专利名称：电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械制造领域，尤其涉及一种具有新型结构且节能的电 动机。
背景技术：
随着目前工业化进程的快速发展，对能源的需求日益加大，电动机作 为现有普及应用最为广泛的动力设备，如何降低电动机的工作能耗成为亟 待解决的重要问题，因此研制一种具有节能功能的电动机已经成为业界的 重要课题。
电动机的种类繁多，依照不同的用途，其设计结构也不尽相同。其中， 励磁电动机是应用较为普遍的电动机种，其主要结构是通过圓周设置在电 动机内的若千个绕组线圈所组成的定子和转子之间形成旋转磁场，使转子 产生旋转运动。而励磁电动机的旋转磁场所消耗的功率就是圆周布局的绕 组的电耗，现有励磁电动机绕组设置结构复杂，且电耗较大，不能有效地 达到节能的目的。因此如何降低绕组功率成为实现励磁电动机节能的关键 技术。
实用新型内容
本实用新型提供一种电动机，用以解决现有技术中电动机能耗大的缺陷， 通过降低圆周绕组的功率，实现电动机节能的目的。
本实用新型提供一种电动机，包括同轴设置的电动机外壳和设置在所 述电动机外壳内的第一转筒和第二转筒，所述第一转筒和所述第二转筒串行 设置，电动机的转轴穿过所述第一转筒和所述第二转筒的轴芯并带动所述第
4一转筒和所述第二转筒一同旋转；所述第一转筒的外壁上以所述转轴为中心 对称设置四组永久》兹4失组，每组永久^兹4失组包括两个永久i兹4失，相对的两组 永久磁铁组的中心和所述转轴所在平面为第一平面；在所述电动机外壳的内 壁与所述永久》兹铁组对应的位置上设置有四个绕有线圈的"U"型电^f兹铁，且 所述四个"U"型电^f兹铁同方向倾斜设置，使得与形成所述第一平面的两组永 久-兹铁组相对应的"U"型电》兹铁的中心线与所述第一平面不平行；所述电动 机外壳的内壁上还设置有通过光电耦合器触发为所述"U，，型电磁铁供电的供 电装置；所述第二转筒的边缘沿所述转轴方向向外设置有以所述转轴为中心 对称设置的四个用于触发所述光电耦合器使所述供电装置产生输出电流的遮 挡条。
所述"U"型电^f兹铁的两个立柱^磁芯的端部设置为与所述永久,兹铁组中两 个永久磁铁的圓周外表面相匹配的倾斜凹槽结构；所述供电装置包括所述光 电耦合器和一个用于将所述光电耦合器传输的电流进行放大处理的控制模 块，所述控制模块与所述四个"U，，型电磁铁上的线圈电连接；所述供电装置
的控制模块，所述四个控制模块分别与所述四个"U"型电》兹铁上的线圈电连 接；所述四个"U"型电^H失同方向倾斜设置，使得与形成所述第一平面的两 组永久磁铁组相对应的"U"型电磁铁的中心线与所述第一平面不平行具体为 与形成所述第一平面的两组永久磁铁组相对应的"U"型电磁铁的中心线与所 述第一平面的夹角为15。 45。；所述"U"型电》兹:铁的立柱f兹芯的端部与所述 永久磁铁的圆周外表面之间的距离为l~2mm。
本实用新型提供的电动机在通电的情况下通过倾斜设置的"U"型电磁 铁对永久磁铁施加推力，在无电流通过的情况下利用磁铁间异性相吸的特性 应用"U"型电磁铁对永久磁铁进行吸引，对"U"型电磁铁进行间断式供电， 利用电动机转子的自然运动规律维持转子的机械运动，由于间断式供电降低 了整个电动机的功耗，通过提高电动机的自然功率因数实现励磁电动机节能的目的。
图1为本实用新型电动机结构剖面示意图； 图2为图1中A-A方向结构剖面示意图； 图3为本实用新型电动机工作原理示意图； 附图标记il明
l一电动机外壳；
3— "U"型电磁铁;
4— 永久》兹铁； 51—遮挡条； 7—控制模块；
2—第一转筒； 31—立柱》兹芯的端部；
5— 第二转筒；
