏繞勵(lì)磁線圈，各線圈的一端和電源負(fù)極連接，各線圈的另一端分別連接定子上的換向器，換向器通過(guò)設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的電刷連接電源正極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直流永磁電機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子由永磁材料套軸疊加而成，磁鐵均以同一極性向外排列或左右并排，定子鐵芯疊加的永磁件皆用N或S同一極性向外排列，沿機(jī)殼內(nèi)壁圓周分布，電磁鐵芯的溝槽極數(shù)為4，或?yàn)?，或?yàn)?，或?yàn)?，或?yàn)?0，或?yàn)?1，或?yàn)?3，或?yàn)?4，或?yàn)?6，或?yàn)?7，或?yàn)?9，或?yàn)?0，或?yàn)?2，或?yàn)?3，或?yàn)?5，或?yàn)?6，或?yàn)?8，或?yàn)?9，或?yàn)?1，或?yàn)?2，或?yàn)?5，或?yàn)?7，或?yàn)?0；轉(zhuǎn)子或?yàn)楣桎撈B加永磁體構(gòu)成，轉(zhuǎn)子永磁體磁極體為三對(duì)，或?yàn)閮蓪?duì)；轉(zhuǎn)子永磁體磁極體為四對(duì)時(shí)，電刷為4個(gè)均布，定子電磁鐵芯以一溝槽一繞組，溝槽極數(shù)為3，或?yàn)?；轉(zhuǎn)子永磁體磁極體為五對(duì)時(shí)，電刷為5個(gè)均布，定子電磁鐵芯以一溝槽一繞組，溝槽極數(shù)為4，或?yàn)?；轉(zhuǎn)子永磁體磁極為六對(duì)時(shí)，定子電磁鐵芯以一溝槽一繞組，溝槽極數(shù)為5，或?yàn)?。
8.一種高效節(jié)電直流永磁電機(jī)，含有轉(zhuǎn)子機(jī)殼，定子，勵(lì)磁線圈，電刷，定子通過(guò)軸承固定在轉(zhuǎn)子機(jī)殼中心位置，其特征是轉(zhuǎn)子機(jī)殼內(nèi)部由永磁材料構(gòu)成，定子鐵芯有硅鋼片嵌加永久磁鐵疊合而成，每組鐵芯纏繞勵(lì)磁線圈，每組線圈一端和設(shè)在定子一側(cè)的換向器連接，換向器同連接電源的電刷離合連接，所有線圈的另一端和設(shè)在定子上同輸入電源連接的金屬導(dǎo)體相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直流永磁電機(jī)，其特征是組成轉(zhuǎn)子的永磁件為3對(duì)N、S磁極，沿機(jī)殼內(nèi)壁圓周分布，定子鐵芯硅鋼片疊合永磁體皆用N或皆用S外向設(shè)置，或依次一個(gè)向里，一個(gè)向外，電磁鐵芯的溝槽極數(shù)為5，或?yàn)?，或?yàn)?1，或?yàn)?3，或?yàn)?4，或?yàn)?6，或?yàn)?7，或?yàn)?9，或?yàn)?0，或?yàn)?2，或?yàn)?3，或?yàn)?5，或?yàn)?6，或?yàn)?8，或?yàn)?9，或?yàn)?1；轉(zhuǎn)子永磁體極數(shù)至少為1對(duì)，或?yàn)?對(duì)，或?yàn)?對(duì)，或?yàn)?對(duì)，或?yàn)?對(duì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直流永磁電機(jī)，其特征是組成轉(zhuǎn)子的永磁件為1對(duì)，或?yàn)?對(duì)，定子硅鋼片疊合永磁體皆用N極或皆用S極外向設(shè)置，或N、S磁極依次一個(gè)向里，一個(gè)向外，電磁鐵芯的溝槽極數(shù)為3～40其中任意一個(gè)自然數(shù)；或者轉(zhuǎn)子由硅鋼片疊合永磁體構(gòu)成電磁鐵芯，定子由永磁體構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直流電機(jī)，特別是涉及一種高效節(jié)電直流永磁電機(jī)。高效節(jié)電直流永磁電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子均為永磁體，或?yàn)楣桎撈B加永磁體構(gòu)成，轉(zhuǎn)子或定子每一槽彀鐵芯纏繞勵(lì)磁線圈，各線圈的一端和電源負(fù)極連接，各線圈的另一端分別連接換向器，換向器通過(guò)設(shè)在轉(zhuǎn)軸或定子上的電刷連接電源正極，該電機(jī)可做成電風(fēng)扇式，工業(yè)電機(jī)，摩托或電動(dòng)自行車電機(jī)。本發(fā)明直流永磁電機(jī)，結(jié)構(gòu)新穎，繞線簡(jiǎn)單，容易制作，充分利用磁性材料同性相斥、異性相吸作用力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能作功，節(jié)電效果明顯，提出一種能源利用新方式，可大幅度節(jié)約電能，緩解當(dāng)前用電緊張情況。本發(fā)明直流永磁電機(jī)的推廣實(shí)施，可促進(jìn)當(dāng)前有限電能合理有效利用，減少發(fā)電設(shè)備投資，將為工廠、企業(yè)節(jié)約大量電費(fèi)，降低生產(chǎn)成本，具有較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景和較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)H02K23/02GK1564430SQ20041001019
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
發(fā)明者史全德 申請(qǐng)人:史全德, 魏國(guó)獻(xiàn), 史永振, 王有