[實(shí)用新型]一種可雙向運(yùn)行的固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721842563.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207753576U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向?qū)W位;柴建云;肖曦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02K13/00
• 分類(lèi)號(hào): H02K13/00;H02K13/14
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本實(shí)用新型提供了一種可雙向運(yùn)行的固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)，包括：定子、轉(zhuǎn)子和換向裝置；轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在定子圍成的空間內(nèi)，換向裝置設(shè)置在轉(zhuǎn)子和定子之間；固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)的定子為p對(duì)永磁體磁極，轉(zhuǎn)子為星形聯(lián)接的m相電樞繞組；固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)和電動(dòng)勢(shì)為梯形波，電樞電流為方波；換向裝置包括電子部分和機(jī)械部分；換向裝置的機(jī)械部分包含電刷和換向器。本實(shí)用新型克服現(xiàn)有固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)不能雙向運(yùn)行，以及動(dòng)平衡、電刷的維護(hù)和更換便利性等問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電機(jī)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及可雙向運(yùn)行的固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)。

背景技術(shù)

目前，采用機(jī)械換向的有刷直流電機(jī)和采用電子換向的無(wú)刷直流電機(jī)均具有廣泛的應(yīng)用。機(jī)械換向幾乎不可避免的存在火花，且極有可能產(chǎn)生電弧；電子換向器雖然無(wú)火花，但增加了系統(tǒng)成本，且控制復(fù)雜。因此，中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利CN106685148A和中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利CN206294034U“一種機(jī)電混合無(wú)弧換向的多相直流方波電機(jī)”提出了一種機(jī)電混合換向的無(wú)弧直流電機(jī)，該電機(jī)采用機(jī)械、電子混合換向，不需要額外的控制器和電力電子變換器，并解決了傳統(tǒng)機(jī)械換向裝置中電弧和火花問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利和中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利“一種可雙向運(yùn)行的機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)”提出了一種可雙向運(yùn)行的機(jī)電混合換向無(wú)弧直流電機(jī)。該電機(jī)通過(guò)增加轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)保證供電的直流電源電壓極性反轉(zhuǎn)時(shí)續(xù)流電路供電極性仍保持不變，僅電源換向片極性發(fā)生反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了混合換向直流電機(jī)的正、反向運(yùn)行。但上述機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)的電刷和轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)，電刷磨損后存在動(dòng)平衡問(wèn)題，并且不便于電刷的維護(hù)和更換。因此，中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利和中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利“一種固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)”提出了一種固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)，該電機(jī)的電刷固定在定子側(cè)，換向器隨著轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)。固定電刷式混合直流電機(jī)不存在動(dòng)平衡問(wèn)題，并且電刷的維護(hù)和更換方便。但該電機(jī)的電刷為不對(duì)稱(chēng)分布，其續(xù)流電刷到電源正極電刷和電源負(fù)極電刷的距離不相等，因此只能按設(shè)計(jì)的方向正向運(yùn)行，無(wú)法實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)行。

因此，急需一種可雙向運(yùn)行的固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)以克服或至少減固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)不能雙向運(yùn)行，以及動(dòng)平衡、電刷的維護(hù)和更換便利性的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型目的在于提供一種可雙向運(yùn)行的固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)，固定電刷式混合直流電機(jī)不存在動(dòng)平衡問(wèn)題，并且電刷的維護(hù)和更換方便。另外，該電機(jī)電刷對(duì)稱(chēng)分布，其續(xù)流電刷到電源正極電刷和電源負(fù)極電刷的距離相等，因此能實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案。

一種技術(shù)方案為，一種可雙向運(yùn)行的固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)，其包括：定子、轉(zhuǎn)子和換向裝置；所述轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在所述定子圍成的空間內(nèi)，換向裝置設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子和所述定子之間；所述固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)的所述定子為p對(duì)永磁體磁極，所述轉(zhuǎn)子為星形聯(lián)接的m相電樞繞組；所述固定電刷式機(jī)電混合無(wú)弧換向直流電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)和電動(dòng)勢(shì)為梯形波，電樞電流為方波；所述換向裝置包括電子部分和機(jī)械部分；所述換向裝置的機(jī)械部分包含電刷和換向器；

所述電刷具有6個(gè)，其分別為電源正極電刷Ⅰ、電源正極電刷Ⅱ、正向續(xù)流電刷、電源負(fù)極電刷Ⅰ、電源負(fù)極電刷Ⅱ和反向續(xù)流換電刷；所述電源正極電刷Ⅰ、電源正極電刷Ⅱ、正向續(xù)流電刷、電源負(fù)極電刷Ⅰ、電源負(fù)極電刷Ⅱ和反向續(xù)流換電刷根據(jù)磁極位置固定在定子側(cè)；所述電源正極電刷Ⅰ和所述電源正極電刷Ⅱ分別設(shè)置在N極中心線兩側(cè)30°電角度，30°/p機(jī)械角度位置；所述正向續(xù)流電刷位置滯后N極中心線90°電角度，90°/p機(jī)械角度；所述電源負(fù)極電刷Ⅰ和電源負(fù)極電刷Ⅱ分別設(shè)置在S極中心線兩側(cè)30°電角度，30°/p機(jī)械角度位置；所述反向續(xù)流電刷位置滯后N極中心線90°電角度，90°/p機(jī)械角度；