6— 光电耦合器； 8—转轴。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型实施例的技术方案。 图1为本实用新型电动机结构剖面示意图，图2为图1中A-A方向结构 剖面示意图，如图1和图2所示，电动机的总体结构包括呈圓筒状的电动机 外壳1和设置在电动机外壳1内的第一转筒2和第二转筒5,其中均呈圓筒 状结构的电动机外壳1、第一转筒2和第二转筒5是同轴设置的，也就是说 三个圆筒结构的横截面所在圆周共同以转轴8为圆心；第一转筒2和第二转 筒5是串行设置的，电动机的转轴8穿过第一转筒2和第二转筒5的轴芯并 带动第一转筒2和第二转筒5 —同沿V方向旋转；第一转筒2的外壁上设置 有四组永久磁铁组，且四组永久磁铁组是以转轴8为中心对称设置在第一转 筒2的外壁上的，也就是说两组相对的永久磁铁组中心之间的连线是相互垂 直的；每组永久磁铁组包括两个的永久磁铁4，在永久磁铁4的磁芯上形成 电动机的转子；在电动机外壳1的内壁与永久磁铁组对应的位置上设置有四个的"U"型电^兹铁3,该四个"U"型电i兹铁3也是以转轴8为中心对称设 置在电动机外壳1的内壁上将内壁分成四等份，在"U"型电磁铁3的立柱磁 芯上绕设有绕组线圈形成电动机的定子。
图3为本实用新型电动机工作原理示意图，为了保证电动机在工作的过 程中电动机定子能够有效地推动电动机转子进行旋转，本实用新型实施例中 将电动机中转子设置成特殊结构，即相对的两组永久^F兹铁组的中心和转轴8 所在平面确定为第一平面，四个"U"型电磁铁3同方向倾斜设置，使得与形 成第一平面M的两组永久磁铁组相对应的"U"型电磁铁3的中心线与第一平 面不平行，具体为四个均匀设置的"U，，型电》兹4失3中相对的两个"U"型电 磁铁的开口方向不采用正对的设置方式，而是将"U"型电磁铁3在电动机的 内壁上倾斜设置，具体如图3中所示，图中横向设置的两组永久磁铁组的中 心与转轴8所在的平面为第一平面M,使得与形成第一平面M的两组永久磁 铁组相对应的"U"型电磁铁3的中心线C与第一平面M之间不平行即具有一 定的夹角ot,例如通过试验表明将夹角oc设置在15°~45°的范围内具有较佳效 果。如此结构设置是避免当中心线C与第一平面M平行的时候，"U，，型电磁 铁3对永久磁铁组中的永久磁铁4施加推力时，两个力相互抵消而转子不发 生旋转电动机无法工作；将中心线C与第一平面M之间设置成一定角度，可 以使得"U"型电磁铁3对永久磁铁4施加的推力F的方向不是指向转轴8而 是沿第一转筒2的切线方向，进一步地，四个"U，，型电磁铁3依次同向设置 即其均向同一个方向倾斜，这样四个"U，，型电磁铁3对永久磁铁4施加的推 力F不会彼此抵消，而是会各沿第一转筒2的切线方向推动第一转筒2沿V 方向錄L转。
再如图l所示的电动机结构中，在电动机的内壁上还设置有通过光电耦 合器6触发为"U"型电磁铁3供电的供电装置，光电耦合器6为供电装置中 的一个功能部件；另外与第一转筒2还串联有第二转筒5，且第二转筒5与 第一转筒2可随同一转轴8旋转；第二转筒5上边缘沿转轴8方向向外设置有以转轴8为中心对称设置的四个用于触发光电耦合器6使供电装置产生输 出电流的遮挡条51;电动机结构中，第二转筒5上的遮挡条51随第二转筒5 旋转时能够触发光电耦合器6产生电流，并通过包括光电耦合器6的供电装 置将电流传输给各"U，，型电磁铁3使其带电产生磁场推动永久磁铁4旋转。 供电装置具体包括光电耦合器6和控制模块7,控制模块7分别与光电耦合 器6和"U"型电磁铁3连接，负责将所述光电耦合器传输的电流进行放大处 理，然后将放大电流输出给各个"U"型电磁铁3使其带电产生磁场。
