专利名称：永磁直流电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及永磁直流电动机的技术领域。
背景技术：
在有刷永磁直流电动机系列中，迄今为止，普遍采用的结构是这样的，将永磁铁和碳刷组件结合成一体做为定子，将矽钢片线圈绕组结合成一体作为转子，也叫电枢，无论是内转子还是外转子或盘式转子的电机无一例外的都是这种定转子关系。当然定子在外的结构设计也有它的优点，如比较安全，因为转子是在定子的里面，所以转子的转动不会受到外界影响，也不会伤及附近的物体，但是根据有关电机设计理论，电动机的功率与转子的工作半径有关，转子半径愈大，输出功率和扭矩也愈大，所以同等体积的电动机如果采用了转子在里定子在外的结构设计，势必造成其功率下降和扭矩减小，特别对于电动自行车的轮毂电机，其本身最外面的圆周部分就是要求转动的，以便于驱动电动自行车的车轮，对于象这些使用场合的电动机如果还是采用转子在里定子在外的结构设计显得有些得不偿失。虽然有些厂家也采用了一些外转子电动机，其电枢已经在外面了，但是其工作半径小，电枢体积大，电枢本身消耗功率较多，也有采用无刷电机的，其将永磁体置于旋转外转子位置，从而使其工作半径放大到最大，但是一般的无刷电动机需要采用电子式的换向器，如霍尔元件等等，造成其电动机的制造成本上升，对于有刷电动机能否将其的转子设计在外面，也使其工作半径放大到最大，前人尚没尝试。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有背景技术提供一种永磁直流电动机，它将有刷电动机的转子设计在外面，使其工作半径放大到最大，在同等体积下使有刷电动机做到功率大，并且有结构简单、容易制造、成本低优点。
实现本实用新型目的技术方案是这样的该种永磁直流电动机，其包括有定子部分和转子部分，其特征在于电机固定轴通过电机支架固定有呈圆周分布电枢绕组作为定子，定子上设置了复合换向器，同时电机固定轴通过轴承固定有电机外壳，电机外壳里面圆周分布有永磁铁作为转子，电机外壳里还固定设置有将复合换向器上的换向片与馈电环逐片导通的碳刷组件。
上述的复合换向器采用圆柱结构，固定在电机固定轴上的圆柱体表面圆周均匀分布有换向片，换向片之间是绝缘不导通的，同时换向片通过一组连接线与各自的线圈绕组进行连接，在换向片的两侧固定有与电源馈线相连接的馈电环。
上述的复合换向器也可以采用圆盘结构，固定在电机固定轴上的圆盘表面圆周均匀分布有换向片，换向片之间是绝缘不导通的，同时换向片通过一组连接线与各自的线圈绕组进行连接，在换向片的两侧固定有与电源馈线相连接的馈电环。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于因为该有刷电动机的圆周最外部分是转动的，所以特别适合电动自行车轮毂电机的使用场合那样要求电动机圆周最外部分是转动的，并且同等体积下，因为转子工作半径增大，使其工作功率增大，其扭矩也增大，工作效率也提高，采用简单的复合换向器，无需电子换向器，所以结构合理简单，容易制造，成本低，适合在一些要求电动机圆周部分转动的使用场合。
图1永磁直流电动机结构示意图；图2复合换向器的结构剖视图之一；图3复合换向器的结构剖视图之二；图4为图3侧向视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示意，该种永磁直流电动机，其包括定子部分和转子部分，主要部件有电机固定轴1、轴承2、电机外壳3、电机支架4、矽钢片5、永磁铁6、电枢绕组7、碳刷组件8、复合换向器9等主要部件，电机外壳3做成中空的圆桶形，将电机的定子套在里面，电机外壳3的前后端部中心固定有轴承2，通过轴承与电机固定轴1相连接，同时电机外壳3里面圆周均匀分布有永磁铁6，这样电机外壳和其里面的永磁铁构成了转子，它可以在交变磁场的激励下绕电机固定轴进行转动。在电机外壳里面，电机固定轴1上固定有电机支架4，它采用钢板冲压成型而成，电机支架4外圆固定有矽钢片5，矽钢片5上绕有线圈绕组，这样构成了电枢绕组7，电枢绕组7也是呈圆周均匀分布，并固定在电机固定轴1上，它们构成了电机的定子，在这里，定子通过换向器与碳刷之间的作用，使定子的线圈绕组产生交变磁场，来推动转子的转动。各个线圈绕组通过连线与换向片进行连接，这些连接方法与传统的电机是一样的。不过本实用新型的换向器是采用了结构简单的复合换向器9，该复合换向器9固定在电机固定轴1上，同时电机外壳3的里面固定了碳刷组件8，碳刷组件8与复合换向器9上的换向片91进行接触配合，随转子的电机外壳转动，逐片将换向片91进行导通，使定子的线圈绕组产生交变磁场。