[發(fā)明專利]全永磁式直流電動機

無效

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• 申請日: 1994-09-19
• 公開（公告）號: CN1119367A
• 公開（公告）日: 1996-03-27
• 發(fā)明（設計）人: 楊仕元
• 申請（專利權）人: 楊仕元
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 南充市專利事務所
• 代理人: 杜應龍

本發(fā)明涉及一種電動機，特別是一種直流電動機。

公知的直流電動機由定子、轉子和換向器構成。定子具有永磁式或勵磁繞組式形成的一對到數(shù)對磁極。磁極形成磁場，轉子電樞通電流在磁場中受電磁力作用而產(chǎn)生轉矩。在轉矩力平衡處，經(jīng)換向器改變電流方向而改變受力方向，保證轉子沿一個方向轉動。換向器通常為一機械結構，由換向片和電刷組成。通常的定子由導磁材料而不是永久磁鋼做成，如磁鋼。結構如圖1所示，包括磁心(1)，極靴(2)和極掌(3)等結構。如果定子的磁極由勵磁線圈激磁，則線圈通常沿著極靴繞制，即線圈的回轉中心垂直于轉子的回轉中心，在同一圓周面上依次呈現(xiàn)S極和N極，每相鄰兩個磁極與轉子之間組成一個閉合磁路，如圖1所示。轉子沿圓周面鑲有若干電樞，電樞同各自的換向片相焊接，當電樞通電流時，在定子磁場中受力嚴生轉矩而轉動。

公知的這種直流電動機，由于采用機械換向器裝置，常處于高速運動狀態(tài)，因而磨損是不可避免的，經(jīng)常要維修。由于轉子電樞和鐵心在定子磁場中轉動，切割磁力線產(chǎn)生反電動勢和交變電流。反電動勢的電流阻礙正向運動，交變電流在轉子鐵心中產(chǎn)生渦流損耗，交變磁場反復磁化轉子鐵心產(chǎn)生磁滯損耗，因而降低了電動機的工作效率，是不易克服的。

本發(fā)明的目的即在于提供一種直流電動機，所述直流電動機能克服公知直流電動機的缺點，具有較高的使用效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案為：所設計的直流電動機具有定子和轉子，定子和轉子之間形成氣隙，定子的磁極極性沿軸向內(nèi)側分布為圓環(huán)形S極和N極，轉子的磁極極性也沿軸向外側分布為圓環(huán)形N極和S極，處于裝配狀態(tài)時，定子和轉子的異名端相對，定子和轉子上都設置有磁力定向裝置。磁力定向裝置將圓環(huán)形向心吸引力轉化為切線力而實現(xiàn)轉動。????

在定子的內(nèi)圓周上分布有至少兩個或兩個以上的磁極，磁極之間由極槽隔開，極槽內(nèi)嵌有磁力定向塊，轉子上也分布有兩個或兩個以上的磁極，磁極之間由V形極槽隔開，在V形極槽內(nèi)也嵌有形狀稍異的磁力定向塊，轉子和定子上的磁力定向塊共同組成電動機的磁力定向裝置。

所述的磁力定向塊由完全抗磁材料做成，例如處于低溫狀態(tài)下的超導材料，如鎘，鈮三鍺(Nb₃Ce)等。

為保證轉子和定子的磁極極性如上述分布，所以轉子的勵磁繞組沿著轉子的軸心繞制，定子和轉子由永磁鐵做成。

按照上述方案，本發(fā)明的直流電動機有別于公知技術的直流電動機。下面結合圖示和實施例對方案進行詳細的說明。

圖1為現(xiàn)有技術的直流電動機的原理圖；

圖2為本發(fā)明方案原理圖的正視圖；

圖3為本發(fā)明方案原理圖的側視圖；

圖4為本發(fā)明方案結構的正視圖；

圖5為實施例之一的正視圖；

圖6為實施例之二的正視圖；

如圖2及圖3所示，本發(fā)明方案的直流電動機，包括定子(4)和轉子(5)。定子由端面呈弧形的馬口磁鐵組成，其材料如釤鈷合金。轉子勵磁線圈沿中心軸線(6)繞制，通電流產(chǎn)生的磁場，加強在轉子磁極上。轉子材料如做永磁鐵的釤鈷合金，還可改用磁致伸縮小的軟鐵磁性材料，如非晶體磁性材料。定子與轉子結合后的磁路如圖2所示，其磁力線如圖中帶箭頭的細線(7)所示的封閉曲線。其一端磁場如圖3，呈圓環(huán)形均勻磁場，當磁場間隙很小時，近似圓環(huán)形勻強磁場。磁場吸引力的方向指向圓心，切線力為零，沒有轉矩。但是再加上一個磁力定向裝置后，其轉動是可能的。

如圖4所示是裝有磁力定向塊的直流電動機，其定子的內(nèi)圓周面分隔成多對磁極(8)，由兩個相鄰磁極之間的矩形極槽(9)隔開，極槽(9)內(nèi)嵌有磁力定向塊(10)，磁力定向塊(10)有一矩形部分及偏向銳角三角形組成，銳角常為1°—10°之間，矩形嵌在矩形極槽(9)中。磁力定向塊在轉子和定子所形成的環(huán)形氣隙中偏向一個方向，如果要求轉子順時針方向旋轉，則磁力定向塊的銳角偏向反時針方向。由于極槽(9)的寬度是一定的，環(huán)形氣隙也很小，所以其銳角三角形不難確定。

在轉子上也有若干個磁極(11)，由V形極槽(12)隔開，V形極槽內(nèi)嵌滿V形磁力定向塊(13)，磁力定向塊與小磁極組成圓滑的圓周面。

當定子的磁極(8)的寬度與極槽(9)的寬度設計為相等，轉子的磁極(11)的邊沿弧長與V極槽(12)的邊沿弧長相等時，定子磁極數(shù)：轉子磁極數(shù)＝2∶3；2∶5；2∶7；……為宜。