[发明专利]永磁体组合磁极换向直流电动机

说明书

技术领域

直流电动机，发电机属于电机领域。

背景技术

现实的直流电动机以两极电机为例：主磁极是由铁芯励磁绕组通以直流电构成，有的直流电动机用永磁作为主磁极固定在机座内表面上，转子电铁芯，绕组线圈，转子轴上固定安装有换向器与绕组线圈链接经安放在机座上的碳刷引入外供电流经换向器流入转子绕组线圈，转子旋转时转子绕组线圈不断切割气隙磁场的磁力线，使转子绕组产生了感应电动势，这个电动势在直流电动机中称为反电动势，与外供电压方向相反，阻碍电流流入转子绕组，增大外供电动率。

发明内容

要解决的问题是直流电动机旋转时产生的感应反电动势，为解决这个问题设计一种由多个圆柱形永磁体组合成N.S磁极，安放在定子铁芯内侧，转子铁芯槽内嵌放绕组线圈，转子轴上固定安装两个集电环与转子绕组线圈链接经碳刷引入外供电构成转子磁极，在转子轴上还固定安装了机械换向机构，转子旋转时固定在转子轴上的换向机构分别对N.S极的圆柱形永磁体逐个换向180度依次进行，随着转子的旋转定子圆柱形永磁体在不断换向，这样使转子磁极和定子磁极始终保持相对作用力的角度不变，转子绕组线圈电流方向不变，转子铁芯和绕组线圈内磁通没有变化因此不产生感应电动势，从而节省外供电功率。

永磁体组合磁极换向全永磁磁动机

同一个技术构思的第二项发明是一种全永磁磁动机。定子铁芯内侧安放多个圆柱形永磁体组合成N.S极，转子铁芯表面固定安装两块瓦形永磁体，构成转子N.S磁极转子轴上固定安装了换向机构，转子旋转时固定安装在轴上的换向机构分别对N.S极圆柱永磁体逐个换向180度依次进行，随着转子的旋转定子圆柱形永磁体在不断换向，这样使转子磁极和定子磁极始终保持相对作用力的角度不变，有益效果是磁能转换为机械能。

永磁体组合磁极换向交流发电机

以同一个技术构思的第三项发明是一种由多个圆柱形永磁体组合成N.S磁极作为发电机的励磁磁极，发电机定子是由两个铁芯组成内侧铁芯和外侧铁芯，外侧铁芯槽内嵌放电枢绕组线圈，圆柱形永磁体安放定子齿表面与内侧铁芯之间，两个铁芯由定子铁芯两端端板固定为一体，端板上面钻有圆孔安放在轴承或瓦套圆柱形永磁体两端安放在轴承或瓦套内可自由转动，发电机发电是由原动机轴上安装的换向机构与发电机的圆柱形永磁体一端的换向轮组相配合原动机旋转时换向机构拖动换向轮逐个对N.S磁极圆柱形永磁体换向180度依次进行，这样使发电机定子铁芯绕组线圈的磁通不断变化，不断切割磁力线使绕组产生了感应电动势对外输出电能。原动机旋转时同时只有N.S磁极各一个圆柱形永磁体换向时产生反作用力，其余多数圆柱形永磁体一端的换向轮与换向机构之间的滚动摩擦力，这样节省原动机的机械功率。

附图说明

图1.永磁体组合磁极换向直流电动机原理示意图。

图2.永磁体组合磁极换向全永磁磁动机原理示意图。

图3.永磁体组合磁极换向交流发电机原理示意图。

图4.换向机构，换向原理示意图。

实施方式

图1，图2，图3，的定子结构相同用硅钢片叠压而成，定子两端各有一个端板用非磁性金属材料制成，有足够的机械强度，用途是把定子铁芯1，3整合为一体，两端板钻有与圆柱形永磁数量相同的圆孔嵌放瓦套或轴承用来安放圆柱形永磁体2.定子铁芯括弧型孔与圆柱形永磁体留有间隙，一般为0.1-0.5毫米，圆柱形永磁体的长度超出定子铁芯的部分用非磁性金属材料固定链接，每个圆柱形永磁体的一端固定安装换向轮。

图1转子4的转轴一端安装两个集电环与转子绕组线圈5链接，外供电压经碳刷集电环引入转子绕组线圈构成转子磁极。

图2转子铁芯4表面固定安装2个瓦形永磁体构成转子磁极5，转轴固定安装换向机构。

图3发电机由原动机拖动发电，原动机转轴上固定安装换向机构与发电机中的圆柱形永磁体2一端的换向轮相配合，电枢绕组线圈4嵌放定子槽5内对外输出电能。

图4换向机构1，四脚换向轮2的每只脚都安放瓦轴或轴承可自电转动，四脚换向轮固定安装在圆柱形永磁体的一端，换向机构3，换向四脚轮4，换向180度后在换向机构内表面定位。