为了方便生产安装，防止电源线因为转动而缠绕在一起，复合换向器9可以采用圆柱结构，如图2，一塑料圆柱体94固定在电机固定轴1上，其表面圆周均匀分布有换向片91，换向片91之间是绝缘不导通的，同时换向片91通过连接线97与各自的线圈绕组进行连接，有关连接方法参照传统电机的连接方法，同时在换向片91的两侧还固定有馈电环92、93，馈电环92、93分别与电源馈线95、96相连接，换向片91和馈电环92、93都可以采用铜材料做成，其中馈电环92、93是同心同半径，轴向排列，分布在换向片91的两侧，这样使馈电环始终处于电源的正负极，而碳刷组件8的碳刷是180度对称设置，并相互错开一定设计距离，使碳刷将对应换向片91分别与内馈电环或外馈电环进行连通。当然复合换向器9也可以采用圆盘结构，如图3、4，一塑料圆盘98固定在电机固定轴1上，圆盘表面沿圆周均匀分布有换向片91，换向片91之间是绝缘不导通的，同时换向片91通过连接线97与各自的线圈绕组进行连接，有关连接方法参照传统电机的连接方法，在换向片的两侧固定有馈电环92、93，分别与电源馈线95、96相连接，换向片91和馈电环92、93都可以采用铜材料做成，其中馈电环92、93是同心异半径，径向排列，分布在换向片91的内外两侧，这样使馈电环始终处于电源的正负极，而碳刷组件8的碳刷是180度对称设置，相互错开一定设计距离，使碳刷将对应换向片分别与内馈电环或外馈电环进行连通。所以本实用新型所采用的复合换向器，就是将馈电环与普通的换向器结合起来，使馈电环起到电源环的作用，方便地解决了线圈绕组连接线缠绕问题。
永磁直流电动机的工作原理如下当电动机接上电源时，通过转子电机外壳3上碳刷组件8使复合换向器的馈电环92、93分别与对应180度错开的换向片91接触导通，使固定在定子上的对应线圈绕组接上正负电压，使它们产生交变磁场，转子电机外壳里的永磁铁6在交变磁场推动下，而开始转动，从而带动电机外壳3绕电机固定轴1进行转动，而电机外壳3转动又带动碳刷组件8转动，这样碳刷将复合换向器9上的馈电环92、93与对应的换向片91逐片接触导通，依次将使固定在定子上的对应线圈绕组接上正负电压，使它们产生交变磁场，转子电机外壳3里的永磁铁6在交变磁场推动下，不断地进行转动，就产生了电机外壳转子连续转动现象。
权利要求1.一种永磁直流电动机，其包括有定子部分和转子部分，其特征在于电机固定轴(1)通过电机支架(4)固定有呈圆周分布电枢绕组(7)作为定子，定子上设置了复合换向器(9)，同时电机固定轴(1)通过轴承(2)固定有电机外壳(3)，电机外壳(3)里面圆周分布有永磁铁(6)作为转子，电机外壳(3)里还固定有将复合换向器上的换向片(91)与馈电环(92、93)逐片导通的碳刷组件(8)。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于所述的复合换向器(9)采用圆柱结构，固定在电机固定轴上的圆柱体(94)表面圆周均匀分布有换向片(91)，换向片(91)之间是绝缘不导通的，同时换向片(91)通过一组连接线(97)与各自的线圈绕组进行连接，在换向片的两侧固定有与电源馈线(95、96)相连接的馈电环(92、93)。
3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于所述的复合换向器(9)采用圆盘结构，固定在电机固定轴上的圆盘(98)表面圆周均匀分布有换向片(91)，换向片之间是绝缘不导通的，同时换向片(91)通过一组连接线(97)与各自的线圈绕组进行连接，在换向片的两侧固定有与电源馈线(95、96)相连接的馈电环(92、93)。
4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于所述的电枢绕组(7)是通过电机支架外圆矽钢片(5)上固定线圈绕组而构成的，并呈圆周均匀分布。
5.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于所述的永磁铁(6)是呈圆周均匀分布，碳刷组件(8)是固定在做为转子的电机外壳(3)内。
6.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于所述的电机外壳(3)做成中空的圆桶形，在端部中心固定有与电机固定轴进行配合的轴承(2)。
专利摘要本实用新型涉及永磁直流电动机技术领域。该种永磁直流电动机，其包括有定子部分和转子部分，其特征在于电机固定轴通过电机支架固定有呈圆周分布电枢绕组作为定子，定子上设置了复合换向器，同时电机固定轴通过轴承固定有电机外壳，电机外壳里面圆周分布有永磁铁作为转子，电机外壳里设置有将复合换向器上的换向片与馈电环逐片导通的碳刷组件。它特别适合象电动自行车轮毂电机的使用场合那样要求电机圆周最外部分是转动的，同时在同等体积下做到功率大，并且有结构简单、容易制造、成本低优点。
文档编号H01R39/04GK2620422SQ0322847
公开日2004年6月9日 申请日期2003年1月27日 优先权日2003年1月27日
发明者周宝成 申请人:周宝成