为了更加有效地推动电动机转子旋转，本实用新型对"U"型电磁铁的两 个立柱磁芯的端部进行了特殊的设置，具体如图2所示，在"U"型电磁铁的 立柱磁芯与永久磁铁配合的放大示意图中可知，将"U"型电磁铁的立柱磁芯 的端部3H殳置为与永久磁铁组中两个永久磁铁4的弧形外表面相匹配的倾斜 凹槽结构，也就是说为了增大"U"型电磁铁的立柱磁芯的端部31与永久磁 铁4的接触面积，立柱磁芯的端部31也设置成凹槽结构，再进一步地，由于 要通过立柱;兹芯的端部31沿第一转筒2的切线方向推动永久^f兹铁4，因此将 立柱磁芯的端部31的凹槽结构进一步设置成倾斜式的不规则凹槽结构，该特 殊结构不但能够通过增大接触面积增大作用力，而且能够更利于立柱磁芯的 端部与永久磁铁的结构匹配适应于第一转筒2的旋转， 一般将立柱磁芯的端 部3与永久;兹铁4之间的距离设置在l~2mm为宜。
基于上述电动机结构对电动机的工作过程进行详细描述如下在电动机 没有通电进行工作的初始状态下，"U"型电磁铁3与永久磁铁4处于相互紧 密贴合状态，即"U"型电磁铁3的两个立柱,兹芯分别对应于一组永久磁铁组 中的两个永久磁铁4,且此时第二转筒5上的遮挡条51正好处于光电耦合器 6的光发射触头和光接收触头中间，对两触头之间的光线进行遮挡，由于光 电耦合器6被遮挡条51遮挡处于给电准备状态，只要外部单元接通即可在光 电耦合器6中产生电流并输出给控制模块7。当外部电源接通时，光电耦合 器6由于受到遮挡条51的遮挡，光接收触头不能接收到光发射触头发射的光线，因此将通过光电耦合器6中的驱动电路产生电流，电流输出给控制模块 7后，通过控制模块7对接收到的较为微弱的电流信号进行放大处理，使得 输出给"U"型电磁铁3的电流满足需求，将经过放大的电流输出给"U"型 电磁铁3后，"U"型电磁铁3的绕组线圈上通有电流使得"U"型电磁铁3 产生磁场，由于同性相斥之原理促使"U"型电磁铁3推动永久磁铁4旋转， 第一转筒2随即旋转并通过转轴8带动第二转筒5同向同速旋转，由于第二 转筒5发生转动因此最初遮挡光电耦合器6的遮挡条51转过遮挡位置，这样 光电耦合器6的光发射触头和光接收触头中间无遮挡条遮挡，驱动电路的开 关打开光电耦合器6中无输出电流给控制模块7，因此"U"型电磁铁3中也 无电流通过磁场消失，"U"型电磁铁3对永久,兹铁4的推力消失随即因异性 相吸之原理，沿旋转方向V的临近的"U"型电》兹铁3将吸引转动过来的永久 磁铁4，维持第一转筒2的旋转状态；随着第一转筒2和第二转筒5的继续 旋转，第二转筒5上的下一个遮挡条51再次遮挡光电耦合器6使得光电耦合 器6再次向控制模块7输出电流，进一步使得"U，，型电磁铁3再次通电产生 磁场，推动永久磁铁4继续旋转，之后的接续过程与以上过程相同，通过遮 挡条对光电耦合器的间断式遮挡，使得"U"型电磁铁上产生间断的电流生成 间断的磁场对永久磁铁施加间断的推力，依次重复以上动作维持电动机转子 的机械运动。当然本实用新型中第二转筒上的遮挡条也可以采用其它设计方 式，只要起到遮挡光电耦合器的目的即可。
在以上实施例中，电动机的供电装置中可以仅包括一个控制模块7，该 控制模块7上设置四个控制输出接口分别与四个"U"型电磁铁3上的线圈电 连接；当然也可以在供电装置中设置四个控制模块7，同时接收光电耦合器 传输过来的电流并分别发送给对应电连接的四个"U"型电磁铁3上的线圈。
电动机的功率因数有两种，包括自然功率因数和总功率因数，自然功率 因数是设备本身固有的功率因数，本实用新型提供的电动机在通电的情况下 通过倾斜设置的"U"型电》兹铁对永久磁铁施加推力，在无电流通过的情况下，
