[发明专利]无换向器直流电机

说明书

本发明属于直流电机，特别是一种无换向器直流电机。

现有直流电机，采用径向励磁和周向的电枢绕组，异极磁场交替出现，要使电机连续运转，就必须对电枢换向。无论用电刷换向，还是电子无刷换向，换向装置都增加了电机的损耗，限制了电机的安全性、可靠性和使用寿命，使高压、大电流的大容量直流电机难以实现，影响了直流电机的使用。

本发明的目的是设计一种无换向器直流电机，克服直流电机必须换向的不足。

本发明是这样实现的：在外壳上安装轴承支撑轴，轴上固定两端凸出成滚子状极靴、中部凹槽的激磁铁心，在激磁铁心的凹槽中部轴向放置激磁绕组，激磁绕组通过衬套固定在磁轭上，磁轭的两端安置定子铁心，定子铁心上安装放径向的沿周向均匀分布的定子绕组，定子绕组非屏蔽部分位于定子铁心与激磁铁心间的气隙中，屏蔽部分位于定子铁心的槽内孔内。激磁绕组轴向励磁，通过激磁铁心滚子状极靴在气隙中产生沿周向均匀分布的径向单极磁场，作用在定子绕组上产生连续单向的电磁推力，使电机不换向便可连续运转。由于定子绕组非屏蔽部分位于气隙中，屏蔽部分位于定子铁心的槽孔中，定子铁心的磁导率远大于定子绕组，定子铁心对屏蔽部分屏蔽；磁力线只穿过非屏蔽部分，通电后在非屏蔽部分产生单向的连续电磁推力，其反作用力推动电机连续运转。这样直流电机无需换向便可稳定运转，由于没有换向器，直流电机允许使用高电压、大电流，可以做成大容量的电机，运行的安全性、可靠性和使用寿命均得到提高，电机的损耗降低。

本发明结构简单，运行安全可靠，损耗小，使用寿命长，突破了直流电机必须换向的限制，为高电压、大电流的大容量直流电机的实现创造了条件。

下面结合附图作进一步说明：

图1是本发明的纵剖面图，图2是A-A截面图，图3是B-B截面图。

参照图1、图3，轴(1)通过轴承(8)安装在外壳(7)上，轴(1)上通过键固定两端凸出成滚子状极靴，中部凹槽的激磁铁心(6)，激磁铁心的凹槽中部轴向放置着由衬套(9)固定在磁轭(4)上的激磁绕组(5)，磁轭(4)的两端安装定子铁心(3)。激磁绕组(5)轴向励磁，通过由激磁铁心(6)、定子铁心(3)。和磁轭(4)构成的励磁磁路，在定子铁心(3)与激磁铁心(6)间的气隙中产生沿周向均匀分布的径向单极磁场。参照图2，定子绕组(2)径向放置，沿周向均匀分布，绕组元件平面过轴线，通过周向的导线连接。定子绕组(2)非屏蔽部分位于定子铁心(3)与激磁铁心(6)间的气隙中，屏蔽部分在定子铁心(3)的槽孔内。定子铁心(3)由叠片叠成，叠片上除轴向的槽孔外，还有向内开口的径向槽。

本发明在实施时，激磁绕组(5)的外径小于激磁铁心(6)，滚子状极靴的外径，以减少激磁绕组(5)的漏磁。磁轭(4)和激磁铁心(6)均采用整体铁心，以减小励磁路磁阻，且为安装方便，激磁铁心(6)采用两块整体铁心拼接而成。在定子铁心(3)上开一些向内开口的径向槽，增加周向磁阻，避免定子铁心(3)过饱和。在气隙中的定子绕组(2)非屏蔽部分，尽量做得扁平，充分利用气隙的有效面积，且便于固定在定子铁心(3)上。通电时激磁绕组(5 )轴向励磁，通过激磁铁心(6)产生沿周向均匀分布的径向单极磁场，作用在定子绕组(2)上，产生连续的径向单向电磁推力，其反作用力作用在激磁铁心(6)上，使激磁铁心(6)和轴(1)一起转动，从而实现无换向器运转。