專利名稱：無電刷無換向器電機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電機技術領域。
現有的直流電機和交流換向器電機，由于具有換向器和電刷，使之結構顯得比較復雜，工作可靠性較差，需要經常維修，從而使該電機的容量、轉速和電壓都受到一定的限制。
本實用新型的目的是設計一種無電刷無換向器電機，它不僅保持原有電機的特點，而且使之結構比較簡單，運行可靠，不用經常維修，可實現大容量、高轉速、高電壓化。
本實用新型的目的是這樣實現的如
圖1所示，在機座內，軸向排列數部分定子鐵心，每部分定子鐵心上固定有螺繞環形電樞繞組，轉子磁軛上軸向排列數對環形轉子磁極，每對磁極之間的轉子磁軛上套有環形勵磁繞組，勵磁繞組固定在機座上。當勵磁繞組接通直流電源時，電機中的轉子磁軛、轉子磁極、氣隙、定子鐵心和機座構成磁回路，如圖1虛線所示，使氣隙中產生徑向單方向的磁場，當原動機拖動轉子旋轉時，定子鐵心內圓上的電樞繞組元件在氣隙中切割磁場，在元件兩端感應出極性不變的電動勢，與定子鐵心外圓上的繞組元件構成回路，便在電樞繞組兩端輸出直流電壓，達到取消換向器的目的，由于勵磁繞組和電樞繞組都固定在定子上，其引線可與外電路直接連接，達到取消電刷的目的。
電機是可逆的，交直流通用的。當勵磁繞組和電樞繞組同時通入直流電流時，電樞繞組和轉子磁極通過氣隙磁場相互作用，使轉子輸出電磁轉矩帶動負載轉動。當勵磁繞組通入交流電流時，電機磁路中便有交變磁場，當原動機拖動轉子旋轉時，電樞繞組切割氣隙中的交變磁場，感應出交變電動勢。當勵磁繞組和電樞繞組同時通入交流電流時，氣隙中的交變磁場隨著電樞繞組電流的改變同時改變方向，使轉子產生方向不變的電磁轉矩，使電機連續旋轉，當電樞繞組為螺線管形線圈時。線圈平面與轉子垂直，使轉子產生軸向電磁力矩，帶動負載軸向運動，達到了取消換向器和電刷的目的。
由于采用上述方案，不僅保持了原有電機的特點，同時又減少了火花的干擾，擴大了容量，提高了轉速和電壓的限制。可設計成旋轉型或直線型交直流電機或交直流通用電機，還可設計成交直流變壓機。僅取消了換向器及電刷，使之結構簡單，不用經常維修，工作更可靠。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是第一個實施例無電刷無換向器旋轉型電機的剖面構造圖。
圖中，定子部分1.機座 2.3.定子鐵心 4.5.電樞繞組 9.勵磁繞組 10.繞組支架轉子部分6.7.轉子磁極 8.轉子磁軛。此外有11.端蓋、轉軸、軸承等部件。
圖2是第二個實施例無電刷無換向器直線型電動機的剖面構造圖。
圖中定子部分1.機座轉子部分2.轉子鐵心 3.電樞繞組 4.勵磁繞組 5.轉子磁軛。
圖3是第三個實施例無電刷無換向器直線型發電機的剖面構造圖。
圖中，定子部分1.機座 2.定子鐵心 3.電樞繞組 4.勵磁繞組轉子部分5.轉子。此外有6.端蓋。
圖4是第四個實施例無電刷無換向器環形電機的剖視圖。
圖5是第五個實施例無換向器環形直－－交逆變機的定子部分剖視圖。
圖4、5中，定子部分1.機座 6.定子鐵心 7.定子繞組轉子部分2.轉子鐵心 3.電樞繞組 4.勵磁繞組 5.轉子磁軛。
在圖1所示實施例中，機座(1)是作為電機磁路的組成部分，可用電工鋼制成筒形。定子鐵心(2、3)由硅鋼片迭壓成筒形固定在機座(1)內，鐵心的內外圓上均勻地沖有許多形狀相同的槽。電樞繞組(4、5)按照螺繞環形繞組的方式繞在定子鐵心(2、3)內外圓上的槽中，每個繞組元件就象一個電源。轉子磁極(6、7)和轉子磁軛(8)可采用電工鋼制成整體結構。轉子磁極(6、7)為環形。勵磁繞組(9)套在每對磁極之間的轉子磁軛(8)上，不與轉子接觸，為了防止漏磁，用非磁性材料做成的支架(10)固定在機座(1)上。端蓋(11)裝在機座(1)兩端，為了防止漏磁，用非磁性材料制成，或在機座(1)與端蓋(11)的接觸面墊非磁性墊片。
