[发明专利]永磁直流电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机，具体地说是一种永磁直流电动机。

背景技术

单相电动机由单相电源供电，使用方便，广泛应用于家用电器、电动工具和医疗器械中。但由于电动机本身的结构原因，使得电动机的体积较大，效率较低——小功率电动机的效率一般在40%左右，中型电动机的效率一般在60%左右。

近年来，人们用永磁体制作的震荡启动单相永磁同步电动机，虽然其效率有所提高，但所采用的是U型铁芯，体积笨重，所以只能用在小功率电动机上。 

永磁直流电动机具有结构简单、体积小、重量轻、运行可靠等优点，广泛应用在电动工具、医疗器械和电动车辆上，但永磁直流电动机由于自身结构原因和换向器的损耗等，其效率也只能达到80%左右。永磁无刷直流电动机，只是用电子换向器取代了直流电动机的换向器，其效率也没有明显提高。

发明内容

本发明的目的就是提供一种永磁直流电动机，以消除电动机的反向电压，进一步提高电动机的工作效率。

本发明是这样实现的：一种永磁直流电动机，在底座上固定有固定轴和圆筒状的定子铁芯，在所述固定轴上转动连接有前挡板和后挡板，在所述前挡板与所述后挡板之间接有圆筒状转子内铁芯，在所述前挡板上接有圆筒状的转子外铁芯，所述转子内铁芯和所述转子外铁芯分置于所述定子铁芯的内、外侧；所述定子铁芯沿圆周分为4n（n为1、2、3……，下同）段，在每段定子铁芯上绕接一个内层定子绕组和一个匝数相同、绕向相反的外层定子绕组，各段上的所述定子绕组沿圆周按“内层－外层－内层”和“外层－内层－外层”的两种交错顺序分组连接成A、B两组定子线圈，每组定子线圈中的相邻定子绕组的绕向相反；在所述转子外铁芯上沿圆周均布有2n个转子外磁铁，在所述转子内铁芯上沿圆周均布有2n个与所述转子外磁铁按同极性相对方式设置的转子内磁铁。

所述A、B两组定子线圈的外接抽头分别通过转向控制开关接线圈电流通断控制电路。

在所述底座上装有槽型光控开关，在所述转子外铁芯上均布有2n个遮光挡板，所述遮光挡板从所述槽型光控开关的槽口中通过；所述槽型光控开关接永磁体位置检测电路。

本发明永磁直流电动机的突出特点，就是将传统的单层绕制的单组定子线圈改变成为反向双层绕制、交叉配组、分别连接所组成的双定子线圈的新结构，这样，在定子铁芯上就可以形成两组结构相同的定子线圈，并且，在两组定子线圈中交替不间断地通入直流电流的情况下，尽管送入每组定子线圈中的是方向不变的断续的直流电流，但在定子铁芯上实际上形成的却是一个磁场大小不发生变化的旋转磁场，这个旋转磁场作用于转子铁芯上，传统的、在定子铁芯或转子铁芯中抵抗磁场大小波动变化的反向电动势（或称“反向电压”）也就不复存在了，所以，电动机外部的输入功率就几乎全部成为推动转子旋转做功的动力，而基本消除了在克服反向电动势上所耗用的动力，本发明电动机的工作效率也就因此而有了一个明显的提高，形成了一种可以消除反向电动势的高效永磁直流电动机。本发明的关键就在于此。

本发明还可以这样实现：一种永磁直流电动机，在固定轴上固定有轮式定子铁芯，转动连接在所述固定轴上的左转子铁芯和右转子铁芯分别位于所述定子铁芯的左、右两侧；所述定子铁芯沿圆周分为4n段，在每段定子铁芯上绕接一个内层定子绕组和一个匝数相同、绕向相反的外层定子绕组，各段上的所述定子绕组沿圆周按“内层－外层－内层”和“外层－内层－外层”的两种交错顺序分组连接成A、B两组定子线圈，每组定子线圈中的相邻定子绕组的绕向相反；在所述左转子铁芯上沿圆周均布有2n个转子左磁铁，在所述右转子铁芯上沿圆周均布有2n个与所述转子左磁铁按同极性相对方式设置的转子右磁铁。

所述A、B两组定子线圈的外接抽头分别从所述固定轴上的中心管孔中引出，通过转向控制开关接线圈电流通断控制电路。

所述左转子铁芯和所述右转子铁芯组成轮壳结构。

在所述定子铁芯的轮沿上装有带槽口的槽型光控开关，在由所述左转子铁芯和所述右转子铁芯组成的轮壳结构中均布有2n个遮光挡板，所述遮光挡板从所述槽型光控开关的槽口中通过；所述槽型光控开关的电引线从所述固定轴上的中心管孔中引出，外接永磁体位置检测电路。