9利用磁铁间异性相吸的特性应用"u"型电磁铁对永久磁铁进行吸引，对"u" 型电磁铁进行间断式供电，利用电动机转子的自然运动规律维持转子的机械 运动，由于间断式供电降低了整个电动机的功耗，通过提高电动机的自然功 率因数实现励磁电动机节能的目的。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非 对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的 普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行 修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不 使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1、一种电动机，其特征在于包括同轴设置的电动机外壳和设置在所述电动机外壳内的第一转筒和第二转筒，所述第一转筒和所述第二转筒串行设置，电动机的转轴穿过所述第一转筒和所述第二转筒的轴芯并带动所述第一转筒和所述第二转筒一同旋转；所述第一转筒的外壁上以所述转轴为中心对称设置四组永久磁铁组，每组永久磁铁组包括两个永久磁铁，相对的两组永久磁铁组的中心和所述转轴所在平面为第一平面；在所述电动机外壳的内壁与所述永久磁铁组对应的位置上设置有四个绕有线圈的“U”型电磁铁，且所述四个“U”型电磁铁同方向倾斜设置，使得与形成所述第一平面的两组永久磁铁组相对应的“U”型电磁铁的中心线与所述第一平面不平行；所述电动机外壳的内壁上还设置有通过光电耦合器触发为所述“U”型电磁铁供电的供电装置；所述第二转筒的边缘沿所述转轴方向向外设置有以所述转轴为中心对称设置的四个用于触发所述光电耦合器使所述供电装置产生输出电流的遮挡条。
2、 根据权利要求1所述的电动机，其特征在于所述"U"型电磁铁的两 个立柱磁芯的端部设置为与所述永久磁铁组中两个永久磁铁的圓周外表面相 匹配的倾斜凹槽结构。
3、 根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于所述供电装置包括所 述光电耦合器和一个用于将所述光电耦合器传输的电流进行放大处理的控制 模块，所述控制模块与所述四个"U"型电磁铁上的线圏电连接。
4、 根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于所述供电装置包括所 述光电耦合器和四个用于将所述光电耦合器发送的电流进行放大处理的控制 模块，所述四个控制模块分别与所述四个"U"型电磁铁上的线圏电连接。
5、 根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于所述四个"U"型电 磁铁同方向倾斜设置，使得与形成所述第一平面的两组永久磁铁组相对应的"U"型电磁铁的中心线与所述第一平面不平行具体为与形成所述第一平面的两组永久,兹4^组相对应的"U"型电,兹4^的中心线与所述第一平面的夹角为 15。 45。。
6、根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于所述"U"型电磁铁 的立柱磁芯的端部与所述永久磁4失的圓周外表面之间的距离为1 2mm。
专利摘要本实用新型提供一种电动机，电动机的内壁上对称设置有四个“U”型电磁铁，在第一转筒的外壁上对称设置四组永久磁铁组，在通电的情况下通过倾斜设置的“U”型电磁铁对永久磁铁施加推力，在无电流通过的情况下，利用磁铁间异性相吸的特性应用“U”型电磁铁对永久磁铁进行吸引，对“U”型电磁铁进行间断式供电，利用电动机转子的自然运动规律维持转子的机械运动，由于间断式供电降低了整个电动机的功耗，通过提高电动机的自然功率因数实现励磁电动机节能的目的。
文档编号H02K25/00GK201278489SQ20082012240
公开日2009年7月22日 申请日期2008年9月2日 优先权日2008年9月2日
发明者张树忠 申请人:张树忠