[發(fā)明專(zhuān)利]一種自動(dòng)調(diào)節(jié)電流的無(wú)刷無(wú)換向器的小電機(jī)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011177055.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112421923A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁法庫(kù);艾瑞波;梁帥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 齊齊哈爾大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02K29/00
• 分類(lèi)號(hào): H02K29/00;G09B23/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種自動(dòng)調(diào)節(jié)電流的無(wú)刷無(wú)換向器的小電機(jī)，由轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子支架、電池盒、磁體和開(kāi)關(guān)構(gòu)成，轉(zhuǎn)子由漆包線繞成多匝圓環(huán)狀，所述漆包線的兩端為全部剝掉漆包線包皮作為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，將絕緣包皮導(dǎo)線的一端去除絕緣包皮繞成螺線管作為轉(zhuǎn)軸支撐管，絕緣包皮導(dǎo)線豎直固定在電池盒上作為轉(zhuǎn)子支架，絕緣包皮導(dǎo)線的另一端通過(guò)開(kāi)關(guān)連接在電池的兩端；磁體固定在電池盒上，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸延長(zhǎng)線不與轉(zhuǎn)子的重心重合，轉(zhuǎn)子的兩端轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸在同一直線上，在轉(zhuǎn)子的兩端轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸放入轉(zhuǎn)軸支撐管后轉(zhuǎn)子的自然狀態(tài)為轉(zhuǎn)子的線圈平面在豎直平面內(nèi)，磁體的N極或者S極靠近轉(zhuǎn)子的線圈，實(shí)現(xiàn)一種自動(dòng)調(diào)節(jié)電流的無(wú)刷無(wú)換向器小電機(jī)演示的技術(shù)與方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本專(zhuān)利涉及一種自動(dòng)調(diào)節(jié)電流的無(wú)刷無(wú)換向器的小電機(jī)，屬于物理演示實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域。

背景技術(shù)

有刷直流微型電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)應(yīng)用都非常多，航模、玩具、個(gè)人護(hù)理、安防等等產(chǎn)品都會(huì)用到有刷無(wú)刷直流微型電機(jī)，有刷微型直流電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)的基本區(qū)別就是一個(gè)有電刷和一個(gè)無(wú)電刷，在科技作品或者物理教學(xué)中最先介紹的是有刷直流微型電機(jī)，有刷微型直流電機(jī)采用的機(jī)械換向，它的原理是磁極不動(dòng)，線圈旋轉(zhuǎn)，微型電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，線圈和換向器旋轉(zhuǎn)，磁鋼和電刷不轉(zhuǎn)，線圈的電流方向通過(guò)交替變化隨微型電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的換向器和電刷來(lái)完成。到目前在物理教學(xué)或者科技創(chuàng)作中大多數(shù)用漆包線簡(jiǎn)易制作這一模型，使其物理原理演示直觀明晰，并且教師告訴學(xué)生，轉(zhuǎn)子中漆包線繞成的環(huán)形線圈引出來(lái)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸要在漆包線(圓柱形)的一半側(cè)面剝?nèi)テ?絕緣漆)，否則制作出來(lái)的演示電機(jī)就不能轉(zhuǎn)，這一結(jié)論成了約束學(xué)生創(chuàng)造力的限制，因此，在問(wèn)能否在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的側(cè)面全部剝掉的情況下也能實(shí)現(xiàn)連續(xù)定向旋轉(zhuǎn)？在上面所述的基礎(chǔ)上，同領(lǐng)域的技術(shù)人員常常給出“是不能旋轉(zhuǎn)”；為此，本專(zhuān)利要給出的方案是轉(zhuǎn)子可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)定向旋轉(zhuǎn)，目前沒(méi)有對(duì)這一問(wèn)題給出可視可信的演示實(shí)驗(yàn)，如何實(shí)現(xiàn)演示內(nèi)容豐富，視覺(jué)效果明顯，可信的演示實(shí)驗(yàn)儀器與方法，本專(zhuān)利就要解決這個(gè)問(wèn)題。本專(zhuān)利是在國(guó)家自然基金項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào)：11805107，11405092)、黑龍江省省屬高等學(xué)校基本業(yè)務(wù)費(fèi)科研項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào)：135209251)、黑龍江省高等學(xué)校教改與應(yīng)用項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào)：SJGY20170385)及齊齊哈爾市科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào)：GYGG-201423)的支持下完成的。

發(fā)明內(nèi)容

本專(zhuān)利是解決課堂或課下用的一種自動(dòng)調(diào)節(jié)電流的無(wú)刷無(wú)換向器的小電機(jī)，著重是通過(guò)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸全裸(去掉轉(zhuǎn)軸漆包線的絕緣皮)、轉(zhuǎn)子的質(zhì)心(重心)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的延長(zhǎng)線位置關(guān)系，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的慣性離心力改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸對(duì)轉(zhuǎn)軸支撐管的壓力，實(shí)現(xiàn)一種自動(dòng)調(diào)節(jié)電流的無(wú)刷無(wú)換向器的小電機(jī)演示的技術(shù)與方法。

本專(zhuān)利技術(shù)方案：一種自動(dòng)調(diào)節(jié)電流的無(wú)刷無(wú)換向器的小電機(jī)，主要由轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子支架、電池盒、磁體和開(kāi)關(guān)構(gòu)成，其特征是：轉(zhuǎn)子由漆包線(銅質(zhì)材料導(dǎo)線外圍覆蓋一層絕緣漆)繞成多匝圓環(huán)狀，所述漆包線的兩端為全部剝掉漆包線包皮作為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，所述漆包線的兩端也是轉(zhuǎn)子中電流的流入流出端；將絕緣包皮導(dǎo)線的一端去除絕緣包皮繞成螺線管作為轉(zhuǎn)軸支撐管，絕緣包皮導(dǎo)線豎直固定在電池盒(絕緣材料)上作為轉(zhuǎn)子支架，絕緣包皮導(dǎo)線的另一端通過(guò)開(kāi)關(guān)連接在電池的正負(fù)兩極上；磁體固定在電池盒上，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸)延長(zhǎng)線不與轉(zhuǎn)子的重心重合，轉(zhuǎn)子兩端的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸在同一直線上，在轉(zhuǎn)子兩端的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸放入轉(zhuǎn)軸支撐管后轉(zhuǎn)子的自然狀態(tài)為轉(zhuǎn)子的線圈平面在豎直平面內(nèi)，磁體的N極或者S極靠近轉(zhuǎn)子的線圈，轉(zhuǎn)軸支撐管的內(nèi)徑滿足：在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程，轉(zhuǎn)子重心在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸延長(zhǎng)線正上方時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸可以與轉(zhuǎn)軸支撐管不接觸(懸空)，也可以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)軸支撐管接觸。

簡(jiǎn)要分析，在教學(xué)上通常為直觀演示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)原理，轉(zhuǎn)子是由漆包線纏繞一圈或者幾圈(匝數(shù)N，每匝線圈的面積S)構(gòu)成，其質(zhì)量輕，電源供電導(dǎo)線接觸面積小，電流I小，磁力矩M小，為討論方便，簡(jiǎn)化為轉(zhuǎn)子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中獲得最大磁力矩為M＝ISNB。