在圖2所示實施例中，機座(1)是與轉子軸線平行的一種筒形或軸向有開口的筒形體，它是電機磁路的組成部分，又作為磁極磁軛用，轉子磁軛(5)上有數部分轉子鐵心(2)，鐵心表面有數道環形齒槽，槽中固定有螺線管形電樞繞組(3)，電樞繞組線圈平面與轉子軸線垂直，勵磁繞組(4)固定在每兩部分轉子鐵心(2)之間的轉子磁軛(5)上。
在圖3所示實施例中，固定在筒形機座(1)上的數部分定子鐵心(2)內表面有數道環形齒槽，槽中固定有螺線管形電樞繞組(3)，繞組線圈平面與轉子(5)軸線垂直。轉子(5)為一直柱體，可軸向滑動，即作為磁極又作為磁軛，勵磁繞組(4)夾在兩定子鐵心(2)之間，套在轉子(5)上，不與轉子(5)接觸，固定在機座(1)上。端蓋(6)裝在機座(1)兩端，為防止漏磁，用非磁性材料制成。
在圖4所示實施例中，是一個由兩對磁極組成的無電刷無換向器環形電機，它與圖2所示的無電刷無換向器直線型電動機的結構基本相同，它只是把定子和轉子變為環形，即使直線運動變為圓周運動。機座(1)為圓筒形體或內圓有開口的筒形環狀體，作為磁極磁軛用。環形轉子鐵心(2)上有數組環形齒槽，槽內繞有螺線管形電樞繞組(3)。勵磁繞組(4)固定在每兩個轉子鐵心之間的環形轉子磁軛(5)上，以致形成數對磁極。為了取消電刷，可使定子為轉動體，轉子為固定體，電機引線可從軸中引出。
在圖4、5所示實施例中，把圖4中機座(1)上裝上如圖5所示的定子鐵心(6)和鼓形定子繞組(9)，就成為無換向器環形直－－交逆變機，圖5中的定子鐵心(6)內圓軸向開有槽，槽中固定有鼓形交流定子繞組(9)，當勵磁繞組(4)和電樞繞組(3)同時通入直流電流時，使定子轉動，定子繞組切割交變磁場，便感應出交流電動勢。
以上實施例中所述五種電機，均具有交直流電通用性能，其電樞繞組可聯接成串聯、并聯或串并聯混合繞組與外電路直接連接，勵磁方法可采用它勵、自勵或串勵，可用永磁體代替勵磁繞組所形成的磁極。
權利要求1.一種無電刷無換向器電機，它主要由定子、轉子兩部分組成，其特征是機座內軸向排列數部分定子鐵心，每部分定子鐵心上固定有螺繞環形電樞繞組，轉子磁軛上，軸向排列數對環形轉子磁極，每對磁極之間的轉子磁軛上套有環形勵磁繞組，勵磁繞組固定在機座上。
2.根據權利要求1所述的電機，其特征是定子為直筒形體或軸向有開口的筒形體，轉子磁軛上軸向排列有數部分轉子鐵心，每部分轉子鐵心上固定有螺線管形電樞繞組，在每兩部分轉子鐵心之間的轉子磁軛上繞有勵磁繞組。
3.根據權利要求1所述的電機，其特征是定子鐵心上固定有螺線管形電樞繞組，轉子為一直柱體。
4.根據權利要求2所述的電機，其特征是定子為圓筒形體或圓周有開口的筒形環狀體，轉子為環形體。
5.根據權利要求4所述的電機，其特征是機座內固定有定子鐵心，定子鐵心上固定有定子繞組。
6.根據權利要求1、2、3、4、5所述的電機，其特征是采用永磁體代替勵磁繞組所形成的磁極。
專利摘要一種無電刷無換向器電機，它是在機座內的數部分定子鐵心上分別裝上電樞繞組，轉子上有數對環形磁極，在每對磁極之間的轉子磁軛上套有勵磁繞組且固定在機座上。工作時，電樞繞組便感應出直(交)流電動勢。可作為交直流通用電機。由于取消了換向器和電刷，可高速、大容量、高電壓化，可在發電、生產機械和電力拖動等方面廣泛應用。
文檔編號H02K57/00GK2164143SQ92208428
公開日1994年5月4日 申請日期1992年4月13日 優先權日1992年4月13日
發明者王玉法 申請人:王玉法