[其他]爪極直流電機(jī)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000001027
• 申請日: 1986-02-07
• 公開（公告）號: CN86101027B
• 公開（公告）日: 1988-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李心堯
• 申請（專利權(quán)）人: 國營虎溪電機(jī)廠
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種爪極直流電機(jī)，它是現(xiàn)有爪極電機(jī)的擴(kuò)展發(fā)明。該發(fā)明在爪式主磁極之間加上換向極及其繞組，解決直流電機(jī)的換向問題，并且對主磁極也做了一定的改進(jìn)，從而使爪極結(jié)構(gòu)能夠在直流電機(jī)的定子上得到很好的應(yīng)用。由于本發(fā)明的主極繞組為僅有一個的環(huán)形主極繞組組成，進(jìn)而大幅度降低了主極繞組用銅量－－通常下降５０％以上。本發(fā)明既可用于新電機(jī)的設(shè)計，也可用于改造現(xiàn)有直流電機(jī)－－僅改磁極和繞組即可奏效。

本發(fā)明屬直流電機(jī)設(shè)計類。它涉及直流電機(jī)爪極定子結(jié)構(gòu)的設(shè)計，磁路的選擇。特別涉及到爪式主磁極、環(huán)形主極繞組、爪式換向極及其繞組的設(shè)計以及它們在機(jī)殼內(nèi)部的布置。

US2465983用于動力電機(jī)的齒形磁極環(huán)（1949年3月29日被授予專利）所揭示的是一個主磁極具有爪式特點(diǎn)的爪極定子結(jié)構(gòu)。它包括爪式（齒形）主磁極、環(huán)形主極繞組和機(jī)殼。其中極性相同的爪式磁極的根部，通過一磁極環(huán)連成一個整體后，再與機(jī)殼相連，另一端懸在空中，磁極覆蓋在電樞鐵芯表面的形狀為梯形，環(huán)形繞組僅有一個，它把所有爪式磁極包圍在中央。其優(yōu)點(diǎn)是：采用環(huán)形主極繞組后，磁路呈并聯(lián)狀態(tài)，能減少電機(jī)總磁勢F_b，進(jìn)而減少主極繞組用銅量。但因它的齒形覆蓋在電樞鐵芯表面的形狀為梯形，影響換向，故即使用在本來不需要換向極的小容量直流電機(jī)中，也很不理想，況且，它沒有換向極及其繞組，更不能用于容量較大的直流電機(jī)。目前，具有爪極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的交流電機(jī)，已廣泛使用，至今未見具有爪極定子結(jié)構(gòu)的直流電機(jī)問世，其根本原因即在于此。

本發(fā)明的主要目的旨在突破現(xiàn)有直流電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)，設(shè)計出一種新穎的爪極式直流電機(jī)的爪極定子。在不降低電機(jī)原有的性能，不采用新材料，利用減少電機(jī)總磁勢F_b的辦法，來達(dá)到大幅度降低主極繞組用銅量和降低總重量的目的。

本發(fā)明的主要構(gòu)成是：由勵磁定子、電樞、換向器、軸等構(gòu)成的爪極直流電機(jī)，主磁極為爪式主磁極每個爪式主磁極的極芯偏離中部而移至一端，與機(jī)殼相連。另一端為極靴。極靴懸在空中，該懸空部分的縱截面，可以為矩形的、三角形的或梯形的，但最好是梯形的，其形狀象“爪”，故稱爪式主磁極;每對相鄰而極性相異的爪式主磁極的極芯均分別布置在環(huán)形主極繞組的兩側(cè)，彼此之間相距一個極距，磁極覆蓋在電樞鐵芯表面的形狀為矩形。

爪極直流電機(jī)的主極繞組，為僅有一個的環(huán)形主極繞組組成，它把所有懸在空中且相互交錯在一起的爪式磁極包圍在中央。其主磁路為并聯(lián)狀態(tài)的。

爪極直流電機(jī)的換向極磁路系統(tǒng)，不能設(shè)計成并聯(lián)狀態(tài)的。其原因之一是由于結(jié)構(gòu)上的局限，很難允許兩個并聯(lián)狀態(tài)的磁路，同時布置在機(jī)殼內(nèi)部;之二是計算表明;若采用并聯(lián)狀態(tài)磁路，換向極繞組用銅量，不但不能減少，反而會增加。故只能采用串聯(lián)狀態(tài)磁路，其原理雖同現(xiàn)有直流電機(jī)，但結(jié)構(gòu)是獨(dú)特的。

爪極直流電機(jī)的換向極為爪式換向極，每個爪式換向極的極芯偏離中部而移至一端，與構(gòu)殼相連。另一端為極靴，極靴懸在空中，該懸空部分的縱截面，可以為矩形，三角形的或梯形的，但最好是梯形的，其形狀象“爪”，故稱爪式換向極。每個爪式換向極的極芯外，都放置一個換向極繞組。所有爪式換向極的極芯及其換向極繞組，都必須集中在環(huán)形主極繞組的同一側(cè)。每個爪式換向極和與它相鄰的爪式主磁極之間相距二分之一個極距。

爪極直流電機(jī)的機(jī)殼和換向極繞組及換向器，電樞與現(xiàn)有直流電機(jī)相同。

由爪式主極磁，環(huán)形主極繞組，爪式換向極，換向極繞組和機(jī)殼共同組成的新型直流電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，稱為爪極定子結(jié)構(gòu)。由它構(gòu)成的直流電機(jī)，稱為爪極直流電機(jī)。

圖1為已研制出的一種4極爪極直流電機(jī)的從定子內(nèi)圓看的展開圖，圖中：（2）為機(jī)殼，（3）為爪式主磁極，（5）為爪式換向極，（6）為換向極繞組。

圖2和圖3為電機(jī)主磁路磁通φ走向的示意圖，圖中：（1）為電樞，（3）為爪式主磁極，（4）為環(huán)形主極繞組，（5）為爪式換向極，（6）為換向極繞組。

圖4為爪式主磁極的正視圖。

圖5為爪式主磁極的側(cè)視圖。

圖6為爪式主磁極的俯視圖。

圖7為爪式換向極的正視圖。